Väävli oksiidid
|
|  Yüklə 0.77 Mb.
|
7
Väävli oksiidid• Väävel annab rea oksiide, millest tähtsamad on vääveldioksiid, SO2, ja vääveltrioksiid, SO3 • Õhus põledes annab väävel dioksiidi, mis on värvusetu, lämmatav, mürgine gaas • Atmosfääris leiduva SO2 allikateks on looduslike jäätmete oksüdeerumine, vulkaanid, loodusliku H2S oksüdeerumine, tööstus ja transport Väävlishape• SO2 rekatsioonil veega (nt lahustumisel) tekkib väävlishape, H2SO3 SO2(g) + H2O (l) = H2SO3(aq) • Väävlishape eksisteerib tasakaalulise seguna kahest molekulist. Sellist nähtust, kus kaks või enam isomeeri lähevad pöörduvalt üle üksteiseks nimetatakse
• Vesilahuses sisaldub lisaks toodud kahele väävlishappe vormile veel lahustunud SO2–e molekule, mis paiknevad vee molekulidest moodustunud "puurides" • Ühendeid, kus üks molekul paikneb teiste molekulide poolt moodustatud puuris nimetatakse klatraatideks
• Vääveldioksiid veeldub rõhu all suhteliselt kergesti ja on seetõttu kasutatav jahutusseadmetes • Kasutatakse ka kuivatatud puuviljade ja teraviljade säilitamisel ning pleegitava vahendina paberi– ja tekstiilitööstuses • Tähtsaim kasutusala on väävelhappe tootmine • Väävli oksüdatsiooniaste vääveldioksiidis on +4 ja seega võib ta olla nii redutseerija kui oksüdeerija • Vääveldioksiidi tähtsaim reaktsioon on tema suhteliselt aeglane oksüdeerumine 2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g)
Vääveltrioksiid• Vääveltrioksiid on nt kergesti lenduv vedelik (kt =45°C), mis koosneb kolmnurksetest tasapinnalistest SO3 molekulidest • Tahkes olekus ja osaliselt ka vedelas olekus esineb trimeerina S3O9 ja ka suuremate klastritena 
Väävelhape • Väävelhapet toodetakse kontaktmenetlusel, kus väävel põletatakse hapnikus ja tekkiv SO2 oksüdeeritakse edasi SO3–ks kasutades katalüsaatorina V2O5 –e
• SO3 moodustab veeauruga reageerides väga korrosiivse aerosooli • Seetõttu kasutatakse SO3 absorbeerimiseks 98% väävelhapet, mis annab SO3–ga tiheda, õlija vedeliku ooleumi (SO3–e lahus H2SO4 –s), mida väävelhappe saamiseks lahjendatakse veega • Väävelhape on maailmas enimtoodetud anorgaaniline ühend, mida kasutatakse väetiste, naftasaaduste, värvainete ja detergentide tootmisel – umbes 2/3 väävelhappest kulub väetiste (ammooniumsulfaat, fosfaadid) tootmiseks • Väävelhape on värvusetu, korrosiivne, õlijas vedelik, mis keeb 300°C juures • Väävelhape on – tugev Brønstedi hape – esimese astme dissotsiatsioon praktiliselt täielik, pK2 =2 – väga tugev dehüdrateeriv aine, kuna moodustab veega tugevaid vesiniksidemeid • kots H2SO4 dehüdrateerib nt sahharoosi söeni C12H22O11(t)12C (t) + 11H2O (v) – tugev oksüdeerija
Väävli halogeniidid• Väävel reageerib otse kõigi halogeenidega va iood
• Fluori atmosfääris väävel süttib iseeneslikult ja põleb heleda leegiga andes väävelheksafluoriidi, SF6 , mis on tihe, värvusetu, lõhnatu, mittemürgine, termiliselt stabiilne, mittelahustuv gaas • Väävel on SF6 –s oma kõrgeimas o/a–s (+6), kuid sellele vaatamata pole SF6 hea oksüdeerija, kuna väävli aatom on peidetud fluoride taha • Klooriga reageerides annab väävel disulfiidikloriidi S2Cl2 , mis on kummi vulkaniseerimisel kasutatav iiveldama ajava lõhnaga mürgine vedelik
• Halogeenide valentselektronstruktuur on ns2p5, st et täidetud oktetist puudub üks elektron • Elementide füüsikalised omadused muutuvad rühmas sujuvalt, vastavuses Londoni jõudude kasvuga • Elektronegatiivsus väheneb ning aatom– ja iooniraadiused kasvavad rühmas ülalt alla suhteliselt monotoonselt • Viimati nimetatud fakti tõttu muutuvad ka elementide keemilised omadused rühmas monotoonselt – vaid mõmed fluori omadused on siin erandiks • Halogeenid on lihtainetena kahe–aatomilised molekulid
Fluor• Fluor on maakoores levinuim halogeen, tema tähtsamad mineraalid on flouoriit –CaF2 , krüoliit – Na3AlF6 ja fluorapatiit – Ca5F(PO4)3 • Kuna fluor on elemendina kõige tugevam oksüdeerija toodetakse teda sula KF ja HF segu elektrolüüsil 75°C juures süsinikanoodil • Fluor on väga reaktsioonivõimeline, peaaegu värvusetu gaas • Enamus toodetavast fluorist kasutatakse kergesti lenduva UF6 tootmiseks • Tänu oma kõrgele elektronegatiivsusele, väikesele raadiusele ja d–orbitaalide puudumisele on tal rida omapärasid • Fluori o/a on kõigis ühendites –1 • Tänu väikestele mõõtmetele ja suurele elektronegatiivsusele oksüdeerib ta teisi elemente nende kõrgeima võimaliku o/a–ni • F– iooni väikeste mõõtmete tõttu on tema kristallid kõrge võreenergiaga ja vähem lahustuvad, erandiks on AgF Kloor• Kloor, Cl2, on üks enamtoodetud kemikaale • Saadakse NaCl elektrolüüsil • Kloor on kollakasroheline gaas, mis kondenseerub –34°C juures, reageerib otse paljude elementidega, va C, N, O • Kloor on tugev oksüdeerija ja oksüdeerib metallid kõrge oksüdatsiooniastmeni: 2Fe(t) + 3Cl2(g) = 2FeCl3(t) • Kloori kasutatakse paljudes tööstuslikes protsessides – plastmasside, solventide, pestitsiidide tootmiseks – pleegitajana paberi ja tekstiilitööstuses – broomi tootmiseks bromiidist lähtudes 2Br– (aq) + Cl2(g) = Br2(v) + 2Cl– (aq) |
