So3 у природі. Оксид сірки в природі та житті людини

Симетрія асоціюється з гармонією та порядком. І не дарма. Тому що на питання, що таке симетрія, є відповідь у вигляді дослівного перекладу з давньогрецької. І виходить, що вона означає пропорційність і незмінність. А що може бути впорядкованіше, ніж суворе визначення місця розташування? І що можна назвати більш гармонійним, ніж те, що відповідає розмірам?

Що означає симетрія у різних науках?

БіологіяУ ній важливою складовою симетрії є те, що тварини та рослини мають закономірно розташовані частини. Причому в цій науці не існує суворої симетрії. Завжди спостерігається деяка асиметрія. Вона припускає те, що частини цілого не збігаються з абсолютною точністю.

Хімія.Молекули речовини мають певну закономірність у розташуванні. Саме їх симетрією пояснюються багато властивостей матеріалів у кристалографії та інших розділах хімії.

фізика.Система тіл та зміни в ній описуються за допомогою рівнянь. Вони виявляються симетричні складові, що дозволяє спростити все рішення. Це виконується завдяки пошуку величин, що зберігаються.

Математика.Саме в ній здебільшого і дається роз'яснення, що таке симетрія. Причому більше значення їй приділяється у геометрії. Тут симетрія — це здатність до відображення фігур і тіл. У вузькому значенні вона зводиться просто до дзеркального відображення.

Як визначають симетрію різні словники?

У якій би ми не заглянули, скрізь зустрінеться слово «пропорційність». У Даля можна побачити ще й таке тлумачення, як рівномірність та рівномірність. Іншими словами, симетричне – означає однакове. Тут говориться про те, що вона нудна, цікавіше виглядає те, в чому її немає.

На питання, що таке симетрія, словник Ожегова вже говорить про однаковість у положенні частин щодо точки, прямої чи площини.

У словнику Ушакова згадується ще й пропорційність, а також повна відповідність двох частин цілого один одному.

Коли говорять про асиметрію?

Приставка «а» заперечує зміст основного іменника. Тому асиметрія означає те, що розташування елементів не піддається певній закономірності. У ній відсутня будь-яка незмінність.

Цей термін використовується в ситуаціях, коли дві половини предмета не повністю збігаються. Найчастіше вони зовсім не схожі.

У живій природі асиметрія відіграє важливу роль. Причому вона може бути як корисною, так і шкідливою. Наприклад, серце міститься у ліву половину грудей. За рахунок цього ліва легка істотно меншого розміру. Але це потрібно.

Про центральну та осьову симетрію

У математиці виділяють такі її види:

центральна, тобто виконана щодо однієї точки;
осьова, яка спостерігається біля прямої;
дзеркальна, вона ґрунтується на відображеннях;
симетрія перенесення.

Що таке вісь та центр симетрії? Це точка чи пряма, щодо якої будь-якій точці тіла знайдеться інша. Причому така, щоб відстань від вихідної до віссю, що вийшла, ділилася навпіл або центром симетрії. Під час руху цих точок описують однакові траєкторії.

Зрозуміти, що таке симетрія щодо осі, найпростіше на прикладі. Зошит потрібно скласти навпіл. Лінія згину і буде віссю симетрії. Якщо провести до неї перпендикулярну пряму, то всі крапки на ній матимуть лежачі на такій самій відстані по інший бік осі точки.

У ситуаціях, коли необхідно знайти центр симетрії, треба чинити так. Якщо постатей дві, то знайти в них однакові точки і з'єднати їх відрізком. Потім розділити навпіл. Коли фігура одна, то може допомогти знання її властивостей. Часто цей центр збігається з точкою перетину діагоналей чи висот.

Які фігури є симетричними?

Геометричні фігури можуть мати осьову або центральну симетрію. Але це не обов'язкова умова, існує безліч об'єктів, які не мають її зовсім. Наприклад, паралелограм має центральну, але в нього немає осьової. А нерівностегнові трапеції та трикутники не мають симетрії зовсім.

Якщо розглядається центральна симетрія, фігур, які мають нею, виявляється досить багато. Це відрізок та коло, паралелограм та всі правильні багатокутники з числом сторін, яке ділиться на два.

Центром симетрії відрізка (також кола) є його центр, а паралелограма він збігається з перетином діагоналей. У той час, як у правильних багатокутників ця точка теж збігається з центром фігури.

Якщо у фігурі можна провести пряму, вздовж якої її можна скласти, і дві половинки збігатимуться, то вона (пряма) буде віссю симетрії. Цікаво, скільки осей симетрії мають різні фігури.

Наприклад, гострий або тупий кут має лише одну вісь, якою є його бісектриса.

Якщо потрібно знайти вісь у рівнобедреному трикутнику, потрібно провести висоту до його основи. Лінія і буде віссю симетрії. І лише однієї. А в рівносторонньому їх буде одразу три. До того ж, трикутник має ще й центральну симетрію щодо точки перетину висот.

У кола може бути безліч осей симетрії. Будь-яка пряма, яка проходить через центр, може виконати цю роль.

Прямокутник і ромб мають дві осі симетрії. У першого вони проходять через середини сторін, а у другого збігаються з діагоналями.

Квадрат поєднує попередні дві фігури і має відразу 4 осі симетрії. Вони в нього такі ж, як у ромба та прямокутника.

Отже, щодо геометрії: виділяють три основні види симетрії.

По-перше, центральна симетрія (або симетрія щодо точки) - Це перетворення площини (або простору), при якому єдина точка (точка О - центр симетрії) залишається на місці, інші ж точки змінюють своє положення: замість точки А отримуємо точку А1 таку, що точка О середина відрізка АА1. Щоб побудувати фігуру Ф1, симетричну фігурі Ф щодо точки О, потрібно через кожну точку фігури Ф провести промінь, що проходить через точку О (центр симетрії), і на цьому промені відкласти точку, симетричну обраної щодо точки О. Багато побудованих таким чином точок дасть фігуру Ф1.

Великий інтерес викликають фігури, що мають центр симетрії: при симетрії щодо точки Про будь-яка точка фігури Ф перетворюється знову ж таки на деяку точку фігури Ф. Таких фігур у геометрії зустрічається багато. Наприклад: відрізок (середина відрізка – центр симетрії), пряма (будь-яка її точка – центр її симетрії), коло (центр кола – центр симетрії), прямокутник (точка перетину його діагоналей – центр симетрії). Багато центральносиметричних об'єктів у живій та неживій природі (повідомлення учнів). Часто люди самі створюють об'єкти, що мають центр симмет(приклади з рукоділля, приклади з машинобудування, приклади з архітектури та багато інших прикладів).

По-друге, осьова симетрія (або симетрія щодо прямої) - це перетворення площини (або простору), при якому тільки точки прямої р залишаються на місці (ця пряма є віссю симетрії), інші точки змінюють своє положення: замість точки В отримуємо таку точку В1, що пряма р є серединним перпендикуляром до відрізка ВВ1 . Щоб побудувати фігуру Ф1, симетричну фігурі Ф щодо прямої р, потрібно для кожної точки фігури Ф побудувати точку, симетричну їй відносно прямої р. Багато цих побудованих точок і дають шукану фігуру Ф1. Багато існує геометричних фігур, що мають вісь симетрії.

У прямокутника їх дві, у квадрата – чотири, біля кола – будь-яка пряма, що проходить через його центр. Якщо придивитися до літер алфавіту, то і серед них можна знайти, що мають горизонтальну або вертикальну, а іноді обидві осі симетрії. Об'єкти, що мають осі симетрії, досить часто зустрічаються в живій і неживій природі (доповіді учнів). У своїй діяльності людина створює багато об'єктів (наприклад, орнаменти), які мають кілька осей симетрії.

______________________________________________________________________________________________________

По-третє, площинна (дзеркальна) симетрія (або симетрія щодо площини) - це перетворення простору, при якому тільки точки однієї площини зберігають своє місце розташування (α-площина симетрії), інші точки простору змінюють своє положення: замість точки С виходить така точка С1, що площина проходить через середину відрізка СС1, перпендикулярно до нього.

Щоб побудувати фігуру Ф1,симетричну фігурі Ф щодо площини α, потрібно для кожної точки фігури Ф побудувати симетричні щодо α точки, вони у своїй множині і утворюють фігуру Ф1.

Найчастіше в навколишньому світі речей і об'єктів нам зустрічаються об'ємні тіла. І деякі з цих тіл мають площину симетрії, іноді навіть кілька. І сама людина у своїй діяльності (будівництво, рукоділля, моделювання, ...) створює об'єкти, що мають площини симетрії.

Поряд з трьома перерахованими видами симетрії, виділяють (в архітектурі)переносну та поворотнуякі в геометрії є композиціями кількох рухів.

Дві фігури називаються симетричними щодо будь-якої точки Про простору, якщо кожній точці А однієї фігури відповідає в іншій фігурі точка А, розташована на прямій ОА по іншу сторону від точки О, на відстані, що дорівнює відстані точки А від точки О (чорт. 114). Точка О називається центром симетріїфігур.

Приклад таких симетричних фігур у просторі ми вже зустрічали (§ 53), коли, продовжуючи за вершину ребра та грані багатогранного кута, отримували багатогранний кут, симетричний даному. Відповідні відрізки та кути, що входять до складу двох симетричних фігур, рівні між собою. Проте постаті загалом неможливо знайти названі рівними: їх можна поєднати одне з іншою внаслідок те, що порядок розташування частин у одній постаті інший, ніж у інший, як ми бачили з прикладу симетричних багатогранних кутів.

В окремих випадках симетричні фігури можуть поєднуватись, але при цьому збігатимуться невідповідні їх частини. Наприклад, візьмемо прямий тригранний кут (чорт. 115) з вершиною в точці О та ребрами ОХ, OY, OZ.

Побудуємо йому симетричний кут ОХ YYZ. Кут OXYZ можна поєднати з OX YYZ так, щоб ребро ОХ збіглося з OY, а ребро OY з OX. Якщо ж поєднати відповідні ребра ОХ з ОХ і OY з OY, то ребра OZ і OZ виявляться спрямованими в протилежні сторони.

Якщо симетричні фігури становлять разом одне геометричне тіло, то кажуть, що це геометричне тіло має центр симетрії. Таким чином, якщо це тіло має центр симетрії, то будь-якій точці, що належить цьому тілу, відповідає симетрична точка, що теж належить даному тілу. З розглянутих нами геометричних тіл центр симетрії мають, наприклад:

паралелепіпед,
призма, що має в основі правильний багатокутник з парним числом сторін.

Правильний тетраедр немає центру симетрії.

Симетрія щодо площини

Дві просторові фігури називаються симетричними щодо площини Р, якщо кожній точці А в одній фігурі відповідає в іншій точка А, причому відрізок АА перпендикулярний до площини Р і в точці перетину з цією площиною ділиться навпіл.

Теорема. Будь-які два відповідні відрізки у двох симетричних фігурах рівні між собою.

Нехай дані дві фігури, симетричні щодо площини Р. Виділимо дві якісь точки А і В першої фігури, нехай А і В - відповідні їм точки другої фігури (чорт. 116, на кресленні фігури не зображені).

Нехай далі С - точка перетину відрізка АА з площиною Р, D - точка перетину відрізка ВВ з тією ж площиною. З'єднавши прямолінійним відрізком точки С і D, отримаємо два чотирикутники ABDC і A B DC. Так як AС = A С, BD = B D і

∠ACD = ∠ACD, ∠BDC = ∠ВDC, як прямі кути, ці чотирикутники рівні (у чому легко переконуємося накладенням). Отже, АВ = А ВВ. З цієї теореми безпосередньо випливає, що відповідні плоскі та двогранні кути двох фігур, симетричних щодо площини, рівні між собою. Проте поєднати ці дві фігури одну з іншою так, щоб поєдналися їх відповідні частини, неможливо, оскільки порядок розташування частин в одній фігурі зворотний тому, який має місце в іншій. Найпростішим прикладом двох фігур, симетричних щодо площини, є: будь-який предмет та його відображення у плоскому дзеркалі; всяка фігура, симетрична зі своїм дзеркальним відображенням щодо площини дзеркала.

Якщо якесь геометричне тіло можна розбити на дві частини, симетричні щодо деякої площини, то ця площина називається площиною симетрії даного тіла.

Геометричні тіла, мають площину симетрії, дуже поширені у природі й у повсякденному житті. Тіло людини та тварини має площину симетрії, що поділяє його на праву та ліву частини.

У цьому прикладі особливо ясно видно, що симетричні постаті не можна поєднати. Так, кисті правої та лівої рук симетричні, але поєднати їх не можна, що можна бачити хоча б з того, що та сама рукавичка не може підходити і до правої і до лівої руки. Велика кількість предметів домашнього побуту має площину симетрії: стілець, обідній стіл, книжкову шафу, диван та ін. Деякі, наприклад обідній стіл, мають навіть не одну, а дві площини симетрії (чорт. 117).

Зазвичай, розглядаючи предмет, що має площину симетрії, ми прагнемо зайняти по відношенню до нього таке становище, щоб площина симетрії нашого тіла, або, принаймні нашої голови, збіглася з площиною симетрії самого предмета. І тут симетрична форма предмета стає особливо помітною.

Симетрія щодо осі. Вісь симетрії другого порядку.

Дві фігури називаються симетричними щодо осі l (вісь-пряма лінія), якщо кожній точці А першої фігури відповідає точка А другої фігури, так що відрізок АА перпендикулярний до осі l, перетинається з нею і в точці перетину ділиться навпіл. Сама вісь називається віссю симетрії другого порядку.

З цього визначення безпосередньо випливає, що якщо два геометричні тіла, симетричні щодо будь-якої осі, перетнути площиною, перпендикулярною до цієї осі, то в перерізі вийдуть дві плоскі фігури, симетричні щодо точки перетину площини з віссю симетрії тіл.

Звідси далі легко вивести, що два тіла, симетричні щодо осі, можна поєднати одне з одним, обертаючи одне з них на 180° навколо осі симетрії. Насправді, уявімо всі можливі площини, перпендикулярні до осі симетрії.

Кожна така площина, що перетинає обидва тіла, містить фігури, симетричні щодо точки зустрічі площини з віссю симетрії тіл. Якщо змусити ковзати січну площину саму по собі, обертаючи її навколо осі симетрії тіла на 180 °, то перша фігура збігається з другою.

Це справедливо для будь-якої січної площини. Обертання всіх перерізів тіла на 180° рівносильно повороту всього тіла на 180° навколо осі симетрії. Звідси й витікає справедливість нашого твердження.

Якщо після обертання просторової фігури навколо деякої прямої на 180 ° вона збігається сама з собою, то кажуть, що фігура має цю свою пряму віссю симетрії другого порядку.

Назва "вісь симетрії другого порядку" пояснюється тим, що при повному обороті навколо цієї осі тіло в процесі обертання двічі прийматиме положення, що збігається з вихідним (вважаючи і вихідне). Прикладами геометричних тіл, що мають вісь симетрії другого порядку, можуть бути:

1) правильна піраміда з парним числом бічних граней; віссю її симетрії служить її висота;

2) прямокутний паралелепіпед; він має три осі симетрії: прямі, що з'єднують центри протилежних його граней;

3) правильна призма з парним числом бічних граней. Осю її симетрії служить кожна пряма, що з'єднує центри будь-якої пари її протилежних граней (бічних граней двох підстав призми). Якщо число бічних граней призми 2 kчисло таких осей симетрії буде k+ 1. Крім того, віссю симетрії для такої призми є кожна пряма, що з'єднує середини її протилежних бічних ребер. Таких осей симетрії призму А. має.

Таким чином, правильна 2 k-гранна призма має 2 k+1 осей, симетрії.

Залежність між різними видами симетрії у просторі.

Між різними видами симетрії у просторі - осьовий, площинний і центральної - існує залежність, що виражається наступною теоремою.

Теорема. Якщо фігура F симетрична з фігурою F щодо площини Р і в той же час симетрична з фігурою F відносно точки О, що лежить в площині Р, то фігури F і F симетричні щодо осі, що проходить через точку О і перпендикулярної до площини Р .

Візьмемо якусь точку А фігури F (чорт. 118). Їй відповідає точка А фігури F і точка А фігури F (самі фігури F, F і F на кресленні не зображені).

Нехай B - точка перетину відрізка АА з площиною Р. Проведемо площину через точки А, А і О. Ця площина буде перпендикулярна до площини Р, так як проходить через пряму АА, перпендикулярну до цієї площини. У площині АА Про проведемо пряму ВІН, перпендикулярну до ВВ. Ця пряма ВІН буде перпендикулярна і до площини Р. Нехай далі С-точка перетину прямих АА і ВІН.

B трикутнику АА А" відрізок ВО з'єднує середини сторін АА і АА", отже, ВО || А А”, але ВО⊥ОН, значить, АА”⊥ОН. Далі, оскільки О - середина сторони АA", і СО || АА?, то А?С = А"С. Звідси укладаємо, що точки А і А симетричні щодо осі ВІН. Те ж саме справедливо і для всіх інших точок фігури. Значить, наша теорема доведена. З цієї теореми безпосередньо випливає, що дві фігури, симетричні щодо площини, не можуть бути поєднані так, щоб поєдналися їх відповідні частини. Справді, фігура F? Але фігури F" і F не можуть бути поєднані як симетричні щодо точки, отже, фігури F і F також не можуть бути поєднані.

Осі симетрії вищих порядків

Фігура, що має вісь симетрії, поєднується сама з собою після повороту навколо осі симетрії на кут 180°. Але можливі випадки, коли фігура приходить до суміщення з вихідним положенням після повороту навколо осі на кут, менший 180°. Таким чином, якщо тіло зробить повний оберт навколо цієї осі, то в процесі обертання воно кілька разів поєднається зі своїм початковим становищем. Така вісь обертання називається віссю симетрії вищого порядку, причому кількість положень тіла, що збігаються з первісним, називається порядком осі симетрії. Ця вісь може не збігатися з віссю симетрії другого порядку. Так, правильна трикутна піраміда немає осі симетрії другого порядку, та її висота служить нею віссю симетрії третього порядку. Справді, після повороту цієї піраміди навколо висоти на кут 120° вона поєднується сама з собою (чорт. 119).

При обертанні піраміди навколо висоти може займати три становища, збігаються з вихідним, вважаючи і вихідне. Легко помітити, що кожна вісь симетрії парного порядку є водночас вісь симетрії другого порядку.

Приклади осей симетрії вищих систем:

1) Правильна n-вугільна піраміда має вісь симетрії n-го порядку. Цією віссю служить висота піраміди.

2) Правильна n-вугільна призма має вісь симетрії n-го порядку. Цією віссю служить пряма, що з'єднує центри підстав призми.

Симетрія куба.

Як і для будь-якого паралелепіпеда, точка перетину діагоналей куба є центром його симетрії.

Куб має дев'ять площин симетрії: шість діагональних площин і три площини, що проходять через середини кожної четвірки його паралельних ребер.

Куб має дев'ять осей симетрії другого порядку: шість прямих, що з'єднують середини його протилежних ребер, і три прямі центри протилежних граней, що з'єднують (чорт. 120).

Ці останні прямі є осями симетрії четвертого порядку. Крім того, куб має чотири осі симетрії третього порядку, що є його діагоналями. Справді, діагональ куба АG (рис. 120), очевидно, однаково нахилена до ребер АВ, АD і АЕ, а ці ребра однаково нахилені одне до одного. Якщо з'єднати точки В, D і Е, то отримаємо правильну трикутну піраміду АDВЕ, для якої діагональ куба AG служить висотою. Коли при обертанні навколо висоти ця піраміда поєднуватиметься сама з собою, весь куб поєднуватиметься зі своїм вихідним положенням. Інших осей симетрії, як неважко переконатися, куб не має. Подивимося, скільки різними способами куб може бути поєднаний сам із собою. Обертання навколо звичайної осі симетрії дає одне положення куба, відмінне від вихідного, при якому куб в цілому поєднується сам із собою.

Обертання навколо осі третього порядку дає два такі положення, і обертання навколо осі четвертого порядку - три такі положення. Так як куб має шість осей другого порядку (це звичайні осі симетрії), чотири осі третього порядку і три осі четвертого порядку, то є 6 1 + 4 2 + 3 3 = 23 положення куба, відмінні від вихідного, при яких він поєднується сам з собою.

Легко переконатися безпосередньо, що це положення відмінні одне від іншого, і навіть від вихідного становища куба. Разом з вихідним положенням вони становлять 24 способи суміщення куба із самим собою.

Інші матеріали

Так як сірка зустрічається в природі в самородному стані, вона була відома людині вже в давнину. Велику увагу приділяли сірці алхіміки. Багатьом із них була вже відома сірчана кислота. Василь Валентин у XV ст. докладно описав її одержання (нагріванням залізного купоросу). Фабричним способом сірчана кислота була вперше в Англії в середині XVIII ст.

Знаходження в природі, отримання:

У природі часто зустрічаються значні поклади сірки (переважно поблизу вулканів). Найчастіше сульфіди, що зустрічаються: залізний колчедан (пірит) FeS 2 , мідний колчедан CuFeS 2 , свинцевий блиск PbS і цинкова обманка ZnS. Ще частіше сірка зустрічається у вигляді сульфатів, наприклад сульфат кальцію (гіпс та ангідрит), сульфат магнію (гірка сіль та кізерит), сульфат барію (важкий шпат), сульфат стронцію (целестин), сульфат натрію (глауберова сіль).
Отримання. 1. Виплавлення самородної сірки з природних покладів, наприклад, за допомогою водяної пари, та очищення сирої сірки перегонкою.
2. Виділення сірки при десульфурації продуктів газифікації вугілля (водяний, повітряний та світильний гази), наприклад, під дією повітря та каталізатора-активного вугілля: 2H 2 S + O 2 = 2H 2 O + 2S
3. Виділення сірки при неповному згорянні сірководню (рівняння див. вище), при підкисленні розчину тіосульфату натрію: Na 2 S 2 O 3 +2HCI = 2NaCI + SO 2 + H 2 O + S
і при перегонці розчину полісульфіду амонію: (NH 4) 2 S 5 =(NH 4) 2 S + 4S

Фізичні властивості:

Сірка - тверда крихка речовина жовтого кольору. У воді практично нерозчинна, але добре розчиняється в сірковуглецю, аніліну та деяких інших розчинниках. Погано проводить теплоту та електрику. Сірка утворює кілька алотропних модифікацій. ???...
...
При 444,6 ° С сірка кипить, утворюючи пари темно-бурого кольору.

Хімічні властивості:

Атом сірки, маючи незавершений зовнішній енергетичний рівень, може приєднувати два електрони і виявляти ступінь окислення -2. При віддачі або відтягуванні електронів до атома електронегативного елемента ступінь окислення сірки може бути +2, +4 і +6.
Сірка при згорянні на повітрі або в кисні утворюється оксид сірки (IV) SO 2 і частково оксид сірки (VI) SO 3 . При нагріванні безпосередньо з'єднується з воднем, галогенами (крім йоду), фосфором, вугіллям, а також з усіма металами, крім золота, платини та іридію. Наприклад:
S + H 2 = H 2 S; 3S + 2P = P 2 S 3; S + CI 2 = SCI 2; 2S + C = CS 2; S + Fe = FeS
Як випливає з прикладів, у реакціях з металами та деякими неметалами сірка є окислювачем, у реакціях з більш активними неметалами, як наприклад, з киснем, хлором, - відновником.
По відношенню до кислот і лугів.
...

Найважливіші сполуки:

Діоксид сірки, SO 2 - безбарвний, важкий газ із гострим запахом, дуже легко розчиняється у воді. У розчині SO2 легко окислюється.
Сірчиста кислота, H 2 SO 3: двоосновна кислота, її солі називаються сульфіти. Сірчиста кислота та її солі є сильними відновниками.
Триоксид сірки, SO 3: безбарвна рідина, що дуже сильно поглинає вологу утворюючи сірчану кислоту. Має властивості кислотних оксидів.
Сірчана кислота, H 2 SO 4: дуже сильна двоосновна кислота вже при помірному розведенні практично повністю дисоціює на іони. Сірчана кислота малолетуча і витісняє багато інших кислот їх солей. Солі, що утворюються, називаються сульфатами, кристалогідрати - купоросами. (наприклад, мідний купорос CuSO 4 *5H 2 O утворює кристали блакитного кольору).
Сірководень, H 2 S: безбарвний газ із запахом гнилих яєць, Ткіп = - 61°С. Одна із найслабших кислот. Солі - сульфіди
...
...
...

Застосування:

Сірка широко застосовується у промисловості та сільському господарстві. Близько половини її видобутку витрачається для одержання сірчаної кислоти. Використовують сірку для вулканізації каучуку. У вигляді сірчаного кольору (тонкого порошку) сірка застосовується для боротьби з хворобами виноградника та бавовнику. Вона використовується для отримання пороху, сірників, складів, що світяться. У медицині готують сірчані мазі на лікування шкірних захворювань.

Мякішева Є.А.
ХФ ТюмГУ, 561 гр.

Джерела:
1. Хімія: Справ. Вид. / Ст. Шретер. - М.: Хімія, 1989.
2. Г.Ремі «Курс неорганічної хімії» - М: Хімія,1972.

У цій статті ви знайдете інформацію про те, що таке оксид сірки. Будуть розглянуті його основні властивості хімічного та фізичного характеру, існуючі форми, способи їх отримання та відмінності між собою. А також будуть згадані області застосування та біологічна роль даного оксиду у його різноманітних формах.

Що являє собою речовину

Оксид сірки - це з'єднання простих речовин, сірки та кисню. Існує три форми оксидів сірки, що відрізняються між собою ступенем виявленої валентності S, а саме: SO (монооксид, моноокис сірки), SO 2 (сірчаний діоксид або сірчистий газ) та SO 3 (триоксид або ангідрид сірки). Усі перелічені варіації оксидів сірки мають схожі як хімічні, і фізичні властивості.

Загальні дані про моноокиси сірки

Двовалентний сірчаний монооксид, або інакше сірчаний моноокис - це неорганічна речовина, що складається з двох простих елементів - сірки та кисню. Формула – SO. В умовах нормальної обстановки є газ без кольору, але з різким і специфічним запахом. Набуває реакції з водним розчином. Досить рідкісне з'єднання у земній атмосфері. До впливу температур нестійкий, існує у димерній формі - S 2 O 2 . Іноді здатний, взаємодіючи з киснем, внаслідок реакції утворювати діоксид сірки. Солей не утворює.

Отримують оксид сірки (2) зазвичай за допомогою спалювання сірки або розкладання її ангідриду:

2S2+O2 = 2SO;
2SO2 = 2SO+O2.

У воді речовина розчиняється. В результаті оксид сірки утворює тіосерну кислоту:

S 2 O 2 +H 2 O = H 2 S 2 O 3 .

Загальні дані про сірчистий газ

Оксид сірки – чергова форма оксидів сірки з хімічною формулою SO 2 . Має неприємний специфічний запах та не має кольору. Піддається тиску, може запалюватися при кімнатній температурі. При розчиненні у воді утворює нестійку сірчисту кислоту. Може розчинятися в розчинах етанолу та сірчаної кислоти. Є компонентом вулканічного газу.

У промисловості отримують спалюванням сірки або випалюванням її сульфідів:

2FeS 2 +5O 2 = 2FeO+4SO 2 .

У лабораторіях, як правило, SO 2 отримують за допомогою сульфітів і гідросульфітів, піддаючи їх впливу сильної кислоти, а також впливу на метали з невеликим ступенем активності концентрованої H 2 SO 4 .

Як і інші сірчані оксиди, SO 2 є кислотним оксидом. Взаємодіючи з лугами, утворюючи різні сульфіти, входить у реакції з водою, створюючи сірчану кислоту.

SO 2 надзвичайно активний, і це яскраво виражається у його відновлювальних властивостях, де окислювальний ступінь оксиду сірки зростає. Може виявляти властивості окислювача, якщо його впливає сильний відновник. Останню характерну особливість використовують для виробництва фосфорноватої кислоти, або для відокремлення S від газів металургійної галузі діяльності.

Оксид сірки (4) широко використовується людиною для отримання сірчистої кислоти або її солей - це його основна сфера застосування. А також він бере участь у процесах виноробства і виступає там у ролі консерванту (E220), іноді їм протруюють овочесховища та склади, оскільки він знищує мікроорганізми. Матеріали, які не можна відбілювати хлором, обробляють оксидом сірки.

SO 2 - Досить токсична сполука. Характерні симптоми, що вказують на отруєння ним, - це відкашлювання, поява проблем з диханням, як правило, у вигляді нежиті, захриплості, поява незвичайного присмаку та першіння у горлі. Вдихання такого газу може викликати ядуху, порушення мовної здатності індивіда, блювання, утруднення процесу ковтання, а також легеневий набряк у гострій формі. Максимально допустимою концентрацією цієї речовини у робочому приміщенні є 10мг/м 3 . Однак у різних людей організм може виявляти і різну чутливість до сірчистого газу.

Загальні дані про сірчаний ангідрид

Сірчаний газ, або, як його називають, сірчаний ангідрид, - це вищий оксид сірки з хімічною формулою SO3. Рідина із задушливим запахом, легколетюча за стандартних умов. Здатна застигати, утворюючи суміші кристалічного типу з його твердих модифікацій при температурі від 16.9 ° C і нижче.

Детальний аналіз вищого оксиду

При окисленні SO 2 повітрям під впливом високих температур необхідною умовою є наявність каталізатора, наприклад V 2 O 5 , Fe 2 O 3 , NaVO 3 або Pt.

Термічне розкладання сульфатів або взаємодія озону та SO 2:

Fe 2 (SO 4) 3 = Fe 2 O 3 +3SO 3;
SO2 + O3 = SO3 + O2.

Окислення SO 2 за допомогою NO 2:

SO2+NO2=SO3+NO.

До фізичних якісних характеристик відносяться: наявність у стані газу плоскої будови, тригонального типу та D 3 h симетрії, під час переходу від газу до кристала або рідини утворює тримач циклічного характеру та зигзагоподібний ланцюг, що має ковалентний полярний зв'язок.

У твердій формі SO 3 зустрічається в альфа, бета, гамма та сигма формах, при цьому він має, відповідно, різну температуру плавлення, ступінь прояву полімеризації та різноманітну кристалічну форму. Існування такої кількості видів SO 3 обумовлено утворенням донорно-акцепторного типу зв'язків.

До властивостей ангідриду сірки можна віднести безліч його якостей, основними є:

Здатність взаємодіяти з основами та оксидами:

2KHO+SO3 = K2SO4+H2O;
CaO+SO3 = CaSO4.

Вищий сірчаний оксид SO 3 має досить велику активність і створює сірчану кислоту, взаємодіючи з водою:

SO3 + H2O = H2SO4.

Вступає в реакції взаємодії з хлороводнем і утворює хлоросульфатну кислоту:

SO3+HCl=HSO3Cl.

Для оксиду сірки характерним є прояв сильних окисних властивостей.

Застосування сірчаного ангідриду знаходить у створенні сірчаної кислоти. Невелика його кількість виділяється у навколишнє середовище під час використання сірчаних шашок. SO 3 утворюючи сірчану кислоту після взаємодії з вологою поверхнею, знищує різноманітні небезпечні організми, наприклад грибки.

Підбиваючи підсумки

Оксид сірки може бути в різних агрегатних станах, починаючи з рідини і закінчуючи твердою формою. У природі зустрічається рідко, а способів його отримання у промисловості досить багато, як і сфер, де його можна використовувати. Сам оксид має три форми, у яких він виявляє різний ступінь валентності. Може бути дуже токсичним та викликати серйозні проблеми зі здоров'ям.