Окислительно-восстановительные свойства диоксида серы
Диоксид серы \(\mathrm{SO_2}\) проявляет двойственные окислительно-восстановительные свойства: чаще выступает как восстановитель, но с более сильными восстановителями может быть окислителем. Это связано со степенью окисления серы \(+4\) — промежуточной между \(-2\) и \(+6\).
Причина двойственной роли
В \(\mathrm{SO_2}\) кислород имеет степень окисления \(-2\), поэтому сера имеет степень окисления \(+4\). Она может повысить её до \(+6\) — тогда сера отдаёт электроны и \(\mathrm{SO_2}\) является восстановителем. При взаимодействии с веществом, содержащим более сильный восстановитель, сера может понизить степень окисления до \(0\) немесе \(-2\) и выступить окислителем. Подробнее о сравнении степеней окисления см. степени окисления серы.
SO₂ как восстановитель
Это наиболее характерная роль диоксида серы. Например, хлор восстанавливается до хлорид-ионов, а сера в \(\mathrm{SO_2}\) окисляется до \(+6\) в серной кислоте:
SO₂ как окислитель
Сильный восстановитель может понизить степень окисления серы в \(\mathrm{SO_2}\). При реакции с сероводородом образуются сера и вода:
Концентрированная серная кислота окисляет медь с выделением \(\mathrm{SO_2}\), а затем \(\mathrm{SO_2}\) поглощается раствором щёлочи с образованием гидросульфита натрия:
Образование \(\mathrm{NaHSO_3}\) из \(\mathrm{SO_2}\) и \(\mathrm{NaOH}\) — реакция обмена, а не ОВР: степени окисления элементов не изменяются. ОВР происходит на первом этапе, где концентрированная \(\mathrm{H_2SO_4}\) восстанавливается до \(\mathrm{SO_2}\).
В реакции \(\mathrm{SO_2 + 2H_2S \rightarrow 3S + 2H_2O}\) кем является SO₂?
Главное
- Сера в \(\mathrm{SO_2}\) имеет степень окисления \(+4\), поэтому может и повышать, и понижать её.
- С сильными окислителями \(\mathrm{SO_2}\) — восстановитель; с сильными восстановителями — окислитель.
- В схеме \(\mathrm{H_2SO_4(conc.) \rightarrow SO_2 \rightarrow NaHSO_3}\) ОВР происходит при получении \(\mathrm{SO_2}\), а его поглощение щёлочью является реакцией обмена.