Последовательность превращений, начиная от серы (S) и заканчивая сульфатом кальция (CaSO4), включает несколько стадий, каждая из которых представляет собой химическую реакцию. Давайте рассмотрим каждую стадию и приведем соответствующие уравнения реакций.
Получение сероводорода (H2S) из серы (S):
Сера реагирует с водородом при высокой температуре, образуя сероводород:
[
\text{S} + \text{H}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{S}
]
Получение диоксида серы (SO2) из сероводорода (H2S):
Сероводород сгорает в присутствии кислорода, образуя диоксид серы и воду:
[
2\text{H}_2\text{S} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{SO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}
]
Получение триоксида серы (SO3) из диоксида серы (SO2):
Диоксид серы окисляется до триоксида серы в присутствии катализатора (обычно оксид ванадия(V)):
[
2\text{SO}_2 + \text{O}_2 \xrightarrow{\text{кат.}} 2\text{SO}_3
]
Получение сульфата кальция (CaSO4) из триоксида серы (SO3):
Триоксид серы реагирует с водой, образуя серную кислоту:
[
\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_4
]
Далее серная кислота реагирует с гидроксидом кальция (гашеной известью):
[
\text{H}_2\text{SO}_4 + \text{Ca(OH)}_2 \rightarrow \text{CaSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}
]
Таким образом, последовательные химические превращения можно описать следующими реакциями:
- (\text{S} + \text{H}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{S})
- (2\text{H}_2\text{S} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{SO}_2 + 2\text{H}_2\text{O})
- (2\text{SO}_2 + \text{O}_2 \xrightarrow{\text{кат.}} 2\text{SO}_3)
- (\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_4)
- (\text{H}_2\text{SO}_4 + \text{Ca(OH)}_2 \rightarrow \text{CaSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O})
В результате этих реакций сера преобразуется в сульфат кальция (CaSO4).