Подгруппа серы — Справочник химика 21

    Водородные соединения элементов подгруппы серы [c.345]

    Приведите формулы оксидов и оксокислот элементов подгруппы серы со степенью окисления — -4. Как изменяются кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства в подгруппе  [c.115]

    У других элементов данной подгруппы (серы, селена и теллура) спаренные электроны s- и р-орбиталей легко возбуждаются и могут переходить на соответствующие d-орбитали. При этом увеличивается число неспаренных электронов, а значит и валентность элементов до четырех [c.353]

    В водородных соединениях элементов подгруппы серы полярность химической связи Э-Н невысока и проявления основных свойств элемента не наблюдается. Однако, в силу ослабления химической связи Э-Н и возможности ее [c.345]

    И. Объясните многообразие оксокислот элементов подгруппы серы. [c.115]

    Водородные соединения элементов подгруппы серы в водном растворе являются слабыми кислотами. [c.467]

    Атомы элементов подгруппы хрома имеют следующее распределение электронов в двух крайних слоях Сг и Мо)8+5)1, (8+4)2. Все эти элементы являются металлами и в химических реакциях проявляют восстановительные свойства. Они не образуют отрицательных ионов. В отличие от элементов подгруппы серы элементы ряда хрома не образуют с водородом газообразных соединений. В зависимости от числа теряемых электронов элементы ряда хрома проявляют различную валентность. [c.293]

    Сера. У следующего члена подгруппы— серы— способность к ассоциации атомов выражена значительно сильнее. Твердая сера имеет много модификаций, а жидкая обладает необычными свойствами, поэтому строение серы вызывает большой интерес и изучалось неоднократно. Ниже 95,6° С наиболее устойчива ромбическая сера. При 95,6° С она [c.209]

    Разумеется, не одни лишь особенности строения атомных ядер изотопов определяют содержание элементов в земной коре. Важное значение имеет и геологическая история элемента (так, в земной коре наблюдается дефицит легколетучих элементов — ртути, элементов подгруппы серы и т. п.). Однако тип атомного ядра изотопа, несомненно, относится к числу решающих факторов. [c.20]

    Перечислите важнейшие соединения элементов подгруппы серы, их способы получения и области применения. [c.115]

    Теперь попробуем применить этот же принцип к описанию элемента полония (№ 84). Вряд ли Вам что-либо известно об этом элементе. Элемент полоний расположен в главной подгруппе VI группы. На внешнем уровне 6 электронов. Число орбиталей значительно больше — 36. Это позволяет предположить наличие у простого вещества металлических свойств (это предположение также возникает из-за четко проявляющегося усиления металлических свойств в подгруппе серы). [c.89]

    Элементы подгруппы серы [c.196]

    Для кислорода и подгруппы серы способность к комплексообразованию, так же как и для подгруппы фосфора, сильно ослаблена. Это типичные неметаллы, и только у теллура проявляются в какой-то степени металлические свойства, и он в растворах сильных кислот может давать катионы Те +, например ТеЬ. [c.395]

    Сера, селен и теллур образуют разнообразные серо-, селен- и теллурсодержащие производные углеводородов. Особенно сильно развита химия серосодержащих соединений. Атомы подгруппы серы имеют близкие по структуре электронные конфигурации 8[Ке] 8е[Аг] и [c.514]

    Элементы подгруппы хрома по химическим свойствам значительно больще отличаются от элементов подгруппы серы, чем это имеет место в главной и побочной подгруппах V группы периодической системы, и проявляют заметное сходство с соседями по V группе — ванадием, ниобием и танталом. [c.569]

    Указать положение элементов подгруппы серы в периодической системе Менделеева, строение и размеры их атомов и проявляемые ими валентности. [c.101]

    ЭЛЕМЕНТЫ ПОДГРУППЫ СЕРЫ, ИХ ВОДОРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. [c.105]

    Так, например, элементы шестой главной подгруппы сера, селен и теллур в своей высшей степени окисления — -6 в концентрированных кислотах Н2504, Н25е04, НеТеОб являются только окислителями, так как больше не могут отдавать электронов. Сера, селен и теллур в низшей степени окисления —2 в соединениях НаЗ, НгЗе и НгТе проявляют только восстановительные свойства, так как больше не могут присоединять электронов. Атомы этих элементов в промежуточной степени окисления +4 в соединениях типа Н2ЭО3 могут быть в зависимости от условий как восстановителями, так и окислителями, причем с более сильным окис сителем они будут играть роль восстановителя, а с более сильным восстановителем — роль окислителя. Таким образом, атомы этих элементов в степени окисления +6 проявляют аналогичные свойства и значительно отличаются от атомов, находящихся в степени окисления -(-4 или, тем более, в степени окисления —2. Это относится и к другим главным и побочным подгруппам периодической системы Д. И. Менделеева, элементы которых проявляют различные степени окисления. [c.59]

    Элементы подгруппы серы, строение их атомов, восстановительно-окислительные свойства. Аллотропия серы. Соединения серы и ее аналогов с водородом. Сульфиды и полисульфиды и их свойства. [c.105]

    Водородное соединение элемента подгруппы серы весит. 2,43 2, занимает при температуре 27° давлении 750 лш рт. ст. объем 750. ш. Какой это элемент  [c.106]

    Дайте общую характеристику элементов подгруппы серы  [c.43]

    Если только формально соблюдать принцип нарастания атомного веса, то в подгруппе серы надо было бы поместить иод, что явно противоречит закону размещения в подгруппе родственных элементов, ибо иод не имеет ничего общего с серой и селеном. ТочнО так же нельзя поместить теллур в подгруппу галогенов. Поэтому Д. И. Менделеев, учитывая химические свойства Л и Те, справедливо поместил их в родственные подгруппы, допустив нарушение принципа нарастания. атомных весов. [c.281]

    Хром, молибден и вольфрам составляют побочную подгруппу шестой группы периодической системы. По многим своим свойствам эти элементы сильно отличаются от элементов главной подгруппы — серы, селена и теллура, однако в некоторых свойствах между ними проявляется сходство. [c.223]

    Элемент полоний расположен в главной подгруппе VI группы. На внешнем уровне б электронов. Число орбиталей значительно больше — 36. Это позволяет предположить наличие у простого вещества металлических свойств. (Это предположение также возникает из-за четко проявляющегося усиления металлических свойств в подгруппе серы.) Электронная конфигурация внешнего уровня бв р — такая конфигурация позволяет предположить наличие степеней окисления -Ьб, — -4, +2 и 0. Отрицательные степени окисления не должны быть характерны из-за низкого значения относительной электроотрицательности. Соответствуюпще оксиды  [c.202]

    Значительное сходство соединений элементов подгрупп серы и хрома проявляется только для w — +6, в остальном элементы подгрупп VIA и VIB малопохожи аналогов НзХ (Х.= S, Se, Те) в подгруппе хрома нет, в подгруппе VIA характерны ЭО2 и Н2ЭО3 (S, Se, Те), а для Сг, Мо, W оксиды ЭО2 малохарактерны и, кроме того, эти оксиды более основные, чем SO2, ЗеОг, ТеОг. [c.531]

    Глава VHI.- epa f ее соединения. Элементы подгруппы серы [c.382]

    Зиачительное сходство соединений элементов подгрупп серы и хрома проявляется только для м -+6, остальные соединения элементов этих подгрупп мало похожи аналогов Н2Х (X — 8, 5е, Те) в подгруппе хрома нет, для подгруппы серы характерны ЭО2 и Н2ЭО3 (3, е. Те), а для Сг, Мо. V/ оксиды ЭО2 малохарактерны и, кроме того, эти оксиды проявляют более основные свойства (реагируют с кислотами), чем 50г. 8е02, ТеОг. [c.510]

    Следовательно, зная степень окисления атома, данного элемента в соединении, можно определить, восстановителем или окислителем является это соединение. Например, элементы шестой главной подгруппы сера, селен и теллур в своей высшей степени окисления — -6 в концентрированных кислотах h3SO4, НгЗеО.ь НбТеОб являются только окислителями, так как больше не могут отдавать электронов. Сера, селен и теллур в низшей степени окисления —2 в соединениях HaS, HaSe и НгТе проявляют только восстановительные свойства, так как больше не могут присоединять электронов. Атомы этих элементов в промежуточной степени окисления -+-4 в соединениях типа Н2ЭО3 могут быть в зависимости от условий как восстановителями, [c.83]

    Легко выделяются в элементарном состоянии по VIA подгруппе сера, селен, теллур в VA — мышьяк, сурьма, висмут и в VIIIA — платиновые металлы в IB — медь, серебро, золото во IIB — ртуть. [c.19]

    На рис. 60 хорошо виден также разрыв между радиусами б5-электронов Еа и Н1, зависящий от вклинивания серии 4/-элементов и от сжатия лантаноидов. Таким образом, ряд 5с/-элементов можно делить не только на позднюю и раннюю серии, но и выделить из ранних еще и Еа, который в отличие от № ра с-лантаноидов НГ — Нй молточку зрения Д. И. Менделеева, принимавплего за главную подгруппу серию В, А1, Оа, 1п, Т1. Если бы мы, приняв гипотезу о большей стройности М и М элементных серий, соединили точку V с точками Ей и № 103 и считали последние не за 4/- и 5/-элементы, а за члены Ъй- и 6й-серий, потеряна была бы -электрон- [c.118]

    Домашняя подготовка. Элементы подгруппы серы (строение их атомов). Распространение и добыча серы Аллотропия серы. Соединение серы и ее аналогов с водородом. Сульфиды и полисульфиды их свойства. Соединения четырехвалентной серы и их окислительно-восстановительные свойства. Окислы (оксиды) шестивалентной серы и ее аналогов. Получение серного ангидрида и серной кислоты. Свойства серной кислоты. Сульфаты, персульфаты, тиосоедине-ния, их структурные формулы. [c.189]

    Для хрома, как для Т1 и V, высшее состояние окисления определяется общим числом Зй- и 4 5-электронов. Несмотря иа то что наиболее устойчивым состоянием для титана является состояние а является лишь мягким окислителем, хром(VI), существующий только в оксо-соединениях, таких, как СгОз. СгОГ и Сг0.2р2, представляет собой довольно сильный окислитель. Помимо сходства в стехиометрическом составе соединений, хром напоминает элелгенты подгруппы серы только кислотными свойства.ми трехокиси, а также ковалентной природой связн и легкостью гидролиза СгОзС . [c.228]

    Разнообразие стереохимии в сочетании с многочисленными состояниями окисления делает химию молибдена и вольфра.ма, пожалуй, наиболее сложны.м разделом химии переходных эле.ментов. Иногда к VI группе вместе с Мо и W относят также и уран между ни.ми действительно наблюдается некоторая, хотя и довольно поверхностная, аналогия. Все три элемента образуют летучие гексафториды, оксогалогениды и оксо-анионы, которые в некоторых отношениях подобны друг другу, с элементами подгруппы серы молибден и вольфрам не имеют почти ничего общего, если не считать некоторой аналогии в стехиометрии, например в соединениях SeFg, WFg, SO4 , MoO . Однако такое сопоставление вряд ли может оказаться плодотворным. [c.356]

    Справочник Термодинамические канстанты веществ под редакцией В. П. Глушко, В. А. Медведева и др. содержит систему взаимно согласованных значений основных термодинамических свойств веществ при 298,15° К и частично при 0°К, а также параметры фазовых переходов. В первый выпуск вошли кислород, водород, галогены, соединения между этими элементами и элементы нулевой группы периодической системы. Наряду со свойствами индивидуальных веществ описываются и свойства их растворов. Второй выпуск посвящен элементам подгруппы серы и их соединениям. Третий и четвертый — соответственно элементам подгрупп азота и углерода и их соединениям между собой и с ранее названными элементам. Весь материал подобран очень тщательно и снабжен литературой. Все издание рассчитано на 10 выпусков. [c.76]

    О полимерных кремнеэлементоорганических соединениях, в особенности полиэлементосилоксанах (полимерах, построенных из чередующихся группировок —Si—О—М—О—) говорится в гораздо большем числе обзорных сообщений [4, 5, 6, 8, 10, 11, 36—39, 43, 75, 77, 79—81, 92, 99, 102, 108, ПО, 120]. Однако, как правило, это далеко не исчерпывающее описание отдельных типов элементосилок-сановых полимеров или беглое перечисление известных типов без детализации. Наиболее полными в этой области являются работы К. А. Андрианова [6, 8] и Дж. Джонса [102], но и они охватывают материалы, опубликованные лишь до 1962 г. До сих пор в литературе нет ни одного обзора, систематизирующего работы по кремнеорганическим соединениям, содержащим элементы подгруппы серы или связи кремний — кислород — щелочной металл. [c.11]

    Элементы VI группы подгруппы серы образуют с ураном большое число соединений уранила вплоть до уранилтеллурида (иОг)ТеОз. Элементы подгруппы хрома, являющиеся аналогами урана, как элементы 6d, с ураном дают многочисленные сложные окислы, в том числе соединения типа U02Me04, которые иногда называют хроматами (молибдатами, вольфраматами) уранила, хотя никаких структурных доказательств существования в них группы уранила нет. [c.61]

    Из цепных спиралевидных макромолекул состоят кристаллы селена и теллура (рис. 51, в). Из таких же молекул построена и полимерная сера, получающаяся при нагревании низкомолекуля рной при этом восьмичленные циклы рвутся и, соединяясь друг с другом, образуют длинные цепи, содержащие тысячи атомов S. Однако при охлаждении расплава полимерной серы ее макромолекулы не укладываются в строгом порядке, и она переходит не в кристаллическое, а в стеклообразное состояние. Последний элемент подгруппы серы — полоний, в атоме которого содержатся электроны с п = 6, обладает явными металлическими свойствами. [c.141]

Подгруппа серы

Нахождение в
природе.
Содержание серы в земной коре составляет
до 0,1 %. Остальных элементов подгруппы
(Se,
Te) мало. В
природе сера встречается в свободном
состоянии (самородная сера), а также в
виде сульфидов и сульфатов. Важнейшие
природные сульфиды: пирит (FeS₂),
цинковая обманка (ZnS),
свинцовый блеск (PbS),
медный блеск(Cu₂S),
халькопирит (CuFeS₂),
киноварь(HgS).
Важнейшие природные сульфаты: глауберова
соль (Na₂SO₄·10H₂O),
гипс (CaSO₄·2H₂O)
и др.

Химические
свойства.
Сера и ее аналоги могут участвовать в
реакциях восстановления (в качестве
окислителя) (а), окисления (б) и в реакциях
диспропорционирования (в) по схеме:

(а)(б)

а)
S + Zn = ZnS б)
S + 3F₂
= SF₆

S +
H₂
= H₂S
S + Cl₂
= SCl₂

S + O₂
= SO₂

в)
3S + 6KOH = K₂SO₃
+ 2K₂S
+ 3H₂O

Лабораторный
способ получения:
FeS
+ 2HCl
= FeCl₂
+ H₂S

Сероводород и
сероводородная кислота.
H₂S
– газ, бесцветный, с характерным запахом,
ядовит, плотность 1,19 г/см³,
легко сжижается; tº(
кипения) = –60,3ºС, tº
(затвердевания)= –85,5ºС. Плохо растворим
в воде (1объем H₂O
растворяет 3 объема H₂S),
максимальная концентрация кислоты H₂S
0,11 моль/л. Водный раствор –
слабая сероводородная кислота:

H₂S

H⁺+
HS‾ 
H⁺
+ S^2–

В присутствии
кислоты (Н⁺)
ее диссоциация практически подавляется.

Образует два ряда
солей – сульфиды (Na₂S)
и гидросульфиды(NaHS).

Сероводород –
сильный восстановитель:

2H₂S
+ 3O₂(избыток)
= 2H₂O
+ 2SO₂

2H₂S
+ O₂
(недостаток) = 2H₂O
+ 2S

Сероводородная
кислота и сульфиды взаимодействуют со
всеми окислителями:

H₂S
+ Br₂
= S + 2HBr

H₂S
+ 2FeCl₃
= 2FeCl₂
+ S + 2HCl

H₂S
+ H₂SO₄(конц.)
= S + SO₂
+ 2H₂O

2KMnO₄
+ 5H₂S
+ 3H₂SO₄
= 2MnSO₄
+ 5S + K₂SO₄
+ 8H₂O

K₂Cr₂O₇
+ 3H₂S
+ 4H₂SO₄
= Cr₂(SO₄)₃
+ 3S + K₂SO₄
+ 7H₂O

Лишь сульфиды
щелочных и щелочно-земельных металлов
растворимы в воде, сульфиды остальных
металлов – осадки различной окраски и
растворимости:

ZnS↓,
MnS↓
, CdS↓,
Sb₂S₃↓,
SnS₂↓,
PbS↓,
CuS↓,
HgS↓

белый розовый
желтый оранжевый черный черный
черный черный

ПР:2,5∙10^–22,
2,5∙10^-10,
7,2∙10^–27,
кислотный характер
2,5∙10^–27
6,3∙10^–36
1,6∙10^–52

Сульфиды металлов,
стоящих в ряду напряжений до железа
(включительно), имеют довольно большие
значения ПР и легко растворяются в
разбавленных кислотах:

ZnS +
2HCl = ZnCl₂
+ H₂S
(ПР
= 2,5∙10^–22
)

MnS + 2HCl
= MnCl₂
+ H₂S
(ПР
= 2,5∙10^–10)

FeS +
2HCl = FeCl₂
+ H₂S
(ПР
= 5∙10^–18)

Для растворения
осадков с меньшим ПР ( ≤ 1·10^–25)
к кислоте добавляют более сильный
окислитель, например, H₂O₂:

NiS_γ
+ 2HCl + H₂O₂
= NiCl₂
+ S + 2H₂O
(ПР
= 2∙10^–26)

CoS_γ– ” – “
– “ – “ — “ – “ – “ – “
(ПР = 2∙10^–25)

Сульфиды всех
металлов, кроме HgS,
растворяются в концентрированной HNO₃:

3CuS +
8HNO₃
= 3Cu(NO₃)₂
+ 2NO + 3S + 4H₂O

Черный осадок
сульфида свинца (PbS)
при растворении в концентрированной
азотной кислоте или в пероксиде водорода
превращается в белый (PbSO₄):

3PbS
+ 8HNO₃
= 3PbSO₄+
8NO + 4H₂O

черный
белый

3 PbS
+ 4H₂O
– 8ē = PbSO₄
+ 8H⁺

8

NO₃‾
+ 4H+ + 3ē = NO + 2H₂O

PbS
+ 4H₂O₂
= PbSO₄+
4H₂O

черный
белый

1 PbS
+ 4H₂O
– 8ē = PbSO₄
+ 8H⁺

4 Н₂О₂
+ 2ē = 2ОН^–

Самый труднорастворимый
осадок HgS
(ПР=1,6·10^–52)
можно перевести в раствор царской водкой
или избытком КI
(за счет комплексообразования):

3HgS +
2HNO₃
+ 12HCl = 3H₂
[HgCl₄]
+ 2NO + 4H₂O
+ 3S

HgS + 2HCl
+ 4KI = K₂
[HgI₄]
+ 2KCl + H₂S

Тиосоли.
Сульфиды олова(IV),
мышьяка и сурьмы (SnS₂,
AS₂S₃,
As₂S₅,
Sb₂S₃
и Sb₂S₅)
обладают кислотными свойствами (подобно
их оксидам) и способны растворяться в
сульфидах
щелочных
металлов и щелочах с образованием
тиосолей.

Примеры:

As₂S₅
+ 3Na₂S
= 2Na₃AsS₄

(P₂O₅
+ 3Na₂O
= 2Na₃PO₄)

Sb₂S₃
+ 3Na₂S
= 2Na₃SbS₃

(P₂O₃
+ 3Na₂O
= 2Na₃PO₃)

4Sb₂S₅
+ 24NaOH = 5Na₃SbS₄
+ 3Na₃SbO₄
+ 12H₂O

Сульфиды
подвергаются
гидролизу:

(NH₄)₂S
+ H₂O

NH₄HS
+ NH₄OH

Сульфиды алюминия
и хрома в водных растворах не могут
существовать, т.к. подвергаются полному
и необратимому гидролизу:

2AlCl₃
+ 3Na₂S
+ 3H₂O
= 2Al(OH)₃↓
+ 3H₂S↑
+ 6NaCl

2CrCl₃
+ 3Na₂S
+ 3H₂O
= 2Cr(OH)₃↓
+ 3H₂S↑
+ 6NaCl

Известны полисульфиды
аналогичные по составу пероксидным
соединениям H₂S₂
(Fe[S₂]
пирит – производное от H₂S₂)
H₂S₃,H₂S₅
и др.

Кислородные
соединения серы.

Ниже приведены
оксиды серы, соответствующие им кислоты
и соли:

+2
+4
+6

SO
SO₂
SO₃

(HHSO₂)
(H₂SO₃)
(H₂SO₄)

сульфоксиловая
сернистая серная
кислота

KHSO₂
Na₂SO₃

Na₂SO₄

сульфоксилат калия
сульфит натрия сульфат
натрия

SO
– оксид серы (II.)
Получают из оксида серы (IV),
пропуская его над парами серы:

S + O₂
= SO₂
SO₂
+ S(пары
)2SO
или
S₂O₂

низкое
давление

Это бесцветный
газ, устойчив, разлагается водой,
реагирует с Ме, Г₂
и другими неметаллами. Его можно
раасматривать как ангидрид сульфоксиловой
кислоты:

SO
+ KOH

KHSO₂

SO₂
– оксид серы (IV).
Получают
при сжигании серы на воздухе:

S
+ O₂
= SO₂

При растворении
SO₂
в воде образуется слабая и неустойчивая
сернистая кислота, которой соответствуют
два ряда солей – средние (сульфиты) и
кислые (гидросульфиты):

SO₂
+ H₂O

H₂SO₃
H₂SO₃

H⁺
+ HSO₃^–
HSO₃^–

H⁺
+ SO₃^2–

Сера в степени
окисления (IV)
и ее производные проявляют
окислительно-восстановительную
двойственность, участвуют в реакциях
восстановления (а), окисления (б) и
диспропорционирования:

(а)
(б)

а) S
– окислитель (малохарактерно):

H₂SO₃
+ 2H₂S
= 3S + 3H₂O

1
SO₃^2–
+ 6H⁺
+ 4ē =3S + 3H₂O

2
H₂S
–2ē = S +2H⁺

б) Na₂SO₃
— восстановитель, в любой среде: SO₃^2–
→SO₄^2–

H₂SO₄

+MnSO₄
+…..

KMnO₄
+ Na₂SO₃
+ H₂O
→ Na₂SO₄
+ MnO₂
+….

KOH

+
K₂MnO₄
+……

При кипячении серы
с сульфитом натрия образуется новая
соль

Na₂SO₃
+ S
Na₂S₂O₃
— тиосульфат
натрия
(антихлор).

Отличие в структурной
формуле тиосерной кислоты от серной:

Тиосульфат натрия
– восстановитель:

S₂O₃^2–
+ H₂O
– 2ē = S
+ SO₄^2–
+2H⁺,

взаимодействует
с галогенами:

Na₂S₂O₃
+ Cl₂
+ H₂O
= Na₂SO₄
+ S
+ 2HCl, но

2Na₂S₂O₃
+ I₂
= Na₂S₄O₆
+ 2NaI

тетратионат
натрия

Серная кислота
— H₂SO₄.
Получают ее по схеме:

1. S
+ O₂
= SO₂

2. 2SO₂
+ O₂2SO₃

3. SO₃
+ H₂O
= H₂SO₄
(ΔH= – 79,5КДж)

Действие H₂SO₄
на металлы и неметаллы.

H₂SO₄,
HCl и
др.+
(Fe, Co, Ni, Cr) = Me²⁺
+ Н₂

разбавленные

HNO₃,
H₂SO₄
, HCl + (Fe, Cr) = Me³⁺

разб.,конц.
конц.,tº
конц.

Примеры:

Cu + 2H₂SO₄
(конц,
tº)
= CuSO₄
+ SO₂
+ 2H₂O

Hg – “
– “ – “ → HgSO₄
+ “ – “ – “–

Ag – “
– “ – “ → Ag₂SO₄
+ “ – “ – “–

C +
2H₂SO₄(конц.)
= CO₂
+ 2SO₂
+ 2H₂O

S +
2H₂SO₄(конц.)
= 3SO₂
+ 2H₂O

Промышленное
получение H₂SO₄
.
Сырьем для получения серной кислоты
служит пирит (FeS₂),
который при обжиге в печах дает оксид
серы (SO₂),
из которого далее по одному из методов
(контактному или нитрозному) получают
серную кислоту.

4FeS₂
+ 11O₂
= 2Fe₂O₃
+ 8SO₂

1.Контактный метод.
По этому методу SO₂
после очистки, осушки поступает в
контактный аппарат, где в присутствии
катализатора и при нагревании окисляется
до SO₃
:

2SO₂
+ O₂2SO₃

Pt

SO₃
поступает в поглотительную башню, где
растворяется в Н₂SO₄
(концентрированной), превращаясь в
олеум:

n SO₂
+ H₂SO₄
(конц.)
= (H₂SO₄·n
SO₂)

олеум

2. Нитрозный метод
– окисление SO₂
в SO₃
происходит с помощью оксидов азота:

а)
SO₂
+ H₂O
+ NO₂
= H₂SO₄
+ NO

б)
2NO + O₂
= 2NO₂

Олеум:

x
H₂SO₄
∙y SO₃

x
= y
= 1: H₂S₂O₇
— пиросерная
кислота, соли — пиросульфаты

O
O

║ ║

H–O–S–O–S–O–H

║ ║

O O

H₂S₂O₈
– надсерная (пероксодвусерная) кислота,
ее соли — персульфаты
являются сильными окислителями:

O
O

║ ║

H–O–S–O–O–S–O–H
( S₂O₈^2–
+ 2ē = 2SO₄^2–)

║ ║

O
O

Надсерная кислота
(бесцветные гигроскопические кристаллы),
обугливает бумагу, сахар, парафин,
Получают электролизом концентрированного
гидросульфата KHSO₄

Электролиз:

– (Kатод)
2HOH
+2ē = H₂
+2OH^–
+ (Aнод)
2HSO₄‾
–2ē = H₂S₂O₈

2K⁺

Без
диафрагмы:
2KOH + H₂S₂O₈
= K₂S₂O₈
+ 2H₂O

персульфат калия

Персульфаты сильные
окислители:

5K₂S₂O₈
+ 2MnSO₄
+ 8H₂O
= 2HMnO₄
+ 5K₂SO₄
+ 7H₂SO₄

2
Mn²⁺
+ 4H₂O
– 5ē = MnO₄‾
+ 8H⁺

5
S₂O₈^2–
+ 2ē = 2SO₄^2–

Cr₂(SO₄)₃
+3(NH₄)₂S₂O₈
+7H₂O
= (NH₄)₂Cr₂O₇
+2(NH₄)₂SO₄+7H₂SO₄

1

2Cr³⁺
+ 7H₂O
–6ē = Cr₂O₇^2–+
14H⁺

3

S₂O₈^2–
+
2ē = 2SO₄^2–

При взаимодействии
H₂S₂O₈
с концентрированным раствором H₂O₂
образуется одноосновная мононадсерная
кислота H₂SO₅:

H₂S₂O₈
+ H₂O₂
= 2H₂SO₅

H₂SO₅
— сильнейший окислитель. При контакте
с органическими соединениями (бензол
и др.) происходит взрыв.

Кроме надкислот
серы известны также пероксиды серы :
SO₄,
S₂O₇

S

O
O
O
O

  ║
║

O 
O S ─O─O─S
S₂O₇




SO₄
O
─ O
─ O

Подгруппа серы, сеная кислота

Просмотр содержимого презентации

«Сера и её соединения»

ПОДГРУППА СЕРЫ

План урока:

1. Характеристика подгруппы серы.

2. Физические свойства серы.

3. Аллотропные видоизменения серы.

4. Химические свойства серы.

5. Применение серы.

Цель урока: Дать понятие о положении серы в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева, продолжать учить составлять уравнения химических реакций, определять их тип, называть полученные соединения. Учить умению работать самостоятельно и в коллективе, выделять главное, сравнивать , делать выводы

Знать : Положение неметаллов в периодической системе. Особенности строения атомов неметаллов. Основные закономерности изменения состава и свойств: а) простых веществ неметаллов б) состава водородных соединений неметаллов в) состава высших оксидов и соответствующих кислородсодержащих кислот, образованных элементами, одного периода и одной группы главной подгруппы

УМЕТ Ь: Записывать формулы простых веществ неметаллов Записывать формулы водородных соединений неметаллов по положению элемента в ПС.. Составлять уравнения реакций: 1. характеризующих генетическую связь неметаллов: простое вещество—оксид кислородсодержащая кислота— соль 2. сероводорода из простых веществ

Характеристика подгруппы серы.

Характеристика подгруппы серы.

Определите в каком приведенном ниже примере изображено заполнение электронов для атома серы

Характеристика подгруппы серы

Сера может иметь валентность: Ⅱ , Ⅳ , Ⅵ .

Объясните в каких случаях и за счет чего?

Аллотропные модификации серы

Физические свойства серы

На столах выдан кусочек серы опишите его физические свойства по плану:

• Цвет
• Агрегатное состояние вещества
• Запах
• Растворимость (флотация)
• Ядовито или не ядовито вещество.
• Металл или неметалл

Химические свойства серы

Химические свойства серы

Предположите в какие реакции может вступать сера.

Алгоритм к действию :

• Помните что сера может проявлять валентность Ⅱ , Ⅳ , Ⅵ
• Так как сера не металл, то в какие реакции будет вступать, с какими соединениями?
• С металлами будет проявлять валентность равную ?
• С неметаллами валентность равную?

Напишите соответствующие уравнения реакций, назовите вещества, укажите класс соединений

( где это возможно), тип химической связи.

Горение серы в селитре

Химические свойства серы

Проверьте свои предположения :

• S+O 2 → SO 2
• S+ 2 Na → Na 2 S сульфид натрия
• S + Mg → MgS сульфид магния
• 3 S+ 2 Al → Al 2 S 3 сульфид алюминия
• S + H 2 → H 2 S сероводород
• 2 S + C→ CS 2 сероуглерод

Применение серы

Получение

пороха

В с/х для

борьбы с

вредителями

Краски

Сера

Производство

серной кислоты

Для

дезинфекции

Резина

Спички

Медицине:

Для лечения кожных

заболеваний

Итоги урока:

• 1. задание на дом: § 21 стр. 99 №3
• Творческое задание почему процесс обеззараживания помещений от пролитой ртути называется демеркуризацией?
• Какими свойствами обладают

Просмотр содержимого презентации

«Серная кислота»

Серная кислота и её соли

Цель урока : углубить понятие о кислотах на

примере серной кислоты, продолжать учить

составлять уравнения химических реакций,

определять их тип, называть полученные

соединения.

Учить умению работать самостоятельно и в коллективе, выделять главное, сравнивать , делать выводы.

Знать : состав и свойства серной кислоты :

а) физические б) химические в) состава высших оксидов и соответствующих кислородсодержащих кислот,

УМЕТ Ь: Составлять уравнения реакций:

1. характеризующих химические свойства кислородсодержащих кислот, называть полученные вещества, определять классы соединений, тип связи.

План урока

Физические свойства серной кислоты

Структурная формула серной кислоты

Химические свойства серной кислоты

Получение серной кислоты

Применение серной кислоты

Физические свойства серной кислоты Структурная формула серной кислоты

• Серная кислота – бесцветная , маслянистая,

тяжелая жидкость. Обладает сильным

водоотнимающим свойством (гигроскопичностью)

Давайте вспомним технику безопасности при

работе с кислотами

при попадании кислоты на кожу

промыть под большим потоком

воды, нейтрализовать раствором

соды

NaOH

Cu(OH) 2

CuO

BaCl 2

Na 2 CO 3

Na 2 SiO 3

cu

Химические свойства серной кислоты

• Перечислите с какими классами соединений реагируют все кислоты:
• Составьте уравнения реакций по предложенной схеме:

Zn

H 2 SO 4

Качественная реакция на сульфат ионы

Взаимодействие серной кислоты с медью

Получение серной кислоты

• Стадия 4 FeS 2 +11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2
• Стадия 2SO 2 + O 2 →2S O 3
• Стадия S O 3 + H 2 O → H 2 SO 4

( показ анимации производства серной кислоты)

Производство серной кислоты

• Получение серной кислоты. Часть 1.swf
• Получение серной кислоты. Часть 2.swf
• Получение серной кислоты. Часть 3.swf

Применение серной кислоты

VI группа главная подгруппа периодической таблицы Менделеева (кислород, сера)

К элементам главной подгруппы VI группы периодической таблицы Менделеева относятся:

• Кислород O
• Сера S
• Селен  Se
• Теллур  Te
• Полоний Po

Общая характеристика элементов 6 группы главной подгруппы

От O к Po (сверху вниз в
периодической таблице)

Увеличивается

• атомного радиуса,
• металлических, основных,
  восстановительных свойств,

Уменьшается

• электроотрицательность,
• энергия ионизация,
• сродство к электрону.

Электронные конфигурации
у данных элементов схожи, все они содержат 6 электронов на внешнем слое ns²np⁴:

O – 2s² 2p⁴;

S – 3s²3p⁴;

Se – 4s² 4p⁴;

Te – 5s² 5p⁴;

Po – 6s² 6p⁴

Электронное строение кислорода и серы

Нахождение в природе кислорода и серы

Кислород занимает первое место среди элементов по
распространенности в земной коре. Содержится
он главным образом в силикатах и составляет около 47 % массы твёрдой земной
коры. В больших количествах связанного кислорода содержится в воде — 85,82 % по
массе. Также кислород содержится более, чем в 1500 соединений земной коры. В атмосфере доля свободного кислорода
составляет 20,95 % по объёму и 23,10 % по массе.

Сера встречается в виде самородной серы, сульфатов (CaSO₄∙2H₂O, CaSO₄∙H₂O, Na₂SO₄∙10H₂O, MgSO₄∙7H₂O), сульфидов (FeS₂, CuS, CuFeS₂, PbS, ZnS, HgS) и в промышленных газах.

Самородная сера встречается в местах
вулканической активности совместно с сернистыми фумаролами и сернистыми водами
(с содержанием > 25 %).

Аллотропные модификации серы

Кислород

Способы получения кислорода

В
природе

Кислород образуется в процессе фотосинтеза:

mCО₂ + nH₂O → mO₂ + Сm(H₂O)n

Промышленный способ

• Разделение жидкого воздуха на О₂ и N₂ (ректификация);

2H₂O → 2Н₂↑ + О₂↑

Лабораторный
способ

• термическое окислительно-восстановительное разложение солей:

2КСlO₃ = 3О₂↑ + 2KCI

2КМпO₄ = О₂↑ + МпО₂ + К₂МпО₄↑

2KNO₃ = О₂↑ + 2KNО₂

2Cu(NO₃)O₂ = О₂↑ + 4NО₂↑ + 2CuO

2AgNO₃ = О₂↑ + 2NО₂↑ +2Ag

2H₂O₂ = 2H₂O + O₂ (kt — MnO₂)

2HgO = 2Hg + O₂

• Для автономного дыхания кислород получают в герметически замкнутых помещениях и в аппаратах при помощи реакции:

2Na₂O₂ + 2СO₂ = О₂↑ + 2Na₂CO₃

Физические свойства кислорода

При обычных условиях молекулярный кислород O₂ – это малорастворимый в воде газ без цвета, запаха
и вкуса.

При сильном охлаждении под давлением переходит в бледно — голубую жидкость с Т_кип = — 183°С. При Т = -219°С образует сине — голубые кристаллы.

Химические свойства кислорода

Кислород — сильный окислитель, уступающий по химической активности только фтору.

Вступает во
взаимодействия со всеми элементами, кроме инертных газов (Не, Ne и Аг). Со
многими простыми веществами реагирует непосредственно при обычных условиях или
при нагревании или в присутствии катализаторов (кроме Au, Pt, Hal₂, благородные газы).

Большинство реакций с участием О₂ экзотермичны, часто часто сопровождаются горением, иногда — взрывом.

Взаимодействие с простыми веществами

С металлами

• Кислород взаимодействует с металлами, с образованием оксидов металлов:

Me + О₂ = Ме_xO_y оксиды

4Li + О₂ = 2Li₂O оксид лития

2Na + О₂ = Na₂О₂ пероксид натрия

К + О₂ = КО₂ супероксид калия

• С железом образуется смесь оксидов:

3Fe + 2O₂ =
Fe₃O₄ (Fe₂O₃*FeO)

• С марганцем образуется диоксид марганца:

Mn + O₂ = MnO₂

С неметаллами

При
взаимодействии с неметаллами (кроме фтора и инертных газов) образуются оксиды,
со степенью окисления кислорода – 2:

Si + O₂ = SiO₂ (t=400-500⁰С)

С + О_2(изб) = СО₂; С + О_2(нед) =
СО

N₂ +О₂ = 2NO — Q

S + О₂ = SО₂;

4Р + 5О₂ = 2Р₂О₅

Окисление сложных веществ

Горение сульфидов

4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂

Горение водородных соединений

4HI + О₂ = 2I₂ + 2Н₂O

2H₂S + 3O₂ = 2SO₂ +
2H₂O

CH₄ +
2O₂ = CO₂ + 2H₂O

Окисление
оксидов

Кислород окисляет
входящие в оксид элементы до более высокой степени окисления:

4FeO + О₂ = 2Fe₂О₃

2SО₂ + О₂ = 2SО₃

4NО₂ + О₂ + 2H₂O = 4HNО₃

Окисление гидроксидов и солей

Окисление гидроксидов и солей в водных растворах происходит, если исходное вещество неустойчиво на воздухе:

2HNO₂ + O₂ = 2HNO₃

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O
= 4Fe(OH)₃

Окисление аммиака

В отсутствие катализатора при окислении аммиака кислородом образуется азот, а в присутствии катализатора — оксида азота(II):

4NH₃ + 3О₂ =2N₂ + 6Н₂O

4NH₃ + 5О₂ = 4NO + 6Н₂O

Окисление
фосфина

На
воздухе самопроизвольно воспламеняется:

2PH₃ + 4О₂ = P₂О₅ + 3Н₂O

Окисление
силана

На воздухе он самовоспламеняется (часто
со взрывом) с образованием SiO₂ и H₂O:

SiH₄ + 2О₂ = SiО₂ + 2Н₂O

Окисление органических веществ

C_xH_y + О₂ = CО₂ + Н₂O

Продукты
окисления различных элементов, входящих в молекулы органических соединений:

С → CO₂

Н → Н₂O

Hal → Hal₂

N → N₂

P → P₂O₅

S → SO₂

Например:

2C₂H₅ + 4О₂ = 4CО₂ + 5Н₂O

C₂H₅Сl + 3О₂ = 2CО₂ + 2Н₂O + HCl

2C₂H₅NH₂ + 8,5О₂ = 4CО₂ + 7Н₂O + N₂

Кроме горения возможны также реакции неполного окисления:

СН₃-СН₂-СН₂-СН₃ + 3O₂ → 2СН₃-СOOH + 2H₂O

• каталитическое окисление алкенов, с образованием окиси этилена:

• окисление первичных спиртов до альдегидов, вторичных – до кетонов:

• окисление альдегидов до кислот:

Сера

Способы получения серы

Промышленный способ

• Извлечение самородной серы из ее месторождений или
  вулканов
• Получение серы из серной руды с помощью пароводяного,
  фильтрационного, термического, центрифугального и экстракционного методов.
• Переработка природных газов, содержащих H₂S и их окисление при недостатке О₂.

Лабораторный
способ

• Взаимодействие SО₂ и H₂S в водном растворе:

SО₂ + 2H₂S = 3S↓ + 2H₂О

• Неполное окисление сероводорода:

2H₂S + SO₂ → 3S + 2H₂O

Физические свойства серы

Сера — твердое хрупкое
вещество желтого цвета. Не смачивается водой и практически нерастворимо в ней.
Имеет несколько аллотропных модификаций. См. аллотропные модификации серы.

Химические свойства серы

При
обычных температуре и давлении химическая активность серы небольшая. При
нагревании сера довольно активна, и проявляет свойства как окислителя, так и восстановителя.

Свойства окислителя сера проявляет при взаимодействии с элементами, расположенными ниже и левее в Периодической системе, а свойства восстановителя — с элементами, расположенными выше и правее в Периодической системе.

Непосредственно сера не взаимодействует с азотом и йодом.

Взаимодействие с простыми веществами

С
кислородом

Горение серы на воздухе с образованием оксида серы (IV):

S + O₂ → SO₂

В присутствии
катализаторов:

2S + 3O₂ = 2SO₃

С водородом

С водородом сера вступает
в реакцию при нагревании, образуя сероводород:

S + H₂ → H₂S

С
галогенами

При
взаимодействии со всеми галогенами, кроме йода образуются галогениды:

S + Cl₂ → SCl₂ (S₂Cl₂)

S + 3F₂ → SF₆

С
фосфором

Взаимодействие серы с фосфором приводит к образованию сульфидов фосфора

2P + 3S → P₂S₃

2P + 5S → P₂S₅

С углеродом

В реакции серы с углеродом образуется сероуглерод:

2S + C → CS₂

С металлами

При
взаимодействии с металлами сера выступает
в качестве окислителя, образуя сульфиды.

Щелочные металлы реагируют с серой без нагревания, остальные металлы (кроме золота Au и платины Pt) –при нагревании:

S + Fe → FeS

S + Hg → HgS

3S + 2Al → Al₂S₃

S + Сu = CuS

S + 2Ag = Ag₂S

Взаимодействие со сложными веществами

С водой

Сера вступает в реакцию диспропорционирования
с перегретым паром:

S + H₂O _(пар) → 2H₂S + SO₂

С окислителями

В реакциях с окислителями сера окисляется до оксида серы (IV) SO₂ или до серной кислоты H₂SO₄ при протекании реакции в растворе:

S + 2HNO₃(_разб.) = H₂SO₄ + 2NO↑

S + 6HNO₃(_конц.)  → H₂SO₄ + 6NO₂↑ + 2H₂O

S + 2H₂SO₄(_конц.)_{→ 3SO2↑ + 2H2O}

S + 2KClO₃ → 3SO₂↑ + 2KCl

S + К₂Сr₂O₇ = Сr₂O₃ + K₂SO₄

S + Na₂SO₃ → Na₂S₂O₃

С щелочами

При взаимодействии с щелочами сера диспропорционирует до сульфита и сульфида:

S + NaOH → Na₂SO₃ + Na₂S + H₂O

Конспект по химии «подгруппа кислорода. сера » (9класс)

«Подгруппа кислорода. Сера.»

Цель : изучить особенности строения атома серы в основном и возбужденном состоянии, аллотропные модификации серы, основные свойства серы и области её применения

Задачи :

1. Образовательная – изучить особенности строения атома серы в основном и возбужденном состоянии, аллотропные модификации серы, физические и химические свойства: взаимодействие с активными металлами, неметаллами, окислительно- восстановительные свойства.

2. Развивающая – развивать у учащихся умения работать с дополнительной литературой при подготовке к уроку, проводить эксперимент, наблюдать за результатами, делать выводы.

3. Воспитательная – формировать у учащихся

-взгляды и убеждения, соответствующие здоровому образу жизни, потребности в труде, познании, творчестве;

-чувство ответственности, умения работать в коллективе, отстаивать свое мнение и уважать мнение других.

Ход урока.

Проверка знаний

Учитель:На прощлом уроке мы начали изучение VI группы главной подгруппы ПСХЭ(подгруппы кислорода).

Какие элементы входят в состав VI-А подгруппы?

O, S, Se, Te, Po

Что общего и в чем различие в строении атомов элементов VI-А подгруппы?

Учащиеся на доске изображают особенности строения атомов элементов VI-А подгруппы и отмечают сходство и различие в строении атомов элементов

Общее: количество электронов на внешнем энергетическом уровне

Различие: число энергетических уровней

Каким образом изменяются свойства элементов в группе сверху вниз?

Объясните причины

Металлические свойства увеличиваются, неметаллические свойсва уменьшаются, т. к. радиус атома возрастает, энергия связи электронов внешнего энергетического уровня с ядром уменьшается, следовательно, они слабее удерживаются ядром и легче отщепляются.

Изучение нового материала

На прошлом уроке мы изучали особенности строения и свойства кислорода, темой нашего сегодняшнего урока будет Сера.

Сера была известна народам с глубокой древности. Свое название она получила от санкритского слова «сира»- светло- желтый.

Сера применялась в Древнем Египте- уже за 2 тыс. лет до н. э.- для приготовления красок, косметических средств, для беления тканей;

в Древнем Риме- для лечения кожных заболеваний; в Древней Греции серу сжигали для дезинфекции вещей и воздуха в помещениях.

средние века у алхимиков сера была выражением одного из «основных начал природы» и благодаря её горючести обязательной составной частью «философского камня».

В Ветхом завете также упоминается сера: на расплавленной сере сжигали грешников. Запах горящей серы олицетворяет запах ада.

Запишем строение атома серы

S 2 8 6 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴3d⁰

Составьте схему расположения электронов на энергетических уровнях?

Имея 2 свободных электрона на внешнем энергетическом уровне, сера в обычном состоянии 2-хвалентна и проявляет степень окисления-2.

В кислородных соединениях сера может проявлять валентность IV и VI и степени окисления +4 и +6

Объясните причину, основываясь на особенностях строения атома серы?

При переходе в возбужденное состояние электроны распариваются и сера оказывается способной проявлять степени окисления +4 и +6

В природе сера встречается в 3-х формах:

Самородная:

Вулканическая сера образуется при извержении вулканов, содержит примеси, требует тщательной очистки.

2H₂S+ SO₂ 3S + 2H₂O

Комовую серу получают из сульфидов.

Серный цвет— порошок желтого цвета, применяют для экспериментов.

Черенковая сера- самая чистая

Сульфидная:

PbS- свинцовый блеск

Cu₂S- медный блеск

ZnS- цинковая обманка

HgS- киноварь

H₂S- сероводород( в природном газе- яд!; в минеральных источниках- лечебное средство от заболеваний кожи). Уникальное месторождение сероводорода- вода Черного моря.

Сульфатная:

Глауберова соль(Na₂SO₄ * 10H₂O)- сильное слабительное средство

Гипс(CaSO₄ * 2H₂O)

Горькая соль(MgSO₄ * 7H₂O)

На прошлом уроке мы отмечали особенности аллотропных соединений кислорода.

Вспомним определение аллотропии?

Аллотропия- способность атомов одного элемента образовывать несколько простых веществ.

Какие аллотропные модификации кислорода вам известны?

Кислород О₂ и озон О₃

Для серы также характерны аллотропные модификации.

3 группа учащихся проводит эксперимент получения пластической серы.

По ходу эксперимента идет комментарий ученика:

Наиболее устойчива модификация, известная под названием ромбической серы( S₈)

При нагревании происходит образование пластической серы- вязкого вещества темно- коричневого цвета.

В средние века пластическую серу использовали в качестве зубной пасты для дезинфекции полости рта.

По мере остывания пластическая сера будет опять переходить в ромбическую.

Рассмотрим основные свойства серы?

Физические свойства: твердое кристаллическое вещество желтого цвета, не проводит тепло и электрический ток, не растворяется в воде.

Учащийся проводит эксперимент, подтверждающий несмачиваемость серы водой( порошок серы насыпать в стакан с водой).

Сера- типичный химически активный неметалл, взаимодействующий с металлами, неметаллами, сложными веществами.

4 группа учащихся составляет уравнения соответствующих реакций, используя электронный баланс, уравнивают.

2Na⁰ +S⁰ = Na₂S^-2

Na⁰ -1e^— = Na⁺¹ 2 в-ль

S⁰ + 2e^— = S^-2 2 1 о-ль

H₂⁰ + S⁰ = H₂S^-2

H₂⁰ -1e^— *2 = 2H⁺¹ 1 в-ль

S⁰ + 2e^— = S^-2 2 1 о-ль

S⁰ + O₂⁰ = SO₂

S⁰ — 4e^— = S⁺⁴ 4 1 в-ль

O₂⁰ +2e^— *2 =2O^-2 1 о-ль

Какие свойства- окислительные или восстановительные- наиболее характерны для серы- простого вещества?

И окислительные, и восстановительные.

5 группа учащихся рассказывает об областях применения серы.

Применение серы описано еще в романе А. Дюма « Граф Монте-Кристо». Герой романа аббат Фариа притворился, что у него кожная болезнь, и ему дали для лечения серу, которую предприимчивый аббат использовал для изготовления пороха.

Основные составные компоненты пороха( «греческого огня»): сера, калийная селитра, уголь. С его помощью еще в 670г. защитники Константинополя сожгли арабский флот.

В настоящее время серу используют в производстве спичек, бумаги, резины, красок, взрывчатых веществ, лекарственных препаратов, пластмассы, серной кислоты, «сусального золота» SnS₂ –для покрытия куполов церквей, золочения украшений дворцов и скульптур, в сельском хозяйстве- для борьбы с вредителями.

Домашнее задание.

§17. упр 3, 4, 6 творческое задание придумать сказку о сере

Химия — Главная подгруппа VI группы. Халькогены (рудообразующие).

В эту группу входят: O ( кислород), S (сера), Se( селен), Te ( теллур).
На внешнем энергетическом уровне не хватает 2 электронов и равен номеру группы.(6)
Сверху вниз Окислительно- Восстановительные свойства уменьшаются, за счёт увеличения атомов.
 
O+8 ) 2 )6  1s2 2s2 2p4.
Кислород всегда имеет степень окисления -2.
Исключения составляет: h3O2, где он имеет заряд «-» и F2O, где «+2»
Сера может переходить в возбуждённое состояние.

Кислород  O2
Это очень распространённый химический элемент.
В воздухе его содержится до 21%.
В земной каре до 47%.
Существует в виде 2х аллотропных изменениях: кислород  O2 и
O3- озон
— Это бесцветный газ, без вкуса и запаха, хорошо растворяется в воде.
Способы получения кислорода:
) при нагревании бертолетовой соли
) в промышленности кислород получают из жжиженного воздуха.

Химические свойства:
Сильнейший окислитель
Может окислят  и   металлы и не металлы, при этих реакциях образуются оксиды.
Реакции горения,
В металлургической промышленности применяются для облигациям руд
Для кислородных масок в медицине.

Сера.
Встречается в природе в виде 3х аллотропных изменениях.
1) ромбическая сера.
Она образована яркожелтыми пластами. 
2) Моноклинная сера
такой 8 угольник
3) пластическая сера
Такой зигзаг, который может продолжаться до бесконечности.
Из неё можно сделать резину.

Нахождении серы в природе:
В связанном состоянии и в свободном состоянии в виде ромбической серы.

Химические свойства S:
При взаимодействии с водородом и Металлами, она является окислителем.

С кислородом С.О =-4

Соединение серы:
h3S- сероводород
— бесцветный газ, с очень неприятным запахом, туалет яйца.
Сероводород растворим в воде и образует сероводородную кислоту.
Это очень слабая двух основная кислота.

Сера образует два ряда солей.
NaS, CuS- сульфиды
NaHS, Cu(HS2)- гидросульфиды.

Соли сероводородной кислоты подвергается гидролизу.

Кислородные соединения серы.

Образуют оксиды
Сернистый газ
Получают оксид серы обжигом пирита( FeS2)
Соли сернистой кислоты называют сульфиТы   
Все соли подвергаются гидролизу.

SO3- Это серный ангидрид. Это тяжёлая  жидкость. Хорошо растворима в воде с образованием серной кислоты.
Но на самом деле серный ангидрид растворяют не в воде а в концентрированной серной кислоте, и таким образом получают олеум.

Серная кислота!
Производство:
Идёт в три этапа:

Обжигом пирита

Горение So2

И взаимодействие с водой, полученных веществ.

h3SO4-сильная кислота, окислитель сильный, С.О= +6

Разбавлиная и концентрированной ведут себя, как разные вещества.
1. Разбавлиная ведёт себя как обычные кислоты, реагирует с металлами, которые стоят в ряду напряжения до водорода, при этом как и все обычные кислоты востанавливает водород до простого вещества.

2. Концентрированная.
Это Сильнейший окислитель вступает во взаимодействие со всеми металлами за исключением благородных.
При этом возстанавливая серу серной кислоты в зависимости от активности металла.
Также окислят и не металлы возстанавливая серу до +4

Соли серной кислоты зовётся сульфатами и гидросульфатами.

Качественными реакция ми на сульфит Антон является взаимодействия   с растворимыми солями Ва.   

Большинство сульфатов являются ядовитыми
Не ядовитые- Baso4- при рентгеноскопии  полостных органов.
Caso4- гипс
 

Физические и химические свойства серы. Оксиды серы

Билет № 16

1. Сера: положение этого химического элемента в периодической системе, строение его атома. Физические и химические свойства серы. Оксиды серы, их химические свойства

Положение в периодической системе: сера находится в 3 периоде, VI группе, главной (А) подгруппе.

Атомный номер серы 16, следовательно, заряд ядра атома серы равен +16, число электронов 16. Три электронных уровня (равно периоду), на внешнем уровне 6 электронов (равно номеру группы для главных подгрупп).

Схема расположения электронов по уровням:
₁₆S ) ) )
       ^{2 8 6}

Ядро атома серы ³²S содержит 16 протонов (равно заряду ядра) и 16 нейтронов (атомная масса минус число протонов: 32 − 16 = 16).

Сера как простое вещество образует аллотропные модификации: кристаллическая сера и пластическая.

Кристаллическая сера — твердое вещество желтого цвета, хрупкое, легкоплавкое (температура плавления 112° С), нерастворима в воде. Сера и многие руды, содержащие серу, не смачиваются водой. Поэтому порошок серы может плавать на поверхности, хотя сера тяжелее воды (плотность 2 г/см³).

На этом основан метод обогащения руд под названием флотация: измельченная руда погружается в емкость с водой, через которую продувается воздух. Частички  полезной руды подхватываются пузырьками воздуха и выносятся наверх, а пустая порода (например, песок) оседает на дно.

Пластическая сера темного цвета и способна растягиваться, как резина.

Это отличие в свойствах связано со строением молекул: кристаллическая сера состоит из кольцевых молекул, содержащих 8 атомов серы, а в пластической сере атомы соединены в длинные цепи. Пластическую серу можно получить, если нагреть серу до кипения и вылить в холодную воду.

В уравнениях для простоты записывают серу без указания числа атомов в молекуле: S.

Химические свойства:

1. В реакциях с восстановителями: металлами, водородом, — сера проявляет себя как окислитель (степень окисления −2,валентность II). При нагревании порошков серы и железа образуется сульфид железа:
   Fe + S = FeS
   Со ртутью, натрием порошок серы реагирует при комнатной температуре:
   Hg + S = HgS
2. При пропускании водорода через расплавленную серу образуется сероводород:
   H₂ + S = H₂S
3. В реакциях с сильными окислителями сера окисляется. Так, сера горит, образуется оксид серы (IV) — серни́стый газ:
   S + O₂ = SO₂

Оксид серы (IV) — кислотный оксид. Реагирует с водой с образованием серни́стой кислоты:

SO₂ + H₂O = H₂SO₃

Эта реакция происходит в атмосфере при сжигании каменного угля, который обычно содержит примеси серы. В результате выпадают кислотные дожди, поэтому очень важно подвергать очистке дымовые газы котельных.

В присутствии катализаторов оксид серы (IV) окисляется до оксида серы (VI):

2SO₂ + O₂ 2SO₃ (реакция обратима)

Оксид серы (VI) реагирует с водой с образованием серной кислоты:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

SO₃ — бесцветная жидкость, кристаллизуется при 17° С, переходит в газообразное состояние при 45° С

2. Опыт. Проведение реакций, подтверждающих свойства гидроксида кальция.

1. Гидроксид кальция (гашеная известь) — малорастворимое вещество. Взбалтываем немного извести в 2 мл воды (около 2 см по высоте пробирки), даем постоять несколько минут. Большая часть извести не растворится, осядет на дно.
2. Сливаем раствор, фильтруем (если нет фильтра, ждем пока отстоится). Прозрачный раствор гидроксида кальция называется известковой водой. Делим на 2 пробирки. В одну капаем индикатор фенолфталеин (ф-ф), он окрашивается в малиновый цвет, что доказывает осно́вные свойства извести:
   Ca(OH)₂ Ca²⁺ + 2OH⁻
3. Во вторую пробирку пропускаем углекислый газ, известковая вода мутнеет в результате образования нерастворимого карбоната кальция (это качественная реакция для обнаружения углекислого газа):
   Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O

Если придется делать эти реакции на практике, углекислый газ можно получить в пробирке с газоотводной трубкой, добавив соляную или
азотную кислоту в мел или соду.

Можно несколько раз пропустить выдыхаемый воздух через трубочку от коктейля или сока, принесенную с собой. Не стоит шокировать комиссию — дуть в трубку из лабораторного оборудования — в кабинете химии ничего нельзя пробовать на вкус!

автор: Владимир Соколов

Сера — Информация об элементе, свойства и использование

Расшифровка:

Химия в ее элементе: сера

(Promo)

Вы слушаете Химию в ее элементе, представленную вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Крис Смит

Привет, на этой неделе вонючие отложения, скунсы и запах ада.Все они начинаются с буквы S, как и элемент этой недели. Вот Стив Майлон.

Стив Майлон

«Как пахло?» Это был единственный вопрос, который мне нужно было задать своему коллеге-геологу об отложениях, которые она пыталась понять. Запах осадка многое говорит о химическом составе, лежащем в основе. Густые черные бескислородные отложения могут сопровождаться гнилостным запахом, характерным только для восстановленной серы.

Может быть, поэтому сера имеет такую ​​плохую репутацию.Мой сын полгода не ел яйца, когда почувствовал запах своего первого тухлого яйца. В Библии кажется, что всякий раз, когда что-то плохое случается или вот-вот должно произойти, горящая сера изображена на картинке:

Например,

В Бытие мы слышим: «Господь пролил дождем горящую серу на Содом и Гоморру»

И в Откровении мы читаем, что грешники найдут свое место в огненном озере из горящей серы ».

Странно то, что в обоих случаях мы не должны ожидать появления чего-либо пахнущего.Когда сера горит на воздухе, она обычно образует диоксид серы или триоксид серы, последний из которых не имеет запаха [исправлено из аудиофайла подкаста, в котором говорится, что диоксид серы не имеет запаха]. Эти соединения могут далее окисляться и выпадать в виде серной или сернистой кислоты. Это механизм кислотных дождей, которые опустошили леса на северо-востоке Соединенных Штатов, поскольку богатые серой угли сжигаются для выработки электроэнергии в штатах Среднего Запада и уносятся на восток преобладающими ветрами, когда серная кислота выпадает, вызывая всевозможные экологические проблемы.

Кроме того, сочетание горящего угля и тумана создает смог во многих промышленных городах, вызывая респираторные заболевания у местных жителей. Здесь также виноваты диоксид серы и серная кислота. Но опять же, с этой формой серы не связано никакого запаха.

Так что, если говорят, что ад или дьявол «пахнет серой», может быть, это не так уж и плохо.

Но уменьшите серу, отдав ей пару электронов, и ее запах будет безошибочным. Требование восстановления серы до сульфида явно потеряно при переводе.

Ад, пахнущий сероводородом или любым другим количеством сероорганических соединений, совсем не будет хорошим местом. Органические сульфидные соединения, известные как тиолы или меркаптаны, настолько плохо пахнут, что их обычно добавляют в природный газ без запаха в очень небольших количествах, чтобы служить «сигнализатором запаха» в случае утечки в трубопроводе природного газа. Скунсы используют неприятный запах бутил-селеномеркаптана как средство защиты от врагов. И лично для меня наихудшая химия происходит, когда пониженная сера придает неприятный (вонючий) привкус бутылкам с вином или пивом.-привязанный, чтобы испортить приятную ночь в городе или послеобеденное время в местном пабе.

Итак, откуда берется «запах ада» в бескислородных отложениях. Интересно, что некоторые бактерии эволюционировали, чтобы использовать окисленную серу, сульфат, в качестве акцептора электронов во время дыхания. Подобно тому, как люди превращают элементарный кислород в воду, эти бактерии восстанавливают сульфат до сероводорода — они явно не обращают внимания на запах.

Запах — не единственный интересный химический состав, который сопровождает восстановленную серу.Глубокий черный цвет, связанный с бескислородными отложениями, является результатом низкой растворимости большинства сульфидов металлов. Восстановление сульфата до сульфида обычно сопровождает осаждение пирита (сульфида железа), киновари (сульфида ртути), галенита (сульфида свинца) и многих других минералов. 12) серы.DMS окисляется до SO2 и, наконец, до частиц серной кислоты, которые могут действовать как ядра конденсации облаков, образуя облака, которые имеют общий охлаждающий эффект для планеты.

Представьте себе более высокие температуры, за которыми следует более высокая биологическая активность, приводящая к большему выбросу DMS в атмосферу. Образовавшееся облако может охладить нагреющуюся планету. Это похоже на то, как планктон раскрывает зонт, частично состоящий из серы. Из символа проклятия в спасителя … что за поворот !!.

Крис Смит

Стив Майлон нюхает вонючую историю Sulphur. К счастью, элемент на следующей неделе намного менее пахучий.

Джон Эмсли

История его открытия началась, когда Рэлей обнаружил, что азот, извлеченный из воздуха, имеет более высокую плотность, чем полученный при разложении аммиака. Разница была небольшой, но реальной. Рамзи написал Рэли, предлагая поискать более тяжелый газ в азоте, полученном из воздуха, в то время как Рэли должен искать более легкий газ из аммиака.Рамзи удалил весь азот из своего образца, многократно пропуская его над нагретым магнием. Ему оставили один процент, который не вступил в реакцию, и он обнаружил, что он плотнее азота. В его атомном спектре появились новые красные и зеленые линии, подтверждающие, что это новый элемент.

Крис Смит

И этот новый элемент был аргоном, прозванным ленивым элементом, потому что первоначально ученые думали, что он ни с чем не будет реагировать. Теперь мы знаем, что это неправда, и Джон Эмсли будет здесь, чтобы раскрыть секреты аргона в программе «Химия в ее элементе» на следующей неделе. Надеюсь, вы присоединитесь к нам.Я Крис Смит, спасибо за внимание и до свидания.

(промо)

(конец промо)

Элемент кислородной группы | группа химических элементов

Естественное происхождение и использование

Оценки пропорций различных типов атомов во Вселенной ставят кислород на четвертое место по распространенности после водорода, гелия и неона, но важность такого ранжирования невелика, поскольку на атомы водорода приходится почти 94 процента от общего числа атомов водорода. гелий для большинства остальных.Примерно три атома из 10 000 являются кислородом, но поскольку масса атома кислорода примерно в 16 раз больше массы атома водорода, кислород составляет большую часть массы Вселенной, хотя и всего около 0,5 процента. Однако в областях, обычно доступных для человека, то есть в пределах нескольких километров от поверхности Земли, кислород является наиболее распространенным элементом: по массе он составляет около 20 процентов воздуха, около 46 процентов твердой коры. Земли и около 89 процентов воды.

Кислород представлен химическим символом O. В воздухе кислород существует в основном в виде молекул, каждая из которых состоит из двух атомов (O ₂ ), хотя небольшое количество озона (O ₃ ) состоит из трех атомов кислорода. составляют каждую молекулу, присутствующую в атмосфере. Кислород — это бесцветный, без запаха и вкуса газ, необходимый для живых организмов, который поглощается животными, которые превращают его в углекислый газ; растения, в свою очередь, используют углекислый газ в качестве источника углерода и возвращают кислород в атмосферу.Кислород образует соединения в результате реакции практически с любым другим элементом, а также в результате реакций, которые вытесняют элементы из их сочетаний друг с другом; во многих случаях эти процессы сопровождаются выделением тепла и света и в таких случаях называются возгоранием.

По космическому изобилию сера занимает девятое место среди элементов, составляя только один атом из каждых 20 000–30 000. Сера встречается в несвязанном состоянии, а также в сочетании с другими элементами в горных породах и минералах, которые широко распространены, хотя она классифицируется среди второстепенных компонентов земной коры, в которых ее доля оценивается между 0.03 и 0,06 процента. На основании открытия, что некоторые метеориты содержат около 12 процентов серы, было высказано предположение, что более глубокие слои Земли содержат гораздо большую долю. Морская вода содержит около 0,09% серы в форме сульфата. Наиболее важным источником являются подземные отложения очень чистой серы, присутствующие в куполообразных геологических структурах, где, как полагают, сера образовалась в результате воздействия бактерий на минеральный ангидрит, в котором сера соединяется с кислородом и кальцием.Отложения серы в вулканических регионах, вероятно, образовались из газообразного сероводорода, образующегося под поверхностью Земли и преобразованного в серу в результате реакции с кислородом воздуха.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Сера существует в обычных условиях в виде бледно-желтого кристаллического неметаллического твердого вещества; он без запаха и вкуса, горючий и нерастворимый в воде. Его химический символ — S. Он реагирует со всеми металлами, кроме золота и платины, с образованием сульфидов; он также образует соединения с некоторыми неметаллическими элементами.Ежегодно производится несколько миллионов тонн серы, в основном для производства серной кислоты, которая широко используется в промышленности.

Элемент селен (символ Se) встречается гораздо реже, чем кислород или сера, и составляет примерно 90 частей на миллиард земной коры. Иногда он встречается в несмешанном виде вместе с самородной серой, но чаще встречается в сочетании с тяжелыми металлами (такими как медь, ртуть, свинец или серебро) в некоторых минералах. Основным коммерческим источником селена является побочный продукт рафинирования меди; его основное применение — производство электронного оборудования, пигментов и стекла.Серая металлическая форма элемента наиболее устойчива в обычных условиях; эта форма обладает необычным свойством значительного увеличения электропроводности при воздействии света. Соединения селена токсичны для животных; растения, выращенные на селеносных почвах, могут концентрировать элемент и становиться ядовитыми.

Теллур — это серебристо-белый элемент (обозначение Те), обладающий промежуточными свойствами между металлами и неметаллами; он составляет примерно одну часть на миллиард земной коры.Как и селен, его реже обнаруживают в несоединенном виде, чем в виде соединений металлов, таких как медь, свинец, серебро или золото, и получают в основном как побочный продукт при рафинировании меди или свинца. Широкого применения теллура не найдено.

Полоний (символ Po) — чрезвычайно редкий радиоактивный элемент, обнаруживаемый в минералах, содержащих уран. Он имеет научное применение в качестве источника альфа-излучения.

«Бактериальный гетеродисульфид» DsrC является ключевым белком в диссимиляционном метаболизме серы

Основные моменты

•

DsrC необходим для восстановления сульфита диссимиляционной сульфитредуктазой DsrAB.

•

Два цистеина DsrC образуют дисульфидную связь, составляющую «бактериальный гетеродисульфид».

•

Некоторые Hdr-родственные белки в SRO и SOB являются возможными донорами электронов для DsrC.

•

DsrC является цитоплазматическим окислительно-восстановительным центром в диссимиляционном метаболизме серы.

•

RspA — новый белок в суперсемействе DsrC / TusE, вероятно, участвующий в регуляции генов.

Реферат

DsrC — это небольшой белок, присутствующий в организмах, которые диссимилируют соединения серы, работая как физиологический партнер сульфитредуктазы DsrAB.DsrC содержит два окислительно-восстановительных активных цистеина в гибком карбоксиконцевом плече, которые участвуют в процессе восстановления сульфита или окисления соединения серы ¹ в организмах, восстанавливающих серу ² или окисляющих серу ³ организмов, соответственно. В обоих процессах дисульфид, образованный между двумя цистеинами, как полагают, служит субстратом для нескольких белков, присутствующих в этих организмах, которые связаны с гетеродисульфидредуктазами метаногенов. Здесь мы рассматриваем информацию о DsrC и его возможных физиологических партнерах и обсуждаем идею о том, что этот белок может служить в качестве окислительно-восстановительного узла, связывающего окисление нескольких субстратов с диссимиляционным метаболизмом серы.Кроме того, мы анализируем распределение белков суперсемейства DsrC, включая TusE, которому необходим только последний Cys на С-конце для его роли в биосинтезе 2-тиоуридина, и новый белок, который мы называем RspA (для регуляторной серы -связанный белок), который, возможно, участвует в регуляции экспрессии генов и не нуждается в консервативном Cys для его функции. Эта статья является частью специального выпуска, озаглавленного: 18-я Европейская биоэнергетическая конференция.

Сокращения

SRO

Сульфатредуцирующие организмы

SOB

Сероокисляющие бактерии

Dsr

Диссимиляционная сульфитредуктаза

Hdr

Гетеродисульфидредуктаза

RspA

Регуляторные серосодержащие бактерии

000

000

0002 Регуляторные серосодержащие бактерии

000 окисляющие бактерии

DsrC

CCG domain

Heterodisulfide

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Просмотреть аннотацию

Copyright © 2014 Elsevier B.V. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Связи между окислением серы и численностью и разнообразием сероокисляющих бактерий в почвенных микрокосмах на основе анализа функциональных генов soxB | FEMS Microbiology Ecology

590″ data-legacy-id=»fem12323-sec-0001″> Введение

Окисление и восстановление серы (S) — это биогеохимические процессы, центральные в энергетическом метаболизме филогенетически разнообразного ряда микроорганизмов во многих средах обитания. В некоторых экосистемах, таких как дренаж кислых шахт, гидротермальные источники, отложения и металломорфные системы, богатые сульфидами, реакции на основе серы являются основным источником энергии, поддерживающим микробные сообщества, и позволяют формироваться все более сложным экосистемам (Baker & Banfield, 2003; Chivian et al. al ., 2008; Педерсен и др. ., 2010; Бертон и др. ., 2011). Считается, что эволюция хемоавтотрофного метаболизма железа и серы зародилась в экосистемах, типичных для тех, что существовали на ранней Земле (Wächtershäuser, 2006), и, вероятно, способствовала развитию жизни на основе процессов накопления энергии, отличных от S-цикла.

В функционально сложных почвенных экосистемах биогеохимические процессы, связанные с круговоротом углерода и азота, являются основными системами потоков энергии. Сера, хотя и считается «второстепенным элементом», жизненно важна для жизни, а биогеохимия серы может влиять на продуктивность экосистемы.Это часто наблюдается в почвах с естественным дефицитом серы, где добавление S-удобрений может резко увеличить первичную продукцию (Bunemann & Condron, 2007) и повлиять на скорость процессов связанных биогеохимических циклов, таких как циклы C, N и P (McGill & Cole , 1981; Chapman, 1997; Киркби и др. ., 2011). В почве сера существует в степени окисления от -2 до +6 как в органических, так и в неорганических формах (Bunemann & Condron, 2007). Безусловно, самый большой пул — это органическая S (Banerjee & Chapman, 1996), которая должна пройти минерализацию до неорганической S, чтобы стать биологически доступной для поглощения микробами и растениями (в основном в виде сульфата).Снижение дефицита S в почвах и увеличение содержания S в органическом бассейне часто достигается за счет добавления элементарного S-удобрения, которое, опять же, должно быть окислено микроорганизмами, прежде чем станет доступным для растений. Несмотря на важность круговорота серы для плодородия почв и первичной продуктивности во многих наземных экосистемах, мало что известно ни о таксонах микробов, участвующих в этом процессе, ни об их более широкой экологии, поддерживающей функцию экосистемы.

Окисление восстановленных неорганических соединений серы (ISC; включая сульфид, серу, сульфит и тиосульфат) до сульфата обусловлено широким спектром фото- и хемолитотрофных прокариот, окисляющих серу, которые обитают в очень разнообразных, экстремальных и умеренных средах и имеют различную эволюцию. пути окисления серы (обзор Ghosh & Dam, 2009).Для сероокисляющих бактерий (SOB) описаны по крайней мере три различных биохимических пути. К ним относятся путь окисления серы Paracoccus , для которого была описана полная и функциональная ферментная система Sox, в основном связанная с факультативной хемолитотрофной Alphaproteobacteria ; разветвленный путь окисления тиосульфата, включающий взаимодействие ферментных систем усеченной Sox и обратной диссимиляционной сульфитредуктазы (rDSR), характерный для фотолитотрофных окислителей серы; и промежуточный тетратионатный путь (S4I), типичный для облигатных хемолитотрофных Thiobacillus и Acidithiobacillus spp.(Friedrich et al ., 2005; Hensen et al ., 2006; Grimm et al ., 2008; Ghosh et al ., 2011; Gregersen et al ., 2011). Достижения в обнаружении и понимании роли микроорганизмов в окислении серы в морских средах обитания (Meyer & Kuever, 2007; Loy et al ., 2009; Lenk et al ., 2011, 2012), в пресноводных и морских отложениях (Pham et al ., 2008), в биореакторах для удаления сульфидов (Luo et al ., 2011), в гиперсоленых и содовых озерах (Tourova и др. ., 2013) и в наземных сульфидных источниках (Headd & Engel, 2013) с использованием функциональных генов, участвующих в биохимических путях окисления серы, в качестве молекулярных маркеров. Однако функциональные генные инструменты, разработанные на сегодняшний день, специфичны для групп таксонов, окисляющих серу, присутствующих в местообитаниях, которые значительно отличаются от сельскохозяйственных почв, и их потенциальное применение для почвы ограничено.

Целью данного исследования была разработка метода функциональных генов, позволяющего количественно определять и характеризовать сероокисляющие бактерии в ответ на внесение элементарной серы в почвенные экосистемы и особенно в сельскохозяйственные почвы.Мы выбрали ген soxB , кодирующий субъединицу SoxB ферментной системы Sox, которая считается фундаментальным и первичным молекулярным механизмом окисления серы (Friedrich et al ., 2001; Meyer et al ., 2007; Ghosh И плотина, 2009). Гомологи гена soxB были обнаружены у представителей основных бактериальных филосов, содержащих окислители серы, независимо от пути, который они используют для окисления серы (Friedrich et al ., 2001, 2005; Петри и др. ., 2001; Мейер и др. ., 2007). Кроме того, филогения гена soxB 121 филогенетически и физиологически дивергентного штамма SOB в значительной степени соответствует филогенетическим линиям, основанным на гене 16S рРНК (Meyer et al ., 2007). Это позволило разработать праймеры, сфокусированные на обнаружении гена soxB нефиламентной хемолитотрофной SOB и исключая клоны, обычно не встречающиеся в почве. В эксперименте с почвенным микрокосмом окисление элементарной серы сопровождалось увеличением численности гена soxB , увеличение в основном связано с определенной группой из разнообразного генофонда soxB , обнаруженным в почвах, облигатной хемолитотрофной Thiobacillus . -подобный Betaproteobacteria .Метод на основе ПЦР открывает новые возможности для изучения биогеохимии круговорота серы в почве, а также для понимания экологии сероокисляющих бактерий в почве, обеспечивая новое понимание этой функционально важной группы почвенной микробиоты.

596″ data-legacy-id=»fem12323-sec-0003″> Сбор и анализ почвы

Почвы были собраны с пастбищ, на которых пасется домашний скот, в трех местах в Новой Зеландии; Лесли-Хиллз (слева), Дакр (D) и Южный мост (SB).Расположение, системы выпаса и типы почвы приведены во вспомогательной информации, таблица S1. Образцы собирали на глубину 10 см, просеивали до 2 мм и хранили при 4 ° C до использования. Физико-химические свойства каждой почвы оценивали на высушенной фракции; анализ был проведен Hill Laboratories (Новая Зеландия), а описание методов доступно на http://www.hill-laboratories.com/file/fileid/15530.

Окисление серы в почве

Для каждой из трех почв (LH, D и SB) были использованы четыре микрокосма почвы для оценки кинетики окисления элементарной серы.Почвы обрабатывали элементарной серой и без нее в количестве 1 мг S g ^-1 сухого веса. почвы, и анализы проводили в двух экземплярах. Количество добавленной серы было выбрано таким, чтобы быть сопоставимым с приложениями, о которых сообщалось в лабораторных экспериментах по инкубации почвы, которые обычно находятся в диапазоне 0,5–2,5 мг S / г ^-1 почвы (Dick & Deng, 1991; Pepper & Gerba, 2004). Каждый микрокосм состоял из 50 г почвы в колбе Эрленмейера на 250 мл, которые инкубировали в течение 30 дней при 25 ° C.В процессе инкубации влажность почвы c . 60% MWHC поддерживалось стабильным путем обычного применения воды до исходной массы. Части почвы, 4 г для последующего химического анализа (пробы отбираются в дни 1, 6, 12, 21 и 30) и c . 1 г для более поздних экстракций ДНК (отобранных на 1, 6, 21 и 30 дни) хранили при -20 и -80 ° C соответственно. Концентрации сульфатов были измерены с использованием модификации протокола, описанного Pepper and Gerba (2004). Вкратце, 10 мл 0.К 4 г почвы добавляли 1 М NaCl и образцы встряхивали в течение 30 мин. К каждому образцу добавляли активированный уголь (0,1 мл 20% (мас. / Об.) Суспензии угля) и продолжали встряхивание в течение 3 мин. После отстаивания в течение 10 мин суспензию фильтровали через шприц-фильтр (0,45 мкМ; диаметр 30 мм; нейлон, Thermo fisher) и 1 мл переносили в чистую пробирку с последующим добавлением 0,2 мл 0,5% (мас. / Об.). гуммиарабик и 0,3 мл 1 М раствора BaCl ₂ . Пробирки энергично встряхивали и аликвоту (0.2 мл) переносили в 96-луночный микротитровальный планшет для измерения мутности при 470 нм с использованием фотометра для микротитровального планшета (Versa max, Molecular devices). Стандартная кривая была построена с использованием восьми серийных разведений 1: 2 исходного раствора 32 мМ K ₂ SO ₄ (концентрации от 16 до 0,125 мМ). Один миллилитр из каждого разведения переносили в чистую пробирку и обрабатывали так же, как образцы.

Для почв LH и D динамика производства сульфатов (SO ₄ ) с течением времени ( x ) была смоделирована с использованием кривой экспоненциального затухания, подобранной в GenStat 14.Кривая имеет вид (SO ₄ = a + b r ^x ), где a обозначает асимптоту, b амплитуду и r скорость экспоненциального изменения. Здесь 0 < r <1, и чем меньше r , тем быстрее достигается асимптота. Построение кривой было невозможно для почвы SB, так как продукция сульфата не достигала асимптоты во время инкубационного периода.

ДНК из 0,25 г образцов почвы экстрагировали с помощью набора для выделения ДНК PowerSoil (MO BIO Laboratories Inc.) в соответствии с инструкциями производителя, а количественный анализ проводили с использованием спектрофотометра (NanoDrop 2000c, Thermo fisher). Экстрагированную ДНК хранили при -20 ° C.

606″ data-legacy-id=»fem12323-sec-0006″> Клонирование и секвенирование почвы soxB генов

Четыре библиотеки клонов из двух почв (LH и D), дополненных элементарной серой, были сконструированы для образцов, собранных после 1 и 6 дней инкубации.Четыре названия библиотеки клонов начинаются с происхождения почвы (LH или D), за которым следует S1 (микрокосм с поправкой на содержание серы, replicate1), за которым следует время отбора проб (D1 или D6 для отбора проб через 1 и 6 дней инкубации соответственно). и затем номер клона. Для создания библиотек были получены конечные продукты ПЦР soxB генов с использованием пары праймеров 710F / 1184R. Реакционная смесь (25 мкл) состояла из 0,2 ед. Полимеразы Taq (MyTaq, Bioline), 1х реакционного буфера, 0,5 мкМ прямого и обратного праймера и 0.2 мг / мл ^-1 BSA. Условия амплификации включали этап начальной денатурации в течение 2 минут при 95 ° C, за которым следовали 35 циклов денатурации в течение 15 секунд при 95 ° C, отжиг в течение 15 секунд при 55 ° C и удлинение в течение 30 секунд при 72 ° C с последующим заключительным этапом. стадия удлинения в течение 5 мин при 72 ° C. Продукты ПЦР очищали и клонировали в вектор pCR4-TOPO (Invitrogen). Клоны амплифицировали с помощью ПЦР с использованием прямого и обратного праймеров M13 в соответствии со стандартными процедурами. Очистка продуктов ПЦР и секвенирование с использованием векторного праймера Т7 были выполнены Macrogen Inc.(Сеул, Корея). Данные о последовательностях были предоставлены в виде хроматографов, а ручное уточнение выполняли с использованием Sequencer 4.1 (Genes Codes Corp., Анн-Арбор, Мичиган).

610″ data-legacy-id=»fem12323-sec-0008″> Номера доступа нуклеотидной последовательности

Последовательности клонов гена soxB , представленные в этом исследовании, депонированы в GenBank под номерами доступа KC332936 – KC333036. Последовательность гена soxB штамма T. thioparus NZ (включенного в представленный филогенетический анализ) и ген 16S рРНК того же штамма также депонированы в GenBank под номерами доступа KC542801 и KC542803 соответственно.Этот штамм ранее был выделен из двух различных сельскохозяйственных почв.

613″ data-legacy-id=»fem12323-sec-0010″> Праймеры для оценки численности и разнообразия гена soxB в почве

Всего было сконструировано 18 праймеров и было протестировано 34 комбинации праймеров с использованием ДНК, экстрагированной из T. thioparus DSM-505 (данные не показаны). Шесть комбинаций праймеров дали положительные результаты и были дополнительно оценены с использованием ДНК, выделенной из двух различных типов сельскохозяйственных почв (рис. ⁰⁰⁰¹ ). Пара праймеров 710F / 1184R была наиболее чувствительной как для экстрактов T. thioparus , так и для почвенных экстрактов и впоследствии использовалась для ПЦР-анализов в реальном времени (эффективность амплификации 91%) и клонирования / секвенирования. Подробности всех праймеров, оцененных на Фиг. ⁰⁰⁰¹ , описаны в Таблице ⁰⁰⁰¹ . Все пары праймеров искали в базе данных NCBI нуклеотидов (nt); все они были высокоспецифичными к гену soxB . Выравнивание праймеров 710F и 1184R с соответствующей областью гена soxB различных Alpha -, Beta — и Gammaproteobacteria показано в таблице S2.

Положение, последовательность и другие характеристики праймеров, использованных в этом исследовании

904 904 901 904 904 904 904 904 904 904 904 904 904 904 904 –710

896–914

904 904 904 904 904 904 904 904 904 904 904 904 904

904 904 901 904 904 904 904 904 904 904 904 904 904 904 904 –710

896–914