сцветные кристаллы пиросерной кислоты (H2S207), строение которой сокращенно выражается формулой: НО—S02—О—S02—ОН. Соли ее (пиросернокислые, или п и р о-сульфаты) могут быть получены нагреванием соответствующих бисульфатов, например, по реакции

2KHS04 = H2Ot + K2S207

Они представляют собой бесцветные кристаллические вещества, под действием воды переходящие обратно в бисульфаты.109-112

Если насыщенный раствор бисульфата калия подвергнуть электролизу, то на катоде происходит выделение водорода и накопление КОН, а на аноде по схеме 2HSOJ — 2е — H2S208 образуется надсерная кислота. Получающийся в результате последующей нейтрализации K2S2O8 (надсернокислый калий или персульфат калия) малорастворим и поэтому осаждается в виде бесцветных кристаллов. Большинство других солей надсерной кислоты хорошо растворимо в воде. Все персульфаты являются сильными окислителями. Например, серебро может быть окислено по уравнению

(NH^SA, + 2Ag = Ag2S04 + (NH4)2S04

' Реакция эта используется в фотографии.

Свободная надсерная кислота представляет собой бесцветные гигроскопичные кристаллы. Строение ее молекулы выражается формулой НО—S02—О—О—S02—ОН, т. е. она содержит перекисную цепочку. Пространственная структура отвечающего ей иона S208~ показана на рис. VI11-5. Каждая половина этого рисунка в отдельности соответствует строению сульфат-иона. пз~119

Дополнения

1) Сера метеоритного происхождения состоит из четырех изотопов: 32S (95,0%), 83S (0,76%), 34S (4,22%) и nS> (0,02%). Изотопный состав серы различных земных объектов очень близок к приведенному, но не вполне постоянен. В этом отношении сера подобна кислороду, состав которого в воздухе (99,76% 160; 0.04% 170; 0,20% 1вО) и других природных объектах обнаруживает ничтожные, но все же заметные расхождения.

2) В основном состоянии атом серы имеет структуру внешнего электронного слоя 3s23/?4 и, подобно кислороду, двухвалентен. Возбуждение четырехвалентного состояния (3s23/>Hs) требует затраты 150 ккал/г-атом, что приблизительно на 60. ккал/г-атом меньше, чем у кислорода (VI § 3 доп. 12). Последовательные энергии ионизации атомов кислорода и серы сопоставлены ниже (эв):

I II III IV V VI

О 13.61 35,11 64,89 77.39 11.4,87 13S.08

S 10,36 23.4 35,0 47,29 72.5 88,03

На высоте около 200 км ионы О* становятся основной формой существования свободного кислорода в атмосфере.

3) Сродство нейтрального атома серы к одному электрону положительно

(+48 ккал/г-атом), к двум электронам — отрицательно (—80 ккал/г-атом). Аналогичные значения для атома кислорода составляют около +34 и —156 ккал/г-атом.'

Такое их снижение обусловлено, по-виднмому,

более высокой плотностью отрицательного заряда

на поверхности атома кислорода (ср. VII § 4

доп. 14), С точки зрения представлении Косселя,

большая затрата энергии на переходы Э +- 2е =

= Э2" при образовании химических соединений

перекрывается энергиями взаимодействия ионов

Э2~ и соответствующих положительных ионов.

Фактически ни сера, ни кислород чисто ионных

связей не образуют.

(?) Растения накапливают серу главным образом в семенах и листьях. Например, капуста содержит около 0,8% серы (по расчету на сухое вещество). У животных особенно велико ее содержание в волосах (до 5%), когтях, рогах и копытах. Интересно, что состав золы волос существенно зависит от их цвета.

d) В древности и в средние века серу добывали из ее самородных месторожде-аий весьма примитивным способом (рис. VI1I-6). В землю вкапывали глиняный горшок, на который ставили другой горшок с отверстиями в дне. Последний заполняли содержащей серу породой и затем нагревали снаружи. Прн этом сера плавилась и стекала в нижний горшок.

В настоящее время выплавка самородной серы производится обычно путем обработки исходной (или предварительно обогащенной) руды нагретым до 140—150 СС водяным паром. Реже применяется нагревание руды за счет сжигания части содержащейся в ней серы. Много серы получают в настоящее время из металлургических и нефтяных газов, а также при очистке иефтн от примеси сернистых соединений.

ф Некоторые очень богатые месторождении серы долгое время не находили промышленного использования из-за особых условий их залегания — под толстыми слоями веска, на глубине 200—300 м. Этот песок и выделяющийся нз сероносных пластов сероводород не давали возможности проложить шахты и вести работу в них.

Положение изменилось лишь в начале текущего столетня, когда был изобретен способ выплавки серы под землей и извлечения ее на поверхность в жидком состоянии.

Способ этот основан на легкоплавкости серы и ее сравнительно небольшой плотности. Сущность технологического процесса состоит в следующем. В серный слой вводится специальная система труб, «ьаматпческн показанная и* рис. VIII-7. По

внешней трубе пускается вода, нагретая до 170 °С (под давлением). Попадая в руду, она расплавляет серу, которая собирается в образующемся под трубами углублении. Нагнетаемый по внутренней трубе горячий воздух вспенива