Compuestos oxigenados del azufre

Los óxidos de azufre caracterizados incluyen ( SO ), ( $S_2{O}_3$ ), ( ${SO}_2$ ), ( ${SO}_3$ ), ( $S_2{O}_7$ ), y ( ${SO}_4$ ). Entre estos, el dióxido de azufre (${SO}_2$ )) y el trióxido de azufre ( ${SO}_3$) son de mayor relevancia.

El dióxido de azufre (${SO}_2$) puede funcionar tanto como agente oxidante como reductor. Al reaccionar con agua, produce una solución ácida que forma ácido sulfuroso, iones bisulfito (${HSO}_3^{-}$) y sulfito (${SO}_3^{2-}$)

Este compuesto se utiliza como gas refrigerante, desinfectante y conservador, así como agente blanqueador y en el refinado de productos de petróleo. Sin embargo, su principal aplicación es en la manufactura de trióxido de azufre ( ${SO}_3$) y ácido sulfúrico ($H_2{SO}_4$).

El trióxido de azufre, ( ${SO}_3$ ), se usa principalmente en la producción de ácido sulfúrico y ácidos sulfónicos, siendo un precursor esencial en la industria química para la síntesis de estos compuestos ácidos.

Materiales

• Mechero
• Trípode
• Rejilla de asbesto
• Soporte universal
• Refrigerante
• Embudo
• Papel filtro
• Vaso de precipitados
• Tubos de ensayo
• Frasco lavador o pisceta
• Gradilla
• Pipeta
• Matraz de Erlenmeyer
• Agitador de vidrio

Reactivos

• Azufre sólido
• Cobre sólido
• ${Na}_2{S}_2{O}_3$ sólido
• Soluciones de
  • Almidón
  • $I_2$
  • $Pb({CH}_{3}COO{)}_2$
  • ${AgNO}_3$
  • $NaOH$
  • $NaCl$
  • $KI$
  • ${Na}_{2}S$
  • ${BaCl}_2$
  • ${Na}_2{SO}_3$
  • Ácido clorhídrico (HCl, concentrado)
  • Ácido sulfúrico ( $H_2{SO}_4$ , concentrado)
  • ${Hg}_2({NO}_3{)}_2$

Procedimiento

Preparación de Tiosulfato de Sodio

• Pesar 10 g de sulfito de sodio cristalino y 1,5 g de polvo de azufre.
• Transferir al matraz, agregar 30 ml de agua destilada y calentar hasta la ebullición del sulfito.
• Añadir el azufre, previamente humedecido con algunas gotas de alcohol.
• Conectar el matraz a un refrigerante en reflujo y hervir hasta completar la reacción.
• Filtrar la solución y evaporar el líquido en un vaso de 100 ml en baño maría hasta observar la cristalización.

Se forma un precipitado blanco cristalino, indicando la presencia de ion sulfato.

Propiedades Reductoras del Tiosulfato de Sodio

• En un tubo de ensayo, añadir ( $I_2(ac)$ ) y observar el desprendimiento de yodo (gas violeta) al agregar tiosulfato de sodio (( ${Na}_2{S}_2{O}_3(ac)$ )) y almidón.
• La solución se decolora al agregar ( ${Na}_2{SO}_3$ ) junto con almidón, tornándose de un color oscuro (negro).

Propiedades Oxidantes del Tiosulfato de Sodio

• En un tubo de ensayo, agregar 2 ml de ( ${Na}_2{S}_2{O}_3(ac)$ ) y añadir Zn (sólido).
• Agregar 2 ml de HCl (1 N), agitar y observar la coloración lechosa oscura de la solución.
• Adicionar ( $H_2$ ) y humedecer papel filtro con ( $Pb({CH}_{3}COO{)}_2(ac)$ ), colocándolo en la boca del tubo.

Observación: En el papel de filtro se observan partículas.

Formación del Compuesto Tiosulfato y su Estabilidad

1. En un tubo de ensayo, verter 3 ml de ${Na}_2{S}_2{O}_3(ac)$ y 1 ml de ${AgNO}_3(ac)$.

2. Agitar y observar la formación de un complejo con coloración marrón.

La solución es estable en presencia de $NaOH$ y $NaCl$, formando complejos como $Na[Ag(OH)]$ y $Na[AgCl]$.

 Acción Reductora de los Iones ( ${SO}_3^{2-}$ )

• En un kitasato, agregar ${Na}_2{\text{SO}}_3$ sólido.
• Conectar un embudo de decantación al kitasato y añadir HCl concentrado.
• Calentar la mezcla para provocar la reacción entre ${Na}_2{SO}_3$ y HCl, produciendo ${SO}_2$ que burbujeará en agua.

• Añadir $I_2(\text{ac}$ al tubo de ensayo y observar la decoloración del yodo debido a la reducción por el ácido sulfuroso.

Diferencias entre los Iones Sulfito y Sulfato

En un tubo limpio, agregar sulfato de sodio ${Na}_2{\text{SO}}_4$ y añadir cloruro de bario ${BaCl}_2$, agitar y luego añadir ácido clorhídrico para observar la solubilidad.

Reacciones

Repetir el procedimiento con sulfito de sodio ${Na}_2{SO}_3$ .

El sulfito de bario es soluble en ácido clorhídrico, mientras que el sulfato de bario es insoluble.

Acción Oxidante del Ácido Sulfúrico

• En un tubo de ensayo, agregar cobre sólido $Cu y 2 ml de ácido sulfúrico concentrado.
• Tapar el tubo con papel filtro humedecido en ${Hg}_2({NO}_3{)}_2$.

Observación: La reacción libera ${SO}_2$, oxidando el cobre a ${CuSO}_4$. El ${Hg}_2({\text{NO}}_3{)}_2$ cambia a una coloración más oscura.

• Teoría de la extracción
• Extracción cuantitativa