सल्फर (S): मुख्य अभिक्रियाएँ और गुणधर्म

रासायनिक गुणधर्मों का अवलोकन

सल्फर (S) आवर्त सारणी के समूह 16 (चैल्कोजन) से संबंधित एक अधातु है, जो आवर्त 3 में स्थित है।

• परमाणु संख्या: 16
• इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: $[Ne] 3s^2 3p^4$
• विद्युत ऋणात्मकता (पॉलिंग): 2.58
• सामान्य ऑक्सीकरण अवस्थाएँ: -2, 0, +2, +4, +6
• अभिक्रियाशीलता: सामान्यतः सहसंयोजक यौगिक बनाता है। यह ऑक्सीजन से कम विद्युत ऋणात्मक है और फ्लोरीन तथा ऑक्सीजन से कम अभिक्रियाशील है, लेकिन कुछ संदर्भों में हैलोजेन से अधिक अभिक्रियाशील है (जैसे $H_2S$ बनाना)। यह धातुओं और अधातुओं के साथ आसानी से जुड़ता है।

वायु और ऑक्सीजन की क्रिया

सल्फर वायु या ऑक्सीजन में नीली ज्वाला के साथ जलता है, जिससे सल्फर डाइऑक्साइड उत्पन्न होती है।

• ऑक्सीजन में दहन: $S_\{(s)\} + O_\{2(g)\} \xrightarrow\{\text\{heat\}\} SO_\{2(g)\}$

• सल्फर डाइऑक्साइड का उत्प्रेरकीय ऑक्सीकरण (संपर्क प्रक्रम मध्यवर्ती): सल्फर डाइऑक्साइड को आगे सल्फर ट्राइऑक्साइड में ऑक्सीकृत किया जा सकता है, विशेष रूप से वैनेडियम(V) ऑक्साइड ($V_2O_5$) जैसे उत्प्रेरकों और उच्च तापमान की उपस्थिति में, जो सल्फ्यूरिक अम्ल के निर्माण के लिए संपर्क प्रक्रम का एक महत्वपूर्ण चरण है। $2SO_\{2(g)\} + O_\{2(g)\} \xrightarrow\{V_2O_5, \text\{ heat\}\} 2SO_\{3(g)\}$

जल और भाप की क्रिया

तत्वीय सल्फर सामान्यतः जल में अघुलनशील होता है और सामान्य परिस्थितियों में नए यौगिक बनाने के लिए जल या भाप के साथ अभिक्रिया नहीं करता है।

अम्लों और क्षारों की क्रिया

अम्लों के साथ

सल्फर अनाक्सीकारी तनु अम्लों के साथ अभिक्रियाशील नहीं होता है। हालांकि, यह प्रबल ऑक्सीकारी अम्लों के साथ अभिक्रिया करता है।

• सांद्र गर्म सल्फ्यूरिक अम्ल ($H_2SO_4$) के साथ: सल्फर सल्फर डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत होता है, और सल्फ्यूरिक अम्ल अपचयित होता है। $S_\{(s)\} + 2H_2SO_\{4(conc)\} \xrightarrow\{\text\{hot\}\} 3SO_\{2(g)\} + 2H_2O_\{(l)\}$

• सांद्र गर्म नाइट्रिक अम्ल ($HNO_3$) के साथ: सल्फर सल्फ्यूरिक अम्ल में ऑक्सीकृत होता है, और नाइट्रिक अम्ल नाइट्रोजन डाइऑक्साइड में अपचयित होता है। $S_\{(s)\} + 6HNO_\{3(conc)\} \xrightarrow\{\text\{hot\}\} H_2SO_\{4(aq)\} + 6NO_\{2(g)\} + 2H_2O_\{(l)\}$

क्षारों के साथ

सांद्र क्षारों के साथ गर्म करने पर सल्फर असमानुपातन (एक साथ ऑक्सीकरण और अपचयन) से गुजरता है।

• गर्म सांद्र सोडियम हाइड्रॉक्साइड ($NaOH$) के साथ: सल्फर एक साथ सल्फाइट ($SO_3^\{2-\}$) में ऑक्सीकृत होता है और सल्फाइड ($S^\{2-\}$ ) में अपचयित होता है। $3S_\{(s)\} + 6NaOH_\{(aq)\} \xrightarrow\{\text\{hot\}\} 2Na_2S_\{(aq)\} + Na_2SO_\{3(aq)\} + 3H_2O_\{(l)\}$

प्रमुख प्रयोगशाला परीक्षण/पहचान अभिक्रियाएँ

सल्फाइड आयनों ($S^\{2-\}$) के लिए:

1. लेड एसीटेट परीक्षण: लेड एसीटेट विलयन के साथ उपचारित करने पर, सल्फाइड आयन लेड(II) सल्फाइड का एक काला अवक्षेप उत्पन्न करते हैं। $Pb^\{2+\}_\{(aq)\} + S^\{2-\}_\{(aq)\} \rightarrow PbS_\{(s)\} \text\{ (Black precipitate)\}$ (वैकल्पिक रूप से, लेड एसीटेट विलयन से गीला किया गया फिल्टर पेपर $H_2S$ गैस के संपर्क में आने पर काला हो जाता है)।

2. सोडियम नाइट्रोप्रसाइड परीक्षण: ताजे बने सोडियम नाइट्रोप्रसाइड विलयन के साथ सल्फाइड आयन बैंगनी रंग देते हैं। $Na_2S_\{(aq)\} + Na_2[Fe(CN)_5NO]_\{(aq)\} \rightarrow Na_4[Fe(CN)_5NOS]_\{(aq)\} \text\{ (Violet coloration)\}$

3. तनु अम्ल परीक्षण: तनु $HCl$ या $H_2SO_4$ मिलाने पर, सल्फाइड लवण हाइड्रोजन सल्फाइड ($H_2S$) गैस उत्सर्जित करते हैं, जिसकी एक विशिष्ट सड़े अंडे जैसी गंध होती है। $S^\{2-\}_\{(aq)\} + 2H^+_\{(aq)\} \rightarrow H_2S_\{(g)\}$

सल्फाइट आयनों ($SO_3^\{2-\}$) के लिए:

1. तनु अम्ल परीक्षण: तनु $HCl$ या $H_2SO_4$ मिलाने पर, सल्फाइट लवण सल्फर डाइऑक्साइड ($SO_2$) गैस उत्सर्जित करते हैं, जिसकी दम घुटने वाली गंध होती है। $SO_2$ अम्लीकृत पोटेशियम डाइक्रोमेट विलयन को हरा कर देता है ($Cr^\{3+\}$ के निर्माण के कारण) और चूने के पानी को दूधिया कर देता है। $SO_3^\{2-\}_\{(aq)\} + 2H^+_\{(aq)\} \rightarrow SO_\{2(g)\} + H_2O_\{(l)\}$ $K_2Cr_2O_\{7(aq)\} + H_2SO_\{4(aq)\} + 3SO_\{2(g)\} \rightarrow K_2SO_\{4(aq)\} + Cr_2(SO_4)_\{3(aq)\} \text\{ (Green)\} + H_2O_\{(l)\}$

2. बेरियम क्लोराइड परीक्षण: सल्फाइट आयन बेरियम क्लोराइड विलयन के साथ अभिक्रिया करके बेरियम सल्फाइट का एक सफेद अवक्षेप बनाते हैं, जो तनु $HCl$ में घुलनशील होता है। $Ba^\{2+\}_\{(aq)\} + SO_3^\{2-\}_\{(aq)\} \rightarrow BaSO_\{3(s)\} \text\{ (White precipitate, soluble in dilute HCl)\}$

सल्फेट आयनों ($SO_4^\{2-\}$) के लिए:

1. बेरियम क्लोराइड परीक्षण: सल्फेट आयन बेरियम क्लोराइड विलयन के साथ अभिक्रिया करके बेरियम सल्फेट का एक सफेद अवक्षेप बनाते हैं, जो तनु $HCl$ और तनु $HNO_3$ में अघुलनशील होता है। यह परीक्षण सल्फेट को सल्फाइट से अलग करता है। $Ba^\{2+\}_\{(aq)\} + SO_4^\{2-\}_\{(aq)\} \rightarrow BaSO_\{4(s)\} \text\{ (White precipitate, insoluble in dilute HCl/HNO\}_3\text\{)\}$

2. लेड एसीटेट परीक्षण: सल्फेट आयन लेड एसीटेट विलयन के साथ लेड(II) सल्फेट का एक सफेद अवक्षेप बनाते हैं। $Pb^\{2+\}_\{(aq)\} + SO_4^\{2-\}_\{(aq)\} \rightarrow PbSO_\{4(s)\} \text\{ (White precipitate)\}$