సల్ఫర్ (S), గ్రూప్ 16కి చెందిన p-బ్లాక్ మూలకం, -2 నుండి +6 వరకు వివిధ ఆక్సీకరణ స్థితులను ప్రదర్శించే అనేక రకాల సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తుంది. దీని సమ్మేళనాలు పారిశ్రామిక ప్రక్రియలు, పర్యావరణ రసాయన శాస్త్రం మరియు జీవ వ్యవస్థలలో కీలకమైనవి. ఉన్నత పాఠశాల రసాయన శాస్త్రం కోసం, తరచుగా పరీక్షించబడే సమ్మేళనాలలో దీని ఆక్సైడ్లు (సల్ఫర్ డయాక్సైడ్ వంటివి), ఆక్సీయాసిడ్లు (సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం వంటివి) మరియు హైడ్రైడ్లు (హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్ వంటివి) ఉన్నాయి.
సల్ఫర్ డయాక్సైడ్ ({SO}2)
రసాయన ఫార్ములా
{SO}2
సాధారణ పేరు
సల్ఫర్ డయాక్సైడ్
ప్రయోగశాలలో తయారీ
సల్ఫైట్ లేదా బైసల్ఫైట్ ఉప్పుపై విలీన సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం చర్య ద్వారా సల్ఫర్ డయాక్సైడ్ సాధారణంగా ప్రయోగశాలలో తయారు చేయబడుతుంది.
సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం కాంటాక్ట్ ప్రక్రియ ద్వారా తయారు చేయబడుతుంది, ఇందులో అనేక దశలు ఉంటాయి:
సల్ఫర్ డయాక్సైడ్ ({SO}2) ఉత్పత్తి:
గాలిలో సల్ఫర్ను మండించడం ద్వారా లేదా సల్ఫైడ్ ధాతువులను కాల్చడం ద్వారా.
{S}({s})+{O}2({g})→{SO}2({g})
లేదా
{4FeS}2({s})+{11O}2({g})→{2Fe}2{O}3({s})+{8SO}2({g})
{SO}2 నుండి {SO}3కి ఉత్ప్రేరక ఆక్సీకరణం:
సల్ఫర్ డయాక్సైడ్ ఆప్టిమల్ పరిస్థితులలో (450-500°C మరియు 1.5-1.7 atm పీడనం) వనాడియం పెంటాక్సైడ్ ({V}2{O}5) ఉత్ప్రేరకాన్ని ఉపయోగించి సల్ఫర్ ట్రైఆక్సైడ్ ({SO}3)గా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది. ఈ దశ ఉత్క్రమణీయమైనది మరియు ఉష్ణమోచకమైనది.
{2SO}2({g})+{O}2({g}){{V}2{O}5,450−500∘{C},1.5−1.7{atm}}{2SO}3({g})
ఓలియం విలీనీకరణం:
ఓలియంను ఆపై కావలసిన గాఢత గల సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లాన్ని పొందడానికి లెక్కించిన నీటి పరిమాణంతో విలీనం చేస్తారు.
{H}2{S}2{O}7({l})+{H}2{O}({l})→{2H}2{SO}4({aq})
ధర్మాలు మరియు పరీక్ష-సంబంధిత చర్యలు
భౌతిక ధర్మాలు
రంగులేని, చిక్కటి, జిడ్డుగల, స్నిగ్ధ ద్రవం.
అత్యంత తినివేసే స్వభావం గలది.
నీటి పట్ల బలమైన ఆకర్షణ (హైగ్రోస్కోపిక్).
రసాయన ధర్మాలు
బలమైన ఆమ్ల స్వభావం:
ఇది బలమైన ద్విప్రోటిక్ (ద్విక్షార) ఆమ్లం, రెండు దశలలో అయనీకరణం చెందుతుంది:
{H}2{SO}4({aq})+{H}2{O}({l})⇌{H}3{O}+({aq})+{HSO}4−({aq}){HSO}4−({aq})+{H}2{O}({l})⇌{H}3{O}+({aq})+{SO}4{2−}({aq})
ఇది క్షారాలు, కార్బోనేట్లు మరియు బైకార్బోనేట్లతో చర్య జరుపుతుంది:
{2NaOH}({aq})+{H}2{SO}4({aq})→{Na}2{SO}4({aq})+{2H}2{O}({l}){Na}2{CO}3({s})+{H}2{SO}4({dil})→{Na}2{SO}4({aq})+{H}2{O}({l})+{CO}2({g})
ఆక్సీకరణి (గాఢ {H}2{SO}4):
వేడి, గాఢ సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం ఒక శక్తివంతమైన ఆక్సీకరణి.
అలోహాలతో: కార్బన్ను {CO}2గా మరియు సల్ఫర్ను {SO}2గా ఆక్సీకరణం చేస్తుంది.
{C}({s})+{2H}2{SO}4({conc})→{CO}2({g})+{2SO}2({g})+{2H}2{O}({l}){S}({s})+{2H}2{SO}4({conc})→{3SO}2({g})+{2H}2{O}({l})
లోహాలతో: మధ్యస్తంగా చురుకైన లోహాలను (ఉదా., Cu, Zn) వాటి సల్ఫేట్లుగా ఆక్సీకరణం చేస్తుంది.
{Cu}({s})+{2H}2{SO}4({conc})→{CuSO}4({aq})+{SO}2({g})+{2H}2{O}({l})గమనిక: చల్లని, విలీన {H}2{SO}4 చురుకైన లోహాలతో (ఉదా., Zn, Mg, Fe) చర్య జరిపి హైడ్రోజన్ వాయువును ఉత్పత్తి చేస్తుంది.{Zn}({s})+{H}2{SO}4({dil})→{ZnSO}4({aq})+{H}2({g})
నిర్జలీకరణి:
గాఢ సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం నీటి పట్ల బలమైన ఆకర్షణను కలిగి ఉంటుంది మరియు వివిధ సమ్మేళనాల నుండి నీటిని తొలగించగలదు.
చక్కెర నుండి: “చక్కెరను కార్బన్గా మార్చడం”
{C}{12}{H}{22}{O}{11}({s}){{conc.H}2{SO}4}{12C}({s})+{11H}2{O}({l})
బలహీన ఆమ్ల స్వభావం:
{H}2{S} యొక్క జల ద్రావణం బలహీన ద్విక్షార ఆమ్లంగా పనిచేస్తుంది.
{H}2{S}({aq})⇌{H}+({aq})+{HS}−({aq}){HS}−({aq})⇌{H}+({aq})+{S}{2−}({aq})
ఇది క్షారాలతో చర్య జరిపి సల్ఫైడ్లు మరియు బైసల్ఫైడ్లను ఏర్పరుస్తుంది:
{NaOH}({aq})+{H}2{S}({g})→{NaHS}({aq})+{H}2{O}({l}) (అధిక {H}2{S}తో)
{2NaOH}({aq})+{H}2{S}({g})→{Na}2{S}({aq})+{2H}2{O}({l}) (అధిక {NaOH}తో)
బలమైన క్షయకరణి:
హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్ ఒక బలమైన క్షయకరణి, ఎందుకంటే సల్ఫర్ అణువు దాని అత్యల్ప ఆక్సీకరణ స్థితి (-2)లో ఉంటుంది మరియు సులభంగా మూలక సల్ఫర్ (0) లేదా అధిక ఆక్సీకరణ స్థితులకు ఆక్సీకరణం చెందుతుంది.
హాలోజెన్లతో:
హాలోజెన్లను హాలైడ్ అయాన్లుగా క్షయకరణం చేస్తుంది.
{H}2{S}({g})+{Cl}2({g})→{2HCl}({g})+{S}({s})
ఆక్సీకరణులతో:
ఆమ్లీకృత పొటాషియం పర్మాంగనేట్ (ఊదా)ను రంగులేని మాంగనీస్(II) అయాన్లుగా, మరియు ఆమ్లీకృత పొటాషియం డైక్రోమేట్ (నారింజ)ను ఆకుపచ్చ క్రోమియం(III) అయాన్లుగా క్షయకరణం చేస్తుంది.
{2KMnO}4+{5H}2{S}+{3H}2{SO}4→{K}2{SO}4+{2MnSO}4+{5S}+{8H}2{O}{K}2{Cr}2{O}7+{3H}2{S}+{4H}2{SO}4→{K}2{SO}4+{Cr}2({SO}4)3+{3S}+{7H}2{O}
లోహ సల్ఫైడ్ల అవపాతం:
ఈ ధర్మం లోహ కాటయాన్లను గుర్తించడానికి మరియు వేరు చేయడానికి గుణాత్మక విశ్లేషణలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. లోహ సల్ఫైడ్లు తరచుగా విలక్షణమైన రంగులను కలిగి ఉంటాయి.
ఆమ్ల మాధ్యమంలో (గ్రూప్ II కాటయాన్లు):
{CuSO}4({aq})+{H}2{S}({g})→{CuS}({s})↓({black})+{H}2{SO}4({aq})
క్షార మాధ్యమంలో (గ్రూప్ IV కాటయాన్లు):
{ZnSO}4({aq})+{H}2{S}({g}){{NH}4{OH}}{ZnS}({s})↓({white})+({NH}4)2{SO}4({aq})