teória
Síra na vzduchu a v kyslíku
Síra je žltá pevná látka, ktorá sa pri 115 °C topí na hnedastú kvapalinu. Po zapálení horí slabým modrým plamienkom, ktorý je za denného svetla takmer neviditeľný. Keď však horiacu síru na lyžičke vložíme do valca s čistým kyslíkom, plameň sa rozžiari jasným modrofialovým svetlom.
Rozdiel spôsobuje koncentrácia kyslíka. Vo vzduchu tvorí kyslík len asi 21 % objemu, zvyšok je hlavne dusík, ktorý horenie nepodporuje. V čistom kyslíku sa k horiacej síre dostane za rovnaký čas asi päťkrát viac molekúl , reakcia prebieha rýchlejšie a uvoľní sa viac tepla aj svetla. Rovnaký efekt vidno aj pri pokuse Spaľovanie oceľovej vlny v kyslíku a v lekcii Spaľovanie v kyslíku.
teória
Oxid siričitý a kyselina siričitá
Pri horení sa síra zlučuje s kyslíkom na oxid siričitý:
Je to redoxná reakcia: síra sa oxiduje z oxidačného čísla 0 na +IV a kyslík sa redukuje z 0 na −II. Ako sa oxidačné čísla určujú a ako sa oxidy pomenúvajú, sa dozviete v lekciách Ako určovať oxidačné čísla a Ako pomenovať oxidy.
Oxid siričitý je bezfarebný plyn so štipľavým, dusivým zápachom (poznáme ho ako zápach po zápalke). Je jedovatý a silno dráždi dýchacie cesty. Patrí medzi kyselinotvorné oxidy, lebo s vodou reaguje za vzniku kyseliny siričitej:
Ak na dno valca nalejeme trochu vody s indikátorom, po pretrepaní sa sfarbí do červena. Viac o kyslíkatých kyselinách nájdete v lekcii Kyslíkaté kyseliny.
| Látka | Vzorec | Oxidačné číslo síry |
|---|---|---|
| síra | S | 0 |
| oxid siričitý | SO₂ | +IV |
| kyselina siričitá | H₂SO₃ | +IV |
| oxid sírový | SO₃ | +VI |
| kyselina sírová | H₂SO₄ | +VI |
chémia v praxi
Síra v praxi a kyslé dažde
Síra je prirodzenou súčasťou uhlia a ropy. Keď sa tieto palivá spaľujú v elektrárňach a peciach, vzniká oxid siričitý, ktorý uniká do ovzdušia. Tam sa ďalej oxiduje na oxid sírový a s dažďovou vodou vytvára kyselinu siričitú a sírovú. Vznikajú kyslé dažde, ktoré poškodzujú lesy, okysľujú jazerá a rozrušujú vápencové sochy a budovy. Preto majú dnes elektrárne odsírovacie zariadenia, v ktorých sa viaže na vápenec.
Oxid siričitý má aj užitočné využitie. Vinári ním síria sudy a konzervujú víno, v potravinách ho nájdete pod kódom E220, napríklad v sušenom ovocí. Najväčšie množstvo síry však spotrebuje chemický priemysel na výrobu kyseliny sírovej: sa na katalyzátore (oxid vanadičný) oxiduje na a ten sa premení na . Ako reaguje síra s kovmi, uvidíte v pokuse Reakcia síry so zinkom.
čo budete potrebovať
Pomôcky
- prášková síra (malé množstvo, asi na špičku lyžičky)
- tlakovú fľašu s kyslíkom alebo kyslík pripravený v laboratóriu
- široký sklenený valec s krycou doštičkou
- spaľovaciu lyžičku (lyžička na drôte)
- kahan
- trochu vody a indikátor (lakmus alebo univerzálny indikátor)
- ochranné okuliare, rukavice
krok za krokom
Postup
- Na dno valca nalejte asi 1 až 2 cm vody. Chráni sklo pred horúcimi kvapkami a neskôr pohltí vzniknutý oxid.
- Valec naplňte kyslíkom a prikryte ho doštičkou.
- Na spaľovaciu lyžičku dajte malé množstvo síry a v digestore ju zahrejte v plameni kahana, kým nezačne horieť modrým plamienkom.
- Horiacu síru pomaly vložte do valca s kyslíkom a pozorujte jasný modrofialový plameň.
- Po dohorení lyžičku vyberte, valec hneď prikryte doštičkou a pretrepte.
- Pridajte niekoľko kvapiek indikátora a pozorujte kyslé sfarbenie roztoku.
pozor
Bezpečnosť
- Oxid siričitý je jedovatý a silno dráždi oči a dýchacie cesty. Pokus robte výhradne v digestore a používajte len malé množstvo síry. Zvlášť opatrní musia byť ľudia s astmou.
- Čistý kyslík výrazne urýchľuje horenie. Do jeho blízkosti nedávajte horľavé materiály, mastnoty ani olej a s tlakovou fľašou narábajte podľa predpisov.
- Roztavená horiaca síra kvapká a spôsobuje ťažké popáleniny. Pracujte v ochranných okuliaroch a lyžičku držte nad valcom.
- Voda na dne valca chráni sklo pred prasknutím od horúcich kvapiek.
- Pokus robí učiteľ.
tipy a zaujímavosti
Doplňujúce info
- Modrú farbu plameňa spôsobujú excitované molekuly obsahujúce síru (hlavne a ), ktoré vyžarujú modré a fialové svetlo.
- V prírode vzniká oxid siričitý aj pri sopečných erupciách, pri ktorých sa ho naraz uvoľňujú milióny ton.
- Kvôli zápachu oxidu siričitého sa síra od staroveku spájala s peklom. V starých textoch sa volá „síra a oheň“.