HALKOGENI ELEMENTI

16 grupa Periodnog sistema elemenata Kiseonik rarr najrasprostranjeniji element na Zemlji

bull 455 mas litosferebull 23 mas (21 vol) atmosferebull 86 mas hidrosfere

Sumpor rarr na 16 mestu po rasprostranjenosti u litosferi (sulfidi disulfidi sulfati prirodnigas nafta) Se i Te rarr retki elementi Po rarr u tragovima radioaktivan

HALKOGENI ELEMENTI

SVOJSTVA

Fizička i hemijska svojstva su veoma različita Granica između metala i nemetala prolazi

između Te i Pobull O i S rarr nemetali izolatoribull Se i Te rarr semimetali poluprovodnicibull Po rarr metal provodnik

HALKOGENI ELEMENTI

Elektronska konfiguracija ns2np4

SVOJSTVA

Za postizanje stabilne elektronske konfiguracije narednog plemenitog gasa potrebna su 2 endashbull lako nastajanje jona E2ndash

bull lako stvaranje dve kovalentne veze Temperature topljenja (tm) i ključanja (tb) rastu u grupi Samo kiseonik gradi dvoatomski molekul O2 sa dvostrukom vezom ostali halkogeni elementi

ne grade višestruke veze Kod sumpora je jako izražena KATENACIJA rarr povezivanje atoma istog elementa u lance

bull Energija jednostruke SndashS veze je veća od energije veze S sa drugim elementima pasu jedinjenja sumpora u kojima su atomi S međusobno povezani veoma stabilna

Kiseonik rarr velika elektronegativnost ( = 35) odmah iza fluorabull samo negativni oksidacioni brojevi

HALKOGENI ELEMENTI

JEDINJENJA

Halkogenovodonici (H2E) rarr oksidacioni broj ndashIIbull Trend porasta tb sa povećanjem molarne mase se menja zbog prisustva

H-veza rarr H2O ima neočekivano visoku tbbull H2O je amfolit vodeni rastvori ostalih H2E rarr slabe kiseline jačina

kiselina raste u nizu H2S lt H2Se lt H2Te Jedinjenja sa oksidacionim brojem IV mogu biti i oksidaciona i redukciona sredstva

(npr SO2) Jedinjenja sa oksidacionim brojem VI su jaka oksidaciona sredstva (npr H2SO4)

Oksidacioni brojevi O rarr ndashII ndashI S rarr ndashII ndashI IV VI

KISEONIK

KISEONIK O2

Elementarni kiseonik postoji u dve alotropske modifikacije (pojava da se element javlja uviše oblika koji se razlikuju po broju atoma ili načinu njihovog vezivanja)

bull O2 (kiseonik ili dioksigen)bull O3 (ozon ili trioksigen)

O2 O3

Kiseonik je nepolaran molekul slabo rastvoran u vodi (ali dovoljno za održavanje života uhidrosferi) U prirodi nastaje u procesu fotosinteze

H2O + CO2 + h O2 + (CH2O)nhlorofil

KISEONIK

KISEONIK O2

Kiseonik je veoma reaktivanbull Reaguje sa skoro svim elementima rarr sagorevanjebull Najčešće nastaju binarna jedinjenja rarr oksidibull U reakciji sa organskim jedinjenjima glavni proizvodi su CO2 i H2O

Laboratorijsko dobijanje O2

Termičkim razlaganjem kalijum-hlorata (u prisustvu katalizatora MnO2)

2KClO3(s) rarr 2KCl(s) + 3O2(g)

KISEONIK

KISEONIK O2

Laboratorijski se dobija i termičkim razlaganjem kalijum-permanganata

KMnO4(s) rarr K2MnO4(s) + MnO2(s) + O2(g)VII ndashII VI IV 0

2Ondash 2endashndashII

O0

Mn+ endashVII

MnVI

1

2

Mn+ 3endashVII

MnIV

1

+ 4endash

2

ndashI ndashII 0

Još jedan način laboratorijskog dobijanja je razlaganje vodonik-peroksida

KISEONIK

KISEONIK O2

H2O2(aq) rarr H2O(l) + O2(g)

1Ondash endashndashI

O0

1O+ endashndashI

OndashII

2

2

Industrijsko dobijanje O2

Frakcionom destilacijom tečnog vazduha

2 2

DISPROPORCIONISANJE

Gas bez boje karakterističnog mirisa (aparati za fotokopiranje laserski štampači) U atmosferi je prisutan u veoma maloj koncentraciji Najveća koncentracija (~10ndash3 vol) je na visini od oko 25 km u stratosferi rarr ozonski

omotačbull Nastaje pod dejstvom UV zračenja (veće energije tj manje talasne dužine λ

lt 240 nm) ili električnog pražnjenja

bull Apsorbuje štetno Sunčevo UV zračenje (manje energije tj veće talasne dužineλ lt 320 nm) što je neophodan uslov za postojanje života na Zemlji

OZON O3

O2 + h rarr 2O

O + O2 rarr O3

(fotoliza)

O3 + h rarr O2 + O

O3 + O rarr 2O2

(apsorpcija UV zračenja)

KISEONIK

Molekul ozona ima ugaonu geometriju (sp2 117o) i savijenu građu

OO O

OO O

Nestabilna supstanca2O3 rarr 3O2 ΔH lt 0

Jedno od najjačih oksidacionih sredstava u kiseloj sredini

O3(g) + 2H+(aq) + 2endash rarr O2(g) + H2O(l) Eө = 208 V

bull zbog čega se koristi kao sredstvo za dezinfekciju (umestohlora za pripremu vode za piće)

Dobija se u ozonizatorima gde se O2 izlaže električnom pražnjenju između dve elektrode

KISEONIK

OZON O3

Najvažnije jedinjenje Veliki broj specifičnih svojstava (oko 70) rarr zbog jakih vodoničnih veza i polarnosti

molekulabull visoka temperatura ključanja i topljenjabull veliki toplotni kapacitet (može da apsorbujeoslobodi veliku količinu toplote a

da se t veoma malo promeni)bull velika entalpija isparavanja (hlađenje isparavanjem sprečava velike promene t)bull povećanje zapremine mržnjenjem (voda je gušća od leda rarr led pluta na vodi)

KISEONIK

VODA

Dobar rastvarač rarr zbog polarnosti molekula i mogućnosti formiranja H-vezabull za jonska i polarna kovalentna jedinjenja

KISEONIK

VODA

Dobar ligand rarr akva-kompleksi Pri kristalizaciji iz vodenog rastvora rarr kristalohidrati (supstance koje sadrže molekule

vode u kristaloj rešetki) Reaguje sa mnogim supstancama rarr reakcije jonizacije i hidrolize Voda sa velikim sadržajem jona (tvrda voda) nije pogodna za pranje piće i industrijsku

upotrebubull Uklanjanje prolazne (karbonatne) tvrdoće vode biće opisano kod zemnoalkalnih

metalabull Uklanjanje stalne (nekarbonatne) tvrdoće vode je komplikovanije vrši se

pomoću jono-izmenjivača rarr dejonizovana voda ili destilacijom rarr destilovanavoda

Većina oksida reaguje sa vodom ili kiselinama i bazama Mnogi se dobijaju dehidratacijom kiselina ili baza rarr anhidridi kiselina ili baza Prema kiselo-baznim svojstvima dele se na

bull baznebull amfoternebull kiselebull neutralne

Bazni oksidibull Anhidridi bazabull Grade ih metali rarr elementi 1 i 2 grupe PSE kao i prelazni metali sa malim

oksidacionim brojevima (I i II) rarr elementi sa malom elektronegativnošćubull Tip veze rarr jonska veza sa velikom razlikom u elektronegativnosti metala i O

Amfoterni oksidibull Anhidridi amfoternih bdquohidroksidardquo ZnO Al2O3 Cr2O3bull Grade ih elementi sa većom elektronegativnošću (15 lt lt 24)

KISEONIK

OKSIDI

KISEONIK

OKSIDI

Kiseli oksidibull Anhidridi kiselinabull Grade ih nemetali kao i prelazni metali sa velikim oksidacionim brojevima

(npr CrO3) Neutralni oksidi

bull Ne reaguju sa vodom niti sa kiselinama i bazamabull Mali broj oksida (CO N2O)

U periodama se svojstva oksidamenjaju od jako baznih do jakokiselih U grupama sa porastom Z opada

kiseli a raste bazni karakter oksida Ako element gradi više oksida sa

porastom oksidacionog broja rastekiseli karakter oksida

Li2O BeONa2O MgO

B2O3 CO2 N2O5

Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Pojava katenacijebull maksimalno dva atoma kiseonika povezana jednostrukom vezombull oksidacioni broj ndashI

Uvijena građa molekulabull rotacija oko OndashO veze je relativno slobodna

Laboratorijski se dobija u reakciji jonske izmene

BaO2(s) + H2SO4(aq) rarr H2O2(aq) + BaSO4(s)

Slaba kiselina rarr

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Nestabilna supstanca rarr u vodenom rastvoru se postepeno razlaže

H2O2(aq) rarr H2O(l) + O2(g)22bull Razlaganje se odigrava relativno sporobull Reakciju drastično ubrzavaju katalizatori MnO2 OHndash joni teških metala

H2O2 + H2O HO2ndash + H3O+

bull Kada se reakcija odigrava u baznoj sredini nalazi se u obliku HO2ndash

H2O2 + 2H+ + 2endash 2H2O Eө = 178 V

Oksidaciono sredstvo

bull u kiseloj sredini

HO2ndash + H2O + 2endash 3OHndash Eө = 088 Vbull u baznoj sredini

= 18middot10ndash12 1aK

O2 + 2H+ + 2endash H2O2 Eө = 070 V

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

U reakciji sa jačim oksidacionim sredstvom ponaša se kao redukciono sredstvo

bull u kiseloj sredini

O2 + H2O + 2endash HO2ndash + OHndash Eө = ndash008 V

Primer

Ondash endashndashI

O0

Mn+ 5endashVII

MnII

5

MnO4ndash + H2O2 + H+ rarr Mn2+ + O2 + H2O

10

2

2 25 5 86OS RS

bull u baznoj sredini

I2 + H2O

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Indash + H2O2 + H+ rarr

Primer

2O+ endashndashI

OndashII

Indash endashndashI

I0

2

2 22RS OS

Koristi se kaobull sredstvo za beljenjebull sredstvo za dezinfekciju

KISEONIK

PEROKSI-JEDINJENJA

Sadrže ndashOndashOndash grupu (O22ndash)

Najvažnije jedinjenje peroksidisumporna kiselina H2S2O8

ndashI

ndashI

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

VI VI

2ndash

S

O

O

S

O O

O

O

O Ondash

ndash

S2O82ndash peroksidisulfat-jon

S2O82ndash + 2endash 2SO4

2ndash

Veoma jako oksidaciono sredstvo

Eө = 201 V

KISEONIK

PEROKSI-JEDINJENJA

Primer

Indash endashndashI

I0

2

I2 + (NH4)2SO4 + K2SO4KI + (NH4)2S2O8 rarr2RS OS

O+ endashndashI

OndashII

2

SVOJSTVA

Čvrsta supstanca žute boje Izražena sposobnost katenacije rarr molekul elementarnog sumpora sadrži veći broj

atoma S povezanih jednostrukim vezamabull postoji više od 20 alotropskih modifikacijabull najčešći tip je S8 (prstenast ciklooktasumpor)

SUMPOR

SUMPOR

SVOJSTVA

SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S

nSSS SS SS Sn

tm = 119 oC 160ndash195 oC gt 195 oC

Pri zagrevanju

bull Iznad 160 oC rarr bdquopolimerizacijardquo raskidanje S8-prstenova i stvaranje dugihuvijenih lanaca viskoznost raste

SUMPOR

SVOJSTVA

bull Iznad 195 oC rarr lanci se ispravljaju i skraćuju viskoznost opadabull Ako se rastopljeni sumpor (t oko 200 oC) naglo ohladi rarr bdquoplastični sumporrdquo koji

se sastoji od dugih lanaca Sn

Nerastvoran u vodi rastvoran u CS2

S8 u CS2

S8 u H2O

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Frašov postupak

Dejstvom anaerobnih bakterija na razne mineralesumpora u blizini nekadašnjih vulkana nastale suprirodne naslage sumpora U naslage sumpora se pod pritiskom ubacuje

pregrejana vodena para (koja topi sumpor) a zatimse uduvava vazduh pod pritiskom (koji istiskujerastop na površinu gde očvršćava) Dobijeni sumpor je veoma čist (gt 995)

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Klausov postupak

bull Kiseonik se dodaje u manjku da ne bi proreagovala celokupna količina H2S

2H2S + SO2 rarr 3S + 2H2Okat

Najviše korišćen (53 svetske proizvodnje) rarr postupak dobijanja sumpora iz prirodnoggasa sa visokim sadržajem H2S I faza rarr H2S se oksiduje kiseonikom iz vazduha

II faza rarr nastali SO2 reaguje sa preostalom količinom H2S

H2S + O2 rarr SO2 + H2O(H2S + frac12O2 rarr S + H2O)

32

PRIMENA

Koristi se zabull proizvodnju H2SO4 (oko 90)bull sintezu različitih organskih i neorganskih jedinjenja

SUMPOR

VODONIK-SULFID H2S

Gas bez boje neprijatnog mirisa veoma otrovan Oksidacioni broj ndashII Laboratorijski se dobija

bull dejstvom jakih kiselina na FeS ili ZnS

bull direktnom sintezom iz elemenata na 600 degC

FeS(s) + 2H+(aq) rarr H2S(g) + Fe2+(aq)

H2S + H2O HSndash + H3O+

HSndash + H2O S2ndash + H3O+

Rastvoran u vodibull nastaje sumporvodonična kiselina (veoma slaba)

= 71middot10ndash15

= 13middot10ndash71aK

2aK

SUMPOR

SULFIDI

Dobijaju sebull direktnom sintezom iz elemenata na povišenoj temperaturi (Hg i Ag reaguju sa

S8 već na sobnoj t)bull dejstvom H2S na rastvore odgovarajućih jona

Rastvorljivost sulfida je veoma različitabull dobro rastvorni rarr (NH4)2S sulfidi alkalnih i zemnoalkalnih metalabull ostali su slabo rastvorni spadaju u najnerastvorljivija jedinjenja sa veoma malim Ks

rastvorni u kiselinama rarr ZnS FeS MnS CoS NiS nerastvorni u kiselinama rarr sulfidi Cu Ag Hg Cd Pb (Ks lt 10ndash20)

S(s) + 2endash S2ndash

Redukciona sredstva

Eө = ndash048 V

SUMPOR

POLISULFIDI

Sadrže ndashSnndash grupu (Sn2ndash)

Oksidacioni broj ndashI Najvažnija jedinjenja disulfidi (S2

2ndash) rarr (NH4)2S2 Na2S2 K2S2 FeS2

S

S

S

S

ndashI

ndashI0

0 ndash

ndash

Tetrasulfid-jon S42ndash

S22ndash + 2H+ rarr H2S(g) + S(s)

Nestabilni su i lako se razlažu u kiseloj sredini (disproporcionišu)

Disulfid-jon S22ndash

S S ndashndash

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

Gas bez boje oštrog mirisa otrovan Oksidacioni broj IV Molekul SO2 ima ugaonu geometriju (sp2 119o) i savijenu građu

SO O

SO O

Dobija se

bull sagorevanjem elementarnog sumporabull sagorevanjem H2S

2H2S(g) + 3O2(g) rarr 2SO2(g) + 2H2O(g)

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

bull rastvor SO2 ima kisela svojstva

SO2(aq) + H2O HSO3ndash + H3O+

HSO3ndash + H2O SO3

2ndash + H3O+ = 10middot10ndash7

= 16middot10ndash21aK

2aK

Rastvoran u vodibull nastaje rastvor bdquosumporaste kiselinerdquo SO2(aq)

SO2(g) + H2O(l) rarr H2SO3 SO2(aq)

SO2 i sulfiti su redukciona sredstva

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 Vbull u kiseloj sredini

SO42ndash + H2O + 2endash SO3

2ndash + 2OHndash Eө = ndash094 Vbull u baznoj sredini Koristi se kao

bull sredstvo za beljenjebull sredstvo za konzervisanje namirnica

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Na 1 mestu svetske proizvodnje (preko 200 miliona tona godišnje) Oksidacioni broj VI Anhidrid sumporne kiseline je sumpor(VI)-oksid SO3

bull čvrsta supstanca niskih tm (17 oC) i tb (44 oC)

SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) Sumporna kiselina je gusta viskozna tečnost U industriji se dobija kontaktnim postupkom

Kontaktni postupak

Sagorevanjem elementarnog sumpora ili prženjem sulfidnih ruda nastaje SO2

S8(s) + 8O2(g) rarr 8SO2(g)

4FeS2(s) + 11O2(g) rarr 2Fe2O3(g) + 8SO2(g)PIRIT

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dalja oksidacija SO2 u SO3 je veoma spora zbog velike energije aktivacijebull koristi se katalizator na bazi V2O5 višak O2 izvodi se na oko 500 oC

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔrH lt 0

H2S2O7(l) + H2O(l) rarr 2H2SO4(l)

SO3(g) + H2SO4(l) rarr H2S2O7(l)

SO3 se zatim uvodi u koncentrovanu H2SO4 i nastaje disumporna kiselina (pirosumpornakiselina oleum pušljiva sumporna kiselina)

Pirosumporna kiselina se zatim razblažuje

bull Komercijalni proizvod je 96 H2SO4

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Tri važna svojstva sumporne kiseline iz kojih proističe njena primena subull jaka kiselina (kisela svojstva)bull jako oksidaciono sredstvo (oksidaciona svojstva)bull veliki afinitet prema vodi (dehidrataciona svojstva)

H2SO4 + H2O HSO4ndash + H3O+

HSO4ndash + H2O SO4

2ndash + H3O+

Kisela svojstva

= 13middot10ndash2

asymp 1031aK

2aK

Soli rarr sulfati hidrogensulfati Većina sulfata je rastvorna u vodi

bull izuzetak su soli Ca2+ Sr2+ Ba2+ Pb2+ Ag+ Hg22+

Primenabull za dobijanje kiselina (HF HCl H3PO4) iz njihovih soli (jača kiselina istiskuje

slabiju)

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 V

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Oksidaciona svojstva

Razblažena sumporna kiselina (1 mol dmndash3 25 oC) nije oksidaciono sredstvo Koncentrovana sumporna kiselina (i na povišenoj temperaturi) je jako oksidaciono

sredstvobull oksiduje i plemenite metale (Cu Ag Hg) i neke nemetale (C S)

Cu + 2H2SO4 rarr CuSO4 + SO2 + 2H2Ot

C + 2H2SO4 rarr CO2 + 2SO2 + 2H2Ot

H2SO4 (koncentrovana) rarr SO2 H2SO4 (razblažena) rarr H2

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dehidrataciona svojstva

K2Cr2O7 + H2SO4 rarr 2CrO3(s) + K2SO4 + H2O

Entalpija hidratacije je izuzetno velika (ΔhidH ltlt 0)bull Dodavanjem vode u kiselinu dolazi do ključanja i prskanja rastvorabull Zato se pri razblaživanju uvek dodaje rastvor kiseline u vodu

Primenabull za dobijanje kiselih oksida iz odgovarajućih kiselina ili njihovih soli

bull sredstvo za sušenje (npr gasova produvavaju se kroz konc H2SO4)

Koncentrovana H2SO4 ugljeniše većinuorganskih jedinjenja

bull iz jedinjenja uklanja H i O uobliku vode a ostaje C

Dehidratacija glukoze do ugljenika koncentrovanom H2SO4

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

Sumpor može da se veže na mesto koje inače zauzima atom kiseonika Najznačajnija jedinjenja su

bull tiosumporna kiselina (H2S2O3) i tiosulfati (S2O32ndash)

bull politionske kiseline (H2S2(S)nO6) rarr tetrationska kiselina (H2S4O6) itetrationati (S4O6

2ndash)

Tiosumporna kiselinaSumporna kiselina

Tiosulfat-jon S2O32ndash

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

0

IV

2ndash

Tetrationat-jon S4O62ndash

0 0V

V

2ndash

SUMPOR

TIOSULFATI

SO32ndash(aq) + S(s) rarr S2O3

2ndash(aq)

Laboratorijski se dobijaju u reakciji sulfita i elementarnog sumpora na povišenoj t

S2O32ndash(aq) + 2H+(aq) rarr S(s) + SO2(g) + H2O(l)

Nestabilni su u kiseloj sredini

Redukciona su sredstvabull sa slabim oksidacionim sredstvima oksiduju se do tetrationat-jona

2S2O32ndash + I2 rarr S4O6

2ndash + 2Indash

1I+ endash0

IndashI

1Sndash endashIV

SV

2

2

S2O32ndash + 4Cl2 + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 8Clndash + 10H+

SUMPOR

TIOSULFATI

bull sa jakim oksidacionim sredstvima oksiduju se do sulfat-jona

S2O32ndash + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 10H+ + 8endash

Cl2 + 2endash rarr 2Clndash 4

Reakcija se koristi za uklanjanje otpadnog hlora (kako ne bidospeo u atmosferu)

SUMPOR

JEDINJENJA SA HALOGENIMA

Najveći broj halogenida sumpor gradi sa fluorombull najznačajniji je SF6

gas velike gustine bez boje i mirisa inertan dobija se direktnom sintezom iz elemenata

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog

HALKOGENI ELEMENTI

Elektronska konfiguracija ns2np4

SVOJSTVA

Za postizanje stabilne elektronske konfiguracije narednog plemenitog gasa potrebna su 2 endashbull lako nastajanje jona E2ndash

bull lako stvaranje dve kovalentne veze Temperature topljenja (tm) i ključanja (tb) rastu u grupi Samo kiseonik gradi dvoatomski molekul O2 sa dvostrukom vezom ostali halkogeni elementi

ne grade višestruke veze Kod sumpora je jako izražena KATENACIJA rarr povezivanje atoma istog elementa u lance

bull Energija jednostruke SndashS veze je veća od energije veze S sa drugim elementima pasu jedinjenja sumpora u kojima su atomi S međusobno povezani veoma stabilna

Kiseonik rarr velika elektronegativnost ( = 35) odmah iza fluorabull samo negativni oksidacioni brojevi

HALKOGENI ELEMENTI

JEDINJENJA

Halkogenovodonici (H2E) rarr oksidacioni broj ndashIIbull Trend porasta tb sa povećanjem molarne mase se menja zbog prisustva

H-veza rarr H2O ima neočekivano visoku tbbull H2O je amfolit vodeni rastvori ostalih H2E rarr slabe kiseline jačina

kiselina raste u nizu H2S lt H2Se lt H2Te Jedinjenja sa oksidacionim brojem IV mogu biti i oksidaciona i redukciona sredstva

(npr SO2) Jedinjenja sa oksidacionim brojem VI su jaka oksidaciona sredstva (npr H2SO4)

Oksidacioni brojevi O rarr ndashII ndashI S rarr ndashII ndashI IV VI

KISEONIK

KISEONIK O2

Elementarni kiseonik postoji u dve alotropske modifikacije (pojava da se element javlja uviše oblika koji se razlikuju po broju atoma ili načinu njihovog vezivanja)

bull O2 (kiseonik ili dioksigen)bull O3 (ozon ili trioksigen)

O2 O3

Kiseonik je nepolaran molekul slabo rastvoran u vodi (ali dovoljno za održavanje života uhidrosferi) U prirodi nastaje u procesu fotosinteze

H2O + CO2 + h O2 + (CH2O)nhlorofil

KISEONIK

KISEONIK O2

Kiseonik je veoma reaktivanbull Reaguje sa skoro svim elementima rarr sagorevanjebull Najčešće nastaju binarna jedinjenja rarr oksidibull U reakciji sa organskim jedinjenjima glavni proizvodi su CO2 i H2O

Laboratorijsko dobijanje O2

Termičkim razlaganjem kalijum-hlorata (u prisustvu katalizatora MnO2)

2KClO3(s) rarr 2KCl(s) + 3O2(g)

KISEONIK

KISEONIK O2

Laboratorijski se dobija i termičkim razlaganjem kalijum-permanganata

KMnO4(s) rarr K2MnO4(s) + MnO2(s) + O2(g)VII ndashII VI IV 0

2Ondash 2endashndashII

O0

Mn+ endashVII

MnVI

1

2

Mn+ 3endashVII

MnIV

1

+ 4endash

2

ndashI ndashII 0

Još jedan način laboratorijskog dobijanja je razlaganje vodonik-peroksida

KISEONIK

KISEONIK O2

H2O2(aq) rarr H2O(l) + O2(g)

1Ondash endashndashI

O0

1O+ endashndashI

OndashII

2

2

Industrijsko dobijanje O2

Frakcionom destilacijom tečnog vazduha

2 2

DISPROPORCIONISANJE

Gas bez boje karakterističnog mirisa (aparati za fotokopiranje laserski štampači) U atmosferi je prisutan u veoma maloj koncentraciji Najveća koncentracija (~10ndash3 vol) je na visini od oko 25 km u stratosferi rarr ozonski

omotačbull Nastaje pod dejstvom UV zračenja (veće energije tj manje talasne dužine λ

lt 240 nm) ili električnog pražnjenja

bull Apsorbuje štetno Sunčevo UV zračenje (manje energije tj veće talasne dužineλ lt 320 nm) što je neophodan uslov za postojanje života na Zemlji

OZON O3

O2 + h rarr 2O

O + O2 rarr O3

(fotoliza)

O3 + h rarr O2 + O

O3 + O rarr 2O2

(apsorpcija UV zračenja)

KISEONIK

Molekul ozona ima ugaonu geometriju (sp2 117o) i savijenu građu

OO O

OO O

Nestabilna supstanca2O3 rarr 3O2 ΔH lt 0

Jedno od najjačih oksidacionih sredstava u kiseloj sredini

O3(g) + 2H+(aq) + 2endash rarr O2(g) + H2O(l) Eө = 208 V

bull zbog čega se koristi kao sredstvo za dezinfekciju (umestohlora za pripremu vode za piće)

Dobija se u ozonizatorima gde se O2 izlaže električnom pražnjenju između dve elektrode

KISEONIK

OZON O3

Najvažnije jedinjenje Veliki broj specifičnih svojstava (oko 70) rarr zbog jakih vodoničnih veza i polarnosti

molekulabull visoka temperatura ključanja i topljenjabull veliki toplotni kapacitet (može da apsorbujeoslobodi veliku količinu toplote a

da se t veoma malo promeni)bull velika entalpija isparavanja (hlađenje isparavanjem sprečava velike promene t)bull povećanje zapremine mržnjenjem (voda je gušća od leda rarr led pluta na vodi)

KISEONIK

VODA

Dobar rastvarač rarr zbog polarnosti molekula i mogućnosti formiranja H-vezabull za jonska i polarna kovalentna jedinjenja

KISEONIK

VODA

Dobar ligand rarr akva-kompleksi Pri kristalizaciji iz vodenog rastvora rarr kristalohidrati (supstance koje sadrže molekule

vode u kristaloj rešetki) Reaguje sa mnogim supstancama rarr reakcije jonizacije i hidrolize Voda sa velikim sadržajem jona (tvrda voda) nije pogodna za pranje piće i industrijsku

upotrebubull Uklanjanje prolazne (karbonatne) tvrdoće vode biće opisano kod zemnoalkalnih

metalabull Uklanjanje stalne (nekarbonatne) tvrdoće vode je komplikovanije vrši se

pomoću jono-izmenjivača rarr dejonizovana voda ili destilacijom rarr destilovanavoda

Većina oksida reaguje sa vodom ili kiselinama i bazama Mnogi se dobijaju dehidratacijom kiselina ili baza rarr anhidridi kiselina ili baza Prema kiselo-baznim svojstvima dele se na

bull baznebull amfoternebull kiselebull neutralne

Bazni oksidibull Anhidridi bazabull Grade ih metali rarr elementi 1 i 2 grupe PSE kao i prelazni metali sa malim

oksidacionim brojevima (I i II) rarr elementi sa malom elektronegativnošćubull Tip veze rarr jonska veza sa velikom razlikom u elektronegativnosti metala i O

Amfoterni oksidibull Anhidridi amfoternih bdquohidroksidardquo ZnO Al2O3 Cr2O3bull Grade ih elementi sa većom elektronegativnošću (15 lt lt 24)

KISEONIK

OKSIDI

KISEONIK

OKSIDI

Kiseli oksidibull Anhidridi kiselinabull Grade ih nemetali kao i prelazni metali sa velikim oksidacionim brojevima

(npr CrO3) Neutralni oksidi

bull Ne reaguju sa vodom niti sa kiselinama i bazamabull Mali broj oksida (CO N2O)

U periodama se svojstva oksidamenjaju od jako baznih do jakokiselih U grupama sa porastom Z opada

kiseli a raste bazni karakter oksida Ako element gradi više oksida sa

porastom oksidacionog broja rastekiseli karakter oksida

Li2O BeONa2O MgO

B2O3 CO2 N2O5

Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Pojava katenacijebull maksimalno dva atoma kiseonika povezana jednostrukom vezombull oksidacioni broj ndashI

Uvijena građa molekulabull rotacija oko OndashO veze je relativno slobodna

Laboratorijski se dobija u reakciji jonske izmene

BaO2(s) + H2SO4(aq) rarr H2O2(aq) + BaSO4(s)

Slaba kiselina rarr

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Nestabilna supstanca rarr u vodenom rastvoru se postepeno razlaže

H2O2(aq) rarr H2O(l) + O2(g)22bull Razlaganje se odigrava relativno sporobull Reakciju drastično ubrzavaju katalizatori MnO2 OHndash joni teških metala

H2O2 + H2O HO2ndash + H3O+

bull Kada se reakcija odigrava u baznoj sredini nalazi se u obliku HO2ndash

H2O2 + 2H+ + 2endash 2H2O Eө = 178 V

Oksidaciono sredstvo

bull u kiseloj sredini

HO2ndash + H2O + 2endash 3OHndash Eө = 088 Vbull u baznoj sredini

= 18middot10ndash12 1aK

O2 + 2H+ + 2endash H2O2 Eө = 070 V

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

U reakciji sa jačim oksidacionim sredstvom ponaša se kao redukciono sredstvo

bull u kiseloj sredini

O2 + H2O + 2endash HO2ndash + OHndash Eө = ndash008 V

Primer

Ondash endashndashI

O0

Mn+ 5endashVII

MnII

5

MnO4ndash + H2O2 + H+ rarr Mn2+ + O2 + H2O

10

2

2 25 5 86OS RS

bull u baznoj sredini

I2 + H2O

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Indash + H2O2 + H+ rarr

Primer

2O+ endashndashI

OndashII

Indash endashndashI

I0

2

2 22RS OS

Koristi se kaobull sredstvo za beljenjebull sredstvo za dezinfekciju

KISEONIK

PEROKSI-JEDINJENJA

Sadrže ndashOndashOndash grupu (O22ndash)

Najvažnije jedinjenje peroksidisumporna kiselina H2S2O8

ndashI

ndashI

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

VI VI

2ndash

S

O

O

S

O O

O

O

O Ondash

ndash

S2O82ndash peroksidisulfat-jon

S2O82ndash + 2endash 2SO4

2ndash

Veoma jako oksidaciono sredstvo

Eө = 201 V

KISEONIK

PEROKSI-JEDINJENJA

Primer

Indash endashndashI

I0

2

I2 + (NH4)2SO4 + K2SO4KI + (NH4)2S2O8 rarr2RS OS

O+ endashndashI

OndashII

2

SVOJSTVA

Čvrsta supstanca žute boje Izražena sposobnost katenacije rarr molekul elementarnog sumpora sadrži veći broj

atoma S povezanih jednostrukim vezamabull postoji više od 20 alotropskih modifikacijabull najčešći tip je S8 (prstenast ciklooktasumpor)

SUMPOR

SUMPOR

SVOJSTVA

SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S

nSSS SS SS Sn

tm = 119 oC 160ndash195 oC gt 195 oC

Pri zagrevanju

bull Iznad 160 oC rarr bdquopolimerizacijardquo raskidanje S8-prstenova i stvaranje dugihuvijenih lanaca viskoznost raste

SUMPOR

SVOJSTVA

bull Iznad 195 oC rarr lanci se ispravljaju i skraćuju viskoznost opadabull Ako se rastopljeni sumpor (t oko 200 oC) naglo ohladi rarr bdquoplastični sumporrdquo koji

se sastoji od dugih lanaca Sn

Nerastvoran u vodi rastvoran u CS2

S8 u CS2

S8 u H2O

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Frašov postupak

Dejstvom anaerobnih bakterija na razne mineralesumpora u blizini nekadašnjih vulkana nastale suprirodne naslage sumpora U naslage sumpora se pod pritiskom ubacuje

pregrejana vodena para (koja topi sumpor) a zatimse uduvava vazduh pod pritiskom (koji istiskujerastop na površinu gde očvršćava) Dobijeni sumpor je veoma čist (gt 995)

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Klausov postupak

bull Kiseonik se dodaje u manjku da ne bi proreagovala celokupna količina H2S

2H2S + SO2 rarr 3S + 2H2Okat

Najviše korišćen (53 svetske proizvodnje) rarr postupak dobijanja sumpora iz prirodnoggasa sa visokim sadržajem H2S I faza rarr H2S se oksiduje kiseonikom iz vazduha

II faza rarr nastali SO2 reaguje sa preostalom količinom H2S

H2S + O2 rarr SO2 + H2O(H2S + frac12O2 rarr S + H2O)

32

PRIMENA

Koristi se zabull proizvodnju H2SO4 (oko 90)bull sintezu različitih organskih i neorganskih jedinjenja

SUMPOR

VODONIK-SULFID H2S

Gas bez boje neprijatnog mirisa veoma otrovan Oksidacioni broj ndashII Laboratorijski se dobija

bull dejstvom jakih kiselina na FeS ili ZnS

bull direktnom sintezom iz elemenata na 600 degC

FeS(s) + 2H+(aq) rarr H2S(g) + Fe2+(aq)

H2S + H2O HSndash + H3O+

HSndash + H2O S2ndash + H3O+

Rastvoran u vodibull nastaje sumporvodonična kiselina (veoma slaba)

= 71middot10ndash15

= 13middot10ndash71aK

2aK

SUMPOR

SULFIDI

Dobijaju sebull direktnom sintezom iz elemenata na povišenoj temperaturi (Hg i Ag reaguju sa

S8 već na sobnoj t)bull dejstvom H2S na rastvore odgovarajućih jona

Rastvorljivost sulfida je veoma različitabull dobro rastvorni rarr (NH4)2S sulfidi alkalnih i zemnoalkalnih metalabull ostali su slabo rastvorni spadaju u najnerastvorljivija jedinjenja sa veoma malim Ks

rastvorni u kiselinama rarr ZnS FeS MnS CoS NiS nerastvorni u kiselinama rarr sulfidi Cu Ag Hg Cd Pb (Ks lt 10ndash20)

S(s) + 2endash S2ndash

Redukciona sredstva

Eө = ndash048 V

SUMPOR

POLISULFIDI

Sadrže ndashSnndash grupu (Sn2ndash)

Oksidacioni broj ndashI Najvažnija jedinjenja disulfidi (S2

2ndash) rarr (NH4)2S2 Na2S2 K2S2 FeS2

S

S

S

S

ndashI

ndashI0

0 ndash

ndash

Tetrasulfid-jon S42ndash

S22ndash + 2H+ rarr H2S(g) + S(s)

Nestabilni su i lako se razlažu u kiseloj sredini (disproporcionišu)

Disulfid-jon S22ndash

S S ndashndash

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

Gas bez boje oštrog mirisa otrovan Oksidacioni broj IV Molekul SO2 ima ugaonu geometriju (sp2 119o) i savijenu građu

SO O

SO O

Dobija se

bull sagorevanjem elementarnog sumporabull sagorevanjem H2S

2H2S(g) + 3O2(g) rarr 2SO2(g) + 2H2O(g)

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

bull rastvor SO2 ima kisela svojstva

SO2(aq) + H2O HSO3ndash + H3O+

HSO3ndash + H2O SO3

2ndash + H3O+ = 10middot10ndash7

= 16middot10ndash21aK

2aK

Rastvoran u vodibull nastaje rastvor bdquosumporaste kiselinerdquo SO2(aq)

SO2(g) + H2O(l) rarr H2SO3 SO2(aq)

SO2 i sulfiti su redukciona sredstva

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 Vbull u kiseloj sredini

SO42ndash + H2O + 2endash SO3

2ndash + 2OHndash Eө = ndash094 Vbull u baznoj sredini Koristi se kao

bull sredstvo za beljenjebull sredstvo za konzervisanje namirnica

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Na 1 mestu svetske proizvodnje (preko 200 miliona tona godišnje) Oksidacioni broj VI Anhidrid sumporne kiseline je sumpor(VI)-oksid SO3

bull čvrsta supstanca niskih tm (17 oC) i tb (44 oC)

SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) Sumporna kiselina je gusta viskozna tečnost U industriji se dobija kontaktnim postupkom

Kontaktni postupak

Sagorevanjem elementarnog sumpora ili prženjem sulfidnih ruda nastaje SO2

S8(s) + 8O2(g) rarr 8SO2(g)

4FeS2(s) + 11O2(g) rarr 2Fe2O3(g) + 8SO2(g)PIRIT

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dalja oksidacija SO2 u SO3 je veoma spora zbog velike energije aktivacijebull koristi se katalizator na bazi V2O5 višak O2 izvodi se na oko 500 oC

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔrH lt 0

H2S2O7(l) + H2O(l) rarr 2H2SO4(l)

SO3(g) + H2SO4(l) rarr H2S2O7(l)

SO3 se zatim uvodi u koncentrovanu H2SO4 i nastaje disumporna kiselina (pirosumpornakiselina oleum pušljiva sumporna kiselina)

Pirosumporna kiselina se zatim razblažuje

bull Komercijalni proizvod je 96 H2SO4

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Tri važna svojstva sumporne kiseline iz kojih proističe njena primena subull jaka kiselina (kisela svojstva)bull jako oksidaciono sredstvo (oksidaciona svojstva)bull veliki afinitet prema vodi (dehidrataciona svojstva)

H2SO4 + H2O HSO4ndash + H3O+

HSO4ndash + H2O SO4

2ndash + H3O+

Kisela svojstva

= 13middot10ndash2

asymp 1031aK

2aK

Soli rarr sulfati hidrogensulfati Većina sulfata je rastvorna u vodi

bull izuzetak su soli Ca2+ Sr2+ Ba2+ Pb2+ Ag+ Hg22+

Primenabull za dobijanje kiselina (HF HCl H3PO4) iz njihovih soli (jača kiselina istiskuje

slabiju)

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 V

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Oksidaciona svojstva

Razblažena sumporna kiselina (1 mol dmndash3 25 oC) nije oksidaciono sredstvo Koncentrovana sumporna kiselina (i na povišenoj temperaturi) je jako oksidaciono

sredstvobull oksiduje i plemenite metale (Cu Ag Hg) i neke nemetale (C S)

Cu + 2H2SO4 rarr CuSO4 + SO2 + 2H2Ot

C + 2H2SO4 rarr CO2 + 2SO2 + 2H2Ot

H2SO4 (koncentrovana) rarr SO2 H2SO4 (razblažena) rarr H2

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dehidrataciona svojstva

K2Cr2O7 + H2SO4 rarr 2CrO3(s) + K2SO4 + H2O

Entalpija hidratacije je izuzetno velika (ΔhidH ltlt 0)bull Dodavanjem vode u kiselinu dolazi do ključanja i prskanja rastvorabull Zato se pri razblaživanju uvek dodaje rastvor kiseline u vodu

Primenabull za dobijanje kiselih oksida iz odgovarajućih kiselina ili njihovih soli

bull sredstvo za sušenje (npr gasova produvavaju se kroz konc H2SO4)

Koncentrovana H2SO4 ugljeniše većinuorganskih jedinjenja

bull iz jedinjenja uklanja H i O uobliku vode a ostaje C

Dehidratacija glukoze do ugljenika koncentrovanom H2SO4

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

Sumpor može da se veže na mesto koje inače zauzima atom kiseonika Najznačajnija jedinjenja su

bull tiosumporna kiselina (H2S2O3) i tiosulfati (S2O32ndash)

bull politionske kiseline (H2S2(S)nO6) rarr tetrationska kiselina (H2S4O6) itetrationati (S4O6

2ndash)

Tiosumporna kiselinaSumporna kiselina

Tiosulfat-jon S2O32ndash

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

0

IV

2ndash

Tetrationat-jon S4O62ndash

0 0V

V

2ndash

SUMPOR

TIOSULFATI

SO32ndash(aq) + S(s) rarr S2O3

2ndash(aq)

Laboratorijski se dobijaju u reakciji sulfita i elementarnog sumpora na povišenoj t

S2O32ndash(aq) + 2H+(aq) rarr S(s) + SO2(g) + H2O(l)

Nestabilni su u kiseloj sredini

Redukciona su sredstvabull sa slabim oksidacionim sredstvima oksiduju se do tetrationat-jona

2S2O32ndash + I2 rarr S4O6

2ndash + 2Indash

1I+ endash0

IndashI

1Sndash endashIV

SV

2

2

S2O32ndash + 4Cl2 + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 8Clndash + 10H+

SUMPOR

TIOSULFATI

bull sa jakim oksidacionim sredstvima oksiduju se do sulfat-jona

S2O32ndash + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 10H+ + 8endash

Cl2 + 2endash rarr 2Clndash 4

Reakcija se koristi za uklanjanje otpadnog hlora (kako ne bidospeo u atmosferu)

SUMPOR

JEDINJENJA SA HALOGENIMA

Najveći broj halogenida sumpor gradi sa fluorombull najznačajniji je SF6

gas velike gustine bez boje i mirisa inertan dobija se direktnom sintezom iz elemenata

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog

KISEONIK

KISEONIK O2

Elementarni kiseonik postoji u dve alotropske modifikacije (pojava da se element javlja uviše oblika koji se razlikuju po broju atoma ili načinu njihovog vezivanja)

bull O2 (kiseonik ili dioksigen)bull O3 (ozon ili trioksigen)

O2 O3

Kiseonik je nepolaran molekul slabo rastvoran u vodi (ali dovoljno za održavanje života uhidrosferi) U prirodi nastaje u procesu fotosinteze

H2O + CO2 + h O2 + (CH2O)nhlorofil

KISEONIK

KISEONIK O2

Kiseonik je veoma reaktivanbull Reaguje sa skoro svim elementima rarr sagorevanjebull Najčešće nastaju binarna jedinjenja rarr oksidibull U reakciji sa organskim jedinjenjima glavni proizvodi su CO2 i H2O

Laboratorijsko dobijanje O2

Termičkim razlaganjem kalijum-hlorata (u prisustvu katalizatora MnO2)

2KClO3(s) rarr 2KCl(s) + 3O2(g)

KISEONIK

KISEONIK O2

Laboratorijski se dobija i termičkim razlaganjem kalijum-permanganata

KMnO4(s) rarr K2MnO4(s) + MnO2(s) + O2(g)VII ndashII VI IV 0

2Ondash 2endashndashII

O0

Mn+ endashVII

MnVI

1

2

Mn+ 3endashVII

MnIV

1

+ 4endash

2

ndashI ndashII 0

Još jedan način laboratorijskog dobijanja je razlaganje vodonik-peroksida

KISEONIK

KISEONIK O2

H2O2(aq) rarr H2O(l) + O2(g)

1Ondash endashndashI

O0

1O+ endashndashI

OndashII

2

2

Industrijsko dobijanje O2

Frakcionom destilacijom tečnog vazduha

2 2

DISPROPORCIONISANJE

Gas bez boje karakterističnog mirisa (aparati za fotokopiranje laserski štampači) U atmosferi je prisutan u veoma maloj koncentraciji Najveća koncentracija (~10ndash3 vol) je na visini od oko 25 km u stratosferi rarr ozonski

omotačbull Nastaje pod dejstvom UV zračenja (veće energije tj manje talasne dužine λ

lt 240 nm) ili električnog pražnjenja

bull Apsorbuje štetno Sunčevo UV zračenje (manje energije tj veće talasne dužineλ lt 320 nm) što je neophodan uslov za postojanje života na Zemlji

OZON O3

O2 + h rarr 2O

O + O2 rarr O3

(fotoliza)

O3 + h rarr O2 + O

O3 + O rarr 2O2

(apsorpcija UV zračenja)

KISEONIK

Molekul ozona ima ugaonu geometriju (sp2 117o) i savijenu građu

OO O

OO O

Nestabilna supstanca2O3 rarr 3O2 ΔH lt 0

Jedno od najjačih oksidacionih sredstava u kiseloj sredini

O3(g) + 2H+(aq) + 2endash rarr O2(g) + H2O(l) Eө = 208 V

bull zbog čega se koristi kao sredstvo za dezinfekciju (umestohlora za pripremu vode za piće)

Dobija se u ozonizatorima gde se O2 izlaže električnom pražnjenju između dve elektrode

KISEONIK

OZON O3

Najvažnije jedinjenje Veliki broj specifičnih svojstava (oko 70) rarr zbog jakih vodoničnih veza i polarnosti

molekulabull visoka temperatura ključanja i topljenjabull veliki toplotni kapacitet (može da apsorbujeoslobodi veliku količinu toplote a

da se t veoma malo promeni)bull velika entalpija isparavanja (hlađenje isparavanjem sprečava velike promene t)bull povećanje zapremine mržnjenjem (voda je gušća od leda rarr led pluta na vodi)

KISEONIK

VODA

Dobar rastvarač rarr zbog polarnosti molekula i mogućnosti formiranja H-vezabull za jonska i polarna kovalentna jedinjenja

KISEONIK

VODA

Dobar ligand rarr akva-kompleksi Pri kristalizaciji iz vodenog rastvora rarr kristalohidrati (supstance koje sadrže molekule

vode u kristaloj rešetki) Reaguje sa mnogim supstancama rarr reakcije jonizacije i hidrolize Voda sa velikim sadržajem jona (tvrda voda) nije pogodna za pranje piće i industrijsku

upotrebubull Uklanjanje prolazne (karbonatne) tvrdoće vode biće opisano kod zemnoalkalnih

metalabull Uklanjanje stalne (nekarbonatne) tvrdoće vode je komplikovanije vrši se

pomoću jono-izmenjivača rarr dejonizovana voda ili destilacijom rarr destilovanavoda

Većina oksida reaguje sa vodom ili kiselinama i bazama Mnogi se dobijaju dehidratacijom kiselina ili baza rarr anhidridi kiselina ili baza Prema kiselo-baznim svojstvima dele se na

bull baznebull amfoternebull kiselebull neutralne

Bazni oksidibull Anhidridi bazabull Grade ih metali rarr elementi 1 i 2 grupe PSE kao i prelazni metali sa malim

oksidacionim brojevima (I i II) rarr elementi sa malom elektronegativnošćubull Tip veze rarr jonska veza sa velikom razlikom u elektronegativnosti metala i O

Amfoterni oksidibull Anhidridi amfoternih bdquohidroksidardquo ZnO Al2O3 Cr2O3bull Grade ih elementi sa većom elektronegativnošću (15 lt lt 24)

KISEONIK

OKSIDI

KISEONIK

OKSIDI

Kiseli oksidibull Anhidridi kiselinabull Grade ih nemetali kao i prelazni metali sa velikim oksidacionim brojevima

(npr CrO3) Neutralni oksidi

bull Ne reaguju sa vodom niti sa kiselinama i bazamabull Mali broj oksida (CO N2O)

U periodama se svojstva oksidamenjaju od jako baznih do jakokiselih U grupama sa porastom Z opada

kiseli a raste bazni karakter oksida Ako element gradi više oksida sa

porastom oksidacionog broja rastekiseli karakter oksida

Li2O BeONa2O MgO

B2O3 CO2 N2O5

Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Pojava katenacijebull maksimalno dva atoma kiseonika povezana jednostrukom vezombull oksidacioni broj ndashI

Uvijena građa molekulabull rotacija oko OndashO veze je relativno slobodna

Laboratorijski se dobija u reakciji jonske izmene

BaO2(s) + H2SO4(aq) rarr H2O2(aq) + BaSO4(s)

Slaba kiselina rarr

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Nestabilna supstanca rarr u vodenom rastvoru se postepeno razlaže

H2O2(aq) rarr H2O(l) + O2(g)22bull Razlaganje se odigrava relativno sporobull Reakciju drastično ubrzavaju katalizatori MnO2 OHndash joni teških metala

H2O2 + H2O HO2ndash + H3O+

bull Kada se reakcija odigrava u baznoj sredini nalazi se u obliku HO2ndash

H2O2 + 2H+ + 2endash 2H2O Eө = 178 V

Oksidaciono sredstvo

bull u kiseloj sredini

HO2ndash + H2O + 2endash 3OHndash Eө = 088 Vbull u baznoj sredini

= 18middot10ndash12 1aK

O2 + 2H+ + 2endash H2O2 Eө = 070 V

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

U reakciji sa jačim oksidacionim sredstvom ponaša se kao redukciono sredstvo

bull u kiseloj sredini

O2 + H2O + 2endash HO2ndash + OHndash Eө = ndash008 V

Primer

Ondash endashndashI

O0

Mn+ 5endashVII

MnII

5

MnO4ndash + H2O2 + H+ rarr Mn2+ + O2 + H2O

10

2

2 25 5 86OS RS

bull u baznoj sredini

I2 + H2O

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Indash + H2O2 + H+ rarr

Primer

2O+ endashndashI

OndashII

Indash endashndashI

I0

2

2 22RS OS

Koristi se kaobull sredstvo za beljenjebull sredstvo za dezinfekciju

KISEONIK

PEROKSI-JEDINJENJA

Sadrže ndashOndashOndash grupu (O22ndash)

Najvažnije jedinjenje peroksidisumporna kiselina H2S2O8

ndashI

ndashI

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

VI VI

2ndash

S

O

O

S

O O

O

O

O Ondash

ndash

S2O82ndash peroksidisulfat-jon

S2O82ndash + 2endash 2SO4

2ndash

Veoma jako oksidaciono sredstvo

Eө = 201 V

KISEONIK

PEROKSI-JEDINJENJA

Primer

Indash endashndashI

I0

2

I2 + (NH4)2SO4 + K2SO4KI + (NH4)2S2O8 rarr2RS OS

O+ endashndashI

OndashII

2

SVOJSTVA

Čvrsta supstanca žute boje Izražena sposobnost katenacije rarr molekul elementarnog sumpora sadrži veći broj

atoma S povezanih jednostrukim vezamabull postoji više od 20 alotropskih modifikacijabull najčešći tip je S8 (prstenast ciklooktasumpor)

SUMPOR

SUMPOR

SVOJSTVA

SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S

nSSS SS SS Sn

tm = 119 oC 160ndash195 oC gt 195 oC

Pri zagrevanju

bull Iznad 160 oC rarr bdquopolimerizacijardquo raskidanje S8-prstenova i stvaranje dugihuvijenih lanaca viskoznost raste

SUMPOR

SVOJSTVA

bull Iznad 195 oC rarr lanci se ispravljaju i skraćuju viskoznost opadabull Ako se rastopljeni sumpor (t oko 200 oC) naglo ohladi rarr bdquoplastični sumporrdquo koji

se sastoji od dugih lanaca Sn

Nerastvoran u vodi rastvoran u CS2

S8 u CS2

S8 u H2O

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Frašov postupak

Dejstvom anaerobnih bakterija na razne mineralesumpora u blizini nekadašnjih vulkana nastale suprirodne naslage sumpora U naslage sumpora se pod pritiskom ubacuje

pregrejana vodena para (koja topi sumpor) a zatimse uduvava vazduh pod pritiskom (koji istiskujerastop na površinu gde očvršćava) Dobijeni sumpor je veoma čist (gt 995)

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Klausov postupak

bull Kiseonik se dodaje u manjku da ne bi proreagovala celokupna količina H2S

2H2S + SO2 rarr 3S + 2H2Okat

Najviše korišćen (53 svetske proizvodnje) rarr postupak dobijanja sumpora iz prirodnoggasa sa visokim sadržajem H2S I faza rarr H2S se oksiduje kiseonikom iz vazduha

II faza rarr nastali SO2 reaguje sa preostalom količinom H2S

H2S + O2 rarr SO2 + H2O(H2S + frac12O2 rarr S + H2O)

32

PRIMENA

Koristi se zabull proizvodnju H2SO4 (oko 90)bull sintezu različitih organskih i neorganskih jedinjenja

SUMPOR

VODONIK-SULFID H2S

Gas bez boje neprijatnog mirisa veoma otrovan Oksidacioni broj ndashII Laboratorijski se dobija

bull dejstvom jakih kiselina na FeS ili ZnS

bull direktnom sintezom iz elemenata na 600 degC

FeS(s) + 2H+(aq) rarr H2S(g) + Fe2+(aq)

H2S + H2O HSndash + H3O+

HSndash + H2O S2ndash + H3O+

Rastvoran u vodibull nastaje sumporvodonična kiselina (veoma slaba)

= 71middot10ndash15

= 13middot10ndash71aK

2aK

SUMPOR

SULFIDI

Dobijaju sebull direktnom sintezom iz elemenata na povišenoj temperaturi (Hg i Ag reaguju sa

S8 već na sobnoj t)bull dejstvom H2S na rastvore odgovarajućih jona

Rastvorljivost sulfida je veoma različitabull dobro rastvorni rarr (NH4)2S sulfidi alkalnih i zemnoalkalnih metalabull ostali su slabo rastvorni spadaju u najnerastvorljivija jedinjenja sa veoma malim Ks

rastvorni u kiselinama rarr ZnS FeS MnS CoS NiS nerastvorni u kiselinama rarr sulfidi Cu Ag Hg Cd Pb (Ks lt 10ndash20)

S(s) + 2endash S2ndash

Redukciona sredstva

Eө = ndash048 V

SUMPOR

POLISULFIDI

Sadrže ndashSnndash grupu (Sn2ndash)

Oksidacioni broj ndashI Najvažnija jedinjenja disulfidi (S2

2ndash) rarr (NH4)2S2 Na2S2 K2S2 FeS2

S

S

S

S

ndashI

ndashI0

0 ndash

ndash

Tetrasulfid-jon S42ndash

S22ndash + 2H+ rarr H2S(g) + S(s)

Nestabilni su i lako se razlažu u kiseloj sredini (disproporcionišu)

Disulfid-jon S22ndash

S S ndashndash

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

Gas bez boje oštrog mirisa otrovan Oksidacioni broj IV Molekul SO2 ima ugaonu geometriju (sp2 119o) i savijenu građu

SO O

SO O

Dobija se

bull sagorevanjem elementarnog sumporabull sagorevanjem H2S

2H2S(g) + 3O2(g) rarr 2SO2(g) + 2H2O(g)

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

bull rastvor SO2 ima kisela svojstva

SO2(aq) + H2O HSO3ndash + H3O+

HSO3ndash + H2O SO3

2ndash + H3O+ = 10middot10ndash7

= 16middot10ndash21aK

2aK

Rastvoran u vodibull nastaje rastvor bdquosumporaste kiselinerdquo SO2(aq)

SO2(g) + H2O(l) rarr H2SO3 SO2(aq)

SO2 i sulfiti su redukciona sredstva

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 Vbull u kiseloj sredini

SO42ndash + H2O + 2endash SO3

2ndash + 2OHndash Eө = ndash094 Vbull u baznoj sredini Koristi se kao

bull sredstvo za beljenjebull sredstvo za konzervisanje namirnica

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Na 1 mestu svetske proizvodnje (preko 200 miliona tona godišnje) Oksidacioni broj VI Anhidrid sumporne kiseline je sumpor(VI)-oksid SO3

bull čvrsta supstanca niskih tm (17 oC) i tb (44 oC)

SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) Sumporna kiselina je gusta viskozna tečnost U industriji se dobija kontaktnim postupkom

Kontaktni postupak

Sagorevanjem elementarnog sumpora ili prženjem sulfidnih ruda nastaje SO2

S8(s) + 8O2(g) rarr 8SO2(g)

4FeS2(s) + 11O2(g) rarr 2Fe2O3(g) + 8SO2(g)PIRIT

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dalja oksidacija SO2 u SO3 je veoma spora zbog velike energije aktivacijebull koristi se katalizator na bazi V2O5 višak O2 izvodi se na oko 500 oC

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔrH lt 0

H2S2O7(l) + H2O(l) rarr 2H2SO4(l)

SO3(g) + H2SO4(l) rarr H2S2O7(l)

SO3 se zatim uvodi u koncentrovanu H2SO4 i nastaje disumporna kiselina (pirosumpornakiselina oleum pušljiva sumporna kiselina)

Pirosumporna kiselina se zatim razblažuje

bull Komercijalni proizvod je 96 H2SO4

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Tri važna svojstva sumporne kiseline iz kojih proističe njena primena subull jaka kiselina (kisela svojstva)bull jako oksidaciono sredstvo (oksidaciona svojstva)bull veliki afinitet prema vodi (dehidrataciona svojstva)

H2SO4 + H2O HSO4ndash + H3O+

HSO4ndash + H2O SO4

2ndash + H3O+

Kisela svojstva

= 13middot10ndash2

asymp 1031aK

2aK

Soli rarr sulfati hidrogensulfati Većina sulfata je rastvorna u vodi

bull izuzetak su soli Ca2+ Sr2+ Ba2+ Pb2+ Ag+ Hg22+

Primenabull za dobijanje kiselina (HF HCl H3PO4) iz njihovih soli (jača kiselina istiskuje

slabiju)

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 V

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Oksidaciona svojstva

Razblažena sumporna kiselina (1 mol dmndash3 25 oC) nije oksidaciono sredstvo Koncentrovana sumporna kiselina (i na povišenoj temperaturi) je jako oksidaciono

sredstvobull oksiduje i plemenite metale (Cu Ag Hg) i neke nemetale (C S)

Cu + 2H2SO4 rarr CuSO4 + SO2 + 2H2Ot

C + 2H2SO4 rarr CO2 + 2SO2 + 2H2Ot

H2SO4 (koncentrovana) rarr SO2 H2SO4 (razblažena) rarr H2

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dehidrataciona svojstva

K2Cr2O7 + H2SO4 rarr 2CrO3(s) + K2SO4 + H2O

Entalpija hidratacije je izuzetno velika (ΔhidH ltlt 0)bull Dodavanjem vode u kiselinu dolazi do ključanja i prskanja rastvorabull Zato se pri razblaživanju uvek dodaje rastvor kiseline u vodu

Primenabull za dobijanje kiselih oksida iz odgovarajućih kiselina ili njihovih soli

bull sredstvo za sušenje (npr gasova produvavaju se kroz konc H2SO4)

Koncentrovana H2SO4 ugljeniše većinuorganskih jedinjenja

bull iz jedinjenja uklanja H i O uobliku vode a ostaje C

Dehidratacija glukoze do ugljenika koncentrovanom H2SO4

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

Sumpor može da se veže na mesto koje inače zauzima atom kiseonika Najznačajnija jedinjenja su

bull tiosumporna kiselina (H2S2O3) i tiosulfati (S2O32ndash)

bull politionske kiseline (H2S2(S)nO6) rarr tetrationska kiselina (H2S4O6) itetrationati (S4O6

2ndash)

Tiosumporna kiselinaSumporna kiselina

Tiosulfat-jon S2O32ndash

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

0

IV

2ndash

Tetrationat-jon S4O62ndash

0 0V

V

2ndash

SUMPOR

TIOSULFATI

SO32ndash(aq) + S(s) rarr S2O3

2ndash(aq)

Laboratorijski se dobijaju u reakciji sulfita i elementarnog sumpora na povišenoj t

S2O32ndash(aq) + 2H+(aq) rarr S(s) + SO2(g) + H2O(l)

Nestabilni su u kiseloj sredini

Redukciona su sredstvabull sa slabim oksidacionim sredstvima oksiduju se do tetrationat-jona

2S2O32ndash + I2 rarr S4O6

2ndash + 2Indash

1I+ endash0

IndashI

1Sndash endashIV

SV

2

2

S2O32ndash + 4Cl2 + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 8Clndash + 10H+

SUMPOR

TIOSULFATI

bull sa jakim oksidacionim sredstvima oksiduju se do sulfat-jona

S2O32ndash + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 10H+ + 8endash

Cl2 + 2endash rarr 2Clndash 4

Reakcija se koristi za uklanjanje otpadnog hlora (kako ne bidospeo u atmosferu)

SUMPOR

JEDINJENJA SA HALOGENIMA

Najveći broj halogenida sumpor gradi sa fluorombull najznačajniji je SF6

gas velike gustine bez boje i mirisa inertan dobija se direktnom sintezom iz elemenata

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog

KISEONIK

KISEONIK O2

Laboratorijski se dobija i termičkim razlaganjem kalijum-permanganata

KMnO4(s) rarr K2MnO4(s) + MnO2(s) + O2(g)VII ndashII VI IV 0

2Ondash 2endashndashII

O0

Mn+ endashVII

MnVI

1

2

Mn+ 3endashVII

MnIV

1

+ 4endash

2

ndashI ndashII 0

Još jedan način laboratorijskog dobijanja je razlaganje vodonik-peroksida

KISEONIK

KISEONIK O2

H2O2(aq) rarr H2O(l) + O2(g)

1Ondash endashndashI

O0

1O+ endashndashI

OndashII

2

2

Industrijsko dobijanje O2

Frakcionom destilacijom tečnog vazduha

2 2

DISPROPORCIONISANJE

Gas bez boje karakterističnog mirisa (aparati za fotokopiranje laserski štampači) U atmosferi je prisutan u veoma maloj koncentraciji Najveća koncentracija (~10ndash3 vol) je na visini od oko 25 km u stratosferi rarr ozonski

omotačbull Nastaje pod dejstvom UV zračenja (veće energije tj manje talasne dužine λ

lt 240 nm) ili električnog pražnjenja

bull Apsorbuje štetno Sunčevo UV zračenje (manje energije tj veće talasne dužineλ lt 320 nm) što je neophodan uslov za postojanje života na Zemlji

OZON O3

O2 + h rarr 2O

O + O2 rarr O3

(fotoliza)

O3 + h rarr O2 + O

O3 + O rarr 2O2

(apsorpcija UV zračenja)

KISEONIK

Molekul ozona ima ugaonu geometriju (sp2 117o) i savijenu građu

OO O

OO O

Nestabilna supstanca2O3 rarr 3O2 ΔH lt 0

Jedno od najjačih oksidacionih sredstava u kiseloj sredini

O3(g) + 2H+(aq) + 2endash rarr O2(g) + H2O(l) Eө = 208 V

bull zbog čega se koristi kao sredstvo za dezinfekciju (umestohlora za pripremu vode za piće)

Dobija se u ozonizatorima gde se O2 izlaže električnom pražnjenju između dve elektrode

KISEONIK

OZON O3

Najvažnije jedinjenje Veliki broj specifičnih svojstava (oko 70) rarr zbog jakih vodoničnih veza i polarnosti

molekulabull visoka temperatura ključanja i topljenjabull veliki toplotni kapacitet (može da apsorbujeoslobodi veliku količinu toplote a

da se t veoma malo promeni)bull velika entalpija isparavanja (hlađenje isparavanjem sprečava velike promene t)bull povećanje zapremine mržnjenjem (voda je gušća od leda rarr led pluta na vodi)

KISEONIK

VODA

Dobar rastvarač rarr zbog polarnosti molekula i mogućnosti formiranja H-vezabull za jonska i polarna kovalentna jedinjenja

KISEONIK

VODA

Dobar ligand rarr akva-kompleksi Pri kristalizaciji iz vodenog rastvora rarr kristalohidrati (supstance koje sadrže molekule

vode u kristaloj rešetki) Reaguje sa mnogim supstancama rarr reakcije jonizacije i hidrolize Voda sa velikim sadržajem jona (tvrda voda) nije pogodna za pranje piće i industrijsku

upotrebubull Uklanjanje prolazne (karbonatne) tvrdoće vode biće opisano kod zemnoalkalnih

metalabull Uklanjanje stalne (nekarbonatne) tvrdoće vode je komplikovanije vrši se

pomoću jono-izmenjivača rarr dejonizovana voda ili destilacijom rarr destilovanavoda

Većina oksida reaguje sa vodom ili kiselinama i bazama Mnogi se dobijaju dehidratacijom kiselina ili baza rarr anhidridi kiselina ili baza Prema kiselo-baznim svojstvima dele se na

bull baznebull amfoternebull kiselebull neutralne

Bazni oksidibull Anhidridi bazabull Grade ih metali rarr elementi 1 i 2 grupe PSE kao i prelazni metali sa malim

oksidacionim brojevima (I i II) rarr elementi sa malom elektronegativnošćubull Tip veze rarr jonska veza sa velikom razlikom u elektronegativnosti metala i O

Amfoterni oksidibull Anhidridi amfoternih bdquohidroksidardquo ZnO Al2O3 Cr2O3bull Grade ih elementi sa većom elektronegativnošću (15 lt lt 24)

KISEONIK

OKSIDI

KISEONIK

OKSIDI

Kiseli oksidibull Anhidridi kiselinabull Grade ih nemetali kao i prelazni metali sa velikim oksidacionim brojevima

(npr CrO3) Neutralni oksidi

bull Ne reaguju sa vodom niti sa kiselinama i bazamabull Mali broj oksida (CO N2O)

U periodama se svojstva oksidamenjaju od jako baznih do jakokiselih U grupama sa porastom Z opada

kiseli a raste bazni karakter oksida Ako element gradi više oksida sa

porastom oksidacionog broja rastekiseli karakter oksida

Li2O BeONa2O MgO

B2O3 CO2 N2O5

Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Pojava katenacijebull maksimalno dva atoma kiseonika povezana jednostrukom vezombull oksidacioni broj ndashI

Uvijena građa molekulabull rotacija oko OndashO veze je relativno slobodna

Laboratorijski se dobija u reakciji jonske izmene

BaO2(s) + H2SO4(aq) rarr H2O2(aq) + BaSO4(s)

Slaba kiselina rarr

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Nestabilna supstanca rarr u vodenom rastvoru se postepeno razlaže

H2O2(aq) rarr H2O(l) + O2(g)22bull Razlaganje se odigrava relativno sporobull Reakciju drastično ubrzavaju katalizatori MnO2 OHndash joni teških metala

H2O2 + H2O HO2ndash + H3O+

bull Kada se reakcija odigrava u baznoj sredini nalazi se u obliku HO2ndash

H2O2 + 2H+ + 2endash 2H2O Eө = 178 V

Oksidaciono sredstvo

bull u kiseloj sredini

HO2ndash + H2O + 2endash 3OHndash Eө = 088 Vbull u baznoj sredini

= 18middot10ndash12 1aK

O2 + 2H+ + 2endash H2O2 Eө = 070 V

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

U reakciji sa jačim oksidacionim sredstvom ponaša se kao redukciono sredstvo

bull u kiseloj sredini

O2 + H2O + 2endash HO2ndash + OHndash Eө = ndash008 V

Primer

Ondash endashndashI

O0

Mn+ 5endashVII

MnII

5

MnO4ndash + H2O2 + H+ rarr Mn2+ + O2 + H2O

10

2

2 25 5 86OS RS

bull u baznoj sredini

I2 + H2O

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Indash + H2O2 + H+ rarr

Primer

2O+ endashndashI

OndashII

Indash endashndashI

I0

2

2 22RS OS

Koristi se kaobull sredstvo za beljenjebull sredstvo za dezinfekciju

KISEONIK

PEROKSI-JEDINJENJA

Sadrže ndashOndashOndash grupu (O22ndash)

Najvažnije jedinjenje peroksidisumporna kiselina H2S2O8

ndashI

ndashI

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

VI VI

2ndash

S

O

O

S

O O

O

O

O Ondash

ndash

S2O82ndash peroksidisulfat-jon

S2O82ndash + 2endash 2SO4

2ndash

Veoma jako oksidaciono sredstvo

Eө = 201 V

KISEONIK

PEROKSI-JEDINJENJA

Primer

Indash endashndashI

I0

2

I2 + (NH4)2SO4 + K2SO4KI + (NH4)2S2O8 rarr2RS OS

O+ endashndashI

OndashII

2

SVOJSTVA

Čvrsta supstanca žute boje Izražena sposobnost katenacije rarr molekul elementarnog sumpora sadrži veći broj

atoma S povezanih jednostrukim vezamabull postoji više od 20 alotropskih modifikacijabull najčešći tip je S8 (prstenast ciklooktasumpor)

SUMPOR

SUMPOR

SVOJSTVA

SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S

nSSS SS SS Sn

tm = 119 oC 160ndash195 oC gt 195 oC

Pri zagrevanju

bull Iznad 160 oC rarr bdquopolimerizacijardquo raskidanje S8-prstenova i stvaranje dugihuvijenih lanaca viskoznost raste

SUMPOR

SVOJSTVA

bull Iznad 195 oC rarr lanci se ispravljaju i skraćuju viskoznost opadabull Ako se rastopljeni sumpor (t oko 200 oC) naglo ohladi rarr bdquoplastični sumporrdquo koji

se sastoji od dugih lanaca Sn

Nerastvoran u vodi rastvoran u CS2

S8 u CS2

S8 u H2O

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Frašov postupak

Dejstvom anaerobnih bakterija na razne mineralesumpora u blizini nekadašnjih vulkana nastale suprirodne naslage sumpora U naslage sumpora se pod pritiskom ubacuje

pregrejana vodena para (koja topi sumpor) a zatimse uduvava vazduh pod pritiskom (koji istiskujerastop na površinu gde očvršćava) Dobijeni sumpor je veoma čist (gt 995)

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Klausov postupak

bull Kiseonik se dodaje u manjku da ne bi proreagovala celokupna količina H2S

2H2S + SO2 rarr 3S + 2H2Okat

Najviše korišćen (53 svetske proizvodnje) rarr postupak dobijanja sumpora iz prirodnoggasa sa visokim sadržajem H2S I faza rarr H2S se oksiduje kiseonikom iz vazduha

II faza rarr nastali SO2 reaguje sa preostalom količinom H2S

H2S + O2 rarr SO2 + H2O(H2S + frac12O2 rarr S + H2O)

32

PRIMENA

Koristi se zabull proizvodnju H2SO4 (oko 90)bull sintezu različitih organskih i neorganskih jedinjenja

SUMPOR

VODONIK-SULFID H2S

Gas bez boje neprijatnog mirisa veoma otrovan Oksidacioni broj ndashII Laboratorijski se dobija

bull dejstvom jakih kiselina na FeS ili ZnS

bull direktnom sintezom iz elemenata na 600 degC

FeS(s) + 2H+(aq) rarr H2S(g) + Fe2+(aq)

H2S + H2O HSndash + H3O+

HSndash + H2O S2ndash + H3O+

Rastvoran u vodibull nastaje sumporvodonična kiselina (veoma slaba)

= 71middot10ndash15

= 13middot10ndash71aK

2aK

SUMPOR

SULFIDI

Dobijaju sebull direktnom sintezom iz elemenata na povišenoj temperaturi (Hg i Ag reaguju sa

S8 već na sobnoj t)bull dejstvom H2S na rastvore odgovarajućih jona

Rastvorljivost sulfida je veoma različitabull dobro rastvorni rarr (NH4)2S sulfidi alkalnih i zemnoalkalnih metalabull ostali su slabo rastvorni spadaju u najnerastvorljivija jedinjenja sa veoma malim Ks

rastvorni u kiselinama rarr ZnS FeS MnS CoS NiS nerastvorni u kiselinama rarr sulfidi Cu Ag Hg Cd Pb (Ks lt 10ndash20)

S(s) + 2endash S2ndash

Redukciona sredstva

Eө = ndash048 V

SUMPOR

POLISULFIDI

Sadrže ndashSnndash grupu (Sn2ndash)

Oksidacioni broj ndashI Najvažnija jedinjenja disulfidi (S2

2ndash) rarr (NH4)2S2 Na2S2 K2S2 FeS2

S

S

S

S

ndashI

ndashI0

0 ndash

ndash

Tetrasulfid-jon S42ndash

S22ndash + 2H+ rarr H2S(g) + S(s)

Nestabilni su i lako se razlažu u kiseloj sredini (disproporcionišu)

Disulfid-jon S22ndash

S S ndashndash

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

Gas bez boje oštrog mirisa otrovan Oksidacioni broj IV Molekul SO2 ima ugaonu geometriju (sp2 119o) i savijenu građu

SO O

SO O

Dobija se

bull sagorevanjem elementarnog sumporabull sagorevanjem H2S

2H2S(g) + 3O2(g) rarr 2SO2(g) + 2H2O(g)

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

bull rastvor SO2 ima kisela svojstva

SO2(aq) + H2O HSO3ndash + H3O+

HSO3ndash + H2O SO3

2ndash + H3O+ = 10middot10ndash7

= 16middot10ndash21aK

2aK

Rastvoran u vodibull nastaje rastvor bdquosumporaste kiselinerdquo SO2(aq)

SO2(g) + H2O(l) rarr H2SO3 SO2(aq)

SO2 i sulfiti su redukciona sredstva

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 Vbull u kiseloj sredini

SO42ndash + H2O + 2endash SO3

2ndash + 2OHndash Eө = ndash094 Vbull u baznoj sredini Koristi se kao

bull sredstvo za beljenjebull sredstvo za konzervisanje namirnica

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Na 1 mestu svetske proizvodnje (preko 200 miliona tona godišnje) Oksidacioni broj VI Anhidrid sumporne kiseline je sumpor(VI)-oksid SO3

bull čvrsta supstanca niskih tm (17 oC) i tb (44 oC)

SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) Sumporna kiselina je gusta viskozna tečnost U industriji se dobija kontaktnim postupkom

Kontaktni postupak

Sagorevanjem elementarnog sumpora ili prženjem sulfidnih ruda nastaje SO2

S8(s) + 8O2(g) rarr 8SO2(g)

4FeS2(s) + 11O2(g) rarr 2Fe2O3(g) + 8SO2(g)PIRIT

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dalja oksidacija SO2 u SO3 je veoma spora zbog velike energije aktivacijebull koristi se katalizator na bazi V2O5 višak O2 izvodi se na oko 500 oC

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔrH lt 0

H2S2O7(l) + H2O(l) rarr 2H2SO4(l)

SO3(g) + H2SO4(l) rarr H2S2O7(l)

SO3 se zatim uvodi u koncentrovanu H2SO4 i nastaje disumporna kiselina (pirosumpornakiselina oleum pušljiva sumporna kiselina)

Pirosumporna kiselina se zatim razblažuje

bull Komercijalni proizvod je 96 H2SO4

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Tri važna svojstva sumporne kiseline iz kojih proističe njena primena subull jaka kiselina (kisela svojstva)bull jako oksidaciono sredstvo (oksidaciona svojstva)bull veliki afinitet prema vodi (dehidrataciona svojstva)

H2SO4 + H2O HSO4ndash + H3O+

HSO4ndash + H2O SO4

2ndash + H3O+

Kisela svojstva

= 13middot10ndash2

asymp 1031aK

2aK

Soli rarr sulfati hidrogensulfati Većina sulfata je rastvorna u vodi

bull izuzetak su soli Ca2+ Sr2+ Ba2+ Pb2+ Ag+ Hg22+

Primenabull za dobijanje kiselina (HF HCl H3PO4) iz njihovih soli (jača kiselina istiskuje

slabiju)

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 V

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Oksidaciona svojstva

Razblažena sumporna kiselina (1 mol dmndash3 25 oC) nije oksidaciono sredstvo Koncentrovana sumporna kiselina (i na povišenoj temperaturi) je jako oksidaciono

sredstvobull oksiduje i plemenite metale (Cu Ag Hg) i neke nemetale (C S)

Cu + 2H2SO4 rarr CuSO4 + SO2 + 2H2Ot

C + 2H2SO4 rarr CO2 + 2SO2 + 2H2Ot

H2SO4 (koncentrovana) rarr SO2 H2SO4 (razblažena) rarr H2

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dehidrataciona svojstva

K2Cr2O7 + H2SO4 rarr 2CrO3(s) + K2SO4 + H2O

Entalpija hidratacije je izuzetno velika (ΔhidH ltlt 0)bull Dodavanjem vode u kiselinu dolazi do ključanja i prskanja rastvorabull Zato se pri razblaživanju uvek dodaje rastvor kiseline u vodu

Primenabull za dobijanje kiselih oksida iz odgovarajućih kiselina ili njihovih soli

bull sredstvo za sušenje (npr gasova produvavaju se kroz konc H2SO4)

Koncentrovana H2SO4 ugljeniše većinuorganskih jedinjenja

bull iz jedinjenja uklanja H i O uobliku vode a ostaje C

Dehidratacija glukoze do ugljenika koncentrovanom H2SO4

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

Sumpor može da se veže na mesto koje inače zauzima atom kiseonika Najznačajnija jedinjenja su

bull tiosumporna kiselina (H2S2O3) i tiosulfati (S2O32ndash)

bull politionske kiseline (H2S2(S)nO6) rarr tetrationska kiselina (H2S4O6) itetrationati (S4O6

2ndash)

Tiosumporna kiselinaSumporna kiselina

Tiosulfat-jon S2O32ndash

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

0

IV

2ndash

Tetrationat-jon S4O62ndash

0 0V

V

2ndash

SUMPOR

TIOSULFATI

SO32ndash(aq) + S(s) rarr S2O3

2ndash(aq)

Laboratorijski se dobijaju u reakciji sulfita i elementarnog sumpora na povišenoj t

S2O32ndash(aq) + 2H+(aq) rarr S(s) + SO2(g) + H2O(l)

Nestabilni su u kiseloj sredini

Redukciona su sredstvabull sa slabim oksidacionim sredstvima oksiduju se do tetrationat-jona

2S2O32ndash + I2 rarr S4O6

2ndash + 2Indash

1I+ endash0

IndashI

1Sndash endashIV

SV

2

2

S2O32ndash + 4Cl2 + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 8Clndash + 10H+

SUMPOR

TIOSULFATI

bull sa jakim oksidacionim sredstvima oksiduju se do sulfat-jona

S2O32ndash + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 10H+ + 8endash

Cl2 + 2endash rarr 2Clndash 4

Reakcija se koristi za uklanjanje otpadnog hlora (kako ne bidospeo u atmosferu)

SUMPOR

JEDINJENJA SA HALOGENIMA

Najveći broj halogenida sumpor gradi sa fluorombull najznačajniji je SF6

gas velike gustine bez boje i mirisa inertan dobija se direktnom sintezom iz elemenata

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog

Gas bez boje karakterističnog mirisa (aparati za fotokopiranje laserski štampači) U atmosferi je prisutan u veoma maloj koncentraciji Najveća koncentracija (~10ndash3 vol) je na visini od oko 25 km u stratosferi rarr ozonski

omotačbull Nastaje pod dejstvom UV zračenja (veće energije tj manje talasne dužine λ

lt 240 nm) ili električnog pražnjenja

bull Apsorbuje štetno Sunčevo UV zračenje (manje energije tj veće talasne dužineλ lt 320 nm) što je neophodan uslov za postojanje života na Zemlji

OZON O3

O2 + h rarr 2O

O + O2 rarr O3

(fotoliza)

O3 + h rarr O2 + O

O3 + O rarr 2O2

(apsorpcija UV zračenja)

KISEONIK

Molekul ozona ima ugaonu geometriju (sp2 117o) i savijenu građu

OO O

OO O

Nestabilna supstanca2O3 rarr 3O2 ΔH lt 0

Jedno od najjačih oksidacionih sredstava u kiseloj sredini

O3(g) + 2H+(aq) + 2endash rarr O2(g) + H2O(l) Eө = 208 V

bull zbog čega se koristi kao sredstvo za dezinfekciju (umestohlora za pripremu vode za piće)

Dobija se u ozonizatorima gde se O2 izlaže električnom pražnjenju između dve elektrode

KISEONIK

OZON O3

Najvažnije jedinjenje Veliki broj specifičnih svojstava (oko 70) rarr zbog jakih vodoničnih veza i polarnosti

molekulabull visoka temperatura ključanja i topljenjabull veliki toplotni kapacitet (može da apsorbujeoslobodi veliku količinu toplote a

da se t veoma malo promeni)bull velika entalpija isparavanja (hlađenje isparavanjem sprečava velike promene t)bull povećanje zapremine mržnjenjem (voda je gušća od leda rarr led pluta na vodi)

KISEONIK

VODA

Dobar rastvarač rarr zbog polarnosti molekula i mogućnosti formiranja H-vezabull za jonska i polarna kovalentna jedinjenja

KISEONIK

VODA

Dobar ligand rarr akva-kompleksi Pri kristalizaciji iz vodenog rastvora rarr kristalohidrati (supstance koje sadrže molekule

vode u kristaloj rešetki) Reaguje sa mnogim supstancama rarr reakcije jonizacije i hidrolize Voda sa velikim sadržajem jona (tvrda voda) nije pogodna za pranje piće i industrijsku

upotrebubull Uklanjanje prolazne (karbonatne) tvrdoće vode biće opisano kod zemnoalkalnih

metalabull Uklanjanje stalne (nekarbonatne) tvrdoće vode je komplikovanije vrši se

pomoću jono-izmenjivača rarr dejonizovana voda ili destilacijom rarr destilovanavoda

Većina oksida reaguje sa vodom ili kiselinama i bazama Mnogi se dobijaju dehidratacijom kiselina ili baza rarr anhidridi kiselina ili baza Prema kiselo-baznim svojstvima dele se na

bull baznebull amfoternebull kiselebull neutralne

Bazni oksidibull Anhidridi bazabull Grade ih metali rarr elementi 1 i 2 grupe PSE kao i prelazni metali sa malim

oksidacionim brojevima (I i II) rarr elementi sa malom elektronegativnošćubull Tip veze rarr jonska veza sa velikom razlikom u elektronegativnosti metala i O

Amfoterni oksidibull Anhidridi amfoternih bdquohidroksidardquo ZnO Al2O3 Cr2O3bull Grade ih elementi sa većom elektronegativnošću (15 lt lt 24)

KISEONIK

OKSIDI

KISEONIK

OKSIDI

Kiseli oksidibull Anhidridi kiselinabull Grade ih nemetali kao i prelazni metali sa velikim oksidacionim brojevima

(npr CrO3) Neutralni oksidi

bull Ne reaguju sa vodom niti sa kiselinama i bazamabull Mali broj oksida (CO N2O)

U periodama se svojstva oksidamenjaju od jako baznih do jakokiselih U grupama sa porastom Z opada

kiseli a raste bazni karakter oksida Ako element gradi više oksida sa

porastom oksidacionog broja rastekiseli karakter oksida

Li2O BeONa2O MgO

B2O3 CO2 N2O5

Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Pojava katenacijebull maksimalno dva atoma kiseonika povezana jednostrukom vezombull oksidacioni broj ndashI

Uvijena građa molekulabull rotacija oko OndashO veze je relativno slobodna

Laboratorijski se dobija u reakciji jonske izmene

BaO2(s) + H2SO4(aq) rarr H2O2(aq) + BaSO4(s)

Slaba kiselina rarr

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Nestabilna supstanca rarr u vodenom rastvoru se postepeno razlaže

H2O2(aq) rarr H2O(l) + O2(g)22bull Razlaganje se odigrava relativno sporobull Reakciju drastično ubrzavaju katalizatori MnO2 OHndash joni teških metala

H2O2 + H2O HO2ndash + H3O+

bull Kada se reakcija odigrava u baznoj sredini nalazi se u obliku HO2ndash

H2O2 + 2H+ + 2endash 2H2O Eө = 178 V

Oksidaciono sredstvo

bull u kiseloj sredini

HO2ndash + H2O + 2endash 3OHndash Eө = 088 Vbull u baznoj sredini

= 18middot10ndash12 1aK

O2 + 2H+ + 2endash H2O2 Eө = 070 V

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

U reakciji sa jačim oksidacionim sredstvom ponaša se kao redukciono sredstvo

bull u kiseloj sredini

O2 + H2O + 2endash HO2ndash + OHndash Eө = ndash008 V

Primer

Ondash endashndashI

O0

Mn+ 5endashVII

MnII

5

MnO4ndash + H2O2 + H+ rarr Mn2+ + O2 + H2O

10

2

2 25 5 86OS RS

bull u baznoj sredini

I2 + H2O

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Indash + H2O2 + H+ rarr

Primer

2O+ endashndashI

OndashII

Indash endashndashI

I0

2

2 22RS OS

Koristi se kaobull sredstvo za beljenjebull sredstvo za dezinfekciju

KISEONIK

PEROKSI-JEDINJENJA

Sadrže ndashOndashOndash grupu (O22ndash)

Najvažnije jedinjenje peroksidisumporna kiselina H2S2O8

ndashI

ndashI

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

VI VI

2ndash

S

O

O

S

O O

O

O

O Ondash

ndash

S2O82ndash peroksidisulfat-jon

S2O82ndash + 2endash 2SO4

2ndash

Veoma jako oksidaciono sredstvo

Eө = 201 V

KISEONIK

PEROKSI-JEDINJENJA

Primer

Indash endashndashI

I0

2

I2 + (NH4)2SO4 + K2SO4KI + (NH4)2S2O8 rarr2RS OS

O+ endashndashI

OndashII

2

SVOJSTVA

Čvrsta supstanca žute boje Izražena sposobnost katenacije rarr molekul elementarnog sumpora sadrži veći broj

atoma S povezanih jednostrukim vezamabull postoji više od 20 alotropskih modifikacijabull najčešći tip je S8 (prstenast ciklooktasumpor)

SUMPOR

SUMPOR

SVOJSTVA

SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S

nSSS SS SS Sn

tm = 119 oC 160ndash195 oC gt 195 oC

Pri zagrevanju

bull Iznad 160 oC rarr bdquopolimerizacijardquo raskidanje S8-prstenova i stvaranje dugihuvijenih lanaca viskoznost raste

SUMPOR

SVOJSTVA

bull Iznad 195 oC rarr lanci se ispravljaju i skraćuju viskoznost opadabull Ako se rastopljeni sumpor (t oko 200 oC) naglo ohladi rarr bdquoplastični sumporrdquo koji

se sastoji od dugih lanaca Sn

Nerastvoran u vodi rastvoran u CS2

S8 u CS2

S8 u H2O

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Frašov postupak

Dejstvom anaerobnih bakterija na razne mineralesumpora u blizini nekadašnjih vulkana nastale suprirodne naslage sumpora U naslage sumpora se pod pritiskom ubacuje

pregrejana vodena para (koja topi sumpor) a zatimse uduvava vazduh pod pritiskom (koji istiskujerastop na površinu gde očvršćava) Dobijeni sumpor je veoma čist (gt 995)

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Klausov postupak

bull Kiseonik se dodaje u manjku da ne bi proreagovala celokupna količina H2S

2H2S + SO2 rarr 3S + 2H2Okat

Najviše korišćen (53 svetske proizvodnje) rarr postupak dobijanja sumpora iz prirodnoggasa sa visokim sadržajem H2S I faza rarr H2S se oksiduje kiseonikom iz vazduha

II faza rarr nastali SO2 reaguje sa preostalom količinom H2S

H2S + O2 rarr SO2 + H2O(H2S + frac12O2 rarr S + H2O)

32

PRIMENA

Koristi se zabull proizvodnju H2SO4 (oko 90)bull sintezu različitih organskih i neorganskih jedinjenja

SUMPOR

VODONIK-SULFID H2S

Gas bez boje neprijatnog mirisa veoma otrovan Oksidacioni broj ndashII Laboratorijski se dobija

bull dejstvom jakih kiselina na FeS ili ZnS

bull direktnom sintezom iz elemenata na 600 degC

FeS(s) + 2H+(aq) rarr H2S(g) + Fe2+(aq)

H2S + H2O HSndash + H3O+

HSndash + H2O S2ndash + H3O+

Rastvoran u vodibull nastaje sumporvodonična kiselina (veoma slaba)

= 71middot10ndash15

= 13middot10ndash71aK

2aK

SUMPOR

SULFIDI

Dobijaju sebull direktnom sintezom iz elemenata na povišenoj temperaturi (Hg i Ag reaguju sa

S8 već na sobnoj t)bull dejstvom H2S na rastvore odgovarajućih jona

Rastvorljivost sulfida je veoma različitabull dobro rastvorni rarr (NH4)2S sulfidi alkalnih i zemnoalkalnih metalabull ostali su slabo rastvorni spadaju u najnerastvorljivija jedinjenja sa veoma malim Ks

rastvorni u kiselinama rarr ZnS FeS MnS CoS NiS nerastvorni u kiselinama rarr sulfidi Cu Ag Hg Cd Pb (Ks lt 10ndash20)

S(s) + 2endash S2ndash

Redukciona sredstva

Eө = ndash048 V

SUMPOR

POLISULFIDI

Sadrže ndashSnndash grupu (Sn2ndash)

Oksidacioni broj ndashI Najvažnija jedinjenja disulfidi (S2

2ndash) rarr (NH4)2S2 Na2S2 K2S2 FeS2

S

S

S

S

ndashI

ndashI0

0 ndash

ndash

Tetrasulfid-jon S42ndash

S22ndash + 2H+ rarr H2S(g) + S(s)

Nestabilni su i lako se razlažu u kiseloj sredini (disproporcionišu)

Disulfid-jon S22ndash

S S ndashndash

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

Gas bez boje oštrog mirisa otrovan Oksidacioni broj IV Molekul SO2 ima ugaonu geometriju (sp2 119o) i savijenu građu

SO O

SO O

Dobija se

bull sagorevanjem elementarnog sumporabull sagorevanjem H2S

2H2S(g) + 3O2(g) rarr 2SO2(g) + 2H2O(g)

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

bull rastvor SO2 ima kisela svojstva

SO2(aq) + H2O HSO3ndash + H3O+

HSO3ndash + H2O SO3

2ndash + H3O+ = 10middot10ndash7

= 16middot10ndash21aK

2aK

Rastvoran u vodibull nastaje rastvor bdquosumporaste kiselinerdquo SO2(aq)

SO2(g) + H2O(l) rarr H2SO3 SO2(aq)

SO2 i sulfiti su redukciona sredstva

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 Vbull u kiseloj sredini

SO42ndash + H2O + 2endash SO3

2ndash + 2OHndash Eө = ndash094 Vbull u baznoj sredini Koristi se kao

bull sredstvo za beljenjebull sredstvo za konzervisanje namirnica

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Na 1 mestu svetske proizvodnje (preko 200 miliona tona godišnje) Oksidacioni broj VI Anhidrid sumporne kiseline je sumpor(VI)-oksid SO3

bull čvrsta supstanca niskih tm (17 oC) i tb (44 oC)

SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) Sumporna kiselina je gusta viskozna tečnost U industriji se dobija kontaktnim postupkom

Kontaktni postupak

Sagorevanjem elementarnog sumpora ili prženjem sulfidnih ruda nastaje SO2

S8(s) + 8O2(g) rarr 8SO2(g)

4FeS2(s) + 11O2(g) rarr 2Fe2O3(g) + 8SO2(g)PIRIT

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dalja oksidacija SO2 u SO3 je veoma spora zbog velike energije aktivacijebull koristi se katalizator na bazi V2O5 višak O2 izvodi se na oko 500 oC

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔrH lt 0

H2S2O7(l) + H2O(l) rarr 2H2SO4(l)

SO3(g) + H2SO4(l) rarr H2S2O7(l)

SO3 se zatim uvodi u koncentrovanu H2SO4 i nastaje disumporna kiselina (pirosumpornakiselina oleum pušljiva sumporna kiselina)

Pirosumporna kiselina se zatim razblažuje

bull Komercijalni proizvod je 96 H2SO4

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Tri važna svojstva sumporne kiseline iz kojih proističe njena primena subull jaka kiselina (kisela svojstva)bull jako oksidaciono sredstvo (oksidaciona svojstva)bull veliki afinitet prema vodi (dehidrataciona svojstva)

H2SO4 + H2O HSO4ndash + H3O+

HSO4ndash + H2O SO4

2ndash + H3O+

Kisela svojstva

= 13middot10ndash2

asymp 1031aK

2aK

Soli rarr sulfati hidrogensulfati Većina sulfata je rastvorna u vodi

bull izuzetak su soli Ca2+ Sr2+ Ba2+ Pb2+ Ag+ Hg22+

Primenabull za dobijanje kiselina (HF HCl H3PO4) iz njihovih soli (jača kiselina istiskuje

slabiju)

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 V

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Oksidaciona svojstva

Razblažena sumporna kiselina (1 mol dmndash3 25 oC) nije oksidaciono sredstvo Koncentrovana sumporna kiselina (i na povišenoj temperaturi) je jako oksidaciono

sredstvobull oksiduje i plemenite metale (Cu Ag Hg) i neke nemetale (C S)

Cu + 2H2SO4 rarr CuSO4 + SO2 + 2H2Ot

C + 2H2SO4 rarr CO2 + 2SO2 + 2H2Ot

H2SO4 (koncentrovana) rarr SO2 H2SO4 (razblažena) rarr H2

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dehidrataciona svojstva

K2Cr2O7 + H2SO4 rarr 2CrO3(s) + K2SO4 + H2O

Entalpija hidratacije je izuzetno velika (ΔhidH ltlt 0)bull Dodavanjem vode u kiselinu dolazi do ključanja i prskanja rastvorabull Zato se pri razblaživanju uvek dodaje rastvor kiseline u vodu

Primenabull za dobijanje kiselih oksida iz odgovarajućih kiselina ili njihovih soli

bull sredstvo za sušenje (npr gasova produvavaju se kroz konc H2SO4)

Koncentrovana H2SO4 ugljeniše većinuorganskih jedinjenja

bull iz jedinjenja uklanja H i O uobliku vode a ostaje C

Dehidratacija glukoze do ugljenika koncentrovanom H2SO4

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

Sumpor može da se veže na mesto koje inače zauzima atom kiseonika Najznačajnija jedinjenja su

bull tiosumporna kiselina (H2S2O3) i tiosulfati (S2O32ndash)

bull politionske kiseline (H2S2(S)nO6) rarr tetrationska kiselina (H2S4O6) itetrationati (S4O6

2ndash)

Tiosumporna kiselinaSumporna kiselina

Tiosulfat-jon S2O32ndash

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

0

IV

2ndash

Tetrationat-jon S4O62ndash

0 0V

V

2ndash

SUMPOR

TIOSULFATI

SO32ndash(aq) + S(s) rarr S2O3

2ndash(aq)

Laboratorijski se dobijaju u reakciji sulfita i elementarnog sumpora na povišenoj t

S2O32ndash(aq) + 2H+(aq) rarr S(s) + SO2(g) + H2O(l)

Nestabilni su u kiseloj sredini

Redukciona su sredstvabull sa slabim oksidacionim sredstvima oksiduju se do tetrationat-jona

2S2O32ndash + I2 rarr S4O6

2ndash + 2Indash

1I+ endash0

IndashI

1Sndash endashIV

SV

2

2

S2O32ndash + 4Cl2 + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 8Clndash + 10H+

SUMPOR

TIOSULFATI

bull sa jakim oksidacionim sredstvima oksiduju se do sulfat-jona

S2O32ndash + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 10H+ + 8endash

Cl2 + 2endash rarr 2Clndash 4

Reakcija se koristi za uklanjanje otpadnog hlora (kako ne bidospeo u atmosferu)

SUMPOR

JEDINJENJA SA HALOGENIMA

Najveći broj halogenida sumpor gradi sa fluorombull najznačajniji je SF6

gas velike gustine bez boje i mirisa inertan dobija se direktnom sintezom iz elemenata

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog

Najvažnije jedinjenje Veliki broj specifičnih svojstava (oko 70) rarr zbog jakih vodoničnih veza i polarnosti

molekulabull visoka temperatura ključanja i topljenjabull veliki toplotni kapacitet (može da apsorbujeoslobodi veliku količinu toplote a

da se t veoma malo promeni)bull velika entalpija isparavanja (hlađenje isparavanjem sprečava velike promene t)bull povećanje zapremine mržnjenjem (voda je gušća od leda rarr led pluta na vodi)

KISEONIK

VODA

Dobar rastvarač rarr zbog polarnosti molekula i mogućnosti formiranja H-vezabull za jonska i polarna kovalentna jedinjenja

KISEONIK

VODA

Dobar ligand rarr akva-kompleksi Pri kristalizaciji iz vodenog rastvora rarr kristalohidrati (supstance koje sadrže molekule

vode u kristaloj rešetki) Reaguje sa mnogim supstancama rarr reakcije jonizacije i hidrolize Voda sa velikim sadržajem jona (tvrda voda) nije pogodna za pranje piće i industrijsku

upotrebubull Uklanjanje prolazne (karbonatne) tvrdoće vode biće opisano kod zemnoalkalnih

metalabull Uklanjanje stalne (nekarbonatne) tvrdoće vode je komplikovanije vrši se

pomoću jono-izmenjivača rarr dejonizovana voda ili destilacijom rarr destilovanavoda

Većina oksida reaguje sa vodom ili kiselinama i bazama Mnogi se dobijaju dehidratacijom kiselina ili baza rarr anhidridi kiselina ili baza Prema kiselo-baznim svojstvima dele se na

bull baznebull amfoternebull kiselebull neutralne

Bazni oksidibull Anhidridi bazabull Grade ih metali rarr elementi 1 i 2 grupe PSE kao i prelazni metali sa malim

oksidacionim brojevima (I i II) rarr elementi sa malom elektronegativnošćubull Tip veze rarr jonska veza sa velikom razlikom u elektronegativnosti metala i O

Amfoterni oksidibull Anhidridi amfoternih bdquohidroksidardquo ZnO Al2O3 Cr2O3bull Grade ih elementi sa većom elektronegativnošću (15 lt lt 24)

KISEONIK

OKSIDI

KISEONIK

OKSIDI

Kiseli oksidibull Anhidridi kiselinabull Grade ih nemetali kao i prelazni metali sa velikim oksidacionim brojevima

(npr CrO3) Neutralni oksidi

bull Ne reaguju sa vodom niti sa kiselinama i bazamabull Mali broj oksida (CO N2O)

U periodama se svojstva oksidamenjaju od jako baznih do jakokiselih U grupama sa porastom Z opada

kiseli a raste bazni karakter oksida Ako element gradi više oksida sa

porastom oksidacionog broja rastekiseli karakter oksida

Li2O BeONa2O MgO

B2O3 CO2 N2O5

Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Pojava katenacijebull maksimalno dva atoma kiseonika povezana jednostrukom vezombull oksidacioni broj ndashI

Uvijena građa molekulabull rotacija oko OndashO veze je relativno slobodna

Laboratorijski se dobija u reakciji jonske izmene

BaO2(s) + H2SO4(aq) rarr H2O2(aq) + BaSO4(s)

Slaba kiselina rarr

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Nestabilna supstanca rarr u vodenom rastvoru se postepeno razlaže

H2O2(aq) rarr H2O(l) + O2(g)22bull Razlaganje se odigrava relativno sporobull Reakciju drastično ubrzavaju katalizatori MnO2 OHndash joni teških metala

H2O2 + H2O HO2ndash + H3O+

bull Kada se reakcija odigrava u baznoj sredini nalazi se u obliku HO2ndash

H2O2 + 2H+ + 2endash 2H2O Eө = 178 V

Oksidaciono sredstvo

bull u kiseloj sredini

HO2ndash + H2O + 2endash 3OHndash Eө = 088 Vbull u baznoj sredini

= 18middot10ndash12 1aK

O2 + 2H+ + 2endash H2O2 Eө = 070 V

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

U reakciji sa jačim oksidacionim sredstvom ponaša se kao redukciono sredstvo

bull u kiseloj sredini

O2 + H2O + 2endash HO2ndash + OHndash Eө = ndash008 V

Primer

Ondash endashndashI

O0

Mn+ 5endashVII

MnII

5

MnO4ndash + H2O2 + H+ rarr Mn2+ + O2 + H2O

10

2

2 25 5 86OS RS

bull u baznoj sredini

I2 + H2O

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Indash + H2O2 + H+ rarr

Primer

2O+ endashndashI

OndashII

Indash endashndashI

I0

2

2 22RS OS

Koristi se kaobull sredstvo za beljenjebull sredstvo za dezinfekciju

KISEONIK

PEROKSI-JEDINJENJA

Sadrže ndashOndashOndash grupu (O22ndash)

Najvažnije jedinjenje peroksidisumporna kiselina H2S2O8

ndashI

ndashI

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

VI VI

2ndash

S

O

O

S

O O

O

O

O Ondash

ndash

S2O82ndash peroksidisulfat-jon

S2O82ndash + 2endash 2SO4

2ndash

Veoma jako oksidaciono sredstvo

Eө = 201 V

KISEONIK

PEROKSI-JEDINJENJA

Primer

Indash endashndashI

I0

2

I2 + (NH4)2SO4 + K2SO4KI + (NH4)2S2O8 rarr2RS OS

O+ endashndashI

OndashII

2

SVOJSTVA

Čvrsta supstanca žute boje Izražena sposobnost katenacije rarr molekul elementarnog sumpora sadrži veći broj

atoma S povezanih jednostrukim vezamabull postoji više od 20 alotropskih modifikacijabull najčešći tip je S8 (prstenast ciklooktasumpor)

SUMPOR

SUMPOR

SVOJSTVA

SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S

nSSS SS SS Sn

tm = 119 oC 160ndash195 oC gt 195 oC

Pri zagrevanju

bull Iznad 160 oC rarr bdquopolimerizacijardquo raskidanje S8-prstenova i stvaranje dugihuvijenih lanaca viskoznost raste

SUMPOR

SVOJSTVA

bull Iznad 195 oC rarr lanci se ispravljaju i skraćuju viskoznost opadabull Ako se rastopljeni sumpor (t oko 200 oC) naglo ohladi rarr bdquoplastični sumporrdquo koji

se sastoji od dugih lanaca Sn

Nerastvoran u vodi rastvoran u CS2

S8 u CS2

S8 u H2O

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Frašov postupak

Dejstvom anaerobnih bakterija na razne mineralesumpora u blizini nekadašnjih vulkana nastale suprirodne naslage sumpora U naslage sumpora se pod pritiskom ubacuje

pregrejana vodena para (koja topi sumpor) a zatimse uduvava vazduh pod pritiskom (koji istiskujerastop na površinu gde očvršćava) Dobijeni sumpor je veoma čist (gt 995)

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Klausov postupak

bull Kiseonik se dodaje u manjku da ne bi proreagovala celokupna količina H2S

2H2S + SO2 rarr 3S + 2H2Okat

Najviše korišćen (53 svetske proizvodnje) rarr postupak dobijanja sumpora iz prirodnoggasa sa visokim sadržajem H2S I faza rarr H2S se oksiduje kiseonikom iz vazduha

II faza rarr nastali SO2 reaguje sa preostalom količinom H2S

H2S + O2 rarr SO2 + H2O(H2S + frac12O2 rarr S + H2O)

32

PRIMENA

Koristi se zabull proizvodnju H2SO4 (oko 90)bull sintezu različitih organskih i neorganskih jedinjenja

SUMPOR

VODONIK-SULFID H2S

Gas bez boje neprijatnog mirisa veoma otrovan Oksidacioni broj ndashII Laboratorijski se dobija

bull dejstvom jakih kiselina na FeS ili ZnS

bull direktnom sintezom iz elemenata na 600 degC

FeS(s) + 2H+(aq) rarr H2S(g) + Fe2+(aq)

H2S + H2O HSndash + H3O+

HSndash + H2O S2ndash + H3O+

Rastvoran u vodibull nastaje sumporvodonična kiselina (veoma slaba)

= 71middot10ndash15

= 13middot10ndash71aK

2aK

SUMPOR

SULFIDI

Dobijaju sebull direktnom sintezom iz elemenata na povišenoj temperaturi (Hg i Ag reaguju sa

S8 već na sobnoj t)bull dejstvom H2S na rastvore odgovarajućih jona

Rastvorljivost sulfida je veoma različitabull dobro rastvorni rarr (NH4)2S sulfidi alkalnih i zemnoalkalnih metalabull ostali su slabo rastvorni spadaju u najnerastvorljivija jedinjenja sa veoma malim Ks

rastvorni u kiselinama rarr ZnS FeS MnS CoS NiS nerastvorni u kiselinama rarr sulfidi Cu Ag Hg Cd Pb (Ks lt 10ndash20)

S(s) + 2endash S2ndash

Redukciona sredstva

Eө = ndash048 V

SUMPOR

POLISULFIDI

Sadrže ndashSnndash grupu (Sn2ndash)

Oksidacioni broj ndashI Najvažnija jedinjenja disulfidi (S2

2ndash) rarr (NH4)2S2 Na2S2 K2S2 FeS2

S

S

S

S

ndashI

ndashI0

0 ndash

ndash

Tetrasulfid-jon S42ndash

S22ndash + 2H+ rarr H2S(g) + S(s)

Nestabilni su i lako se razlažu u kiseloj sredini (disproporcionišu)

Disulfid-jon S22ndash

S S ndashndash

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

Gas bez boje oštrog mirisa otrovan Oksidacioni broj IV Molekul SO2 ima ugaonu geometriju (sp2 119o) i savijenu građu

SO O

SO O

Dobija se

bull sagorevanjem elementarnog sumporabull sagorevanjem H2S

2H2S(g) + 3O2(g) rarr 2SO2(g) + 2H2O(g)

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

bull rastvor SO2 ima kisela svojstva

SO2(aq) + H2O HSO3ndash + H3O+

HSO3ndash + H2O SO3

2ndash + H3O+ = 10middot10ndash7

= 16middot10ndash21aK

2aK

Rastvoran u vodibull nastaje rastvor bdquosumporaste kiselinerdquo SO2(aq)

SO2(g) + H2O(l) rarr H2SO3 SO2(aq)

SO2 i sulfiti su redukciona sredstva

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 Vbull u kiseloj sredini

SO42ndash + H2O + 2endash SO3

2ndash + 2OHndash Eө = ndash094 Vbull u baznoj sredini Koristi se kao

bull sredstvo za beljenjebull sredstvo za konzervisanje namirnica

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Na 1 mestu svetske proizvodnje (preko 200 miliona tona godišnje) Oksidacioni broj VI Anhidrid sumporne kiseline je sumpor(VI)-oksid SO3

bull čvrsta supstanca niskih tm (17 oC) i tb (44 oC)

SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) Sumporna kiselina je gusta viskozna tečnost U industriji se dobija kontaktnim postupkom

Kontaktni postupak

Sagorevanjem elementarnog sumpora ili prženjem sulfidnih ruda nastaje SO2

S8(s) + 8O2(g) rarr 8SO2(g)

4FeS2(s) + 11O2(g) rarr 2Fe2O3(g) + 8SO2(g)PIRIT

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dalja oksidacija SO2 u SO3 je veoma spora zbog velike energije aktivacijebull koristi se katalizator na bazi V2O5 višak O2 izvodi se na oko 500 oC

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔrH lt 0

H2S2O7(l) + H2O(l) rarr 2H2SO4(l)

SO3(g) + H2SO4(l) rarr H2S2O7(l)

SO3 se zatim uvodi u koncentrovanu H2SO4 i nastaje disumporna kiselina (pirosumpornakiselina oleum pušljiva sumporna kiselina)

Pirosumporna kiselina se zatim razblažuje

bull Komercijalni proizvod je 96 H2SO4

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Tri važna svojstva sumporne kiseline iz kojih proističe njena primena subull jaka kiselina (kisela svojstva)bull jako oksidaciono sredstvo (oksidaciona svojstva)bull veliki afinitet prema vodi (dehidrataciona svojstva)

H2SO4 + H2O HSO4ndash + H3O+

HSO4ndash + H2O SO4

2ndash + H3O+

Kisela svojstva

= 13middot10ndash2

asymp 1031aK

2aK

Soli rarr sulfati hidrogensulfati Većina sulfata je rastvorna u vodi

bull izuzetak su soli Ca2+ Sr2+ Ba2+ Pb2+ Ag+ Hg22+

Primenabull za dobijanje kiselina (HF HCl H3PO4) iz njihovih soli (jača kiselina istiskuje

slabiju)

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 V

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Oksidaciona svojstva

Razblažena sumporna kiselina (1 mol dmndash3 25 oC) nije oksidaciono sredstvo Koncentrovana sumporna kiselina (i na povišenoj temperaturi) je jako oksidaciono

sredstvobull oksiduje i plemenite metale (Cu Ag Hg) i neke nemetale (C S)

Cu + 2H2SO4 rarr CuSO4 + SO2 + 2H2Ot

C + 2H2SO4 rarr CO2 + 2SO2 + 2H2Ot

H2SO4 (koncentrovana) rarr SO2 H2SO4 (razblažena) rarr H2

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dehidrataciona svojstva

K2Cr2O7 + H2SO4 rarr 2CrO3(s) + K2SO4 + H2O

Entalpija hidratacije je izuzetno velika (ΔhidH ltlt 0)bull Dodavanjem vode u kiselinu dolazi do ključanja i prskanja rastvorabull Zato se pri razblaživanju uvek dodaje rastvor kiseline u vodu

Primenabull za dobijanje kiselih oksida iz odgovarajućih kiselina ili njihovih soli

bull sredstvo za sušenje (npr gasova produvavaju se kroz konc H2SO4)

Koncentrovana H2SO4 ugljeniše većinuorganskih jedinjenja

bull iz jedinjenja uklanja H i O uobliku vode a ostaje C

Dehidratacija glukoze do ugljenika koncentrovanom H2SO4

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

Sumpor može da se veže na mesto koje inače zauzima atom kiseonika Najznačajnija jedinjenja su

bull tiosumporna kiselina (H2S2O3) i tiosulfati (S2O32ndash)

bull politionske kiseline (H2S2(S)nO6) rarr tetrationska kiselina (H2S4O6) itetrationati (S4O6

2ndash)

Tiosumporna kiselinaSumporna kiselina

Tiosulfat-jon S2O32ndash

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

0

IV

2ndash

Tetrationat-jon S4O62ndash

0 0V

V

2ndash

SUMPOR

TIOSULFATI

SO32ndash(aq) + S(s) rarr S2O3

2ndash(aq)

Laboratorijski se dobijaju u reakciji sulfita i elementarnog sumpora na povišenoj t

S2O32ndash(aq) + 2H+(aq) rarr S(s) + SO2(g) + H2O(l)

Nestabilni su u kiseloj sredini

Redukciona su sredstvabull sa slabim oksidacionim sredstvima oksiduju se do tetrationat-jona

2S2O32ndash + I2 rarr S4O6

2ndash + 2Indash

1I+ endash0

IndashI

1Sndash endashIV

SV

2

2

S2O32ndash + 4Cl2 + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 8Clndash + 10H+

SUMPOR

TIOSULFATI

bull sa jakim oksidacionim sredstvima oksiduju se do sulfat-jona

S2O32ndash + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 10H+ + 8endash

Cl2 + 2endash rarr 2Clndash 4

Reakcija se koristi za uklanjanje otpadnog hlora (kako ne bidospeo u atmosferu)

SUMPOR

JEDINJENJA SA HALOGENIMA

Najveći broj halogenida sumpor gradi sa fluorombull najznačajniji je SF6

gas velike gustine bez boje i mirisa inertan dobija se direktnom sintezom iz elemenata

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog

Većina oksida reaguje sa vodom ili kiselinama i bazama Mnogi se dobijaju dehidratacijom kiselina ili baza rarr anhidridi kiselina ili baza Prema kiselo-baznim svojstvima dele se na

bull baznebull amfoternebull kiselebull neutralne

Bazni oksidibull Anhidridi bazabull Grade ih metali rarr elementi 1 i 2 grupe PSE kao i prelazni metali sa malim

oksidacionim brojevima (I i II) rarr elementi sa malom elektronegativnošćubull Tip veze rarr jonska veza sa velikom razlikom u elektronegativnosti metala i O

Amfoterni oksidibull Anhidridi amfoternih bdquohidroksidardquo ZnO Al2O3 Cr2O3bull Grade ih elementi sa većom elektronegativnošću (15 lt lt 24)

KISEONIK

OKSIDI

KISEONIK

OKSIDI

Kiseli oksidibull Anhidridi kiselinabull Grade ih nemetali kao i prelazni metali sa velikim oksidacionim brojevima

(npr CrO3) Neutralni oksidi

bull Ne reaguju sa vodom niti sa kiselinama i bazamabull Mali broj oksida (CO N2O)

U periodama se svojstva oksidamenjaju od jako baznih do jakokiselih U grupama sa porastom Z opada

kiseli a raste bazni karakter oksida Ako element gradi više oksida sa

porastom oksidacionog broja rastekiseli karakter oksida

Li2O BeONa2O MgO

B2O3 CO2 N2O5

Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Pojava katenacijebull maksimalno dva atoma kiseonika povezana jednostrukom vezombull oksidacioni broj ndashI

Uvijena građa molekulabull rotacija oko OndashO veze je relativno slobodna

Laboratorijski se dobija u reakciji jonske izmene

BaO2(s) + H2SO4(aq) rarr H2O2(aq) + BaSO4(s)

Slaba kiselina rarr

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Nestabilna supstanca rarr u vodenom rastvoru se postepeno razlaže

H2O2(aq) rarr H2O(l) + O2(g)22bull Razlaganje se odigrava relativno sporobull Reakciju drastično ubrzavaju katalizatori MnO2 OHndash joni teških metala

H2O2 + H2O HO2ndash + H3O+

bull Kada se reakcija odigrava u baznoj sredini nalazi se u obliku HO2ndash

H2O2 + 2H+ + 2endash 2H2O Eө = 178 V

Oksidaciono sredstvo

bull u kiseloj sredini

HO2ndash + H2O + 2endash 3OHndash Eө = 088 Vbull u baznoj sredini

= 18middot10ndash12 1aK

O2 + 2H+ + 2endash H2O2 Eө = 070 V

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

U reakciji sa jačim oksidacionim sredstvom ponaša se kao redukciono sredstvo

bull u kiseloj sredini

O2 + H2O + 2endash HO2ndash + OHndash Eө = ndash008 V

Primer

Ondash endashndashI

O0

Mn+ 5endashVII

MnII

5

MnO4ndash + H2O2 + H+ rarr Mn2+ + O2 + H2O

10

2

2 25 5 86OS RS

bull u baznoj sredini

I2 + H2O

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Indash + H2O2 + H+ rarr

Primer

2O+ endashndashI

OndashII

Indash endashndashI

I0

2

2 22RS OS

Koristi se kaobull sredstvo za beljenjebull sredstvo za dezinfekciju

KISEONIK

PEROKSI-JEDINJENJA

Sadrže ndashOndashOndash grupu (O22ndash)

Najvažnije jedinjenje peroksidisumporna kiselina H2S2O8

ndashI

ndashI

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

VI VI

2ndash

S

O

O

S

O O

O

O

O Ondash

ndash

S2O82ndash peroksidisulfat-jon

S2O82ndash + 2endash 2SO4

2ndash

Veoma jako oksidaciono sredstvo

Eө = 201 V

KISEONIK

PEROKSI-JEDINJENJA

Primer

Indash endashndashI

I0

2

I2 + (NH4)2SO4 + K2SO4KI + (NH4)2S2O8 rarr2RS OS

O+ endashndashI

OndashII

2

SVOJSTVA

Čvrsta supstanca žute boje Izražena sposobnost katenacije rarr molekul elementarnog sumpora sadrži veći broj

atoma S povezanih jednostrukim vezamabull postoji više od 20 alotropskih modifikacijabull najčešći tip je S8 (prstenast ciklooktasumpor)

SUMPOR

SUMPOR

SVOJSTVA

SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S

nSSS SS SS Sn

tm = 119 oC 160ndash195 oC gt 195 oC

Pri zagrevanju

bull Iznad 160 oC rarr bdquopolimerizacijardquo raskidanje S8-prstenova i stvaranje dugihuvijenih lanaca viskoznost raste

SUMPOR

SVOJSTVA

bull Iznad 195 oC rarr lanci se ispravljaju i skraćuju viskoznost opadabull Ako se rastopljeni sumpor (t oko 200 oC) naglo ohladi rarr bdquoplastični sumporrdquo koji

se sastoji od dugih lanaca Sn

Nerastvoran u vodi rastvoran u CS2

S8 u CS2

S8 u H2O

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Frašov postupak

Dejstvom anaerobnih bakterija na razne mineralesumpora u blizini nekadašnjih vulkana nastale suprirodne naslage sumpora U naslage sumpora se pod pritiskom ubacuje

pregrejana vodena para (koja topi sumpor) a zatimse uduvava vazduh pod pritiskom (koji istiskujerastop na površinu gde očvršćava) Dobijeni sumpor je veoma čist (gt 995)

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Klausov postupak

bull Kiseonik se dodaje u manjku da ne bi proreagovala celokupna količina H2S

2H2S + SO2 rarr 3S + 2H2Okat

Najviše korišćen (53 svetske proizvodnje) rarr postupak dobijanja sumpora iz prirodnoggasa sa visokim sadržajem H2S I faza rarr H2S se oksiduje kiseonikom iz vazduha

II faza rarr nastali SO2 reaguje sa preostalom količinom H2S

H2S + O2 rarr SO2 + H2O(H2S + frac12O2 rarr S + H2O)

32

PRIMENA

Koristi se zabull proizvodnju H2SO4 (oko 90)bull sintezu različitih organskih i neorganskih jedinjenja

SUMPOR

VODONIK-SULFID H2S

Gas bez boje neprijatnog mirisa veoma otrovan Oksidacioni broj ndashII Laboratorijski se dobija

bull dejstvom jakih kiselina na FeS ili ZnS

bull direktnom sintezom iz elemenata na 600 degC

FeS(s) + 2H+(aq) rarr H2S(g) + Fe2+(aq)

H2S + H2O HSndash + H3O+

HSndash + H2O S2ndash + H3O+

Rastvoran u vodibull nastaje sumporvodonična kiselina (veoma slaba)

= 71middot10ndash15

= 13middot10ndash71aK

2aK

SUMPOR

SULFIDI

Dobijaju sebull direktnom sintezom iz elemenata na povišenoj temperaturi (Hg i Ag reaguju sa

S8 već na sobnoj t)bull dejstvom H2S na rastvore odgovarajućih jona

Rastvorljivost sulfida je veoma različitabull dobro rastvorni rarr (NH4)2S sulfidi alkalnih i zemnoalkalnih metalabull ostali su slabo rastvorni spadaju u najnerastvorljivija jedinjenja sa veoma malim Ks

rastvorni u kiselinama rarr ZnS FeS MnS CoS NiS nerastvorni u kiselinama rarr sulfidi Cu Ag Hg Cd Pb (Ks lt 10ndash20)

S(s) + 2endash S2ndash

Redukciona sredstva

Eө = ndash048 V

SUMPOR

POLISULFIDI

Sadrže ndashSnndash grupu (Sn2ndash)

Oksidacioni broj ndashI Najvažnija jedinjenja disulfidi (S2

2ndash) rarr (NH4)2S2 Na2S2 K2S2 FeS2

S

S

S

S

ndashI

ndashI0

0 ndash

ndash

Tetrasulfid-jon S42ndash

S22ndash + 2H+ rarr H2S(g) + S(s)

Nestabilni su i lako se razlažu u kiseloj sredini (disproporcionišu)

Disulfid-jon S22ndash

S S ndashndash

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

Gas bez boje oštrog mirisa otrovan Oksidacioni broj IV Molekul SO2 ima ugaonu geometriju (sp2 119o) i savijenu građu

SO O

SO O

Dobija se

bull sagorevanjem elementarnog sumporabull sagorevanjem H2S

2H2S(g) + 3O2(g) rarr 2SO2(g) + 2H2O(g)

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

bull rastvor SO2 ima kisela svojstva

SO2(aq) + H2O HSO3ndash + H3O+

HSO3ndash + H2O SO3

2ndash + H3O+ = 10middot10ndash7

= 16middot10ndash21aK

2aK

Rastvoran u vodibull nastaje rastvor bdquosumporaste kiselinerdquo SO2(aq)

SO2(g) + H2O(l) rarr H2SO3 SO2(aq)

SO2 i sulfiti su redukciona sredstva

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 Vbull u kiseloj sredini

SO42ndash + H2O + 2endash SO3

2ndash + 2OHndash Eө = ndash094 Vbull u baznoj sredini Koristi se kao

bull sredstvo za beljenjebull sredstvo za konzervisanje namirnica

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Na 1 mestu svetske proizvodnje (preko 200 miliona tona godišnje) Oksidacioni broj VI Anhidrid sumporne kiseline je sumpor(VI)-oksid SO3

bull čvrsta supstanca niskih tm (17 oC) i tb (44 oC)

SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) Sumporna kiselina je gusta viskozna tečnost U industriji se dobija kontaktnim postupkom

Kontaktni postupak

Sagorevanjem elementarnog sumpora ili prženjem sulfidnih ruda nastaje SO2

S8(s) + 8O2(g) rarr 8SO2(g)

4FeS2(s) + 11O2(g) rarr 2Fe2O3(g) + 8SO2(g)PIRIT

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dalja oksidacija SO2 u SO3 je veoma spora zbog velike energije aktivacijebull koristi se katalizator na bazi V2O5 višak O2 izvodi se na oko 500 oC

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔrH lt 0

H2S2O7(l) + H2O(l) rarr 2H2SO4(l)

SO3(g) + H2SO4(l) rarr H2S2O7(l)

SO3 se zatim uvodi u koncentrovanu H2SO4 i nastaje disumporna kiselina (pirosumpornakiselina oleum pušljiva sumporna kiselina)

Pirosumporna kiselina se zatim razblažuje

bull Komercijalni proizvod je 96 H2SO4

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Tri važna svojstva sumporne kiseline iz kojih proističe njena primena subull jaka kiselina (kisela svojstva)bull jako oksidaciono sredstvo (oksidaciona svojstva)bull veliki afinitet prema vodi (dehidrataciona svojstva)

H2SO4 + H2O HSO4ndash + H3O+

HSO4ndash + H2O SO4

2ndash + H3O+

Kisela svojstva

= 13middot10ndash2

asymp 1031aK

2aK

Soli rarr sulfati hidrogensulfati Većina sulfata je rastvorna u vodi

bull izuzetak su soli Ca2+ Sr2+ Ba2+ Pb2+ Ag+ Hg22+

Primenabull za dobijanje kiselina (HF HCl H3PO4) iz njihovih soli (jača kiselina istiskuje

slabiju)

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 V

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Oksidaciona svojstva

Razblažena sumporna kiselina (1 mol dmndash3 25 oC) nije oksidaciono sredstvo Koncentrovana sumporna kiselina (i na povišenoj temperaturi) je jako oksidaciono

sredstvobull oksiduje i plemenite metale (Cu Ag Hg) i neke nemetale (C S)

Cu + 2H2SO4 rarr CuSO4 + SO2 + 2H2Ot

C + 2H2SO4 rarr CO2 + 2SO2 + 2H2Ot

H2SO4 (koncentrovana) rarr SO2 H2SO4 (razblažena) rarr H2

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dehidrataciona svojstva

K2Cr2O7 + H2SO4 rarr 2CrO3(s) + K2SO4 + H2O

Entalpija hidratacije je izuzetno velika (ΔhidH ltlt 0)bull Dodavanjem vode u kiselinu dolazi do ključanja i prskanja rastvorabull Zato se pri razblaživanju uvek dodaje rastvor kiseline u vodu

Primenabull za dobijanje kiselih oksida iz odgovarajućih kiselina ili njihovih soli

bull sredstvo za sušenje (npr gasova produvavaju se kroz konc H2SO4)

Koncentrovana H2SO4 ugljeniše većinuorganskih jedinjenja

bull iz jedinjenja uklanja H i O uobliku vode a ostaje C

Dehidratacija glukoze do ugljenika koncentrovanom H2SO4

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

Sumpor može da se veže na mesto koje inače zauzima atom kiseonika Najznačajnija jedinjenja su

bull tiosumporna kiselina (H2S2O3) i tiosulfati (S2O32ndash)

bull politionske kiseline (H2S2(S)nO6) rarr tetrationska kiselina (H2S4O6) itetrationati (S4O6

2ndash)

Tiosumporna kiselinaSumporna kiselina

Tiosulfat-jon S2O32ndash

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

0

IV

2ndash

Tetrationat-jon S4O62ndash

0 0V

V

2ndash

SUMPOR

TIOSULFATI

SO32ndash(aq) + S(s) rarr S2O3

2ndash(aq)

Laboratorijski se dobijaju u reakciji sulfita i elementarnog sumpora na povišenoj t

S2O32ndash(aq) + 2H+(aq) rarr S(s) + SO2(g) + H2O(l)

Nestabilni su u kiseloj sredini

Redukciona su sredstvabull sa slabim oksidacionim sredstvima oksiduju se do tetrationat-jona

2S2O32ndash + I2 rarr S4O6

2ndash + 2Indash

1I+ endash0

IndashI

1Sndash endashIV

SV

2

2

S2O32ndash + 4Cl2 + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 8Clndash + 10H+

SUMPOR

TIOSULFATI

bull sa jakim oksidacionim sredstvima oksiduju se do sulfat-jona

S2O32ndash + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 10H+ + 8endash

Cl2 + 2endash rarr 2Clndash 4

Reakcija se koristi za uklanjanje otpadnog hlora (kako ne bidospeo u atmosferu)

SUMPOR

JEDINJENJA SA HALOGENIMA

Najveći broj halogenida sumpor gradi sa fluorombull najznačajniji je SF6

gas velike gustine bez boje i mirisa inertan dobija se direktnom sintezom iz elemenata

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Pojava katenacijebull maksimalno dva atoma kiseonika povezana jednostrukom vezombull oksidacioni broj ndashI

Uvijena građa molekulabull rotacija oko OndashO veze je relativno slobodna

Laboratorijski se dobija u reakciji jonske izmene

BaO2(s) + H2SO4(aq) rarr H2O2(aq) + BaSO4(s)

Slaba kiselina rarr

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Nestabilna supstanca rarr u vodenom rastvoru se postepeno razlaže

H2O2(aq) rarr H2O(l) + O2(g)22bull Razlaganje se odigrava relativno sporobull Reakciju drastično ubrzavaju katalizatori MnO2 OHndash joni teških metala

H2O2 + H2O HO2ndash + H3O+

bull Kada se reakcija odigrava u baznoj sredini nalazi se u obliku HO2ndash

H2O2 + 2H+ + 2endash 2H2O Eө = 178 V

Oksidaciono sredstvo

bull u kiseloj sredini

HO2ndash + H2O + 2endash 3OHndash Eө = 088 Vbull u baznoj sredini

= 18middot10ndash12 1aK

O2 + 2H+ + 2endash H2O2 Eө = 070 V

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

U reakciji sa jačim oksidacionim sredstvom ponaša se kao redukciono sredstvo

bull u kiseloj sredini

O2 + H2O + 2endash HO2ndash + OHndash Eө = ndash008 V

Primer

Ondash endashndashI

O0

Mn+ 5endashVII

MnII

5

MnO4ndash + H2O2 + H+ rarr Mn2+ + O2 + H2O

10

2

2 25 5 86OS RS

bull u baznoj sredini

I2 + H2O

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Indash + H2O2 + H+ rarr

Primer

2O+ endashndashI

OndashII

Indash endashndashI

I0

2

2 22RS OS

Koristi se kaobull sredstvo za beljenjebull sredstvo za dezinfekciju

KISEONIK

PEROKSI-JEDINJENJA

Sadrže ndashOndashOndash grupu (O22ndash)

Najvažnije jedinjenje peroksidisumporna kiselina H2S2O8

ndashI

ndashI

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

VI VI

2ndash

S

O

O

S

O O

O

O

O Ondash

ndash

S2O82ndash peroksidisulfat-jon

S2O82ndash + 2endash 2SO4

2ndash

Veoma jako oksidaciono sredstvo

Eө = 201 V

KISEONIK

PEROKSI-JEDINJENJA

Primer

Indash endashndashI

I0

2

I2 + (NH4)2SO4 + K2SO4KI + (NH4)2S2O8 rarr2RS OS

O+ endashndashI

OndashII

2

SVOJSTVA

Čvrsta supstanca žute boje Izražena sposobnost katenacije rarr molekul elementarnog sumpora sadrži veći broj

atoma S povezanih jednostrukim vezamabull postoji više od 20 alotropskih modifikacijabull najčešći tip je S8 (prstenast ciklooktasumpor)

SUMPOR

SUMPOR

SVOJSTVA

SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S

nSSS SS SS Sn

tm = 119 oC 160ndash195 oC gt 195 oC

Pri zagrevanju

bull Iznad 160 oC rarr bdquopolimerizacijardquo raskidanje S8-prstenova i stvaranje dugihuvijenih lanaca viskoznost raste

SUMPOR

SVOJSTVA

bull Iznad 195 oC rarr lanci se ispravljaju i skraćuju viskoznost opadabull Ako se rastopljeni sumpor (t oko 200 oC) naglo ohladi rarr bdquoplastični sumporrdquo koji

se sastoji od dugih lanaca Sn

Nerastvoran u vodi rastvoran u CS2

S8 u CS2

S8 u H2O

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Frašov postupak

Dejstvom anaerobnih bakterija na razne mineralesumpora u blizini nekadašnjih vulkana nastale suprirodne naslage sumpora U naslage sumpora se pod pritiskom ubacuje

pregrejana vodena para (koja topi sumpor) a zatimse uduvava vazduh pod pritiskom (koji istiskujerastop na površinu gde očvršćava) Dobijeni sumpor je veoma čist (gt 995)

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Klausov postupak

bull Kiseonik se dodaje u manjku da ne bi proreagovala celokupna količina H2S

2H2S + SO2 rarr 3S + 2H2Okat

Najviše korišćen (53 svetske proizvodnje) rarr postupak dobijanja sumpora iz prirodnoggasa sa visokim sadržajem H2S I faza rarr H2S se oksiduje kiseonikom iz vazduha

II faza rarr nastali SO2 reaguje sa preostalom količinom H2S

H2S + O2 rarr SO2 + H2O(H2S + frac12O2 rarr S + H2O)

32

PRIMENA

Koristi se zabull proizvodnju H2SO4 (oko 90)bull sintezu različitih organskih i neorganskih jedinjenja

SUMPOR

VODONIK-SULFID H2S

Gas bez boje neprijatnog mirisa veoma otrovan Oksidacioni broj ndashII Laboratorijski se dobija

bull dejstvom jakih kiselina na FeS ili ZnS

bull direktnom sintezom iz elemenata na 600 degC

FeS(s) + 2H+(aq) rarr H2S(g) + Fe2+(aq)

H2S + H2O HSndash + H3O+

HSndash + H2O S2ndash + H3O+

Rastvoran u vodibull nastaje sumporvodonična kiselina (veoma slaba)

= 71middot10ndash15

= 13middot10ndash71aK

2aK

SUMPOR

SULFIDI

Dobijaju sebull direktnom sintezom iz elemenata na povišenoj temperaturi (Hg i Ag reaguju sa

S8 već na sobnoj t)bull dejstvom H2S na rastvore odgovarajućih jona

Rastvorljivost sulfida je veoma različitabull dobro rastvorni rarr (NH4)2S sulfidi alkalnih i zemnoalkalnih metalabull ostali su slabo rastvorni spadaju u najnerastvorljivija jedinjenja sa veoma malim Ks

rastvorni u kiselinama rarr ZnS FeS MnS CoS NiS nerastvorni u kiselinama rarr sulfidi Cu Ag Hg Cd Pb (Ks lt 10ndash20)

S(s) + 2endash S2ndash

Redukciona sredstva

Eө = ndash048 V

SUMPOR

POLISULFIDI

Sadrže ndashSnndash grupu (Sn2ndash)

Oksidacioni broj ndashI Najvažnija jedinjenja disulfidi (S2

2ndash) rarr (NH4)2S2 Na2S2 K2S2 FeS2

S

S

S

S

ndashI

ndashI0

0 ndash

ndash

Tetrasulfid-jon S42ndash

S22ndash + 2H+ rarr H2S(g) + S(s)

Nestabilni su i lako se razlažu u kiseloj sredini (disproporcionišu)

Disulfid-jon S22ndash

S S ndashndash

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

Gas bez boje oštrog mirisa otrovan Oksidacioni broj IV Molekul SO2 ima ugaonu geometriju (sp2 119o) i savijenu građu

SO O

SO O

Dobija se

bull sagorevanjem elementarnog sumporabull sagorevanjem H2S

2H2S(g) + 3O2(g) rarr 2SO2(g) + 2H2O(g)

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

bull rastvor SO2 ima kisela svojstva

SO2(aq) + H2O HSO3ndash + H3O+

HSO3ndash + H2O SO3

2ndash + H3O+ = 10middot10ndash7

= 16middot10ndash21aK

2aK

Rastvoran u vodibull nastaje rastvor bdquosumporaste kiselinerdquo SO2(aq)

SO2(g) + H2O(l) rarr H2SO3 SO2(aq)

SO2 i sulfiti su redukciona sredstva

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 Vbull u kiseloj sredini

SO42ndash + H2O + 2endash SO3

2ndash + 2OHndash Eө = ndash094 Vbull u baznoj sredini Koristi se kao

bull sredstvo za beljenjebull sredstvo za konzervisanje namirnica

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Na 1 mestu svetske proizvodnje (preko 200 miliona tona godišnje) Oksidacioni broj VI Anhidrid sumporne kiseline je sumpor(VI)-oksid SO3

bull čvrsta supstanca niskih tm (17 oC) i tb (44 oC)

SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) Sumporna kiselina je gusta viskozna tečnost U industriji se dobija kontaktnim postupkom

Kontaktni postupak

Sagorevanjem elementarnog sumpora ili prženjem sulfidnih ruda nastaje SO2

S8(s) + 8O2(g) rarr 8SO2(g)

4FeS2(s) + 11O2(g) rarr 2Fe2O3(g) + 8SO2(g)PIRIT

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dalja oksidacija SO2 u SO3 je veoma spora zbog velike energije aktivacijebull koristi se katalizator na bazi V2O5 višak O2 izvodi se na oko 500 oC

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔrH lt 0

H2S2O7(l) + H2O(l) rarr 2H2SO4(l)

SO3(g) + H2SO4(l) rarr H2S2O7(l)

SO3 se zatim uvodi u koncentrovanu H2SO4 i nastaje disumporna kiselina (pirosumpornakiselina oleum pušljiva sumporna kiselina)

Pirosumporna kiselina se zatim razblažuje

bull Komercijalni proizvod je 96 H2SO4

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Tri važna svojstva sumporne kiseline iz kojih proističe njena primena subull jaka kiselina (kisela svojstva)bull jako oksidaciono sredstvo (oksidaciona svojstva)bull veliki afinitet prema vodi (dehidrataciona svojstva)

H2SO4 + H2O HSO4ndash + H3O+

HSO4ndash + H2O SO4

2ndash + H3O+

Kisela svojstva

= 13middot10ndash2

asymp 1031aK

2aK

Soli rarr sulfati hidrogensulfati Većina sulfata je rastvorna u vodi

bull izuzetak su soli Ca2+ Sr2+ Ba2+ Pb2+ Ag+ Hg22+

Primenabull za dobijanje kiselina (HF HCl H3PO4) iz njihovih soli (jača kiselina istiskuje

slabiju)

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 V

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Oksidaciona svojstva

Razblažena sumporna kiselina (1 mol dmndash3 25 oC) nije oksidaciono sredstvo Koncentrovana sumporna kiselina (i na povišenoj temperaturi) je jako oksidaciono

sredstvobull oksiduje i plemenite metale (Cu Ag Hg) i neke nemetale (C S)

Cu + 2H2SO4 rarr CuSO4 + SO2 + 2H2Ot

C + 2H2SO4 rarr CO2 + 2SO2 + 2H2Ot

H2SO4 (koncentrovana) rarr SO2 H2SO4 (razblažena) rarr H2

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dehidrataciona svojstva

K2Cr2O7 + H2SO4 rarr 2CrO3(s) + K2SO4 + H2O

Entalpija hidratacije je izuzetno velika (ΔhidH ltlt 0)bull Dodavanjem vode u kiselinu dolazi do ključanja i prskanja rastvorabull Zato se pri razblaživanju uvek dodaje rastvor kiseline u vodu

Primenabull za dobijanje kiselih oksida iz odgovarajućih kiselina ili njihovih soli

bull sredstvo za sušenje (npr gasova produvavaju se kroz konc H2SO4)

Koncentrovana H2SO4 ugljeniše većinuorganskih jedinjenja

bull iz jedinjenja uklanja H i O uobliku vode a ostaje C

Dehidratacija glukoze do ugljenika koncentrovanom H2SO4

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

Sumpor može da se veže na mesto koje inače zauzima atom kiseonika Najznačajnija jedinjenja su

bull tiosumporna kiselina (H2S2O3) i tiosulfati (S2O32ndash)

bull politionske kiseline (H2S2(S)nO6) rarr tetrationska kiselina (H2S4O6) itetrationati (S4O6

2ndash)

Tiosumporna kiselinaSumporna kiselina

Tiosulfat-jon S2O32ndash

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

0

IV

2ndash

Tetrationat-jon S4O62ndash

0 0V

V

2ndash

SUMPOR

TIOSULFATI

SO32ndash(aq) + S(s) rarr S2O3

2ndash(aq)

Laboratorijski se dobijaju u reakciji sulfita i elementarnog sumpora na povišenoj t

S2O32ndash(aq) + 2H+(aq) rarr S(s) + SO2(g) + H2O(l)

Nestabilni su u kiseloj sredini

Redukciona su sredstvabull sa slabim oksidacionim sredstvima oksiduju se do tetrationat-jona

2S2O32ndash + I2 rarr S4O6

2ndash + 2Indash

1I+ endash0

IndashI

1Sndash endashIV

SV

2

2

S2O32ndash + 4Cl2 + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 8Clndash + 10H+

SUMPOR

TIOSULFATI

bull sa jakim oksidacionim sredstvima oksiduju se do sulfat-jona

S2O32ndash + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 10H+ + 8endash

Cl2 + 2endash rarr 2Clndash 4

Reakcija se koristi za uklanjanje otpadnog hlora (kako ne bidospeo u atmosferu)

SUMPOR

JEDINJENJA SA HALOGENIMA

Najveći broj halogenida sumpor gradi sa fluorombull najznačajniji je SF6

gas velike gustine bez boje i mirisa inertan dobija se direktnom sintezom iz elemenata

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog

O2 + 2H+ + 2endash H2O2 Eө = 070 V

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

U reakciji sa jačim oksidacionim sredstvom ponaša se kao redukciono sredstvo

bull u kiseloj sredini

O2 + H2O + 2endash HO2ndash + OHndash Eө = ndash008 V

Primer

Ondash endashndashI

O0

Mn+ 5endashVII

MnII

5

MnO4ndash + H2O2 + H+ rarr Mn2+ + O2 + H2O

10

2

2 25 5 86OS RS

bull u baznoj sredini

I2 + H2O

KISEONIK

VODONIK-PEROKSID H2O2

Indash + H2O2 + H+ rarr

Primer

2O+ endashndashI

OndashII

Indash endashndashI

I0

2

2 22RS OS

Koristi se kaobull sredstvo za beljenjebull sredstvo za dezinfekciju

KISEONIK

PEROKSI-JEDINJENJA

Sadrže ndashOndashOndash grupu (O22ndash)

Najvažnije jedinjenje peroksidisumporna kiselina H2S2O8

ndashI

ndashI

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

VI VI

2ndash

S

O

O

S

O O

O

O

O Ondash

ndash

S2O82ndash peroksidisulfat-jon

S2O82ndash + 2endash 2SO4

2ndash

Veoma jako oksidaciono sredstvo

Eө = 201 V

KISEONIK

PEROKSI-JEDINJENJA

Primer

Indash endashndashI

I0

2

I2 + (NH4)2SO4 + K2SO4KI + (NH4)2S2O8 rarr2RS OS

O+ endashndashI

OndashII

2

SVOJSTVA

Čvrsta supstanca žute boje Izražena sposobnost katenacije rarr molekul elementarnog sumpora sadrži veći broj

atoma S povezanih jednostrukim vezamabull postoji više od 20 alotropskih modifikacijabull najčešći tip je S8 (prstenast ciklooktasumpor)

SUMPOR

SUMPOR

SVOJSTVA

SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S

nSSS SS SS Sn

tm = 119 oC 160ndash195 oC gt 195 oC

Pri zagrevanju

bull Iznad 160 oC rarr bdquopolimerizacijardquo raskidanje S8-prstenova i stvaranje dugihuvijenih lanaca viskoznost raste

SUMPOR

SVOJSTVA

bull Iznad 195 oC rarr lanci se ispravljaju i skraćuju viskoznost opadabull Ako se rastopljeni sumpor (t oko 200 oC) naglo ohladi rarr bdquoplastični sumporrdquo koji

se sastoji od dugih lanaca Sn

Nerastvoran u vodi rastvoran u CS2

S8 u CS2

S8 u H2O

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Frašov postupak

Dejstvom anaerobnih bakterija na razne mineralesumpora u blizini nekadašnjih vulkana nastale suprirodne naslage sumpora U naslage sumpora se pod pritiskom ubacuje

pregrejana vodena para (koja topi sumpor) a zatimse uduvava vazduh pod pritiskom (koji istiskujerastop na površinu gde očvršćava) Dobijeni sumpor je veoma čist (gt 995)

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Klausov postupak

bull Kiseonik se dodaje u manjku da ne bi proreagovala celokupna količina H2S

2H2S + SO2 rarr 3S + 2H2Okat

Najviše korišćen (53 svetske proizvodnje) rarr postupak dobijanja sumpora iz prirodnoggasa sa visokim sadržajem H2S I faza rarr H2S se oksiduje kiseonikom iz vazduha

II faza rarr nastali SO2 reaguje sa preostalom količinom H2S

H2S + O2 rarr SO2 + H2O(H2S + frac12O2 rarr S + H2O)

32

PRIMENA

Koristi se zabull proizvodnju H2SO4 (oko 90)bull sintezu različitih organskih i neorganskih jedinjenja

SUMPOR

VODONIK-SULFID H2S

Gas bez boje neprijatnog mirisa veoma otrovan Oksidacioni broj ndashII Laboratorijski se dobija

bull dejstvom jakih kiselina na FeS ili ZnS

bull direktnom sintezom iz elemenata na 600 degC

FeS(s) + 2H+(aq) rarr H2S(g) + Fe2+(aq)

H2S + H2O HSndash + H3O+

HSndash + H2O S2ndash + H3O+

Rastvoran u vodibull nastaje sumporvodonična kiselina (veoma slaba)

= 71middot10ndash15

= 13middot10ndash71aK

2aK

SUMPOR

SULFIDI

Dobijaju sebull direktnom sintezom iz elemenata na povišenoj temperaturi (Hg i Ag reaguju sa

S8 već na sobnoj t)bull dejstvom H2S na rastvore odgovarajućih jona

Rastvorljivost sulfida je veoma različitabull dobro rastvorni rarr (NH4)2S sulfidi alkalnih i zemnoalkalnih metalabull ostali su slabo rastvorni spadaju u najnerastvorljivija jedinjenja sa veoma malim Ks

rastvorni u kiselinama rarr ZnS FeS MnS CoS NiS nerastvorni u kiselinama rarr sulfidi Cu Ag Hg Cd Pb (Ks lt 10ndash20)

S(s) + 2endash S2ndash

Redukciona sredstva

Eө = ndash048 V

SUMPOR

POLISULFIDI

Sadrže ndashSnndash grupu (Sn2ndash)

Oksidacioni broj ndashI Najvažnija jedinjenja disulfidi (S2

2ndash) rarr (NH4)2S2 Na2S2 K2S2 FeS2

S

S

S

S

ndashI

ndashI0

0 ndash

ndash

Tetrasulfid-jon S42ndash

S22ndash + 2H+ rarr H2S(g) + S(s)

Nestabilni su i lako se razlažu u kiseloj sredini (disproporcionišu)

Disulfid-jon S22ndash

S S ndashndash

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

Gas bez boje oštrog mirisa otrovan Oksidacioni broj IV Molekul SO2 ima ugaonu geometriju (sp2 119o) i savijenu građu

SO O

SO O

Dobija se

bull sagorevanjem elementarnog sumporabull sagorevanjem H2S

2H2S(g) + 3O2(g) rarr 2SO2(g) + 2H2O(g)

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

bull rastvor SO2 ima kisela svojstva

SO2(aq) + H2O HSO3ndash + H3O+

HSO3ndash + H2O SO3

2ndash + H3O+ = 10middot10ndash7

= 16middot10ndash21aK

2aK

Rastvoran u vodibull nastaje rastvor bdquosumporaste kiselinerdquo SO2(aq)

SO2(g) + H2O(l) rarr H2SO3 SO2(aq)

SO2 i sulfiti su redukciona sredstva

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 Vbull u kiseloj sredini

SO42ndash + H2O + 2endash SO3

2ndash + 2OHndash Eө = ndash094 Vbull u baznoj sredini Koristi se kao

bull sredstvo za beljenjebull sredstvo za konzervisanje namirnica

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Na 1 mestu svetske proizvodnje (preko 200 miliona tona godišnje) Oksidacioni broj VI Anhidrid sumporne kiseline je sumpor(VI)-oksid SO3

bull čvrsta supstanca niskih tm (17 oC) i tb (44 oC)

SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) Sumporna kiselina je gusta viskozna tečnost U industriji se dobija kontaktnim postupkom

Kontaktni postupak

Sagorevanjem elementarnog sumpora ili prženjem sulfidnih ruda nastaje SO2

S8(s) + 8O2(g) rarr 8SO2(g)

4FeS2(s) + 11O2(g) rarr 2Fe2O3(g) + 8SO2(g)PIRIT

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dalja oksidacija SO2 u SO3 je veoma spora zbog velike energije aktivacijebull koristi se katalizator na bazi V2O5 višak O2 izvodi se na oko 500 oC

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔrH lt 0

H2S2O7(l) + H2O(l) rarr 2H2SO4(l)

SO3(g) + H2SO4(l) rarr H2S2O7(l)

SO3 se zatim uvodi u koncentrovanu H2SO4 i nastaje disumporna kiselina (pirosumpornakiselina oleum pušljiva sumporna kiselina)

Pirosumporna kiselina se zatim razblažuje

bull Komercijalni proizvod je 96 H2SO4

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Tri važna svojstva sumporne kiseline iz kojih proističe njena primena subull jaka kiselina (kisela svojstva)bull jako oksidaciono sredstvo (oksidaciona svojstva)bull veliki afinitet prema vodi (dehidrataciona svojstva)

H2SO4 + H2O HSO4ndash + H3O+

HSO4ndash + H2O SO4

2ndash + H3O+

Kisela svojstva

= 13middot10ndash2

asymp 1031aK

2aK

Soli rarr sulfati hidrogensulfati Većina sulfata je rastvorna u vodi

bull izuzetak su soli Ca2+ Sr2+ Ba2+ Pb2+ Ag+ Hg22+

Primenabull za dobijanje kiselina (HF HCl H3PO4) iz njihovih soli (jača kiselina istiskuje

slabiju)

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 V

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Oksidaciona svojstva

Razblažena sumporna kiselina (1 mol dmndash3 25 oC) nije oksidaciono sredstvo Koncentrovana sumporna kiselina (i na povišenoj temperaturi) je jako oksidaciono

sredstvobull oksiduje i plemenite metale (Cu Ag Hg) i neke nemetale (C S)

Cu + 2H2SO4 rarr CuSO4 + SO2 + 2H2Ot

C + 2H2SO4 rarr CO2 + 2SO2 + 2H2Ot

H2SO4 (koncentrovana) rarr SO2 H2SO4 (razblažena) rarr H2

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dehidrataciona svojstva

K2Cr2O7 + H2SO4 rarr 2CrO3(s) + K2SO4 + H2O

Entalpija hidratacije je izuzetno velika (ΔhidH ltlt 0)bull Dodavanjem vode u kiselinu dolazi do ključanja i prskanja rastvorabull Zato se pri razblaživanju uvek dodaje rastvor kiseline u vodu

Primenabull za dobijanje kiselih oksida iz odgovarajućih kiselina ili njihovih soli

bull sredstvo za sušenje (npr gasova produvavaju se kroz konc H2SO4)

Koncentrovana H2SO4 ugljeniše većinuorganskih jedinjenja

bull iz jedinjenja uklanja H i O uobliku vode a ostaje C

Dehidratacija glukoze do ugljenika koncentrovanom H2SO4

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

Sumpor može da se veže na mesto koje inače zauzima atom kiseonika Najznačajnija jedinjenja su

bull tiosumporna kiselina (H2S2O3) i tiosulfati (S2O32ndash)

bull politionske kiseline (H2S2(S)nO6) rarr tetrationska kiselina (H2S4O6) itetrationati (S4O6

2ndash)

Tiosumporna kiselinaSumporna kiselina

Tiosulfat-jon S2O32ndash

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

0

IV

2ndash

Tetrationat-jon S4O62ndash

0 0V

V

2ndash

SUMPOR

TIOSULFATI

SO32ndash(aq) + S(s) rarr S2O3

2ndash(aq)

Laboratorijski se dobijaju u reakciji sulfita i elementarnog sumpora na povišenoj t

S2O32ndash(aq) + 2H+(aq) rarr S(s) + SO2(g) + H2O(l)

Nestabilni su u kiseloj sredini

Redukciona su sredstvabull sa slabim oksidacionim sredstvima oksiduju se do tetrationat-jona

2S2O32ndash + I2 rarr S4O6

2ndash + 2Indash

1I+ endash0

IndashI

1Sndash endashIV

SV

2

2

S2O32ndash + 4Cl2 + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 8Clndash + 10H+

SUMPOR

TIOSULFATI

bull sa jakim oksidacionim sredstvima oksiduju se do sulfat-jona

S2O32ndash + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 10H+ + 8endash

Cl2 + 2endash rarr 2Clndash 4

Reakcija se koristi za uklanjanje otpadnog hlora (kako ne bidospeo u atmosferu)

SUMPOR

JEDINJENJA SA HALOGENIMA

Najveći broj halogenida sumpor gradi sa fluorombull najznačajniji je SF6

gas velike gustine bez boje i mirisa inertan dobija se direktnom sintezom iz elemenata

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog

KISEONIK

PEROKSI-JEDINJENJA

Sadrže ndashOndashOndash grupu (O22ndash)

Najvažnije jedinjenje peroksidisumporna kiselina H2S2O8

ndashI

ndashI

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

ndashII

VI VI

2ndash

S

O

O

S

O O

O

O

O Ondash

ndash

S2O82ndash peroksidisulfat-jon

S2O82ndash + 2endash 2SO4

2ndash

Veoma jako oksidaciono sredstvo

Eө = 201 V

KISEONIK

PEROKSI-JEDINJENJA

Primer

Indash endashndashI

I0

2

I2 + (NH4)2SO4 + K2SO4KI + (NH4)2S2O8 rarr2RS OS

O+ endashndashI

OndashII

2

SVOJSTVA

Čvrsta supstanca žute boje Izražena sposobnost katenacije rarr molekul elementarnog sumpora sadrži veći broj

atoma S povezanih jednostrukim vezamabull postoji više od 20 alotropskih modifikacijabull najčešći tip je S8 (prstenast ciklooktasumpor)

SUMPOR

SUMPOR

SVOJSTVA

SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S

nSSS SS SS Sn

tm = 119 oC 160ndash195 oC gt 195 oC

Pri zagrevanju

bull Iznad 160 oC rarr bdquopolimerizacijardquo raskidanje S8-prstenova i stvaranje dugihuvijenih lanaca viskoznost raste

SUMPOR

SVOJSTVA

bull Iznad 195 oC rarr lanci se ispravljaju i skraćuju viskoznost opadabull Ako se rastopljeni sumpor (t oko 200 oC) naglo ohladi rarr bdquoplastični sumporrdquo koji

se sastoji od dugih lanaca Sn

Nerastvoran u vodi rastvoran u CS2

S8 u CS2

S8 u H2O

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Frašov postupak

Dejstvom anaerobnih bakterija na razne mineralesumpora u blizini nekadašnjih vulkana nastale suprirodne naslage sumpora U naslage sumpora se pod pritiskom ubacuje

pregrejana vodena para (koja topi sumpor) a zatimse uduvava vazduh pod pritiskom (koji istiskujerastop na površinu gde očvršćava) Dobijeni sumpor je veoma čist (gt 995)

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Klausov postupak

bull Kiseonik se dodaje u manjku da ne bi proreagovala celokupna količina H2S

2H2S + SO2 rarr 3S + 2H2Okat

Najviše korišćen (53 svetske proizvodnje) rarr postupak dobijanja sumpora iz prirodnoggasa sa visokim sadržajem H2S I faza rarr H2S se oksiduje kiseonikom iz vazduha

II faza rarr nastali SO2 reaguje sa preostalom količinom H2S

H2S + O2 rarr SO2 + H2O(H2S + frac12O2 rarr S + H2O)

32

PRIMENA

Koristi se zabull proizvodnju H2SO4 (oko 90)bull sintezu različitih organskih i neorganskih jedinjenja

SUMPOR

VODONIK-SULFID H2S

Gas bez boje neprijatnog mirisa veoma otrovan Oksidacioni broj ndashII Laboratorijski se dobija

bull dejstvom jakih kiselina na FeS ili ZnS

bull direktnom sintezom iz elemenata na 600 degC

FeS(s) + 2H+(aq) rarr H2S(g) + Fe2+(aq)

H2S + H2O HSndash + H3O+

HSndash + H2O S2ndash + H3O+

Rastvoran u vodibull nastaje sumporvodonična kiselina (veoma slaba)

= 71middot10ndash15

= 13middot10ndash71aK

2aK

SUMPOR

SULFIDI

Dobijaju sebull direktnom sintezom iz elemenata na povišenoj temperaturi (Hg i Ag reaguju sa

S8 već na sobnoj t)bull dejstvom H2S na rastvore odgovarajućih jona

Rastvorljivost sulfida je veoma različitabull dobro rastvorni rarr (NH4)2S sulfidi alkalnih i zemnoalkalnih metalabull ostali su slabo rastvorni spadaju u najnerastvorljivija jedinjenja sa veoma malim Ks

rastvorni u kiselinama rarr ZnS FeS MnS CoS NiS nerastvorni u kiselinama rarr sulfidi Cu Ag Hg Cd Pb (Ks lt 10ndash20)

S(s) + 2endash S2ndash

Redukciona sredstva

Eө = ndash048 V

SUMPOR

POLISULFIDI

Sadrže ndashSnndash grupu (Sn2ndash)

Oksidacioni broj ndashI Najvažnija jedinjenja disulfidi (S2

2ndash) rarr (NH4)2S2 Na2S2 K2S2 FeS2

S

S

S

S

ndashI

ndashI0

0 ndash

ndash

Tetrasulfid-jon S42ndash

S22ndash + 2H+ rarr H2S(g) + S(s)

Nestabilni su i lako se razlažu u kiseloj sredini (disproporcionišu)

Disulfid-jon S22ndash

S S ndashndash

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

Gas bez boje oštrog mirisa otrovan Oksidacioni broj IV Molekul SO2 ima ugaonu geometriju (sp2 119o) i savijenu građu

SO O

SO O

Dobija se

bull sagorevanjem elementarnog sumporabull sagorevanjem H2S

2H2S(g) + 3O2(g) rarr 2SO2(g) + 2H2O(g)

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

bull rastvor SO2 ima kisela svojstva

SO2(aq) + H2O HSO3ndash + H3O+

HSO3ndash + H2O SO3

2ndash + H3O+ = 10middot10ndash7

= 16middot10ndash21aK

2aK

Rastvoran u vodibull nastaje rastvor bdquosumporaste kiselinerdquo SO2(aq)

SO2(g) + H2O(l) rarr H2SO3 SO2(aq)

SO2 i sulfiti su redukciona sredstva

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 Vbull u kiseloj sredini

SO42ndash + H2O + 2endash SO3

2ndash + 2OHndash Eө = ndash094 Vbull u baznoj sredini Koristi se kao

bull sredstvo za beljenjebull sredstvo za konzervisanje namirnica

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Na 1 mestu svetske proizvodnje (preko 200 miliona tona godišnje) Oksidacioni broj VI Anhidrid sumporne kiseline je sumpor(VI)-oksid SO3

bull čvrsta supstanca niskih tm (17 oC) i tb (44 oC)

SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) Sumporna kiselina je gusta viskozna tečnost U industriji se dobija kontaktnim postupkom

Kontaktni postupak

Sagorevanjem elementarnog sumpora ili prženjem sulfidnih ruda nastaje SO2

S8(s) + 8O2(g) rarr 8SO2(g)

4FeS2(s) + 11O2(g) rarr 2Fe2O3(g) + 8SO2(g)PIRIT

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dalja oksidacija SO2 u SO3 je veoma spora zbog velike energije aktivacijebull koristi se katalizator na bazi V2O5 višak O2 izvodi se na oko 500 oC

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔrH lt 0

H2S2O7(l) + H2O(l) rarr 2H2SO4(l)

SO3(g) + H2SO4(l) rarr H2S2O7(l)

SO3 se zatim uvodi u koncentrovanu H2SO4 i nastaje disumporna kiselina (pirosumpornakiselina oleum pušljiva sumporna kiselina)

Pirosumporna kiselina se zatim razblažuje

bull Komercijalni proizvod je 96 H2SO4

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Tri važna svojstva sumporne kiseline iz kojih proističe njena primena subull jaka kiselina (kisela svojstva)bull jako oksidaciono sredstvo (oksidaciona svojstva)bull veliki afinitet prema vodi (dehidrataciona svojstva)

H2SO4 + H2O HSO4ndash + H3O+

HSO4ndash + H2O SO4

2ndash + H3O+

Kisela svojstva

= 13middot10ndash2

asymp 1031aK

2aK

Soli rarr sulfati hidrogensulfati Većina sulfata je rastvorna u vodi

bull izuzetak su soli Ca2+ Sr2+ Ba2+ Pb2+ Ag+ Hg22+

Primenabull za dobijanje kiselina (HF HCl H3PO4) iz njihovih soli (jača kiselina istiskuje

slabiju)

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 V

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Oksidaciona svojstva

Razblažena sumporna kiselina (1 mol dmndash3 25 oC) nije oksidaciono sredstvo Koncentrovana sumporna kiselina (i na povišenoj temperaturi) je jako oksidaciono

sredstvobull oksiduje i plemenite metale (Cu Ag Hg) i neke nemetale (C S)

Cu + 2H2SO4 rarr CuSO4 + SO2 + 2H2Ot

C + 2H2SO4 rarr CO2 + 2SO2 + 2H2Ot

H2SO4 (koncentrovana) rarr SO2 H2SO4 (razblažena) rarr H2

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dehidrataciona svojstva

K2Cr2O7 + H2SO4 rarr 2CrO3(s) + K2SO4 + H2O

Entalpija hidratacije je izuzetno velika (ΔhidH ltlt 0)bull Dodavanjem vode u kiselinu dolazi do ključanja i prskanja rastvorabull Zato se pri razblaživanju uvek dodaje rastvor kiseline u vodu

Primenabull za dobijanje kiselih oksida iz odgovarajućih kiselina ili njihovih soli

bull sredstvo za sušenje (npr gasova produvavaju se kroz konc H2SO4)

Koncentrovana H2SO4 ugljeniše većinuorganskih jedinjenja

bull iz jedinjenja uklanja H i O uobliku vode a ostaje C

Dehidratacija glukoze do ugljenika koncentrovanom H2SO4

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

Sumpor može da se veže na mesto koje inače zauzima atom kiseonika Najznačajnija jedinjenja su

bull tiosumporna kiselina (H2S2O3) i tiosulfati (S2O32ndash)

bull politionske kiseline (H2S2(S)nO6) rarr tetrationska kiselina (H2S4O6) itetrationati (S4O6

2ndash)

Tiosumporna kiselinaSumporna kiselina

Tiosulfat-jon S2O32ndash

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

0

IV

2ndash

Tetrationat-jon S4O62ndash

0 0V

V

2ndash

SUMPOR

TIOSULFATI

SO32ndash(aq) + S(s) rarr S2O3

2ndash(aq)

Laboratorijski se dobijaju u reakciji sulfita i elementarnog sumpora na povišenoj t

S2O32ndash(aq) + 2H+(aq) rarr S(s) + SO2(g) + H2O(l)

Nestabilni su u kiseloj sredini

Redukciona su sredstvabull sa slabim oksidacionim sredstvima oksiduju se do tetrationat-jona

2S2O32ndash + I2 rarr S4O6

2ndash + 2Indash

1I+ endash0

IndashI

1Sndash endashIV

SV

2

2

S2O32ndash + 4Cl2 + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 8Clndash + 10H+

SUMPOR

TIOSULFATI

bull sa jakim oksidacionim sredstvima oksiduju se do sulfat-jona

S2O32ndash + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 10H+ + 8endash

Cl2 + 2endash rarr 2Clndash 4

Reakcija se koristi za uklanjanje otpadnog hlora (kako ne bidospeo u atmosferu)

SUMPOR

JEDINJENJA SA HALOGENIMA

Najveći broj halogenida sumpor gradi sa fluorombull najznačajniji je SF6

gas velike gustine bez boje i mirisa inertan dobija se direktnom sintezom iz elemenata

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog

SVOJSTVA

Čvrsta supstanca žute boje Izražena sposobnost katenacije rarr molekul elementarnog sumpora sadrži veći broj

atoma S povezanih jednostrukim vezamabull postoji više od 20 alotropskih modifikacijabull najčešći tip je S8 (prstenast ciklooktasumpor)

SUMPOR

SUMPOR

SVOJSTVA

SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S SSS SS SS S

nSSS SS SS Sn

tm = 119 oC 160ndash195 oC gt 195 oC

Pri zagrevanju

bull Iznad 160 oC rarr bdquopolimerizacijardquo raskidanje S8-prstenova i stvaranje dugihuvijenih lanaca viskoznost raste

SUMPOR

SVOJSTVA

bull Iznad 195 oC rarr lanci se ispravljaju i skraćuju viskoznost opadabull Ako se rastopljeni sumpor (t oko 200 oC) naglo ohladi rarr bdquoplastični sumporrdquo koji

se sastoji od dugih lanaca Sn

Nerastvoran u vodi rastvoran u CS2

S8 u CS2

S8 u H2O

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Frašov postupak

Dejstvom anaerobnih bakterija na razne mineralesumpora u blizini nekadašnjih vulkana nastale suprirodne naslage sumpora U naslage sumpora se pod pritiskom ubacuje

pregrejana vodena para (koja topi sumpor) a zatimse uduvava vazduh pod pritiskom (koji istiskujerastop na površinu gde očvršćava) Dobijeni sumpor je veoma čist (gt 995)

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Klausov postupak

bull Kiseonik se dodaje u manjku da ne bi proreagovala celokupna količina H2S

2H2S + SO2 rarr 3S + 2H2Okat

Najviše korišćen (53 svetske proizvodnje) rarr postupak dobijanja sumpora iz prirodnoggasa sa visokim sadržajem H2S I faza rarr H2S se oksiduje kiseonikom iz vazduha

II faza rarr nastali SO2 reaguje sa preostalom količinom H2S

H2S + O2 rarr SO2 + H2O(H2S + frac12O2 rarr S + H2O)

32

PRIMENA

Koristi se zabull proizvodnju H2SO4 (oko 90)bull sintezu različitih organskih i neorganskih jedinjenja

SUMPOR

VODONIK-SULFID H2S

Gas bez boje neprijatnog mirisa veoma otrovan Oksidacioni broj ndashII Laboratorijski se dobija

bull dejstvom jakih kiselina na FeS ili ZnS

bull direktnom sintezom iz elemenata na 600 degC

FeS(s) + 2H+(aq) rarr H2S(g) + Fe2+(aq)

H2S + H2O HSndash + H3O+

HSndash + H2O S2ndash + H3O+

Rastvoran u vodibull nastaje sumporvodonična kiselina (veoma slaba)

= 71middot10ndash15

= 13middot10ndash71aK

2aK

SUMPOR

SULFIDI

Dobijaju sebull direktnom sintezom iz elemenata na povišenoj temperaturi (Hg i Ag reaguju sa

S8 već na sobnoj t)bull dejstvom H2S na rastvore odgovarajućih jona

Rastvorljivost sulfida je veoma različitabull dobro rastvorni rarr (NH4)2S sulfidi alkalnih i zemnoalkalnih metalabull ostali su slabo rastvorni spadaju u najnerastvorljivija jedinjenja sa veoma malim Ks

rastvorni u kiselinama rarr ZnS FeS MnS CoS NiS nerastvorni u kiselinama rarr sulfidi Cu Ag Hg Cd Pb (Ks lt 10ndash20)

S(s) + 2endash S2ndash

Redukciona sredstva

Eө = ndash048 V

SUMPOR

POLISULFIDI

Sadrže ndashSnndash grupu (Sn2ndash)

Oksidacioni broj ndashI Najvažnija jedinjenja disulfidi (S2

2ndash) rarr (NH4)2S2 Na2S2 K2S2 FeS2

S

S

S

S

ndashI

ndashI0

0 ndash

ndash

Tetrasulfid-jon S42ndash

S22ndash + 2H+ rarr H2S(g) + S(s)

Nestabilni su i lako se razlažu u kiseloj sredini (disproporcionišu)

Disulfid-jon S22ndash

S S ndashndash

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

Gas bez boje oštrog mirisa otrovan Oksidacioni broj IV Molekul SO2 ima ugaonu geometriju (sp2 119o) i savijenu građu

SO O

SO O

Dobija se

bull sagorevanjem elementarnog sumporabull sagorevanjem H2S

2H2S(g) + 3O2(g) rarr 2SO2(g) + 2H2O(g)

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

bull rastvor SO2 ima kisela svojstva

SO2(aq) + H2O HSO3ndash + H3O+

HSO3ndash + H2O SO3

2ndash + H3O+ = 10middot10ndash7

= 16middot10ndash21aK

2aK

Rastvoran u vodibull nastaje rastvor bdquosumporaste kiselinerdquo SO2(aq)

SO2(g) + H2O(l) rarr H2SO3 SO2(aq)

SO2 i sulfiti su redukciona sredstva

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 Vbull u kiseloj sredini

SO42ndash + H2O + 2endash SO3

2ndash + 2OHndash Eө = ndash094 Vbull u baznoj sredini Koristi se kao

bull sredstvo za beljenjebull sredstvo za konzervisanje namirnica

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Na 1 mestu svetske proizvodnje (preko 200 miliona tona godišnje) Oksidacioni broj VI Anhidrid sumporne kiseline je sumpor(VI)-oksid SO3

bull čvrsta supstanca niskih tm (17 oC) i tb (44 oC)

SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) Sumporna kiselina je gusta viskozna tečnost U industriji se dobija kontaktnim postupkom

Kontaktni postupak

Sagorevanjem elementarnog sumpora ili prženjem sulfidnih ruda nastaje SO2

S8(s) + 8O2(g) rarr 8SO2(g)

4FeS2(s) + 11O2(g) rarr 2Fe2O3(g) + 8SO2(g)PIRIT

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dalja oksidacija SO2 u SO3 je veoma spora zbog velike energije aktivacijebull koristi se katalizator na bazi V2O5 višak O2 izvodi se na oko 500 oC

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔrH lt 0

H2S2O7(l) + H2O(l) rarr 2H2SO4(l)

SO3(g) + H2SO4(l) rarr H2S2O7(l)

SO3 se zatim uvodi u koncentrovanu H2SO4 i nastaje disumporna kiselina (pirosumpornakiselina oleum pušljiva sumporna kiselina)

Pirosumporna kiselina se zatim razblažuje

bull Komercijalni proizvod je 96 H2SO4

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Tri važna svojstva sumporne kiseline iz kojih proističe njena primena subull jaka kiselina (kisela svojstva)bull jako oksidaciono sredstvo (oksidaciona svojstva)bull veliki afinitet prema vodi (dehidrataciona svojstva)

H2SO4 + H2O HSO4ndash + H3O+

HSO4ndash + H2O SO4

2ndash + H3O+

Kisela svojstva

= 13middot10ndash2

asymp 1031aK

2aK

Soli rarr sulfati hidrogensulfati Većina sulfata je rastvorna u vodi

bull izuzetak su soli Ca2+ Sr2+ Ba2+ Pb2+ Ag+ Hg22+

Primenabull za dobijanje kiselina (HF HCl H3PO4) iz njihovih soli (jača kiselina istiskuje

slabiju)

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 V

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Oksidaciona svojstva

Razblažena sumporna kiselina (1 mol dmndash3 25 oC) nije oksidaciono sredstvo Koncentrovana sumporna kiselina (i na povišenoj temperaturi) je jako oksidaciono

sredstvobull oksiduje i plemenite metale (Cu Ag Hg) i neke nemetale (C S)

Cu + 2H2SO4 rarr CuSO4 + SO2 + 2H2Ot

C + 2H2SO4 rarr CO2 + 2SO2 + 2H2Ot

H2SO4 (koncentrovana) rarr SO2 H2SO4 (razblažena) rarr H2

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dehidrataciona svojstva

K2Cr2O7 + H2SO4 rarr 2CrO3(s) + K2SO4 + H2O

Entalpija hidratacije je izuzetno velika (ΔhidH ltlt 0)bull Dodavanjem vode u kiselinu dolazi do ključanja i prskanja rastvorabull Zato se pri razblaživanju uvek dodaje rastvor kiseline u vodu

Primenabull za dobijanje kiselih oksida iz odgovarajućih kiselina ili njihovih soli

bull sredstvo za sušenje (npr gasova produvavaju se kroz konc H2SO4)

Koncentrovana H2SO4 ugljeniše većinuorganskih jedinjenja

bull iz jedinjenja uklanja H i O uobliku vode a ostaje C

Dehidratacija glukoze do ugljenika koncentrovanom H2SO4

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

Sumpor može da se veže na mesto koje inače zauzima atom kiseonika Najznačajnija jedinjenja su

bull tiosumporna kiselina (H2S2O3) i tiosulfati (S2O32ndash)

bull politionske kiseline (H2S2(S)nO6) rarr tetrationska kiselina (H2S4O6) itetrationati (S4O6

2ndash)

Tiosumporna kiselinaSumporna kiselina

Tiosulfat-jon S2O32ndash

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

0

IV

2ndash

Tetrationat-jon S4O62ndash

0 0V

V

2ndash

SUMPOR

TIOSULFATI

SO32ndash(aq) + S(s) rarr S2O3

2ndash(aq)

Laboratorijski se dobijaju u reakciji sulfita i elementarnog sumpora na povišenoj t

S2O32ndash(aq) + 2H+(aq) rarr S(s) + SO2(g) + H2O(l)

Nestabilni su u kiseloj sredini

Redukciona su sredstvabull sa slabim oksidacionim sredstvima oksiduju se do tetrationat-jona

2S2O32ndash + I2 rarr S4O6

2ndash + 2Indash

1I+ endash0

IndashI

1Sndash endashIV

SV

2

2

S2O32ndash + 4Cl2 + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 8Clndash + 10H+

SUMPOR

TIOSULFATI

bull sa jakim oksidacionim sredstvima oksiduju se do sulfat-jona

S2O32ndash + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 10H+ + 8endash

Cl2 + 2endash rarr 2Clndash 4

Reakcija se koristi za uklanjanje otpadnog hlora (kako ne bidospeo u atmosferu)

SUMPOR

JEDINJENJA SA HALOGENIMA

Najveći broj halogenida sumpor gradi sa fluorombull najznačajniji je SF6

gas velike gustine bez boje i mirisa inertan dobija se direktnom sintezom iz elemenata

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog

SUMPOR

SVOJSTVA

bull Iznad 195 oC rarr lanci se ispravljaju i skraćuju viskoznost opadabull Ako se rastopljeni sumpor (t oko 200 oC) naglo ohladi rarr bdquoplastični sumporrdquo koji

se sastoji od dugih lanaca Sn

Nerastvoran u vodi rastvoran u CS2

S8 u CS2

S8 u H2O

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Frašov postupak

Dejstvom anaerobnih bakterija na razne mineralesumpora u blizini nekadašnjih vulkana nastale suprirodne naslage sumpora U naslage sumpora se pod pritiskom ubacuje

pregrejana vodena para (koja topi sumpor) a zatimse uduvava vazduh pod pritiskom (koji istiskujerastop na površinu gde očvršćava) Dobijeni sumpor je veoma čist (gt 995)

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Klausov postupak

bull Kiseonik se dodaje u manjku da ne bi proreagovala celokupna količina H2S

2H2S + SO2 rarr 3S + 2H2Okat

Najviše korišćen (53 svetske proizvodnje) rarr postupak dobijanja sumpora iz prirodnoggasa sa visokim sadržajem H2S I faza rarr H2S se oksiduje kiseonikom iz vazduha

II faza rarr nastali SO2 reaguje sa preostalom količinom H2S

H2S + O2 rarr SO2 + H2O(H2S + frac12O2 rarr S + H2O)

32

PRIMENA

Koristi se zabull proizvodnju H2SO4 (oko 90)bull sintezu različitih organskih i neorganskih jedinjenja

SUMPOR

VODONIK-SULFID H2S

Gas bez boje neprijatnog mirisa veoma otrovan Oksidacioni broj ndashII Laboratorijski se dobija

bull dejstvom jakih kiselina na FeS ili ZnS

bull direktnom sintezom iz elemenata na 600 degC

FeS(s) + 2H+(aq) rarr H2S(g) + Fe2+(aq)

H2S + H2O HSndash + H3O+

HSndash + H2O S2ndash + H3O+

Rastvoran u vodibull nastaje sumporvodonična kiselina (veoma slaba)

= 71middot10ndash15

= 13middot10ndash71aK

2aK

SUMPOR

SULFIDI

Dobijaju sebull direktnom sintezom iz elemenata na povišenoj temperaturi (Hg i Ag reaguju sa

S8 već na sobnoj t)bull dejstvom H2S na rastvore odgovarajućih jona

Rastvorljivost sulfida je veoma različitabull dobro rastvorni rarr (NH4)2S sulfidi alkalnih i zemnoalkalnih metalabull ostali su slabo rastvorni spadaju u najnerastvorljivija jedinjenja sa veoma malim Ks

rastvorni u kiselinama rarr ZnS FeS MnS CoS NiS nerastvorni u kiselinama rarr sulfidi Cu Ag Hg Cd Pb (Ks lt 10ndash20)

S(s) + 2endash S2ndash

Redukciona sredstva

Eө = ndash048 V

SUMPOR

POLISULFIDI

Sadrže ndashSnndash grupu (Sn2ndash)

Oksidacioni broj ndashI Najvažnija jedinjenja disulfidi (S2

2ndash) rarr (NH4)2S2 Na2S2 K2S2 FeS2

S

S

S

S

ndashI

ndashI0

0 ndash

ndash

Tetrasulfid-jon S42ndash

S22ndash + 2H+ rarr H2S(g) + S(s)

Nestabilni su i lako se razlažu u kiseloj sredini (disproporcionišu)

Disulfid-jon S22ndash

S S ndashndash

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

Gas bez boje oštrog mirisa otrovan Oksidacioni broj IV Molekul SO2 ima ugaonu geometriju (sp2 119o) i savijenu građu

SO O

SO O

Dobija se

bull sagorevanjem elementarnog sumporabull sagorevanjem H2S

2H2S(g) + 3O2(g) rarr 2SO2(g) + 2H2O(g)

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

bull rastvor SO2 ima kisela svojstva

SO2(aq) + H2O HSO3ndash + H3O+

HSO3ndash + H2O SO3

2ndash + H3O+ = 10middot10ndash7

= 16middot10ndash21aK

2aK

Rastvoran u vodibull nastaje rastvor bdquosumporaste kiselinerdquo SO2(aq)

SO2(g) + H2O(l) rarr H2SO3 SO2(aq)

SO2 i sulfiti su redukciona sredstva

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 Vbull u kiseloj sredini

SO42ndash + H2O + 2endash SO3

2ndash + 2OHndash Eө = ndash094 Vbull u baznoj sredini Koristi se kao

bull sredstvo za beljenjebull sredstvo za konzervisanje namirnica

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Na 1 mestu svetske proizvodnje (preko 200 miliona tona godišnje) Oksidacioni broj VI Anhidrid sumporne kiseline je sumpor(VI)-oksid SO3

bull čvrsta supstanca niskih tm (17 oC) i tb (44 oC)

SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) Sumporna kiselina je gusta viskozna tečnost U industriji se dobija kontaktnim postupkom

Kontaktni postupak

Sagorevanjem elementarnog sumpora ili prženjem sulfidnih ruda nastaje SO2

S8(s) + 8O2(g) rarr 8SO2(g)

4FeS2(s) + 11O2(g) rarr 2Fe2O3(g) + 8SO2(g)PIRIT

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dalja oksidacija SO2 u SO3 je veoma spora zbog velike energije aktivacijebull koristi se katalizator na bazi V2O5 višak O2 izvodi se na oko 500 oC

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔrH lt 0

H2S2O7(l) + H2O(l) rarr 2H2SO4(l)

SO3(g) + H2SO4(l) rarr H2S2O7(l)

SO3 se zatim uvodi u koncentrovanu H2SO4 i nastaje disumporna kiselina (pirosumpornakiselina oleum pušljiva sumporna kiselina)

Pirosumporna kiselina se zatim razblažuje

bull Komercijalni proizvod je 96 H2SO4

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Tri važna svojstva sumporne kiseline iz kojih proističe njena primena subull jaka kiselina (kisela svojstva)bull jako oksidaciono sredstvo (oksidaciona svojstva)bull veliki afinitet prema vodi (dehidrataciona svojstva)

H2SO4 + H2O HSO4ndash + H3O+

HSO4ndash + H2O SO4

2ndash + H3O+

Kisela svojstva

= 13middot10ndash2

asymp 1031aK

2aK

Soli rarr sulfati hidrogensulfati Većina sulfata je rastvorna u vodi

bull izuzetak su soli Ca2+ Sr2+ Ba2+ Pb2+ Ag+ Hg22+

Primenabull za dobijanje kiselina (HF HCl H3PO4) iz njihovih soli (jača kiselina istiskuje

slabiju)

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 V

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Oksidaciona svojstva

Razblažena sumporna kiselina (1 mol dmndash3 25 oC) nije oksidaciono sredstvo Koncentrovana sumporna kiselina (i na povišenoj temperaturi) je jako oksidaciono

sredstvobull oksiduje i plemenite metale (Cu Ag Hg) i neke nemetale (C S)

Cu + 2H2SO4 rarr CuSO4 + SO2 + 2H2Ot

C + 2H2SO4 rarr CO2 + 2SO2 + 2H2Ot

H2SO4 (koncentrovana) rarr SO2 H2SO4 (razblažena) rarr H2

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dehidrataciona svojstva

K2Cr2O7 + H2SO4 rarr 2CrO3(s) + K2SO4 + H2O

Entalpija hidratacije je izuzetno velika (ΔhidH ltlt 0)bull Dodavanjem vode u kiselinu dolazi do ključanja i prskanja rastvorabull Zato se pri razblaživanju uvek dodaje rastvor kiseline u vodu

Primenabull za dobijanje kiselih oksida iz odgovarajućih kiselina ili njihovih soli

bull sredstvo za sušenje (npr gasova produvavaju se kroz konc H2SO4)

Koncentrovana H2SO4 ugljeniše većinuorganskih jedinjenja

bull iz jedinjenja uklanja H i O uobliku vode a ostaje C

Dehidratacija glukoze do ugljenika koncentrovanom H2SO4

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

Sumpor može da se veže na mesto koje inače zauzima atom kiseonika Najznačajnija jedinjenja su

bull tiosumporna kiselina (H2S2O3) i tiosulfati (S2O32ndash)

bull politionske kiseline (H2S2(S)nO6) rarr tetrationska kiselina (H2S4O6) itetrationati (S4O6

2ndash)

Tiosumporna kiselinaSumporna kiselina

Tiosulfat-jon S2O32ndash

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

0

IV

2ndash

Tetrationat-jon S4O62ndash

0 0V

V

2ndash

SUMPOR

TIOSULFATI

SO32ndash(aq) + S(s) rarr S2O3

2ndash(aq)

Laboratorijski se dobijaju u reakciji sulfita i elementarnog sumpora na povišenoj t

S2O32ndash(aq) + 2H+(aq) rarr S(s) + SO2(g) + H2O(l)

Nestabilni su u kiseloj sredini

Redukciona su sredstvabull sa slabim oksidacionim sredstvima oksiduju se do tetrationat-jona

2S2O32ndash + I2 rarr S4O6

2ndash + 2Indash

1I+ endash0

IndashI

1Sndash endashIV

SV

2

2

S2O32ndash + 4Cl2 + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 8Clndash + 10H+

SUMPOR

TIOSULFATI

bull sa jakim oksidacionim sredstvima oksiduju se do sulfat-jona

S2O32ndash + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 10H+ + 8endash

Cl2 + 2endash rarr 2Clndash 4

Reakcija se koristi za uklanjanje otpadnog hlora (kako ne bidospeo u atmosferu)

SUMPOR

JEDINJENJA SA HALOGENIMA

Najveći broj halogenida sumpor gradi sa fluorombull najznačajniji je SF6

gas velike gustine bez boje i mirisa inertan dobija se direktnom sintezom iz elemenata

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog

SUMPOR

INDUSTRIJSKO DOBIJANJE

Klausov postupak

bull Kiseonik se dodaje u manjku da ne bi proreagovala celokupna količina H2S

2H2S + SO2 rarr 3S + 2H2Okat

Najviše korišćen (53 svetske proizvodnje) rarr postupak dobijanja sumpora iz prirodnoggasa sa visokim sadržajem H2S I faza rarr H2S se oksiduje kiseonikom iz vazduha

II faza rarr nastali SO2 reaguje sa preostalom količinom H2S

H2S + O2 rarr SO2 + H2O(H2S + frac12O2 rarr S + H2O)

32

PRIMENA

Koristi se zabull proizvodnju H2SO4 (oko 90)bull sintezu različitih organskih i neorganskih jedinjenja

SUMPOR

VODONIK-SULFID H2S

Gas bez boje neprijatnog mirisa veoma otrovan Oksidacioni broj ndashII Laboratorijski se dobija

bull dejstvom jakih kiselina na FeS ili ZnS

bull direktnom sintezom iz elemenata na 600 degC

FeS(s) + 2H+(aq) rarr H2S(g) + Fe2+(aq)

H2S + H2O HSndash + H3O+

HSndash + H2O S2ndash + H3O+

Rastvoran u vodibull nastaje sumporvodonična kiselina (veoma slaba)

= 71middot10ndash15

= 13middot10ndash71aK

2aK

SUMPOR

SULFIDI

Dobijaju sebull direktnom sintezom iz elemenata na povišenoj temperaturi (Hg i Ag reaguju sa

S8 već na sobnoj t)bull dejstvom H2S na rastvore odgovarajućih jona

Rastvorljivost sulfida je veoma različitabull dobro rastvorni rarr (NH4)2S sulfidi alkalnih i zemnoalkalnih metalabull ostali su slabo rastvorni spadaju u najnerastvorljivija jedinjenja sa veoma malim Ks

rastvorni u kiselinama rarr ZnS FeS MnS CoS NiS nerastvorni u kiselinama rarr sulfidi Cu Ag Hg Cd Pb (Ks lt 10ndash20)

S(s) + 2endash S2ndash

Redukciona sredstva

Eө = ndash048 V

SUMPOR

POLISULFIDI

Sadrže ndashSnndash grupu (Sn2ndash)

Oksidacioni broj ndashI Najvažnija jedinjenja disulfidi (S2

2ndash) rarr (NH4)2S2 Na2S2 K2S2 FeS2

S

S

S

S

ndashI

ndashI0

0 ndash

ndash

Tetrasulfid-jon S42ndash

S22ndash + 2H+ rarr H2S(g) + S(s)

Nestabilni su i lako se razlažu u kiseloj sredini (disproporcionišu)

Disulfid-jon S22ndash

S S ndashndash

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

Gas bez boje oštrog mirisa otrovan Oksidacioni broj IV Molekul SO2 ima ugaonu geometriju (sp2 119o) i savijenu građu

SO O

SO O

Dobija se

bull sagorevanjem elementarnog sumporabull sagorevanjem H2S

2H2S(g) + 3O2(g) rarr 2SO2(g) + 2H2O(g)

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

bull rastvor SO2 ima kisela svojstva

SO2(aq) + H2O HSO3ndash + H3O+

HSO3ndash + H2O SO3

2ndash + H3O+ = 10middot10ndash7

= 16middot10ndash21aK

2aK

Rastvoran u vodibull nastaje rastvor bdquosumporaste kiselinerdquo SO2(aq)

SO2(g) + H2O(l) rarr H2SO3 SO2(aq)

SO2 i sulfiti su redukciona sredstva

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 Vbull u kiseloj sredini

SO42ndash + H2O + 2endash SO3

2ndash + 2OHndash Eө = ndash094 Vbull u baznoj sredini Koristi se kao

bull sredstvo za beljenjebull sredstvo za konzervisanje namirnica

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Na 1 mestu svetske proizvodnje (preko 200 miliona tona godišnje) Oksidacioni broj VI Anhidrid sumporne kiseline je sumpor(VI)-oksid SO3

bull čvrsta supstanca niskih tm (17 oC) i tb (44 oC)

SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) Sumporna kiselina je gusta viskozna tečnost U industriji se dobija kontaktnim postupkom

Kontaktni postupak

Sagorevanjem elementarnog sumpora ili prženjem sulfidnih ruda nastaje SO2

S8(s) + 8O2(g) rarr 8SO2(g)

4FeS2(s) + 11O2(g) rarr 2Fe2O3(g) + 8SO2(g)PIRIT

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dalja oksidacija SO2 u SO3 je veoma spora zbog velike energije aktivacijebull koristi se katalizator na bazi V2O5 višak O2 izvodi se na oko 500 oC

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔrH lt 0

H2S2O7(l) + H2O(l) rarr 2H2SO4(l)

SO3(g) + H2SO4(l) rarr H2S2O7(l)

SO3 se zatim uvodi u koncentrovanu H2SO4 i nastaje disumporna kiselina (pirosumpornakiselina oleum pušljiva sumporna kiselina)

Pirosumporna kiselina se zatim razblažuje

bull Komercijalni proizvod je 96 H2SO4

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Tri važna svojstva sumporne kiseline iz kojih proističe njena primena subull jaka kiselina (kisela svojstva)bull jako oksidaciono sredstvo (oksidaciona svojstva)bull veliki afinitet prema vodi (dehidrataciona svojstva)

H2SO4 + H2O HSO4ndash + H3O+

HSO4ndash + H2O SO4

2ndash + H3O+

Kisela svojstva

= 13middot10ndash2

asymp 1031aK

2aK

Soli rarr sulfati hidrogensulfati Većina sulfata je rastvorna u vodi

bull izuzetak su soli Ca2+ Sr2+ Ba2+ Pb2+ Ag+ Hg22+

Primenabull za dobijanje kiselina (HF HCl H3PO4) iz njihovih soli (jača kiselina istiskuje

slabiju)

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 V

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Oksidaciona svojstva

Razblažena sumporna kiselina (1 mol dmndash3 25 oC) nije oksidaciono sredstvo Koncentrovana sumporna kiselina (i na povišenoj temperaturi) je jako oksidaciono

sredstvobull oksiduje i plemenite metale (Cu Ag Hg) i neke nemetale (C S)

Cu + 2H2SO4 rarr CuSO4 + SO2 + 2H2Ot

C + 2H2SO4 rarr CO2 + 2SO2 + 2H2Ot

H2SO4 (koncentrovana) rarr SO2 H2SO4 (razblažena) rarr H2

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dehidrataciona svojstva

K2Cr2O7 + H2SO4 rarr 2CrO3(s) + K2SO4 + H2O

Entalpija hidratacije je izuzetno velika (ΔhidH ltlt 0)bull Dodavanjem vode u kiselinu dolazi do ključanja i prskanja rastvorabull Zato se pri razblaživanju uvek dodaje rastvor kiseline u vodu

Primenabull za dobijanje kiselih oksida iz odgovarajućih kiselina ili njihovih soli

bull sredstvo za sušenje (npr gasova produvavaju se kroz konc H2SO4)

Koncentrovana H2SO4 ugljeniše većinuorganskih jedinjenja

bull iz jedinjenja uklanja H i O uobliku vode a ostaje C

Dehidratacija glukoze do ugljenika koncentrovanom H2SO4

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

Sumpor može da se veže na mesto koje inače zauzima atom kiseonika Najznačajnija jedinjenja su

bull tiosumporna kiselina (H2S2O3) i tiosulfati (S2O32ndash)

bull politionske kiseline (H2S2(S)nO6) rarr tetrationska kiselina (H2S4O6) itetrationati (S4O6

2ndash)

Tiosumporna kiselinaSumporna kiselina

Tiosulfat-jon S2O32ndash

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

0

IV

2ndash

Tetrationat-jon S4O62ndash

0 0V

V

2ndash

SUMPOR

TIOSULFATI

SO32ndash(aq) + S(s) rarr S2O3

2ndash(aq)

Laboratorijski se dobijaju u reakciji sulfita i elementarnog sumpora na povišenoj t

S2O32ndash(aq) + 2H+(aq) rarr S(s) + SO2(g) + H2O(l)

Nestabilni su u kiseloj sredini

Redukciona su sredstvabull sa slabim oksidacionim sredstvima oksiduju se do tetrationat-jona

2S2O32ndash + I2 rarr S4O6

2ndash + 2Indash

1I+ endash0

IndashI

1Sndash endashIV

SV

2

2

S2O32ndash + 4Cl2 + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 8Clndash + 10H+

SUMPOR

TIOSULFATI

bull sa jakim oksidacionim sredstvima oksiduju se do sulfat-jona

S2O32ndash + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 10H+ + 8endash

Cl2 + 2endash rarr 2Clndash 4

Reakcija se koristi za uklanjanje otpadnog hlora (kako ne bidospeo u atmosferu)

SUMPOR

JEDINJENJA SA HALOGENIMA

Najveći broj halogenida sumpor gradi sa fluorombull najznačajniji je SF6

gas velike gustine bez boje i mirisa inertan dobija se direktnom sintezom iz elemenata

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog

SUMPOR

SULFIDI

Dobijaju sebull direktnom sintezom iz elemenata na povišenoj temperaturi (Hg i Ag reaguju sa

S8 već na sobnoj t)bull dejstvom H2S na rastvore odgovarajućih jona

Rastvorljivost sulfida je veoma različitabull dobro rastvorni rarr (NH4)2S sulfidi alkalnih i zemnoalkalnih metalabull ostali su slabo rastvorni spadaju u najnerastvorljivija jedinjenja sa veoma malim Ks

rastvorni u kiselinama rarr ZnS FeS MnS CoS NiS nerastvorni u kiselinama rarr sulfidi Cu Ag Hg Cd Pb (Ks lt 10ndash20)

S(s) + 2endash S2ndash

Redukciona sredstva

Eө = ndash048 V

SUMPOR

POLISULFIDI

Sadrže ndashSnndash grupu (Sn2ndash)

Oksidacioni broj ndashI Najvažnija jedinjenja disulfidi (S2

2ndash) rarr (NH4)2S2 Na2S2 K2S2 FeS2

S

S

S

S

ndashI

ndashI0

0 ndash

ndash

Tetrasulfid-jon S42ndash

S22ndash + 2H+ rarr H2S(g) + S(s)

Nestabilni su i lako se razlažu u kiseloj sredini (disproporcionišu)

Disulfid-jon S22ndash

S S ndashndash

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

Gas bez boje oštrog mirisa otrovan Oksidacioni broj IV Molekul SO2 ima ugaonu geometriju (sp2 119o) i savijenu građu

SO O

SO O

Dobija se

bull sagorevanjem elementarnog sumporabull sagorevanjem H2S

2H2S(g) + 3O2(g) rarr 2SO2(g) + 2H2O(g)

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

bull rastvor SO2 ima kisela svojstva

SO2(aq) + H2O HSO3ndash + H3O+

HSO3ndash + H2O SO3

2ndash + H3O+ = 10middot10ndash7

= 16middot10ndash21aK

2aK

Rastvoran u vodibull nastaje rastvor bdquosumporaste kiselinerdquo SO2(aq)

SO2(g) + H2O(l) rarr H2SO3 SO2(aq)

SO2 i sulfiti su redukciona sredstva

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 Vbull u kiseloj sredini

SO42ndash + H2O + 2endash SO3

2ndash + 2OHndash Eө = ndash094 Vbull u baznoj sredini Koristi se kao

bull sredstvo za beljenjebull sredstvo za konzervisanje namirnica

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Na 1 mestu svetske proizvodnje (preko 200 miliona tona godišnje) Oksidacioni broj VI Anhidrid sumporne kiseline je sumpor(VI)-oksid SO3

bull čvrsta supstanca niskih tm (17 oC) i tb (44 oC)

SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) Sumporna kiselina je gusta viskozna tečnost U industriji se dobija kontaktnim postupkom

Kontaktni postupak

Sagorevanjem elementarnog sumpora ili prženjem sulfidnih ruda nastaje SO2

S8(s) + 8O2(g) rarr 8SO2(g)

4FeS2(s) + 11O2(g) rarr 2Fe2O3(g) + 8SO2(g)PIRIT

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dalja oksidacija SO2 u SO3 je veoma spora zbog velike energije aktivacijebull koristi se katalizator na bazi V2O5 višak O2 izvodi se na oko 500 oC

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔrH lt 0

H2S2O7(l) + H2O(l) rarr 2H2SO4(l)

SO3(g) + H2SO4(l) rarr H2S2O7(l)

SO3 se zatim uvodi u koncentrovanu H2SO4 i nastaje disumporna kiselina (pirosumpornakiselina oleum pušljiva sumporna kiselina)

Pirosumporna kiselina se zatim razblažuje

bull Komercijalni proizvod je 96 H2SO4

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Tri važna svojstva sumporne kiseline iz kojih proističe njena primena subull jaka kiselina (kisela svojstva)bull jako oksidaciono sredstvo (oksidaciona svojstva)bull veliki afinitet prema vodi (dehidrataciona svojstva)

H2SO4 + H2O HSO4ndash + H3O+

HSO4ndash + H2O SO4

2ndash + H3O+

Kisela svojstva

= 13middot10ndash2

asymp 1031aK

2aK

Soli rarr sulfati hidrogensulfati Većina sulfata je rastvorna u vodi

bull izuzetak su soli Ca2+ Sr2+ Ba2+ Pb2+ Ag+ Hg22+

Primenabull za dobijanje kiselina (HF HCl H3PO4) iz njihovih soli (jača kiselina istiskuje

slabiju)

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 V

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Oksidaciona svojstva

Razblažena sumporna kiselina (1 mol dmndash3 25 oC) nije oksidaciono sredstvo Koncentrovana sumporna kiselina (i na povišenoj temperaturi) je jako oksidaciono

sredstvobull oksiduje i plemenite metale (Cu Ag Hg) i neke nemetale (C S)

Cu + 2H2SO4 rarr CuSO4 + SO2 + 2H2Ot

C + 2H2SO4 rarr CO2 + 2SO2 + 2H2Ot

H2SO4 (koncentrovana) rarr SO2 H2SO4 (razblažena) rarr H2

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dehidrataciona svojstva

K2Cr2O7 + H2SO4 rarr 2CrO3(s) + K2SO4 + H2O

Entalpija hidratacije je izuzetno velika (ΔhidH ltlt 0)bull Dodavanjem vode u kiselinu dolazi do ključanja i prskanja rastvorabull Zato se pri razblaživanju uvek dodaje rastvor kiseline u vodu

Primenabull za dobijanje kiselih oksida iz odgovarajućih kiselina ili njihovih soli

bull sredstvo za sušenje (npr gasova produvavaju se kroz konc H2SO4)

Koncentrovana H2SO4 ugljeniše većinuorganskih jedinjenja

bull iz jedinjenja uklanja H i O uobliku vode a ostaje C

Dehidratacija glukoze do ugljenika koncentrovanom H2SO4

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

Sumpor može da se veže na mesto koje inače zauzima atom kiseonika Najznačajnija jedinjenja su

bull tiosumporna kiselina (H2S2O3) i tiosulfati (S2O32ndash)

bull politionske kiseline (H2S2(S)nO6) rarr tetrationska kiselina (H2S4O6) itetrationati (S4O6

2ndash)

Tiosumporna kiselinaSumporna kiselina

Tiosulfat-jon S2O32ndash

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

0

IV

2ndash

Tetrationat-jon S4O62ndash

0 0V

V

2ndash

SUMPOR

TIOSULFATI

SO32ndash(aq) + S(s) rarr S2O3

2ndash(aq)

Laboratorijski se dobijaju u reakciji sulfita i elementarnog sumpora na povišenoj t

S2O32ndash(aq) + 2H+(aq) rarr S(s) + SO2(g) + H2O(l)

Nestabilni su u kiseloj sredini

Redukciona su sredstvabull sa slabim oksidacionim sredstvima oksiduju se do tetrationat-jona

2S2O32ndash + I2 rarr S4O6

2ndash + 2Indash

1I+ endash0

IndashI

1Sndash endashIV

SV

2

2

S2O32ndash + 4Cl2 + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 8Clndash + 10H+

SUMPOR

TIOSULFATI

bull sa jakim oksidacionim sredstvima oksiduju se do sulfat-jona

S2O32ndash + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 10H+ + 8endash

Cl2 + 2endash rarr 2Clndash 4

Reakcija se koristi za uklanjanje otpadnog hlora (kako ne bidospeo u atmosferu)

SUMPOR

JEDINJENJA SA HALOGENIMA

Najveći broj halogenida sumpor gradi sa fluorombull najznačajniji je SF6

gas velike gustine bez boje i mirisa inertan dobija se direktnom sintezom iz elemenata

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

Gas bez boje oštrog mirisa otrovan Oksidacioni broj IV Molekul SO2 ima ugaonu geometriju (sp2 119o) i savijenu građu

SO O

SO O

Dobija se

bull sagorevanjem elementarnog sumporabull sagorevanjem H2S

2H2S(g) + 3O2(g) rarr 2SO2(g) + 2H2O(g)

SUMPOR

SUMPOR-DIOKSID SO2

bull rastvor SO2 ima kisela svojstva

SO2(aq) + H2O HSO3ndash + H3O+

HSO3ndash + H2O SO3

2ndash + H3O+ = 10middot10ndash7

= 16middot10ndash21aK

2aK

Rastvoran u vodibull nastaje rastvor bdquosumporaste kiselinerdquo SO2(aq)

SO2(g) + H2O(l) rarr H2SO3 SO2(aq)

SO2 i sulfiti su redukciona sredstva

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 Vbull u kiseloj sredini

SO42ndash + H2O + 2endash SO3

2ndash + 2OHndash Eө = ndash094 Vbull u baznoj sredini Koristi se kao

bull sredstvo za beljenjebull sredstvo za konzervisanje namirnica

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Na 1 mestu svetske proizvodnje (preko 200 miliona tona godišnje) Oksidacioni broj VI Anhidrid sumporne kiseline je sumpor(VI)-oksid SO3

bull čvrsta supstanca niskih tm (17 oC) i tb (44 oC)

SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) Sumporna kiselina je gusta viskozna tečnost U industriji se dobija kontaktnim postupkom

Kontaktni postupak

Sagorevanjem elementarnog sumpora ili prženjem sulfidnih ruda nastaje SO2

S8(s) + 8O2(g) rarr 8SO2(g)

4FeS2(s) + 11O2(g) rarr 2Fe2O3(g) + 8SO2(g)PIRIT

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dalja oksidacija SO2 u SO3 je veoma spora zbog velike energije aktivacijebull koristi se katalizator na bazi V2O5 višak O2 izvodi se na oko 500 oC

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔrH lt 0

H2S2O7(l) + H2O(l) rarr 2H2SO4(l)

SO3(g) + H2SO4(l) rarr H2S2O7(l)

SO3 se zatim uvodi u koncentrovanu H2SO4 i nastaje disumporna kiselina (pirosumpornakiselina oleum pušljiva sumporna kiselina)

Pirosumporna kiselina se zatim razblažuje

bull Komercijalni proizvod je 96 H2SO4

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Tri važna svojstva sumporne kiseline iz kojih proističe njena primena subull jaka kiselina (kisela svojstva)bull jako oksidaciono sredstvo (oksidaciona svojstva)bull veliki afinitet prema vodi (dehidrataciona svojstva)

H2SO4 + H2O HSO4ndash + H3O+

HSO4ndash + H2O SO4

2ndash + H3O+

Kisela svojstva

= 13middot10ndash2

asymp 1031aK

2aK

Soli rarr sulfati hidrogensulfati Većina sulfata je rastvorna u vodi

bull izuzetak su soli Ca2+ Sr2+ Ba2+ Pb2+ Ag+ Hg22+

Primenabull za dobijanje kiselina (HF HCl H3PO4) iz njihovih soli (jača kiselina istiskuje

slabiju)

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 V

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Oksidaciona svojstva

Razblažena sumporna kiselina (1 mol dmndash3 25 oC) nije oksidaciono sredstvo Koncentrovana sumporna kiselina (i na povišenoj temperaturi) je jako oksidaciono

sredstvobull oksiduje i plemenite metale (Cu Ag Hg) i neke nemetale (C S)

Cu + 2H2SO4 rarr CuSO4 + SO2 + 2H2Ot

C + 2H2SO4 rarr CO2 + 2SO2 + 2H2Ot

H2SO4 (koncentrovana) rarr SO2 H2SO4 (razblažena) rarr H2

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dehidrataciona svojstva

K2Cr2O7 + H2SO4 rarr 2CrO3(s) + K2SO4 + H2O

Entalpija hidratacije je izuzetno velika (ΔhidH ltlt 0)bull Dodavanjem vode u kiselinu dolazi do ključanja i prskanja rastvorabull Zato se pri razblaživanju uvek dodaje rastvor kiseline u vodu

Primenabull za dobijanje kiselih oksida iz odgovarajućih kiselina ili njihovih soli

bull sredstvo za sušenje (npr gasova produvavaju se kroz konc H2SO4)

Koncentrovana H2SO4 ugljeniše većinuorganskih jedinjenja

bull iz jedinjenja uklanja H i O uobliku vode a ostaje C

Dehidratacija glukoze do ugljenika koncentrovanom H2SO4

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

Sumpor može da se veže na mesto koje inače zauzima atom kiseonika Najznačajnija jedinjenja su

bull tiosumporna kiselina (H2S2O3) i tiosulfati (S2O32ndash)

bull politionske kiseline (H2S2(S)nO6) rarr tetrationska kiselina (H2S4O6) itetrationati (S4O6

2ndash)

Tiosumporna kiselinaSumporna kiselina

Tiosulfat-jon S2O32ndash

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

0

IV

2ndash

Tetrationat-jon S4O62ndash

0 0V

V

2ndash

SUMPOR

TIOSULFATI

SO32ndash(aq) + S(s) rarr S2O3

2ndash(aq)

Laboratorijski se dobijaju u reakciji sulfita i elementarnog sumpora na povišenoj t

S2O32ndash(aq) + 2H+(aq) rarr S(s) + SO2(g) + H2O(l)

Nestabilni su u kiseloj sredini

Redukciona su sredstvabull sa slabim oksidacionim sredstvima oksiduju se do tetrationat-jona

2S2O32ndash + I2 rarr S4O6

2ndash + 2Indash

1I+ endash0

IndashI

1Sndash endashIV

SV

2

2

S2O32ndash + 4Cl2 + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 8Clndash + 10H+

SUMPOR

TIOSULFATI

bull sa jakim oksidacionim sredstvima oksiduju se do sulfat-jona

S2O32ndash + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 10H+ + 8endash

Cl2 + 2endash rarr 2Clndash 4

Reakcija se koristi za uklanjanje otpadnog hlora (kako ne bidospeo u atmosferu)

SUMPOR

JEDINJENJA SA HALOGENIMA

Najveći broj halogenida sumpor gradi sa fluorombull najznačajniji je SF6

gas velike gustine bez boje i mirisa inertan dobija se direktnom sintezom iz elemenata

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Na 1 mestu svetske proizvodnje (preko 200 miliona tona godišnje) Oksidacioni broj VI Anhidrid sumporne kiseline je sumpor(VI)-oksid SO3

bull čvrsta supstanca niskih tm (17 oC) i tb (44 oC)

SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) Sumporna kiselina je gusta viskozna tečnost U industriji se dobija kontaktnim postupkom

Kontaktni postupak

Sagorevanjem elementarnog sumpora ili prženjem sulfidnih ruda nastaje SO2

S8(s) + 8O2(g) rarr 8SO2(g)

4FeS2(s) + 11O2(g) rarr 2Fe2O3(g) + 8SO2(g)PIRIT

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dalja oksidacija SO2 u SO3 je veoma spora zbog velike energije aktivacijebull koristi se katalizator na bazi V2O5 višak O2 izvodi se na oko 500 oC

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔrH lt 0

H2S2O7(l) + H2O(l) rarr 2H2SO4(l)

SO3(g) + H2SO4(l) rarr H2S2O7(l)

SO3 se zatim uvodi u koncentrovanu H2SO4 i nastaje disumporna kiselina (pirosumpornakiselina oleum pušljiva sumporna kiselina)

Pirosumporna kiselina se zatim razblažuje

bull Komercijalni proizvod je 96 H2SO4

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Tri važna svojstva sumporne kiseline iz kojih proističe njena primena subull jaka kiselina (kisela svojstva)bull jako oksidaciono sredstvo (oksidaciona svojstva)bull veliki afinitet prema vodi (dehidrataciona svojstva)

H2SO4 + H2O HSO4ndash + H3O+

HSO4ndash + H2O SO4

2ndash + H3O+

Kisela svojstva

= 13middot10ndash2

asymp 1031aK

2aK

Soli rarr sulfati hidrogensulfati Većina sulfata je rastvorna u vodi

bull izuzetak su soli Ca2+ Sr2+ Ba2+ Pb2+ Ag+ Hg22+

Primenabull za dobijanje kiselina (HF HCl H3PO4) iz njihovih soli (jača kiselina istiskuje

slabiju)

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 V

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Oksidaciona svojstva

Razblažena sumporna kiselina (1 mol dmndash3 25 oC) nije oksidaciono sredstvo Koncentrovana sumporna kiselina (i na povišenoj temperaturi) je jako oksidaciono

sredstvobull oksiduje i plemenite metale (Cu Ag Hg) i neke nemetale (C S)

Cu + 2H2SO4 rarr CuSO4 + SO2 + 2H2Ot

C + 2H2SO4 rarr CO2 + 2SO2 + 2H2Ot

H2SO4 (koncentrovana) rarr SO2 H2SO4 (razblažena) rarr H2

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dehidrataciona svojstva

K2Cr2O7 + H2SO4 rarr 2CrO3(s) + K2SO4 + H2O

Entalpija hidratacije je izuzetno velika (ΔhidH ltlt 0)bull Dodavanjem vode u kiselinu dolazi do ključanja i prskanja rastvorabull Zato se pri razblaživanju uvek dodaje rastvor kiseline u vodu

Primenabull za dobijanje kiselih oksida iz odgovarajućih kiselina ili njihovih soli

bull sredstvo za sušenje (npr gasova produvavaju se kroz konc H2SO4)

Koncentrovana H2SO4 ugljeniše većinuorganskih jedinjenja

bull iz jedinjenja uklanja H i O uobliku vode a ostaje C

Dehidratacija glukoze do ugljenika koncentrovanom H2SO4

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

Sumpor može da se veže na mesto koje inače zauzima atom kiseonika Najznačajnija jedinjenja su

bull tiosumporna kiselina (H2S2O3) i tiosulfati (S2O32ndash)

bull politionske kiseline (H2S2(S)nO6) rarr tetrationska kiselina (H2S4O6) itetrationati (S4O6

2ndash)

Tiosumporna kiselinaSumporna kiselina

Tiosulfat-jon S2O32ndash

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

0

IV

2ndash

Tetrationat-jon S4O62ndash

0 0V

V

2ndash

SUMPOR

TIOSULFATI

SO32ndash(aq) + S(s) rarr S2O3

2ndash(aq)

Laboratorijski se dobijaju u reakciji sulfita i elementarnog sumpora na povišenoj t

S2O32ndash(aq) + 2H+(aq) rarr S(s) + SO2(g) + H2O(l)

Nestabilni su u kiseloj sredini

Redukciona su sredstvabull sa slabim oksidacionim sredstvima oksiduju se do tetrationat-jona

2S2O32ndash + I2 rarr S4O6

2ndash + 2Indash

1I+ endash0

IndashI

1Sndash endashIV

SV

2

2

S2O32ndash + 4Cl2 + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 8Clndash + 10H+

SUMPOR

TIOSULFATI

bull sa jakim oksidacionim sredstvima oksiduju se do sulfat-jona

S2O32ndash + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 10H+ + 8endash

Cl2 + 2endash rarr 2Clndash 4

Reakcija se koristi za uklanjanje otpadnog hlora (kako ne bidospeo u atmosferu)

SUMPOR

JEDINJENJA SA HALOGENIMA

Najveći broj halogenida sumpor gradi sa fluorombull najznačajniji je SF6

gas velike gustine bez boje i mirisa inertan dobija se direktnom sintezom iz elemenata

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Tri važna svojstva sumporne kiseline iz kojih proističe njena primena subull jaka kiselina (kisela svojstva)bull jako oksidaciono sredstvo (oksidaciona svojstva)bull veliki afinitet prema vodi (dehidrataciona svojstva)

H2SO4 + H2O HSO4ndash + H3O+

HSO4ndash + H2O SO4

2ndash + H3O+

Kisela svojstva

= 13middot10ndash2

asymp 1031aK

2aK

Soli rarr sulfati hidrogensulfati Većina sulfata je rastvorna u vodi

bull izuzetak su soli Ca2+ Sr2+ Ba2+ Pb2+ Ag+ Hg22+

Primenabull za dobijanje kiselina (HF HCl H3PO4) iz njihovih soli (jača kiselina istiskuje

slabiju)

SO42ndash + 4H+ + 2endash SO2(aq) + 2H2O Eө = 016 V

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Oksidaciona svojstva

Razblažena sumporna kiselina (1 mol dmndash3 25 oC) nije oksidaciono sredstvo Koncentrovana sumporna kiselina (i na povišenoj temperaturi) je jako oksidaciono

sredstvobull oksiduje i plemenite metale (Cu Ag Hg) i neke nemetale (C S)

Cu + 2H2SO4 rarr CuSO4 + SO2 + 2H2Ot

C + 2H2SO4 rarr CO2 + 2SO2 + 2H2Ot

H2SO4 (koncentrovana) rarr SO2 H2SO4 (razblažena) rarr H2

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dehidrataciona svojstva

K2Cr2O7 + H2SO4 rarr 2CrO3(s) + K2SO4 + H2O

Entalpija hidratacije je izuzetno velika (ΔhidH ltlt 0)bull Dodavanjem vode u kiselinu dolazi do ključanja i prskanja rastvorabull Zato se pri razblaživanju uvek dodaje rastvor kiseline u vodu

Primenabull za dobijanje kiselih oksida iz odgovarajućih kiselina ili njihovih soli

bull sredstvo za sušenje (npr gasova produvavaju se kroz konc H2SO4)

Koncentrovana H2SO4 ugljeniše većinuorganskih jedinjenja

bull iz jedinjenja uklanja H i O uobliku vode a ostaje C

Dehidratacija glukoze do ugljenika koncentrovanom H2SO4

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

Sumpor može da se veže na mesto koje inače zauzima atom kiseonika Najznačajnija jedinjenja su

bull tiosumporna kiselina (H2S2O3) i tiosulfati (S2O32ndash)

bull politionske kiseline (H2S2(S)nO6) rarr tetrationska kiselina (H2S4O6) itetrationati (S4O6

2ndash)

Tiosumporna kiselinaSumporna kiselina

Tiosulfat-jon S2O32ndash

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

0

IV

2ndash

Tetrationat-jon S4O62ndash

0 0V

V

2ndash

SUMPOR

TIOSULFATI

SO32ndash(aq) + S(s) rarr S2O3

2ndash(aq)

Laboratorijski se dobijaju u reakciji sulfita i elementarnog sumpora na povišenoj t

S2O32ndash(aq) + 2H+(aq) rarr S(s) + SO2(g) + H2O(l)

Nestabilni su u kiseloj sredini

Redukciona su sredstvabull sa slabim oksidacionim sredstvima oksiduju se do tetrationat-jona

2S2O32ndash + I2 rarr S4O6

2ndash + 2Indash

1I+ endash0

IndashI

1Sndash endashIV

SV

2

2

S2O32ndash + 4Cl2 + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 8Clndash + 10H+

SUMPOR

TIOSULFATI

bull sa jakim oksidacionim sredstvima oksiduju se do sulfat-jona

S2O32ndash + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 10H+ + 8endash

Cl2 + 2endash rarr 2Clndash 4

Reakcija se koristi za uklanjanje otpadnog hlora (kako ne bidospeo u atmosferu)

SUMPOR

JEDINJENJA SA HALOGENIMA

Najveći broj halogenida sumpor gradi sa fluorombull najznačajniji je SF6

gas velike gustine bez boje i mirisa inertan dobija se direktnom sintezom iz elemenata

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog

SUMPOR

SUMPORNA KISELINA

Dehidrataciona svojstva

K2Cr2O7 + H2SO4 rarr 2CrO3(s) + K2SO4 + H2O

Entalpija hidratacije je izuzetno velika (ΔhidH ltlt 0)bull Dodavanjem vode u kiselinu dolazi do ključanja i prskanja rastvorabull Zato se pri razblaživanju uvek dodaje rastvor kiseline u vodu

Primenabull za dobijanje kiselih oksida iz odgovarajućih kiselina ili njihovih soli

bull sredstvo za sušenje (npr gasova produvavaju se kroz konc H2SO4)

Koncentrovana H2SO4 ugljeniše većinuorganskih jedinjenja

bull iz jedinjenja uklanja H i O uobliku vode a ostaje C

Dehidratacija glukoze do ugljenika koncentrovanom H2SO4

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

Sumpor može da se veže na mesto koje inače zauzima atom kiseonika Najznačajnija jedinjenja su

bull tiosumporna kiselina (H2S2O3) i tiosulfati (S2O32ndash)

bull politionske kiseline (H2S2(S)nO6) rarr tetrationska kiselina (H2S4O6) itetrationati (S4O6

2ndash)

Tiosumporna kiselinaSumporna kiselina

Tiosulfat-jon S2O32ndash

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

0

IV

2ndash

Tetrationat-jon S4O62ndash

0 0V

V

2ndash

SUMPOR

TIOSULFATI

SO32ndash(aq) + S(s) rarr S2O3

2ndash(aq)

Laboratorijski se dobijaju u reakciji sulfita i elementarnog sumpora na povišenoj t

S2O32ndash(aq) + 2H+(aq) rarr S(s) + SO2(g) + H2O(l)

Nestabilni su u kiseloj sredini

Redukciona su sredstvabull sa slabim oksidacionim sredstvima oksiduju se do tetrationat-jona

2S2O32ndash + I2 rarr S4O6

2ndash + 2Indash

1I+ endash0

IndashI

1Sndash endashIV

SV

2

2

S2O32ndash + 4Cl2 + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 8Clndash + 10H+

SUMPOR

TIOSULFATI

bull sa jakim oksidacionim sredstvima oksiduju se do sulfat-jona

S2O32ndash + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 10H+ + 8endash

Cl2 + 2endash rarr 2Clndash 4

Reakcija se koristi za uklanjanje otpadnog hlora (kako ne bidospeo u atmosferu)

SUMPOR

JEDINJENJA SA HALOGENIMA

Najveći broj halogenida sumpor gradi sa fluorombull najznačajniji je SF6

gas velike gustine bez boje i mirisa inertan dobija se direktnom sintezom iz elemenata

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog

Tiosulfat-jon S2O32ndash

SUMPOR

JEDINJENJA SA MEŠOVITIM OKSIDACIONIM BROJEVIMA

0

IV

2ndash

Tetrationat-jon S4O62ndash

0 0V

V

2ndash

SUMPOR

TIOSULFATI

SO32ndash(aq) + S(s) rarr S2O3

2ndash(aq)

Laboratorijski se dobijaju u reakciji sulfita i elementarnog sumpora na povišenoj t

S2O32ndash(aq) + 2H+(aq) rarr S(s) + SO2(g) + H2O(l)

Nestabilni su u kiseloj sredini

Redukciona su sredstvabull sa slabim oksidacionim sredstvima oksiduju se do tetrationat-jona

2S2O32ndash + I2 rarr S4O6

2ndash + 2Indash

1I+ endash0

IndashI

1Sndash endashIV

SV

2

2

S2O32ndash + 4Cl2 + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 8Clndash + 10H+

SUMPOR

TIOSULFATI

bull sa jakim oksidacionim sredstvima oksiduju se do sulfat-jona

S2O32ndash + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 10H+ + 8endash

Cl2 + 2endash rarr 2Clndash 4

Reakcija se koristi za uklanjanje otpadnog hlora (kako ne bidospeo u atmosferu)

SUMPOR

JEDINJENJA SA HALOGENIMA

Najveći broj halogenida sumpor gradi sa fluorombull najznačajniji je SF6

gas velike gustine bez boje i mirisa inertan dobija se direktnom sintezom iz elemenata

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog

S2O32ndash + 4Cl2 + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 8Clndash + 10H+

SUMPOR

TIOSULFATI

bull sa jakim oksidacionim sredstvima oksiduju se do sulfat-jona

S2O32ndash + 5H2O rarr 2SO4

2ndash + 10H+ + 8endash

Cl2 + 2endash rarr 2Clndash 4

Reakcija se koristi za uklanjanje otpadnog hlora (kako ne bidospeo u atmosferu)

SUMPOR

JEDINJENJA SA HALOGENIMA

Najveći broj halogenida sumpor gradi sa fluorombull najznačajniji je SF6

gas velike gustine bez boje i mirisa inertan dobija se direktnom sintezom iz elemenata

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog

SUMPOR

EKOLOŠKI PROBLEMI

SO2 zajedno za oksidima azota spada u najvažnije zagađujuće materije u životnoj sredinibull glavni antropogeni izvor rarr sagorevanje fosilnih gorivabull rastvaranjem u vodi u atmosferi (uz oksidaciju SO2 do SO3) rarr kisele kiše

utiču na ljudsko zdravlje direktno (respiratorni problemi) i indirektno(ispiranje iz zemljišta teških metala koje apsorbuju biljke koje se zatimkoriste u ishrani)

u zakišeljenoj vodi sa povećanom koncentracijom teških metala izokolnog zemljišta ne može da opstane životinjski i biljni svet

dovode do oštećenja i odumiranja šuma oštećuju lišće biljaka(uništavaju hlorofil) čime se ometa fotosinteza

bull rastvaranjem u kapljicama vode u atmosferi koje se adsorbuju na čestice čađipepela i prašine rarr smog