PRVKY VI.A skup. PSP

Charakteristika Síra a jej zlúčeniny

Kyselina sírová

VI.A skupina - Chalkogény

Charakteristika

• nekovový charakter mení postupne na kovový (O, S a Se sú nekovy, Te je polokov a Po je kov); dokonca aj Se čiastočne vykazuje kovové vlastnosti (Se a Te su známe vo viacerých modifikáciach – aj kovovej)

• vlastnosti kyslíka (a jeho zlúčenín) sa výrazne odlišujú od ostatných prvkov v skupine

• (napr. len kyslík je za norm. podmienok plyn, ostatné prvky sú tuhé látky)

• typické kladné oxidačné čísla su +IV a +VI, O: -II.

SÍRA – S - sulphur• pevná látka žltej farby• nerozpustná vo vode• rozpustná v nepolárnych rozpúšťadlách• zle vedie elektrický prúd a teplo• pri bežnej teplote pomerne stála • pri zvýšenej teplote reaktívna

• Síra je základnou surovinou v chemickom priemysle – výroba kyseliny sírovej, sírouhlíka, sulfidov a podobne.

• Síra - biogénny prvok – súčasť bielkovín.

Modifikácie síry

1. Amorfná síra • a) Plastická síra– vzniká pri ochladení

roztavenej síry (200°C), ktorú vlejeme do studenej vody, pričom dochádza ku vzniku pružnej, podchladenej, žltohnedej, priehľadnej hmoty.

• b) Sírny kvet – vzniká ochladením pár vriacej (roztavenej) síry.

2. Kryštalická síra

Výskyt a výroba

• V mineráloch – pyrit, chalkopyrit

• Síra je jednou zo základných surovín chemického priemyslu. Okrem priamej ťažby sa veľké množstvo síry získava zo sulfánu obsiahnutého v zemnom plyne reakciami za vysokých teplôt:

2 H2S (g) + O2 (g) → 2 S (s) + 2 H2O (l)

• Pri ochladení sa dvojatómové molekuly síry spájajú do cyklických molekúl S8. K týmto reakciám dochádza pri sopečných erupciách, preto sa v kráteroch sopiek a v ich okolí nachádza elementárna síra.

• Asi 90% vyťaženej síry sa používa k výrobe kyseliny sírovej, ktorá je najdôležitejšou priemyselne vyrábanou chemickou látkou vôbec.

Sulfán – doplň vzorec!• plynná, bezfarebná látka• prudko jedovatá• má typický odporný zápach, vzniká aj rozkladom

bielkovín, zápach pripomína pokazené vajce.• málo rozpustný vo vode – dochádza ku vzniku

sulfánovej vody• má redukčné účinky• síra v sulfáne má oxidačné číslo –II• SOLI – sulfidy, sulfidy ťažkých kovov sú vo vode

málo rozpustné a dajú sa získať vylučovacími reakciami (sirovodíkový spôsob delenia katiónov):

Použitie síry • výroba kyseliny sírovej H2SO4• výroba sírouhlíka CS2• výroba zápaliek a strelného prachu• výroba sulfidov a siričitanov• výroba pesticídov• ako vulkanizačná prísada v gumárenskom

priemysle • výroba niektorých farbív• elementárna síra sa používa na výrobu

kaučuku• takzvaná čistá síra sa používa v lekárstve

Oxid siričitý - doplň vzorec

• Síra má oxidačné číslo IV• bezfarebná plynná látka• jedovatý štipľavý plyn• dobre rozpustný vo vode• ľahko skvapalniteľný• molekula SO2 je polárna a má zalomený tvar• má redukčné aj oxidačné vlastnosti• redukcia: SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O• oxidácia: 2 SO2 + O2 → 2 SO3

OXID SIRIČITÝ A VODA

• Oxid siričitý sa veľmi dobre rozpúšťa vo vode. Pri 20C sa v litri vody rozpustí asi 410 l tohto plynu . Vzniknutý roztok je slabo kyslý. Príčinou je skutočnosť, že asi jedna molekula SO2 zo sto tvorí reakciou s vodou hydrogensiričitanový anión a pri tom vznikajú oxóniové ióny:

SO2 (g) + 2H2O (l) → HSO3- (aq) + H3O+(aq)

• Vdychovaný oxid siričitý dráždi naše vlhké sliznice práve touto reakciou. Svetová zdravotnícka organizácie odporúča, aby koncentrácie oxidu siričitého neprekročovali v ročnom priemere priemernú hodnotu 60 mikrog./ m3 . Inak hrozí chronická bronchitída, astma a iné dýchacie problémy. Oxid siričitý je však nebezpečný aj pre rôzne mikroorganizmy. Okrem včelárov ho odnedávna používajú vinári k sterilizácii vyprázdnených vínnych sudov (sírenie), je pridávaný do rozdrtených vínnych hroznov, alebo pri kvasení zároveň pôsobí ako antioxidant. Oxid siričitý je jedným z mnohých príkladov známych látok, o ktorých užitočnosti a škodlivosti rozhoduje ľudská činnosť.

Oxid sírový SO3

• síra má oxidačné číslo VI• Pevná látka v podobe (SO3)3• Plynná látka v podobe SO3• má hygroskopické vlastnosti• Je oxidačným činidlom• Výroba: 2 SO2 + O2 → 2 SO3 (katalytická

oxidácia, katalyzátor je V2O5)• Príprava: Fe2 (SO4)3 → Fe2O3 + 3SO3 (termický

rozklad síranu železitého)• SO3 + H2O → H2SO4 (reaguje s vodou za vzniku

kyseliny sírovej, chemická reakcia je veľmi prudká a niekedy môže mať až explozívny charakter)

Oxid sírový a voda• S vodou reaguje oxid sírový a vzniká pri tom silná

kyselina sírová:• SO3 (g) + 2H2O (l) → H3O+ (aq) + HSO4- (aq)• Kyslé dažde • V oblastiach so zvýšeným výskytom oxidu siričitého vo

vzduchuje v dôsledku reakcie dážď kyslejší ako obyčajne. Je však potrebné uvedomiť si, že každý dážď je kyslý.

• CO2 (g) + 2H2O (l) → H3O+ (aq) + HCO3- (aq)• Poškodzovanie prírodných látok (mramorov,

travertínu) a ďalších materiálov obsahujúcich CaCO3, ktoré sa často používajú na umelecké predmety alebo časti stavieb, možno zapísať rovnicou:

• 2 H3O+ (aq) + CaCO3 (s) → Ca2+ (aq) + CO2 (g) + 3 H2O (l)

Kyselina sírová H2SO4

Kyselina sírová H2SO4

• Síra má oxidačné číslo VI• Dvojsýtna silná kyselina• Bezfarebná olejovitá kvapalina• Silná žieravina spôsobujúca ťažko hojace sa

popáleniny• S vodou miešateľná v každom pomere, pričom dochádza k uvoľňovaniu tepelnej energie

Kyselina sírová H2SO4

POZOR !Pri riedení: kyselinu vždy lejeme do vody

nie naopak!!!• Oleum je roztok SO3 v H2SO4. Ich reakciou

vzniká kyselina disírová - H2S2O7

• Koncentrovaná kyselina sírová (98,3%) je silné oxidačné činidlo, ktoré má korozívne a dehydratačné účinky. Pri styku s organickými látkami tieto organické látky uhoľnatejú.

Chemické reakcie:• Cu + H2SO4 → CuO + SO2 + H2O

(koncentrovaná kyselina sírová reaguje takmer so všetkými kovmi okrem zlata, platiny a olova, reakcia s meďou prebieha pri zahriatí)

• Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 (zriedená kyselina – v roztoku stráca svoje oxidačné schopnosti, reaguje len s menej ušľachtilými kovmi ako je napríklad aj železo)

• Od kyseliny sírovej odvodzujeme dva typy solí:• Sírany (rozpustné vo vode) - M2SO4

• Hydrogensírany (vo vode rozpustné) - MHSO4

Sírany –doplň síranový anión!• Sírany sú väčšinou vo vode dobre rozpustné s

výnimkou Ca II, Sr II, Ba II, Pb II a Ag I• Soli kyseliny sírovej - sírany sú väčšinou

pripravované neutralizáciou,reakciou s kovmi, oxidmi kovov a zo solí zrážaním:

• H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O• H2SO4 + Fe → FeSO4 + H2• H2SO4 + CuO → CuSO4 + H2O• H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2HCl

• medzi najznámejšie patria: • CaSO4 · 2H2O (sadrovec), • CuSO4 · 5H2O (chalkantit, modrá skalica),

FeSO4 · 7H2O (melanterit, zelená skalica), ZnSO4 · 7H2O (goslarit, biela skalica),

• Síran hlinitý - doplň vzorec sa používa pri úprave povrchových vôd na vodu pitnú.

• Síran amónny a síran draselný - doplň vzorce sú súčasťou minerálnych hnojív.

• Dôležitou zlúčeninou je thiosíran sodný, Na2SO3, ktorý sa používa na odstraňovanie prebytku chlóru z pitnej vody.

Síra a ľudské telo• dôležitá ako detoxikačný prvok • má význam pre zdravie našich kĺbov. • Dezinfikuje krv, pomáha telu odolávať

baktériám a chráni protoplazmu buniek.• Vystupuje v niektorých dôležitých oxidačných

reakciách v tele,• stimuluje sekréciu žlče, • chráni telo voči toxickým látkam• pomáha spomaľovať proces starnutia

Pozitíva S• Kožné vyrážky• hlavne pri type vyrážok, ktoré sú začervenané,

zapálené a svrbia. Síra zjemňuje problémové miesto, znižuje svrbenie a citlivosť.

• Nespavosť• Síra vie byť nápomocná typu ľudí, ktorí zaspia na

niekoľko hodín a potom sa zobudia a už nedokážu znova zaspať

• Únavový syndróm• Návrat stratenej energie

Potravinové zdroje S

• Zelenina : kel, hlávková kapusta, zimná kapusta, repa, brokolica, karfiol, chren,

• Ovocie : figy, banány, ananás• Iné : vajcia, ryby, sója, mandle, kešu

orechy, šošovica• Byliny : cesnak, cibuľa, pšeničné zrná,

praslička, ovsená múka, špargľa

Pozitíva S• Rakovina• V štúdii z centra pre rakovinu v New Yorku

vystavili rakovinové bunky z prostaty účinku S-alylmerkaptocysteínu (SAMC), sírovej zlúčenine, ktorá vzniká v cesnaku pri jeho dozrievaní. Výsledkom bol pozorovaný dvoj až štvor-násobne pomalší rast ako je u týchto buniek bežné.

• Tráviace ťažkosti• pri plynatosti, akútnych alebo chronických

záchvatoch hnačky, vredoch