Номер 5, страница 94, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

5. Каковы физические и химические свойства серного ангидрида $SO_3$?

Физические свойства серного ангидрида $SO_3$

Серный ангидрид (оксид серы(VI), $SO_3$) — это вещество, которое в зависимости от условий может существовать в различных агрегатных состояниях и аллотропных модификациях.

При стандартных условиях $SO_3$ представляет собой твёрдое вещество. Существует несколько его кристаллических модификаций:

• γ-$SO_3$ — мономерная и тримерная формы, внешне похожие на лёд. Это наиболее летучая и реакционноспособная форма. Температура плавления составляет 16,9o C, температура кипения — 44,8o C.

• β-$SO_3$ — полимерная, игольчатая, асбестоподобная форма. Имеет более высокую температуру плавления (сублимируется при ~50o C) и меньшую реакционную способность.

• α-$SO_3$ — также полимерная, асбестоподобная форма, наиболее стабильная из всех. Сублимируется при ~32,5o C.

В жидком состоянии (при температуре выше 16,9o C для γ-формы) $SO_3$ — бесцветная, легкоподвижная жидкость. В газообразном состоянии (выше 44,8o C) $SO_3$ существует в виде мономерных плоских молекул $SO_3$.

Плотность жидкого $SO_3$ составляет 1,92 г/см³ (при 20o C). $SO_3$ обладает резким, удушливым запахом. Он чрезвычайно гигроскопичен: жадно поглощает влагу из воздуха, образуя при этом туман из мельчайших капелек серной кислоты. По этой причине его ещё называют "дымящая серная кислота". Он хорошо растворяется в безводной серной кислоте, образуя олеум.

Ответ: Серный ангидрид ($SO_3$) — это в обычных условиях бесцветное кристаллическое вещество с резким запахом, существующее в нескольких полимерных формах. Он легко плавится и кипит, очень гигроскопичен и "дымит" на воздухе.

Химические свойства серного ангидрида $SO_3$

$SO_3$ является высшим оксидом серы, где сера проявляет свою максимальную степень окисления +6. Это типичный кислотный оксид и очень сильный окислитель.

1. Кислотные свойства:

• Энергично, со взрывом и выделением большого количества тепла, реагирует с водой, образуя серную кислоту:

$SO_3 + H_2o \rightarrow H_2SO_4$

• Реагирует с основными оксидами с образованием солей — сульфатов:

$SO_3 + Mgo \rightarrow MgSO_4$

• Взаимодействует с основаниями (щелочами), образуя в зависимости от соотношения реагентов средние или кислые соли:

$SO_3 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + H_2O$ (сульфат калия)

$SO_3 + KOH \rightarrow KHSO_4$ (гидросульфат калия)

• Растворяется в 100% серной кислоте, образуя пиросерную кислоту, основной компонент олеума:

$SO_3 + H_2SO_4 \rightarrow H_2S_2O_7$

2. Окислительные свойства:

Являясь сильным окислителем за счет серы в степени окисления +6, $SO_3$ способен окислять многие вещества.

• Окисляет сероводород, галогеноводороды (кроме $HF$), фосфор, углерод, серу:

$SO_3 + 2HBr \rightarrow SO_2 + Br_2 + H_2O$

$3SO_3 + H_2S \rightarrow 4SO_2 + H_2O$

$5SO_3 + 2P \rightarrow 5SO_2 + P_2O_5$

• При нагревании разлагается на сернистый газ и кислород, хотя равновесие сильно смещено влево:

$2SO_3 \rightleftharpoons 2SO_2 + O_2$

Ответ: Серный ангидрид ($SO_3$) — это сильный окислитель и типичный кислотный оксид. Он бурно реагирует с водой, образуя серную кислоту, взаимодействует с основными оксидами и основаниями, давая соли (сульфаты), а также способен окислять многие простые и сложные вещества.