Tlenki siarki i selenu - wzory, właściwości
Siarka i selen reagują z tlenem, tworząc tlenki, w których najczęściej występują na stopniu utlenienia +IV lub +VI, o wzorach \(EO_2\) (stopień utlenienia +IV) i \(EO_3\) (stopień utlenienia +VI). Tlenki te mają charakter kwasowy, są bezwodnikami kwasów siarkowych i selenowych na odpowiednich stopniach utlenienia (w reakcji tych tlenków z wodą powstają kwasy, zgodnie z równaniem 1).
\(EO_x + H_2O \rightarrow H_2EO_x\) (1)
Tlenek siarki(IV) w warunkach normalnych jest gazem, natomiast tlenek siarki(VI) – lotną cieczą, krzepnącą w 16,9°C, wrzącą w 45°C. W stanie stałym i ciekłym, tlenek siarki tworzy polimeryczne cząsteczki \((SO_3)_n\), bez udziału wilgoci – cykliczne trimery \((SO_3)_3\), natomiast w obecności minimalnych ilości wody – polimeryczne struktury \(HO(SO_2O)_xH\), gdzie x może przyjmować bardzo duże wartości (około 10000). Wzory polimerycznych form \(SO_3\) pokazane są na schemacie 1 (a – cykliczny \(S_3O_9\); b – polimeryczny \(HO(SO_2O)_xH\)). Tlenek siarki(VI) jest silnym utleniaczem.
Tlenki selenu są ciałami stałymi o podobnych właściwościach do tlenków siarki. Najbardziej rozpowszechnionym (i najstabilniejszym) tlenkiem selenu jest tlenek selenu(IV). Jest on jednowymiarowym polimerem (schemat 1c). Tlenek selenu(VI) jest również ciałem stałym, o silnych własnościach utleniających (silniejszych niż \(SO_3\)), w wysokiej temperaturze samorzutnie rozkłada się do \(SeO_2\) i \(O_2\).
Tlenki siarki i selenu- otrzymywanie, występowanie
Tlenki siarki i selenu otrzymuje się przez spalanie siarki i selenu lub ich związków w atmosferycznym powietrzu (lub tlenie). Zachodzą wtedy reakcje, które można opisać ogólnie równaniami 2 i 3 (symbol pierwiastka E zastępujemy odpowiednio symbolami S lub Se).
\(E + O_2 \rightarrow EO_2\) (2)
\(EO_2 + O_2 \rightarrow EO_3\) (3)
Utlenianie siarki ma istotne znaczenie dla środowiska: tlenek siarki(IV) powstaje wskutek spalania paliw kopalnych zanieczyszczonych siarką lub jej związkami. W atmosferze ulega on dalszemu utlenianiu do \(SO_3\),z którego w reakcji z wodą powstaje kwas siarkowy(VI) – ten szereg reakcji jest jedną z przyczyn powstawania kwaśnych deszczy.
Spalanie siarki do jej tlenków ma jednak również istotne znaczenie dla przemysłu – proces ten wykorzystywany jest do przemysłowej produkcji kwasu siarkowego, który jest jedną z kluczowych substancji w przemyśle. Oprócz zastosowanie do produkcji kwasu siarkowego(VI), tlenek siarki znajduje zastosowanie jako konserwant owoców i win, oznaczany symbolem E220. Zastosowanie \(SO_2\) jako konserwantu wynika z jego właściwości przeciwbakteryjnych oraz redukujących – zapobiega rozwojowi bakterii i kwaśnieniu wina (utlenianiu alkoholu etylowego do kwasu octowego).
Tlenki selenu znajdują zastosowanie w elektronice (półprzewodniki) i w produkcji ogniw słonecznych.
Inne tlenki siarki i selenu
Oprócz tlenków na +IV i +VI stopniu utlenienia, siarka i selen mogą również szereg innych tlenków o bardziej złożonej strukturze. Jako przykłady można wymienić tlenki siarki na niskich stopniach utlenienia, przedstawione na schemacie 2 – \(S_2O\) (b), \(S_2O_2\) (c) i cykliczny \(S_8\) (a).
