16族元素(酸素と硫黄)
酸素
同素体
| 酸素O2 | オゾンO3 | |
| 性質 | 無色、無臭の気体。空気中の約21%(体積)を占める。水に溶けにくい。燃焼によって酸化物を生じる。 | 淡青色、特異臭の気体。不安定で分解しやすく、有毒。酸化作用が強い(ヨウ化カリウムデンプン紙を青変)。 |
| 用途 | 金属の溶接や切断(酸素アセチレン炎)。医療用。 | 飲料水の殺菌。繊維の漂白。 |
| 製法 | H2O2水溶液の分解(触媒:MnO2) 2H2O2→2H2O+O2 KClO3の加熱分解(触媒:MnO2) 2KClO3→2KCl+3O2 | 酸素に紫外線をあてる。酸素中で無声放電。 3O2→2O3 |
酸化物
| 酸性酸化物 (非金属元素の酸化物) | 水と反応してオキソ酸**を生じる。塩基と反応する。 〈例〉CO2、NO2、SO3 |
| 塩基性酸化物 (金属元素の酸化物) | 水と反応して塩基を生じる。酸と反応する 。〈例〉Na2O、MgO、CaO |
| 両性酸化物 (両性元素*の酸化物) | 酸とも塩基とも反応する 。〈例〉Al2O3、ZnO |
*Zn、Al、Sn、Pb(ああすんなり)など
**分子内に酸素を含む酸
硫黄とその化合物
S
| 同素体 | 色 | 外観 | 分子の構成 | CS2への溶解 |
| 斜方硫黄 | 黄色 | 塊状結晶 | 環状分子S8 | 溶ける |
| 単斜硫黄 | 黄色 | 針状結晶 | 環状分子S8 | 溶ける |
| ゴム状硫黄 | 褐色 | ゴム状固体 | 鎖状分子SX | 溶けない |
- 空気中で燃焼すると、SO2を生成 S+O2→SO2
- 高温でFeなどの金属と反応し、硫化物を生成 Fe+S→FeS
H2S
- 無色、腐卵臭の有毒な気体
- 水溶液は弱酸性
- 可燃性、還元作用を示す 〈例〉2H2S+SO2→3S+2H2O
- 多くの金属イオンと反応して、硫化物を沈殿
〈例〉Pb2++H2S→PbS(黒)+2H+
製法 硫化鉄(Ⅱ)に希硫酸 FeS+H2SO4→FeSO4+H2S
SO2
- 無色、刺激臭のある有毒気体
- 水によく溶け、亜硫酸を生じる(酸性雨の一因)
- 還元作用が強く、漂白作用がある(紙、繊維などの漂白に用いる)
製法
- 銅に濃硫酸、加熱 Cu+2H2SO4→CuSO4+2H2O+SO2
- 亜硫酸塩に希硫酸 Na2SO3+H2SO4→Na2SO4+H2O+SO2
SO3
- 無色、針状結晶
- 昇華しやすく、発煙性がある
- 水と激しく反応し、硫酸を生じる SO3+H2O→H2SO4
製法 二酸化硫黄の酸化 2SO2+O2→2SO3(触媒:V2O5、Pt)
H2SO4 濃硫酸 (語呂:さきにねふだを濃硫酸)
① 酸化作用(熱濃硫酸は酸化作用が強い) ② 吸湿性(乾燥剤に利用)
③ 粘性(重くてドロドロ) ④ 不揮発性(蒸発しにくい)
⑤ 脱水作用 (C2H5OH → C2H4 + H2O など)
H2SO4 希硫酸
- 強酸性(多くの金属と反応し、H2を発生)
- 硫酸塩は水に溶けるものが多い(ただし、CaSO4、SrSO4、BaSO4、PbSO4は水に難溶)
硫黄化合物の相互関係・製法

- FeS+H2SO4→FeSO4+H2S
- 2H2S+SO2→3S+2H2O
- NaHSO3+H2SO4→NaHSO4+H2O+SO2
- 2SO2+O2→2SO3(触媒:V2O5)
- SO3+H2O→H2SO4(④、⑤:接触法)
*SO3を濃硫酸に吸収させて発煙硫酸にし、さらにこれを希硫酸に加えて濃硫酸にする。 - Cu+2H2SO4(熱濃)→CuSO4+2H2O+SO2


