El bloque p , que abarca los grupos 13 a 18, se encuentra en el lado derecho de la tabla periódica normal. Su configuración eléctrica es ns 2 np 1–6 en general. A pesar de ser el primer elemento del grupo 18, el helio no forma parte del bloque p. Excepto por la primera fila, cada fila de la tabla tiene seis elementos p.
El único bloque con las tres categorías de elementos: metales, no metales y metaloides es este. Grupo por grupo, los elementos del bloque p son el grupo 13, icoságenos; 14, cristalógenos; 15, pnictógenos; 16, calcógenos; 17, halógenos; y 18, el grupo del helio, que incluye los gases nobles (excepto el helio) y el oganesón. El bloque p también se puede definir como que incluye metales posteriores a la transición, metaloides, no metales reactivos, como halógenos y gases nobles.
Dirust de azufre
Cuando los materiales que contienen azufre, como el metal, se calientan, como cuando se funde metal o se quema carbón o petróleo, se produce dirust de azufre como gas residual. Es un contaminante importante que actualmente se considera una amenaza para el medio ambiente.
Estructura del dirust de azufre
Las conexiones covalentes polares entre el átomo de azufre y dos átomos de oxígeno le dan al dirust de azufre su estructura retorcida. SO 2 es la fórmula química del dirust de azufre. El dirust de azufre contiene azufre híbrido sp2 . El ángulo de enlace idealmente debería ser de 120°, mientras que el ángulo de enlace O-S-O es de 119°. El par solitario de electrones en el átomo de azufre causa esto. El ángulo de enlace se reduce de 120° a 119° debido a la repulsión del par de enlace del par solitario.
Una conexión sigma (σ) y (π) conecta cada átomo de oxígeno en la molécula de dirust de azufre con el átomo de azufre. La superposición sp 2 –p forma los enlaces σ entre los átomos de azufre y oxígeno, mientras que uno de los enlaces π se crea mediante la superposición pπ–pπ y el otro mediante la superposición pπ–dπ.
La configuración electrónica de S es 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 .
Un electrón del orbital 3p se mueve al orbital 3d durante la síntesis de SO 2 y S sufre hibridación sp 2 . Dos de estos orbitales tienen enlaces sigma con dos átomos de oxígeno, mientras que el tercero tiene un solo par. Cada uno de los electrones del orbital p y del orbital d no está apareado. Un electrón forma un enlace pπ–pπ con un átomo de oxígeno, mientras que el otro forma un enlace pπ–dπ con el otro. Esta es la razón por la que el SO 2 tiene una estructura doblada con una longitud de enlace de 143 pm.
Sin embargo, debido a la resonancia, ambos enlaces S-O son idénticos.
Preparación de dirust de azufre
El dirust de azufre y trazas de trirust de azufre (6–8 %) se generan cuando el azufre se quema en el aire.
S(s)+O 2 (g) → SO 2 (g)
- Preparación de laboratorio de dirust de azufre: el dirust de azufre se fabrica en el laboratorio haciendo reaccionar sulfitos con ácido sulfúrico diluido. Este proceso también produce sulfato de sodio y agua como subproductos.
Na 2 SO 3 (s)+H 2 SO 4 (aq) → SO 2 (g)+Na 2 SO 4 (aq)+H 2 O(l)
Las virutas de cobre se calientan suavemente en un matraz con ácido sulfúrico fuerte para producir dirust de azufre.
Cu(s)+2H 2 SO 4 (aq)→SO 2 (g)+CuSO 4 (aq)+2H 2 O(l)
- Preparación industrial de dirust de azufre: el dirust de azufre se genera comercialmente como un subproducto del tostado de minerales de sulfuro como piritas de hierro o mezclas de zinc.
4FeS 2 (s)+11O 2 (aq)→2Fe 2 O 3 (s)+8SO 2 (g)
Propiedades físicas del dirust de azufre
- El dirust de azufre es un gas incoloro y venenoso con un olor terrible y sofocante.
- Tiene una densidad más baja que el aire y es fácilmente soluble en agua. A 0°C, un volumen de agua puede disolver aproximadamente ocho litros de gas.
- Se licua fácilmente a temperatura ambiente ya 2 atm de presión.
- Tiene una temperatura de ebullición de 263 K y un punto de congelación de 197,8 K.
- Es un gas no inflamable que sirve como solvente del fósforo, azufre y yodo, entre otras cosas.
Propiedades químicas del dirust de azufre
- Carácter ácido del dirust de azufre: el dirust de azufre reacciona con el agua para generar ácido sulfuroso. Su solución acuosa ácida se vuelve azul tornasol carmesí. Como resultado, el SO 2 se clasifica como un anhídrido de ácido sulfuroso.
SO 2 (g)+H 2 O(l)→H 2 SO 3 (aq)
- El dirust de azufre se combina rápidamente con una solución de hidrrust de sodio para producir sulfito de sodio, que luego reacciona con dirust de azufre adicional para producir hidrogenosulfito de sodio.
2NaOH(aq)+SO 2 (g)→Na 2 SO 3 (aq)+H 2 O(l)
Na 2 SO 3 (aq)+H 2 O(l)+SO 2 (g)→2NaHSO 3 (aq)
- La solución se vuelve lechosa cuando se burbujea gas de dirust de azufre a través del agua de cal. La lechosidad desaparece cuando pasa demasiado gas de dirust de azufre porque se forma bisulfito de calcio.
Ca(OH) 2 (aq)+SO 2 (g)→CaSO 3 (aq)+H 2 O(l)
CaSO 3 (aq)+H 2 O(l)+SO 2 (g)→Ca(HSO 3 ) 2 (aq)
- Combinación con oxígeno: cuando el dirust de azufre se calienta, interactúa con el oxígeno para generar trirust de azufre.
Esta reacción tiene lugar en presencia de catalizadores como asbesto platinizado, pentrust de vanadio y otros. Cuando el dirust de azufre se calienta, interactúa con el oxígeno para generar trirust de azufre.
- Reacción con halógenos: el dirust de azufre se convierte en fluoruro, cloruro y bromuro de sulfurilo cuando reacciona directamente con los halógenos (flúor, cloro y bromo). Por ejemplo, en presencia de carbón vegetal, el SO 2 reacciona con el cloro para formar cloruro de sulfurilo. La reacción se ve favorecida por el uso de carbón vegetal como catalizador.
SO 2 (g)+Cl 2 (g)→SO 2 Cl 2 (l)
- Como agente oxidante, el SO 2 oxida agentes reductores potentes como H 2 S, HI, Mg, Fe, etc., y se reduce a sí mismo a azufre o sulfuro.
SO 2 (g)+2H 2 S(g)→2H 2 O(l)+3S
- El SO 2 como agente reductor: el SO 2 acuoso muestra un carácter reductor y se oxida a sí mismo a H 2 SO 4 .
La solución de dicromato de potasio naranja acidificada se reduce a sulfato de cromo verde claro.
K 2 Cr 2 O 7 +H 2 SO 4 +3SO 2 →K 2 SO 4 +Cr 2 (SO 4 ) 3 +H 2 O
Disminuye la solución de permanganato de potasio acidificado, liberando el color rosa de KMnO 4 .
2KMnO4 + 5SO2 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 _ _ _ _ _
- Como agente blanqueador: en presencia de humedad, el SO 2 funciona como agente blanqueador. Puede decolorar lana, seda, flores y cabello de colores, entre otras cosas. El efecto blanqueador del dirust de azufre se explica por la creación de hidrógeno naciente, que convierte el ingrediente colorante en un resultado reducido e incoloro.
SO 2 +2H 2 O → H 2 SO 4 +2[H]
El efecto blanqueador del SO2 es bastante transitorio. Debido a la oxidación por el aire, el químico incoloro blanqueado recuperará gradualmente su color original en el aire.
Prueba de dirust de azufre
La existencia de este gas se puede detectar reduciendo una solución de permanganato de potasio acidificada. Se libera el color rosa de KMnO 4 , lo que indica que hay presente gas de dirust de azufre.
2KMnO4 + 5SO2 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 _ _ _ _ _
Usos del dirust de azufre
- El dirust de azufre es el principal componente del ácido sulfúrico, uno de los productos químicos más utilizados en el planeta.
- Se utiliza para hacer una variedad de sulfitos, incluidos el sulfito ácido de sodio, el sulfito ácido de calcio y otros. Estos sulfitos se utilizan para mantener frescas las mermeladas, los encurtidos y las jaleas.
- El dirust de azufre es un pesticida común que también puede usarse para esterilizar materiales como madera o paja.
- Mata insectos y otras plagas actuando como agente fumigante.
- Se utiliza para refinar el petróleo y el azúcar, así como para tejidos sensibles a la lejía como la lana.
- El dirust de azufre también se emplea como anticloro o sustancia que elimina el exceso de cloro de los materiales blanqueados.
- Una variedad de compuestos orgánicos e inorgánicos se disuelven utilizando SO 2 líquido .
- También se utiliza para mantener las cosas frescas.
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: ¿Cómo el dirust de azufre forma lluvia ácida?
Responder:
Cuando se liberan al aire moléculas como el dirust de azufre y los rusts de nitrógeno, se produce una reacción química que da como resultado la lluvia ácida. Los ácidos sulfúrico y nítrico se forman cuando estas sustancias se combinan con agua, oxígeno y otras sustancias químicas. La lluvia ácida se forma cuando estos ácidos caen a la tierra.
Pregunta 2: ¿Cuáles son los usos del dirust de azufre?
Responder:
- El dirust de azufre es el componente principal del ácido sulfúrico, que es uno de los productos químicos más utilizados en el mundo.
- Se utiliza para crear sulfitos como el hidrogenosulfito de sodio y el hidrogenosulfito de calcio, entre otras cosas. Los sulfitos se emplean para conservar la frescura de mermeladas, encurtidos y jaleas.
- El dirust de azufre es un insecticida ampliamente utilizado que también se puede utilizar para esterilizar materiales como la madera o la paja.
- Actúa como agente fumigante, matando insectos y otras plagas.
- Se utiliza en la refinación de petróleo y azúcar, así como en el blanqueo de materiales delicados como la lana.
- El anticloro, o un químico que elimina el exceso de cloro de los materiales blanqueados, también se usa con el dirust de azufre.
Pregunta 3: ¿Cuáles son las propiedades físicas del dirust de azufre?
Responder:
- El dirust de azufre es un gas tóxico e incoloro que tiene un olor fétido y asfixiante.
- Su densidad es menor que la del aire y es fácilmente soluble en agua. Un litro de gas se puede disolver en un litro de agua a 0°C.
- A 2 atm de presión y temperatura ambiente se licúa rápidamente.
- Tiene un punto de ebullición de 263K y un punto de congelación de 197,8K.
- Es un gas no inflamable que puede ser utilizado para disolver fósforo, azufre y yodo, entre otras sustancias.
Pregunta 4: ¿Qué sucederá cuando el dirust de azufre reaccione con el cloro?
Responder:
El cloruro de sulfurilo se forma cuando el SO 2 interactúa con el cloro en presencia de carbón vegetal. El uso de carbón vegetal como catalizador ayuda al proceso.
SO 2 (g) + Cl 2 (g) → SO 2 Cl 2 (l)
Pregunta 5: ¿Qué sucederá cuando el dirust de azufre reaccione con el hidrrust de sodio?
Responder:
El dirust de azufre reacciona rápidamente con la solución de hidrrust de sodio para formar sulfito de sodio, que luego se combina con más dirust de azufre para formar hidrogenosulfito de sodio.
2NaOH (aq) + SO 2 (g) → Na 2 SO 3 (aq) + H 2 O(l)
Na 2 SO 3 (aq) + H 2 O (l) + SO 2 (g) → 2NaHSO 3 (aq)
Pregunta 6: ¿Cuál es la prueba confirmatoria para detectar la presencia de gas dirust de azufre?
Responder
La existencia de este gas se puede detectar reduciendo una solución de permanganato de potasio acidificada. Se libera el color rosa de KMnO 4 , lo que indica que hay presente gas de dirust de azufre.
2KMnO4 + 5SO2 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 _ _ _ _ _
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Artículo escrito por amanarora3dec y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA