SO2并非仅有还原性,它同时具备还原性和氧化性。
首先,让我们探讨一下SO2的还原性。在化学反应中,SO2能够作为还原剂,向其他物质提供电子,促使它们被还原。例如,在与氧化剂如氯气(Cl2)的反应中,SO2会被氧化成硫酸(H2SO4),在这个过程中,SO2显现出其还原性。这种反应可表示为:SO2 + Cl2 + 2H2O → H2SO4 + 2HCl。
其次,SO2亦具有一定的氧化性。尽管SO2中的硫元素处于+4价态,这是一个中间价态,既能升高也能降低。在某些反应中,SO2可以作为氧化剂,接受电子,将其他物质氧化。例如,在与硫化氢(H2S)的反应中,SO2会被还原成硫(S),而H2S则被氧化成硫单质和水。这个反应可表示为:SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O。
此外,需要注意的是,一个物质是否表现出还原性或氧化性,通常取决于其所在的化学反应环境和条件。在某些条件下,SO2可能主要表现出还原性,而在另一些条件下,它可能主要表现出氧化性。因此,我们在分析和理解SO2的化学性质时,需要综合考虑其参与的具体化学反应和条件。
综上所述,SO2既具有还原性,也具有氧化性,这取决于它参与的具体化学反应和条件。这种双重性质使得SO2在化学反应中具有多样的应用,同时也需要我们对其性质有深入的理解和掌握。
硒的化学性质
硒是一种稀有分散元素,原子序数34,电子构型[Ar]3d104s24p4,位于周期表氧族非金属元素硫和金属元素碲之间,在自然界以负二价、零价、四价和六价形式存在,所形成的化合物与元素硫类似。单质硒的一些基本性质见表1-1。
表1-1硒原子的一些基本物化性质
硒化物(Se2-)以硒化氢(H2Se)和金属硒化物(图1-1)存在于自然界中。H2Se是一种有恶臭气味、有毒的气体,溶于水,呈强酸性。金属硒化物多在金属硫化物矿床(如Fe、Cu、Pb)中发现。因为Se2-的离子半径是0.198nm,S2-的离子半径为0.184nm(McNeal,Balistrieri,1989),Se2-与S2-替代经常发生。金属硒化物及硒硫化物难溶于水(图1-1)。微生物作用可产生硒的挥发性甲基衍生物,如二甲基二硒化物(CH3Se-SeCH3)为不溶性有机硒化物(Cutter,1982;Cutter和Brutand,1984)。
元素态硒(Se0)的晶体形式是α单斜晶系和β单斜晶系以及红色结晶体Se。元素态Se的两种无定形形式是红色无定形和玻璃体或黑色变体(Vokal-Borek,1979)。所有这些晶体形式在水中都是难溶的,且固体的氧化或还原功能非常微弱。元素态硒可氧化为
和
,还原为Se2-(图1-1)。
四价硒以SeO2、H2SeO3或
(
)形式存在。空气中燃烧Se或使Se与HNO3反应均可生成SeO2。但它易被SO2、NH3或某些有机化合物还原成元素Se。亚硒酸H2SeO3是一种弱酸。当pH值由酸性到中性变化时,大多数亚硒酸盐比相应的硒酸盐溶解度要低(图1-1)。亚硒酸盐在酸性环境中可被强还原剂(如抗坏血酸维生素C、二氧化硫SO2、有机微生物)还原成元素态Se(Sarguis和Mickey,1980;Vokal-Borek,1979)。在土壤中亚硒酸盐常常容易被铁的氧化物和氢氧化物以及铝倍半氧化物所吸附(Balistrieri和Chao,1987,1989)。其吸附量取决于pH值、微粒成分粒度与含量(Brown和Carter,1969;Cary和Gissel-Nielsen,1973;Balistrieri和Chao,1987;Ryden,1987)。
图1-1不同Eh-pH条件下硒的形态变化图
六价硒以H2SeO4和硒酸盐方式存在。硒酸是一种强酸,因此不会因自然界中水和pH值的变化而变化。硒酸盐极易溶解,不会像亚硒酸盐那样被土壤成分强烈吸附(Merrill,1986;Balistrieri和Chao,1987,1989),并且
向难迁移形式硒(SeO3或元素态硒)的转化过程较为缓慢(Sarquis和Mickey,1980)。硒酸盐是硒最易被植物吸收的一种形式(Gissel-Nielsen和Bisbjerg,1979;Eisler,1985).
硒在自然界中有六种稳定同位素,它们分别是74Se(0.185%)、76Se(8.66%)、77Se(7.31%)、78Se(23.21%)、80Se(50.65%)和82Se(8.35%)。还有三种放射性同位素75Se、77Se、87Se。其中75Se已广泛用于生物实验、医疗诊断、扫描和示踪(Gerold等,1986;World,1987)。