Номер 2, страница 292 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 41. Оксид серы(IV). Сернистая кислота и её соли - номер 2, страница 292.

Условие.

2. Как свойства сернистого газа и сульфитов обусловливают их применение?

Решение.

Решение 2.

Применение сернистого газа (оксида серы(IV), $SO_2$) и его солей, сульфитов (например, сульфит натрия $Na_2SO_3$), напрямую обусловлено их химическими свойствами, в первую очередь окислительно-восстановительной двойственностью (сера в степени окисления +4), а также его антимикробным действием.

Производство серной кислоты

Основное промышленное применение сернистого газа — это производство серной кислоты ($H_2SO_4$) контактным способом. В этом процессе сернистый газ выступает в роли восстановителя. Его окисляют кислородом воздуха в присутствии катализатора (например, $V_2O_5$) до серного ангидрида (оксида серы(VI), $SO_3$).

$2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$

Полученный серный ангидрид затем поглощают концентрированной серной кислотой с образованием олеума, который далее разбавляют водой до нужной концентрации.

Ответ: Способность сернистого газа окисляться до серного ангидрида ($SO_3$) используется в многотоннажном производстве серной кислоты, являющейся одним из важнейших продуктов химической промышленности.

Пищевая промышленность (консервант)

Сернистый газ и сульфиты обладают сильными антимикробными свойствами: они подавляют рост и размножение бактерий, дрожжей и плесневых грибов. Кроме того, являясь хорошими восстановителями (антиоксидантами), они предотвращают окисление продуктов, в частности потемнение фруктов и овощей, связанное с ферментативным окислением. Эти свойства позволяют использовать их в качестве пищевых добавок-консервантов (E220 – E228) в виноделии (для стерилизации сусла и предотвращения окисления вина), при производстве сухофруктов, соков и других продуктов.

Ответ: Антимикробные и антиоксидантные (восстановительные) свойства сернистого газа и сульфитов позволяют использовать их в качестве консервантов для предотвращения порчи и сохранения товарного вида пищевых продуктов.

Отбеливание материалов

Отбеливающее действие сернистого газа основано на его восстановительных свойствах. В отличие от хлора, который является окислителем, $SO_2$ восстанавливает многие природные красящие вещества до бесцветных соединений. Такое отбеливание является более мягким и не разрушает волокна. Поэтому его применяют для отбеливания деликатных материалов, которые нельзя обрабатывать хлором: шерсти, шелка, соломы, а также древесной массы в производстве бумаги.

Ответ: Восстановительные свойства сернистого газа, позволяющие ему обесцвечивать красители, не повреждая структуру материала, обусловливают его применение в качестве мягкого отбеливателя для шерсти, шелка и бумажной массы.

Целлюлозно-бумажная промышленность

В производстве целлюлозы по сульфитному методу древесную щепу обрабатывают раствором гидросульфитов, например, гидросульфита кальция $Ca(HSO_3)_2$. Сульфит-ионы в кислой среде вступают в реакцию с лигнином — природным полимером, который "склеивает" волокна целлюлозы в древесине. В результате лигнин переходит в растворимую форму и вымывается, а чистые целлюлозные волокна остаются.

Ответ: Способность сульфитов вступать в реакцию с лигнином, переводя его в растворимое состояние, лежит в основе сульфитного метода варки целлюлозы для производства бумаги.

Дезинфекция

Токсичность сернистого газа для живых организмов, включая микробы и насекомых-вредителей, используется для дезинфекции. Окуривание сернистым газом (сжиганием серы) применяют для обработки подвалов, овощехранилищ, винных бочек и теплиц для уничтожения плесени, грибков и вредителей.

Ответ: Биоцидные (убивающие живые организмы) свойства сернистого газа обусловливают его применение в качестве дезинфицирующего средства для обработки нежилых помещений и тары.