Сера

2 К2S2О3 + SСl2 = К2S5О6 + 2KCl 2 К2S2О3 + S2Сl2=К2S6О6 + 2 КСl

Для получения тетра- и пентатионата калия удобнее исходить непосредственно из смеси политионовых кислот, образующейся в результате взаимодействия SO2 и Н2S. После отфильтровывания серы к жидкости добавляют СН3СООК и подвергают ее кристаллизации. При этом сначала выделяется К2S4O6 (призматические кристаллы), а затем К2S5О6 (кристаллы в форме табличек). Очень чистые соли при хранении устойчивы, тогда как загрязненные примесями разлагаются.

Высшие политионовые кислоты (с n > 6) менее устойчивы и хуже изучены. Для некоторых из них (например, Н2S18О6) были выделены соли сложных по составу объемистых катионов. Длина зигзагообразных цепей серы в политионовых кислотах, так же как в сульфанах и галогенсульфанах, принципиально не ограничена. Однако по мере возрастания n устойчивость их уменьшается.

Несколько особняком от рассмотренных выше политионовых кислот стоит дитионовая кислота (Н2S2O6), также известная лишь в растворе. Среди продуктов взаимодействия SO2 и Н2S она не содержится, получают же ее обычно исходя из марганцовой соли. Последняя образуется по уравнению

МnО2 + 2 SO2 = МnS2O6

при пропускании сернистого газа в воду, содержащую взвешенный гидрат диоксида марганца. После обменного разложения с Ва(ОН)2, и отделения осадка (BаSO3 и образующегося параллельно с основной реакцией ВаSO4) из раствора могут быть выделены бесцветные кристаллы ВаS2O6·2Н2О. Действуя на последнюю соль точно рассчитанным количеством Н2SO4, легко получить раствор свободной дитионовой кислоты. При попытке сильного концентрирования происходит ее распад по уравнению:

Н2S2O6 = H2SO4 + SO2

По отношению к окислителям дитионовая кислота значительно устойчивее остальных членов ряда. Соли ее большей частью хорошо кристаллизуются и все растворимы в воде. Строение дитионовой кислоты отвечает формуле НО-SО2-SO2-ОН с расстоянием d(SS) = 215 пм.

При обработке сернистым газом водной суспензии цинка по схеме:

Zn + 2 SO2 = ZnS2O4

образуется цинковая соль не выделенной в свободном состоянии дитионистой (иначе — гидросернистой) кислоты (Н2S2O4). После осаждения цинка при помощи Nа2СО3 и добавления к фильтрату NаСl выделяется бесцветный кристаллогидрат Nа2S2O4·2Н2О. Так как водная соль неустойчива, ее обезвоживают нагреванием со спиртом. Сравнительно устойчивый безводный дитионит (иначе — гидросульфит) натрия хорошо растворим в воде (1:5 по массе). Раствор сильно поглощает кислород и применяется при крашении тканей в качестве сильного восстановителя (окисляется до сульфита или сульфата). Дитионит натрия может быть получен также взаимодействием амальгамы натрия с насыщенным спиртовым раствором SO2 при температурах ниже 10 °С. Подобно Nа2S2O4, другие соли дитионистой кислоты и активных металлов бесцветны, хорошо кристаллизуются, легкорастворимы в воде (за исключением СаS2O4) и характеризуются сильными восстановительными свойствами. В растворах (и в виде кристаллогидратов) все они неустойчивы. Распад идет в основном по схеме:

2 S2O42- = S2O32- + S2О52-

Свободная H2S2O4 является кислотой средней силы (К1 = 0,5, К2 = 4·10-3) и крайне неустойчива — постепенно разлагается даже в разбавленных растворах и легко окисляется кислородом воздуха. По-видимому, как и в случае сернистой кислоты, возможно существование двух ее форм:

O O

êê çç

O=S-S=O O=S-S=O

½ ½ ½ ½

HO OH H H

Ион S2O42- слагается из двух групп SO2- соединенных, очень длинной — 239 пм — связью S-S.

Исходя из гидросульфита кобальта по реакции

СоS2O4 + 2 NаHCO3 = Nа2SO3 + СоSO2 + 2 СО2 + Н2О

может быть получен в виде бурого кристаллогидрата сульфоксилат кобальта СоSO2·3Н2О [вероятнее, Со2(SO2)2·6Н2О], являющийся солью сульфоксиловой кислоты (Н2SO2). Для последней возможны следующие структурные формулы:

HO-S-OH HO-S=O

½

H

Сама кислота образуется в качестве промежуточного продукта при гидролизе SСl2, и крайне неустойчива (распадается в основном по схеме 2Н2SО2 = Н2О + Н2S2O3). Существование других ее солей, помимо приведенной выше кобальтовой, с достоверностью не установлено.

Вместе с тем были получены некоторые органические производные сульфоксиловой кислоты. Из них кристаллическое соединение с формальдегидом состава NаНSO2·НСНО·2H2O (т. пл. 63 °С), известное под техническим названием “ронгалит”, применяется в качестве сильного восстановителя (обычно — для снятия красителей с тканей). Вещество это хорошо растворимо в воде (1:2 по массе), устойчиво к действию щелочей и в нейтральной среде проявляет свои восстановительные свойства лишь около 100 °С. С точки зрения структуры ронгалит производится от второй из приведенных выше форм сульфоксиловой кислоты путем замещения гидроксильного водорода на натрий, а водорода, связанного с серой, на радикал СН2ОН.

Наиболее характерны для производных четырёхвалентной серы реакции (связанные с повышением её валентности: и сама сернистая кислота, и её соли являются сильными восстановителями. Растворы её уже при стоянии на воздухе постепенно (очень медленно) присоединяют кислород:

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru