Сернистая кислота H2SO3: свойства, получение, применение

Сернистая кислота H2SO3 — слабая двухосновная неустойчивая кислота и восстановитель, молярная масса 82 г/моль.

Ключевые факты

Формула
H2SO3
Класс
кислота (слабая, двухосновная, кислородсодержащая, неустойчивая)
Молярная масса
82 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 82,08 г/моль
Другие названия
раствор сернистого газа в воде; чистая H2SO3 не выделена
Состояние
в свободном виде не существует; водный раствор сернистого газа
Степень окисления серы
+4 (промежуточная)
Валентность серы
IV
Основность
двухосновная, соли — сульфиты и гидросульфиты
Окислительно-восстановительные свойства
чаще восстановитель, с сильными восстановителями — окислитель

Обновлено · Химия · Редакция НейроМиши

Что такое сернистая кислота?

Сернистая кислота H2SO3 существует только в водном растворе, где она находится в равновесии с растворённым сернистым газом SO2. Выделить её в чистом виде нельзя: при нагревании и при выделении из раствора она распадается на воду и SO2. По школьной шкале это слабая кислота.

Главное, что отличает её от серной кислоты, — степень окисления серы +4. Она промежуточная, поэтому сера может и отдавать электроны, и принимать их. В большинстве заданий сернистая кислота работает восстановителем: её окисляют кислород, галогены и перманганат калия до серной кислоты.

Какие физические свойства у сернистой кислоты?

Физические свойства: сернистая кислота H2SO3
СвойствоЗначение
Агрегатное состояниев свободном виде не существует; водный раствор сернистого газа
Цвет и запахбесцветный раствор с резким запахом сернистого газа
Растворимость ~SO2~ в водеоколо 40 объёмов газа в одном объёме воды при 20 °C
Устойчивостьпри нагревании раствора газ улетает, равновесие смещается к SO2
Хранениерастворы со временем окисляются кислородом воздуха, превращаясь в серную кислоту

Какие химические свойства у сернистой кислоты?

Сернистая кислота даёт реакции слабой кислоты с основаниями и солями, а ещё — окислительно-восстановительные реакции. В них она чаще всего окисляется до серной кислоты, но с сильным восстановителем, например сероводородом, сама становится окислителем.

  1. Обратимое разложениеH2SO3 ⇄ SO2↑ + H2OУсловия: нагревание сдвигает равновесие вправо
  2. С избытком щёлочи: средняя сольH2SO3 + 2NaOH → Na2SO3 + 2H2O
  3. С кислородом: восстановитель2H2SO3 + O2 → 2H2SO4
  4. С бромной водой: обесцвечиваниеH2SO3 + Br2 + H2O → H2SO4 + 2HBr
  5. С перманганатом калия: раствор обесцвечивается5H2SO3 + 2KMnO4 → 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4 + 3H2O
  6. С сероводородом: окислитель, выпадает сераH2SO3 + 2H2S → 3S↓ + 3H2O

Если в заданиях встречается «сернистый газ в воде», подразумевается именно эта равновесная система. По силе сернистая кислота превосходит угольную, поэтому вытесняет её из карбонатов, и выделяется углекислый газ.

Как получают сернистой кислоты?

Растворением сернистого газа в воде

Сернистый газ, растворяясь, частично соединяется с водой. Реакция обратима, поэтому раствор пахнет газом и при нагревании теряет его.

  • SO2 + H2O ⇄ H2SO3

В лаборатории (на уровне задания)

Сернистый газ получают действием кислоты на сульфит натрия. Если пропустить его в воду, получится раствор сернистой кислоты.

  • Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2↑ + H2O

Как распознать сернистая кислота? Качественная реакция

Сульфит-ион узнают по реакции с сильной кислотой: выделяется сернистый газ с резким запахом горящей спички. Газ обесцвечивает бромную воду и раствор перманганата калия, и это отличает его от углекислого газа. Осадок сульфита бария растворяется в кислотах, а сульфат бария не растворяется.

  • SO32− + 2H+ → SO2↑ + H2O

Где применяют сернистой кислоты?

  • отбеливание шерсти, шёлка и соломы, где сернистый газ действует мягче хлора;
  • консервирование плодов и вина: сульфиты (пищевые добавки E220–E228) замедляют окисление и рост микробов;
  • дезинфекция помещений и бочек для вина;
  • промежуточный продукт при получении серной кислоты и сульфитов.

Меры предосторожности. Сернистый газ ядовит и раздражает дыхательные пути, поэтому растворы сернистой кислоты хранят и используют только при хорошей вентиляции. Людям с астмой сульфиты в пище и вине могут вызывать приступы.

Чему равна молярная масса сернистой кислоты?

M(H2SO3) = 2·1 + 32 + 3·16 = 82 г/моль

Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 82,08 г/моль.

Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M

Где сернистая кислота встречается на ЕГЭ?

Вопросы и ответы

Чему равна молярная масса сернистой кислоты?

M(H2SO3) = 2·1 + 32 + 3·16 = 82 г/моль. По массам IUPAC до сотых получается 82,08 г/моль.

Чем сернистая кислота отличается от серной?

У серной кислоты сера в степени окисления +6, это сильная стабильная кислота и сильный окислитель. Сернистая — слабая, существует только в растворе, а сера в ней +4, поэтому она чаще служит восстановителем.

Почему сернистая кислота — и окислитель, и восстановитель?

Сера со степенью окисления +4 может подняться до +6, тогда кислота окисляется, или опуститься до 0 или −2, тогда она окислитель. Какой вариант реализуется, зависит от партнёра по реакции: с сильными окислителями она восстановитель, с сероводородом — окислитель.

Как отличить сульфит от карбоната?

Оба выделяют газ при действии кислоты. Но сернистый газ резко пахнет и обесцвечивает бромную воду и раствор перманганата калия, а углекислый газ запаха не имеет и красители не обесцвечивает, зато мутит известковую воду.

Потренироваться на заданиях

Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по химии

Связанные элементы, таблицы и вещества

Элементы в составе: водород H, сера S, кислород O.

Другие вещества

Все вещества справочника · Таблица Менделеева

Источники