A kén a harmadik periódus hatodik csoportjának eleme periódusos rendszer Mengyelejev. Ezért a kénatom szerkezetét a következőképpen ábrázoljuk:
A kénatom szerkezete azt jelzi, hogy nem fémről van szó, azaz a kénatom egyaránt képes elektronokat fogadni és elektronokat leadni:
15.1. feladat. Készítsen képleteket adott oxidációs állapotú kénatomokat tartalmazó kénvegyületekre!
Egyszerű anyag" kén» - kemény törékeny ásvány sárga, vízben nem oldódik. A természetben a természetes kén és vegyületei egyaránt megtalálhatók: szulfidok, szulfátok. A kén, mint aktív nemfém, könnyen reagál hidrogénnel, oxigénnel és szinte minden fémmel és nemfémmel:
15.2. feladat. Nevezze meg a kapott vegyületeket! Határozza meg, hogy a kén milyen tulajdonságokat (oxidáló vagy redukálószer) mutat ezekben a reakciókban.
A kén, mint tipikus nemfém, lehet oxidálószer és redukálószer is:
Néha ezek a tulajdonságok egy reakcióban jelennek meg:
Mivel az oxidáló atom és a redukáló atom ugyanaz, ezért „hozzáadhatók”, azaz mindkét folyamat megköveteli három kénatom.
15.3. feladat.Állítsa be a fennmaradó együtthatókat ebben az egyenletben.
A kén reakcióba léphet savakkal - erős oxidálószerekkel:
Így a lét aktív nemfém, a kén számos vegyületet képez. Tekintsük a hidrogén-szulfid, a kén-oxidok és származékaik tulajdonságait.
H 2 S - hidrogén-szulfid, erős mérgező gáz csúnya rothadt tojásszaggal. Helyesebb lenne azt mondani, hogy amikor a tojásfehérje megrohad, lebomlik, és hidrogén-szulfid szabadul fel.
15.4. feladat. A kénhidrogénben lévő kénatom oxidációs állapota alapján jósolja meg, hogy ez az atom milyen tulajdonságokat mutat majd a redox reakciókban.
Mivel a hidrogén-szulfid redukálószer (a kénatomnak van legalacsonyabb oxidációs állapot), könnyen oxidálódik. A levegő oxigénje szobahőmérsékleten is oxidálja a hidrogén-szulfidot:
Hidrogén-szulfidos égések:
A hidrogén-szulfid vízben gyengén oldódik, oldata a tulajdonságokat mutatja nagyon gyenge sav (hidrogén-szulfid H2S). Sókat képez szulfidok:
Kérdés. Hogyan juthat hidrogén-szulfidhoz, ha van szulfidja?
A hidrogén-szulfidot laboratóriumokban állítják elő, erősebb szulfidokra hatva (mint H2S) savak, például:
SO 2- szúrós fullasztó szagú kén-dioxid. Mérgező. Vízben oldódik, kénsavat képezve:
Ez a sav közepes erősségű, de nagyon instabil, csak megoldásokban létezik. Ezért, amikor a sóira hat - szulf azt s- más savak kén-dioxidot termelhetnek:
Amikor a kapott oldatot felforraljuk, ez a sav teljesen lebomlik.
15.5. feladat. Határozza meg a kén oxidációs fokát kén-dioxidban, kénsavban, nátrium-szulfitban.
Az oxidációs állapot óta +4 ha a kén köztitermék, az összes felsorolt vegyület lehet oxidálószer és redukálószer is:
Például:
15.6. feladat. A módszerrel rendezze el az együtthatókat ezekben a sémákban elektronikus mérleg. Adja meg, hogy a +4 oxidációs állapotú kénatom milyen tulajdonságokat mutat az egyes reakciókban!
A kén-dioxid redukáló tulajdonságait a gyakorlatban alkalmazzák. Így helyreállításkor néhányan elveszítik a színüket szerves vegyületek Ezért a fehérítésben a IV-es kén-oxidot és a szulfitokat használják. A vízben oldott nátrium-szulfit lassítja a csövek korrózióját, mivel könnyen felszívja a vízből az oxigént, és az oxigén a korrózió „bűnöse”:
Katalizátor jelenlétében oxidálva a kén-dioxid átalakul kénsav-anhidrid SO 3:
Kénsav-anhidrid SO 3- színtelen folyadék, amely hevesen reagál vízzel:
Kénsav H2SO4 - erős sav, ami benne van sűrített A forma aktívan felszívja a nedvességet a levegőből (ezt a tulajdonságot különféle gázok szárításakor használják) és néhány összetett anyagból:
Nézzük a 14. számú feladatokat től OGE opciók 2016-ra.
Problémák a megoldásokkal.
1. számú feladat.
A hidrogén oxidáló tulajdonságokat mutat egy olyan reakcióban, amelynek egyenlete:
1. CuO + H2 = Cu + H2O
2. H2 + Cl2 = 2HCl
3. Ca + H2 = CaH2
4. 2H2 + O2 = 2H2O
Magyarázat:Írjuk fel a hidrogén oxidációs állapotának változását ezekben a reakciókban
1. 0 → +1
2. 0 → +1
3. 0 → -1
4. 0 → +1
A hidrogén csak a 3. reakcióban fogad elektronokat. A helyes válasz a 3.
2. feladat.
A kén az oxidálószer a reakcióban, melynek egyenlete:
1. 2SO2 + O2 = 2SO3
2. 2H2S + 3O2 = 2H2O + 2SO2
3. H2S + Br2 = 2HBr + S
4. 2Al + 3S = Al2S3
Magyarázat: Jegyezzük fel a kén oxidációs állapotának változásait!
1. +4 → +6
2. -2 → +4
3. -2 → 0
4. 0 → -3
A kén csak a 4-es reakcióban fogad elektronokat.
A helyes válasz a 4.
3. feladat.
CO + CuO = Cu + CO2
A redukálószer az
1. Cu +2 réz(II)-oxidban
2. C+2 szén-monoxidban (II)
3. O-2 szén-monoxidban (II)
4. O-2 réz(II)-oxidban
Magyarázat:Írjuk fel, mely elemek atomjai változtatják meg oxidációs állapotukat:
С(+2) -2ē → С(+4)
Сu(+2) +2ē→ Cu(0)
A redukálószer elektronokat ad, ezért a C(+2) redukálószer.
A helyes válasz a 2.
4. feladat.
NO2 + Mg = MgO + N2
1. 4
2. 3
3. 2
4. 1
Magyarázat:írjuk fel az egyenleget
2N(+4) +8ē→ N2(0) oxidálószer
Mg(0) -2ē→ Mg(+2) redukálószer
Az oxidban lévő nitrogén oxidálószer. A képlete előtt 2-es együttható lesz:
2NO2 + 4Mg = 4MgO + N2
A helyes válasz a 3.
5. feladat.
IN kémiai reakció, melynek egyenlete
2KI + SO3 = K2SO3 + I2
az oxidálószer az
1. I‾ kálium-jodidban
2. О²‾ kén-oxidban (VI)
3. K+1 kálium-jodidban
4. S+6 kén-oxidban (VI)
Magyarázat:írjuk fel az egyenleget
2I(-1) -2ē→ I2(0) redukálószer
S(+6) +2ē→ S(+4) oxidálószer
Az oxidálószer elektronokat fogad fel, így a kén(IV)-oxidban lévő S(+6) az oxidálószer.
A helyes válasz a 4.
6. feladat.
A kén oxidálószer a reakcióban:
1. C + 2H2SO4 (tömény) = CO2 + 2SO2 + 2H2O
2. 2KOH + H2S = K2S + 2H2O
3. 2H2SO3 + O2 = 2H2SO4
4. S + O2 = SO2
Magyarázat:Írjuk fel a kén oxidációs állapotának változását az adott reakciókban:
1. +6 → +4
2. -2 → -2
3. +4 → +6
4. 0 → +4
Az oxidálószer a kénnel elektronokat fogad el, ez csak az első reakcióban történik. A helyes válasz az 1.
7. feladat.
A reakcióban a klór a redukálószer
1. Cl2 + 2KBr = 2KCl + Br2
2. 3S + 2KClO3 = 3SO2 + 2KCl
3. 2HClO(konc) = 2HCl + O2
4. Cl2 + F2 = 2ClF
Magyarázat:Írjuk fel a klór oxidációs állapotának változását az adott reakciókban:
1. 0 +2ē→ -1
2. +5 +6ē→ -1
3. +1 +2ē→ -1
4. 0 -2ē→ +1
A redukálószer a reakciókban, a klór csak a negyedik reakcióban ad fel elektronokat. A helyes válasz a 4.
8. feladat.
A foszfor oxidálószer a reakcióban:
1. 4P + 5O2 = 2P2O5
2. 2P + 5Cl2 = 2PCl5
3. 2P + 3Ca = Ca3P2
4. PH3 + 2O2 = H3PO4
Magyarázat:Írjuk fel a foszfor oxidációs állapotának változását az adott reakciókban:
1. 0 -5ē→ +5
2. 0 -5ē→ +5
3. 0 +3ē→ -3
4. -3 -8ē→ +5
Az oxidálószer elektronokat, a foszfor csak a harmadik reakcióban vesz fel elektronokat.
A helyes válasz a 3.
9. számú feladat.
A redox reakció egyenletében
NH3 + O2 = H2O + NO
az oxidáló képlet előtti együttható egyenlő
1. 6
2. 5
3. 4
4. 3
Magyarázat:Írjuk fel ennek a reakciónak az elektron-ion egyensúlyát:
N(-3) -5ē→ N(+2) || 4 - redukálószer
O2(0) +4ē→ 2O(-2) ||5 - oxidálószer
4 NH3+ 5 O2 = 6 H2O+ 4 NEM
Az oxidálószer a formában lévő oxigén egyszerű anyag. A képlete előtti együttható 5. A helyes válasz a 2.
10. feladat.
Az oxigén oxidálószer a reakcióban:
1. 2Cl2 + 2H2O = 4HCl + O2
2. 2KClO3 = 2KCl + 3O2
3. 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O
4. SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2
Magyarázat:Írjuk fel az oxigén oxidációs állapotának változását minden reakcióhoz:
1. -2 -4ē→ 0
2. -2 -4ē→ 0
3. 0 +4ē→ -2
4. -2 -4ē→ 0
A helyes válasz a 3.
Az oxigén csak a harmadik reakcióban fogad elektronokat (oxidálószerként). Van egy másik módja ennek a feladatnak a megoldására: alaposan meg kell nézni a reakciókat, ezek közül három hasonló (1, 2, 4) mindegyikben, termékként egyszerű anyag formájában van oxigén, és ezeknek a reakcióknak a bal oldalán és az anyagokban az oxigén „be van kapcsolva utolsó hely", vagyis van negatív fokozat oxidáció, ami azt jelenti, hogy az oxidációs állapotot -x-ről 0-ra változtatja, azaz elektronokat ad fel. És a harmadik reakcióban az oxigén, éppen ellenkezőleg, egyszerű anyag formájában, a bal oldalon van, ami azt jelenti, hogy nagy valószínűséggel elektronokat fogad el.
Önálló megoldási feladatok.
1. A hidrogén oxidálószer a reakcióban:
1. CuO + H2 = Cu + H2O
2. 2H2 + O2 = 2H2O
3. 2K + 2H2O = 2KOH + H2
4. CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
2. A kén redukálószer a reakcióban:
1. 4Mg + 5H2SO4 = 4MgSO4 + H2S + 2H2O
2. H2S + Cl2 = 2HCl + S
3. 2Al + 3S = Al2S3
4. 2KI + SO3 = K2SO3 + I2
3. A nitrogén oxidálószer a reakcióban:
1. 4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O
2. 2Pb(NO3)2 = 2PbO + 4NO2 + O2
3. 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
4. 2NH3 + 3CuO = 3Cu + N2 + 3H2O
4. A foszfor oxidálószer a reakcióban:
1. 2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3H2O
2. 3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO
3. PCl5 = PCl3 + Cl2
4. 4P + 5O2 = 2P2O5
5. A szulfátionok nem mutathatók ki az oldatban, ha:
1. Bárium-klorid
2. Bárium-karbonát
3. Bárium-hidroxid
4. Bárium-nitrát
6. A karbonátionok kimutatása oldatban ionok segítségével történik:
1. Hidrogén
2. Nátrium
3. Lítium
4. Kálium
7. A vizsgálati oldathoz sav hozzáadásakor gázképződés kvalitatív reakció jele:
1. Szilikátionhoz
2. Foszfátionhoz
3. Szulfátionhoz
4. Karbonátionhoz
8. A fenolftalein oldat színe megváltozik, ha áthalad rajta:
1. Ammónia
2. Hidrogén-szulfid
3. Hidrogén-klorid
4. Szén-dioxid
9. Kénsav-oldat segítségével felismerhet oldatokat:
1. Nátrium-karbonát és kálium-karbonát
2. Bárium-nitrát és bárium-klorid
3. Kálium-szilikát és kálium-klorid
4. Kálium-szulfit és nátrium-szulfit
10. A nátrium-fluorid és a nátrium-foszfát oldatait egy oldat segítségével ismerhetjük fel:
1. Ezüst-nitrát
2. Bárium-nitrát
3. Sósav
4. Bárium-hidroxid
A megadott feladatok az egységes kémia államvizsgára való felkészülés gyűjteményéből származnak, szerzők: Koroscsenko A.S. és Kuptsova A.A.
A kén 16 S elem, mint az oxigén 8 O, benne van fő alcsoport Az elemek periódusos rendszerének VI. csoportja. A kén kémiája azonban jelentősen eltér az oxigén kémiájától. Ennek oka a következő okok:
1. Az oxigéntől eltérően a kén oxidáló és redukáló tulajdonságokkal is rendelkezik.
2. Ellentétben az oxigénnel, amelynek van állandó vegyérték II és az oxidációs állapot a vegyületekben -2, a kén egy elem változó vegyértékés azzal változó mértékű oxidáció.
16 S1 2 2 s 2 2p 6 3 s 2 3p 4
Izotópok: 32S (95,084%); 34S (4,16%); 33 S és 36 S (
Clark-é földkéreg 0,05 tömeg%. Az elhelyezés formái:
1) natív kén (szabad S);
2) S 2-(H 2S és fémszulfidok);
3) S+6 (Ba- és Ca-szulfátok);
4) a fehérjék, vitaminok összetételében.
A kén egy tipikus nemfém, p-elem. Fenntartható S.O. csatlakozásoknál -2, +4, +6.
Megkülönböztető tulajdonsága az erős homoatomikus kötések - S-S-S - kialakításának képessége, amely lineáris és ciklikus láncok létezéséhez vezet.
A kén allotróp módosulatai: rombos - S 8. Szilárd kristályos anyag mono-sárga-e; vízben nem oldódik, szén-diszulfidban, acetonban, benzolban jól oldódik.
Monoklinika - S 8. 95 0 C körüli hőmérsékleten létezik. Eltér a kristályrácsban lévő oktaéderek ortorombikus kölcsönös orientációjától.
Műanyag. Hosszú cikk-cakk láncok.
1. A natív kén kinyerése lelőhelyeiből
2. H 2 S tartalmú földgázok feldolgozása (oxidáció O 2 hiányával).
3. A laboratóriumban a ként SO 2 és H 2 S kölcsönhatásával nyerik vizes oldatban:
SO 2 + 2H 2 S = 3S↓ + 2H 2 O
Normál hőmérsékleten a szilárd fázisú kén enyhén reakcióképes. A kén azonban hevítéskor és különösen olvadt állapotban nagyon reaktív anyagként viselkedik
Egy oktett befejezéséhez külső réteg kénatomok elfogadják a hiányzó 2 elektront és S 2- állapotban ionos ill kovalens kötések hidrogénnel, fémekkel és néhány nemfémmel.
1) A kén közvetlenül egyesül a legtöbb Me-vel (kivéve Pt, Au), szulfidokat képezve. Néhány Me-vel a reakció normál hőmérsékleten megy végbe, például:
S + 2Ag = Ag 2 S
A kén hevítés közben reagál a vassal és sok más Énnel:
S + H 2 = H 2 S hidrogén-szulfid
2S + C = CS 2 szén-diszulfid
3S + 2P = P 2 S 3 foszfor(III)-szulfid
S-4e- = S+4;
S-6e- = S+6
A több EO elemet tartalmazó vegyületekben a kénatomok pozitív töltésű állapotban vannak.
A kén nem lép közvetlen kölcsönhatásba a nitrogénnel és a jóddal.
Gyakorlatilag fontosak a kénvegyületek oxigénnel való reakciói. Normál körülmények között a kén a levegőben ég, és oxigénnel kén-dioxiddá oxidálódik:
Nagyobb mennyiségű SO3 keletkezik a kén vagy SO2 oxigénnel katalizátorok jelenlétében történő oxidációjával:
2S + 3O 2 = 2SO 3 kén-trioxid (kén-oxid (VI)).
A kén közvetlenül egyesül fluorral (normál hőmérsékleten) és klórral (olvadt kén):
S + 3F 2 = SF 6 kén-hexafluorid
2S + Cl 2 = S 2 CI 2 kén-ditiodiklorid
S 2 Cl 2 + Cl 2 = 2SCI 2 kén-diklorid
Az erős oxidálószerek (HNO 3, H 2 SO 4 tömény, K 2 Cr 2 O 7 stb.) a szabad ként SO 2 vagy H 2 SO 4 oxidálják:
S + 2HNO 3 (hígítva) = H 2 SO 4 + 2NO
S + 6HNO 3 (tömény) = H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O
S + 2H 2SO 4 (tömény) = 3SO 2 + 2H 2 O
S + K 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + K 2 SO 4