Ang
Sulfur ay isang medyo karaniwang elemento ng kemikal sa kalikasan (panglabing-anim sa nilalaman sa crust ng lupa at pang-anim sa natural na tubig). Mayroong parehong katutubong sulfur (ang malayang estado ng elemento) at mga compound nito.
Sulfur sa kalikasan
Kabilang sa pinakamahalagang natural na sulfur mineral ay iron pyrite, sphalerite, galena, cinnabar, antimonite. Ang Karagatan ng Daigdig ay naglalaman ng pangunahin sa anyo ng calcium, magnesium at sodium sulfates, na nagiging sanhi ng katigasan ng natural na tubig.
Paano nakukuha ang sulfur?
Ang pagkuha ng sulfur ores ay isinasagawa sa pamamagitan ng iba't ibang pamamaraan. Ang pangunahing paraan upang makakuha ng asupre ay ang pagtunaw nito nang direkta sa bukid.
Ang open pit mining ay kinabibilangan ng paggamit ng mga excavator upang alisin ang mga layer ng bato na tumatakip sa sulfur ore. Pagkatapos durugin ang mga layer ng ore sa pamamagitan ng mga pagsabog, ipinapadala ang mga ito sa sulfur smelter.
Sa industriya, ang sulfur ay nakukuha bilang isang by-product ng mga proseso sa smelting furnaces, sa panahon ng oil refining. Ito ay naroroon sa malalaking dami sa natural na gas (bilangsulfur dioxide o hydrogen sulfide), ang pagkuha nito ay idineposito sa mga dingding ng kagamitang ginamit. Ang pinong dispersed sulfur na nakuha mula sa gas ay ginagamit sa industriya ng kemikal bilang hilaw na materyales para sa paggawa ng iba't ibang produkto.
Ang substance na ito ay maaari ding makuha mula sa natural na sulfur dioxide. Para dito, ginagamit ang paraan ng Claus. Binubuo ito sa paggamit ng "sulfur pits" kung saan ang asupre ay na-degassed. Ang resulta ay isang binagong sulfur na malawakang ginagamit sa industriya ng asp alto.
Mga pangunahing allotropic na pagbabago ng sulfur
May allotropy ang sulfur. Ang isang malaking bilang ng mga allotropic modification ay kilala. Ang pinakasikat ay rhombic (crystalline), monoclinic (acicular) at plastic sulfur. Ang unang dalawang pagbabago ay stable, ang pangatlo ay nagiging rhombic kapag pinatigas.
Mga katangiang pisikal na nagpapakilala sa asupre
Ang mga molekula ng orthorhombic (α-S) at monoclinic (β-S) na mga pagbabago ay naglalaman ng 8 sulfur atom bawat isa, na konektado sa isang closed cycle ng mga single covalent bond.
Sa mga normal na kondisyon, ang sulfur ay may rhombic modification. Ito ay isang dilaw na solidong crystalline substance na may density na 2.07 g/cm3. Natutunaw sa 113°C. Ang density ng monoclinic sulfur ay 1.96 g/cm3, ang melting point nito ay 119.3 °C.
Kapag natunaw, ang sulfur ay lumalawak at nagiging dilaw na likido na nagiging kayumanggi sa 160 °C atnagiging malapot na dark brown na masa kapag umabot ito ng humigit-kumulang 190 °C. Sa mga temperatura sa itaas ng halagang ito, bumababa ang lagkit ng asupre. Sa humigit-kumulang 300 °C, muli itong pumasa sa estado ng likidong likido. Ito ay dahil sa ang katunayan na sa panahon ng pag-init, ang sulfur polymerizes, pagtaas ng haba ng chain na may pagtaas ng temperatura. At kapag ang temperatura ay umabot sa higit sa 190 ° C, ang pagkasira ng mga polymer unit ay sinusunod.
Kapag natural na pinalamig ang sulfur na natunaw sa mga cylindrical crucibles, ang tinatawag na lump sulfur ay nabubuo - mga rhombic crystal na may malalaking sukat, na may baluktot na hugis sa anyo ng mga octahedron na may bahagyang "cut" na mga mukha o sulok.
Kung ang natunaw na substance ay napapailalim sa mabilis na paglamig (halimbawa, gamit ang malamig na tubig), maaaring makuha ang plastic sulfur, na isang elastic na parang goma na masa ng brownish o dark red na kulay na may density na 2.046 g /cm 3. Ang pagbabagong ito, sa kaibahan sa rhombic at monoclinic, ay hindi matatag. Unti-unti (sa loob ng ilang oras) nagbabago ang kulay nito sa dilaw, nagiging malutong at nagiging rhombic.
Kapag ang sulfur vapor (highly heated) ay nagyelo na may likidong nitrogen, nabubuo ang purple modification nito, na stable sa mga temperaturang mababa sa minus 80 °C.
Ang asupre ay halos hindi natutunaw sa kapaligiran ng tubig. Gayunpaman, ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mahusay na solubility sa mga organikong solvent. Hindi magandang konduktor ng kuryente at init.
Ang kumukulo na punto ng sulfur ay 444.6 °C. Ang proseso ng pagkulo ay sinamahan ng paglabas ng mga orange-dilaw na singaw, na pangunahing binubuo ng S8 molekula, na, sa kasunod na pag-init, naghihiwalay, na nagreresulta sa pagbuo ng mga equilibrium form na S 6, S4 at S2. Dagdag pa, kapag pinainit, ang malalaking molekula ay nabubulok, at sa mga temperaturang higit sa 900 degrees, ang mga pares ay halos binubuo lamang ng S2 na molekula, naghihiwalay sa mga atomo sa 1500 ° С.
Ano ang mga kemikal na katangian ng sulfur?
Ang
Sulfur ay isang karaniwang hindi metal. aktibo sa kemikal. Ang pag-oxidizing-pagbabawas ng mga katangian ng sulfur ay ipinapakita na may kaugnayan sa iba't ibang elemento. Kapag pinainit, madali itong pinagsama sa halos lahat ng mga elemento, na nagpapaliwanag ng ipinag-uutos na presensya nito sa mga metal ores. Ang mga exception ay Pt, Au, I2, N2 at mga inert gas. Ang oksihenasyon ay nagsasaad na ang sulfur na nagpapakita sa mga compound ay -2, +4, +6.
Ang mga katangian ng sulfur at oxygen ay nagiging sanhi ng pagsunog nito sa hangin. Ang resulta ng interaksyon na ito ay ang pagbuo ng sulfurous (SO2) at sulfuric (SO3) anhydride, na ginagamit upang makagawa ng sulfurous at sulfuric acids.
Sa temperatura ng silid, ang pagbabawas ng mga katangian ng sulfur ay ipinapakita lamang na may kaugnayan sa fluorine, sa reaksyon kung saan nabuo ang sulfur hexafluoride:
S + 3F2=SF6.
Kapag pinainit (sa anyo ng isang matunaw) ay nakikipag-ugnayan sa chlorine, phosphorus, silicon, carbon. Bilang resulta ng mga reaksyon sa hydrogen, bilang karagdagan sa hydrogen sulfide, ito ay bumubuo ng sulfanes na sinamahan ng isang karaniwangformula H2SX.
Ang oxidizing properties ng sulfur ay sinusunod kapag nakikipag-ugnayan sa mga metal. Sa ilang mga kaso, maaaring maobserbahan ang medyo marahas na mga reaksyon. Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan sa mga metal, nabubuo ang mga sulfide (sulphurous compound) at polysulfides (polysulphurous na metal).
Kapag pinainit nang matagal, tumutugon ito sa mga concentrated oxidizing acids, sabay-sabay na nag-oxidize.
Susunod, isaalang-alang ang mga pangunahing katangian ng mga sulfur compound.
Sulfur dioxide
Ang
Sulfur oxide (IV), na tinatawag ding sulfur dioxide at sulfurous anhydride, ay isang gas (walang kulay) na may masangsang, nakaka-asphyxiating na amoy. Ito ay may posibilidad na matunaw sa ilalim ng presyon sa temperatura ng silid. Ang SO2 ay isang acid oxide. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mahusay na solubility sa tubig. Sa kasong ito, ang isang mahina, hindi matatag na sulfurous acid ay nabuo, na umiiral lamang sa isang may tubig na solusyon. Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng sulfur dioxide sa alkalis, nabubuo ang mga sulfite.
Mayroon itong medyo mataas na aktibidad ng kemikal. Ang pinaka-binibigkas ay ang pagbabawas ng mga kemikal na katangian ng sulfur oxide (IV). Ang ganitong mga reaksyon ay sinamahan ng pagtaas sa estado ng oksihenasyon ng asupre.
Ang oxidizing chemical properties ng sulfur oxide ay lumalabas sa pagkakaroon ng malalakas na reducing agent (gaya ng carbon monoxide).
Sulfur trioxide
Sulfur trioxide (sulfuric anhydride) - ang pinakamataas na oxide ng sulfur (VI). Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ito ay isang walang kulay, pabagu-bago ng isip na likido na may nakaka-suffocating na amoy. May kakayahang mag-freeze sa mga temperaturamas mababa sa 16.9 degrees. Sa kasong ito, nabuo ang isang halo ng iba't ibang mga kristal na pagbabago ng solid sulfur trioxide. Ang mataas na hygroscopic na katangian ng sulfur oxide ay nagiging sanhi ng "usok" nito sa mahalumigmig na hangin. Bilang resulta, nabubuo ang mga patak ng sulfuric acid.
Hydrogen sulfide
Ang
Hydrogen sulfide ay isang binary chemical compound ng hydrogen at sulfur. Ang H2S ay isang nakakalason na walang kulay na gas na nailalarawan sa pamamagitan ng matamis na lasa at isang bulok na amoy ng itlog. Natutunaw ito sa minus 86 ° С, kumukulo sa minus 60 ° С. Hindi matatag ang init. Sa mga temperaturang higit sa 400 °C, ang hydrogen sulfide ay nabubulok sa S at H2. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mahusay na solubility sa ethanol. Ito ay mahinang natutunaw sa tubig. Bilang resulta ng paglusaw sa tubig, nabuo ang mahinang hydrosulphuric acid. Ang hydrogen sulfide ay isang malakas na reducing agent.
Nasusunog. Kapag nasusunog ito sa hangin, makikita ang asul na apoy. Sa mataas na konsentrasyon, maaari itong tumugon sa maraming metal.
Sulfuric acid
Ang
Sulfuric acid (H2SO4) ay maaaring may iba't ibang konsentrasyon at kadalisayan. Sa anhydrous state, ito ay isang walang kulay, walang amoy, mamantika na likido.
Ang temperatura kung saan natutunaw ang substance ay 10 °C. Ang boiling point ay 296 °C. Mahusay itong natutunaw sa tubig. Kapag ang sulfuric acid ay natunaw, ang mga hydrates ay nabuo, at ang isang malaking halaga ng init ay inilabas. Ang kumukulo na punto ng lahat ng may tubig na solusyon sapresyon 760 mm Hg. Art. lumampas sa 100 °C. Ang pagtaas ng kumukulo ay nangyayari sa pagtaas ng konsentrasyon ng acid.
Ang mga acidic na katangian ng isang substance ay makikita kapag nakikipag-ugnayan sa mga pangunahing oxide at base. Ang H2SO4 ay isang dibasic acid, dahil sa kung saan maaari itong bumuo ng parehong sulfates (medium s alts) at hydrosulfates (acid s alts), karamihan sa na natutunaw sa tubig.
Ang mga katangian ng sulfuric acid ay pinakamalinaw na ipinapakita sa mga redox na reaksyon. Ito ay dahil sa ang katunayan na sa komposisyon ng H2SO4 sulfur ay may pinakamataas na estado ng oksihenasyon (+6). Ang isang halimbawa ng pagpapakita ng mga katangian ng oxidizing ng sulfuric acid ay ang reaksyon sa tanso:
Cu + 2H2SO4 =CuSO4 + 2H 2O + SO2.
Sulfur: mga kapaki-pakinabang na katangian
Ang
Sulfur ay isang trace element na mahalaga para sa mga buhay na organismo. Ito ay isang mahalagang bahagi ng mga amino acid (methionine at cysteine), mga enzyme at bitamina. Ang elementong ito ay nakikibahagi sa pagbuo ng tersiyaryong istraktura ng protina. Ang dami ng chemically bound sulfur na nasa mga protina ay mula 0.8 hanggang 2.4% ayon sa timbang. Ang nilalaman ng elemento sa katawan ng tao ay humigit-kumulang 2 gramo bawat 1 kg ng timbang (iyon ay, humigit-kumulang 0.2% ay sulfur).
Ang mga kapaki-pakinabang na katangian ng microelement ay halos hindi matataya. Pinoprotektahan ang protoplasm ng dugo, ang sulfur ay isang aktibong katulong ng katawan sa paglaban sa mga nakakapinsalang bakterya. Ang pamumuo ng dugo ay nakasalalay sa dami nito, iyon ay, nakakatulong ang elementomapanatili ang isang sapat na antas. May mahalagang papel din ang sulfur sa pagpapanatili ng mga normal na halaga ng konsentrasyon ng apdo na ginawa ng katawan.
Madalas na tinutukoy bilang "beauty mineral" dahil ito ay mahalaga para sa pagpapanatili ng malusog na balat, kuko at buhok. Ang sulfur ay may kakayahang protektahan ang katawan mula sa iba't ibang uri ng negatibong epekto sa kapaligiran. Nakakatulong ito na pabagalin ang proseso ng pagtanda. Nililinis ng sulfur ang katawan ng mga lason at pinoprotektahan laban sa radiation, na lalong mahalaga sa kasalukuyang panahon, dahil sa kasalukuyang sitwasyon sa kapaligiran.
Ang hindi sapat na dami ng microelements sa katawan ay maaaring humantong sa mahinang paglabas ng mga lason, pagbaba ng immunity at sigla.
Ang
Sulfur ay isang kalahok sa bacterial photosynthesis. Ito ay bahagi ng bacteriochlorophyll, at ang hydrogen sulfide ay pinagmumulan ng hydrogen.
Sulfur: mga pag-aari at pang-industriya na aplikasyon
Ang pinakakaraniwang ginagamit na sulfur ay ang paggawa ng sulfuric acid. Gayundin, ang mga katangian ng sangkap na ito ay ginagawang posible na gamitin ito para sa bulkanisasyon ng goma, bilang fungicide sa agrikultura, at maging bilang isang gamot (colloidal sulfur). Bilang karagdagan, ang sulfur ay ginagamit para sa paggawa ng mga posporo at pyrotechnic compositions, ito ay bahagi ng sulfur-bitumen compositions para sa produksyon ng sulfur asph alt.
