Окси́д се́ры(IV) (диокси́д се́ры, двуокись серы, серни́стый газ) — SO2. В нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом (запах загорающейся спички). Под давлением сжижается при комнатной температуре. Растворяется в воде с образованием нестойкой серни́стой кислоты.
Промышленный способ получения — сжигание серы или обжиг сульфидов, в основном — пирита:
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2↑ + Q.
В лабораторных условиях SO2 получают воздействием сильных кислот на сульфиты и гидросульфиты:
Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2SO3.
Образующаяся сернистая кислота сразу разлагается на SO2 и H2O:
Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + SO2↑.
Также можно получить действием концентрированной серной кислоты на малоактивные металлы при нагревании:
2H2SO4 (конц. ) + Cu → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O.
Сернистая кислота – это неорганическая двухосновная неустойчивая кислота средней силы. Непрочное соединение, известна только в водных растворах при концентрации не более шести процентов.Растворы сернистой кислоты имеют довольно специфический запах (напоминает запах, остающийся после зажжения спички), наличие которого можно объяснить присутствием оксида серы (SO2), химически не связанного водой. Получают путем пропускания сернистого газа через воду.
Сульфиты — соли сернистой кислоты H2SO3.
Существует два ряда сульфитов: средние (нормальные) общей формулы M2SO3 и кислые (гидросульфиты) общей формулы MHSO3 (М — одновалентный металл).
Средние, за исключением сульфитов щелочных металлов и аммония, малорастворимы в воде, растворяются в присутствии SO2. Из кислых в свободном состоянии выделены лишь гидросульфиты щелочных металлов. Для сульфитов в водном растворе характерны окисление до сульфатов и восстановление до тиосульфатов M2S2O3.
Реакции с повышением степени окисления серы от +4 до +6, например:
Na2SO3+Cl2+H2O-->Na2SO4+2HCl
Реакции самоокисления-самовосстановления серы возможны и при ее взаимодействии с сульфитами. Так, при кипячении раствора с мелкоизмельченной серой образуется тиосульфат натрия:
Na2SO3+S--->Na2S2O3
Таким образом, сернистая кислота и ее соли могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.
При нагревании гидросульфитов образуются пиросульфиты.
Химическая активность SO2 весьма велика. Наиболее ярко выражены восстановительные свойства SO2, степень окисления серы в таких реакциях повышается:
SO2+Br2+2H2O---->H2SO4+2HBr
SO2+I2+2H2O---->H2SO4+2HJ
2SO2+O2----->(450град,V2O5)2SO3
5SO2+2MnO4+2H2O--->2H2SO4+2MnSO4+K2SO4
Fe2(SO4)3+SO2+2H2O----->2FeSO4+2H2SO4
Предпоследняя реакция является качественной реакцией на сульфит-ион SO32− и на SO2 (обесцвечивание фиолетового раствора).
В присутствии сильных восстановителей SO2 способен проявлять окислительные свойства. Например, для извлечения серы из отходящих газов металлургической промышленности используют восстановление SO2 оксидом углерода(II):
SO2+2CO--->2CO2+S
Или для получения фосфорноватистой кислоты:
PH3+SO2--->H3PO4
