Caracteristicile sulfului. Aplicarea sulfului. Sulf sulfuric

Chalcogenes - un grup de elemente, care include sulf. Semnul său chimic este S, prima literă a denumirii latine Sulf. Compoziția unei substanțe simple este înregistrată cu acest simbol fără un indice. Să luăm în considerare momentele de bază privind structura, proprietățile, recepția și aplicarea elementului dat. Caracteristicile de sulf vor fi prezentate în detaliu.

Semnele comune și diferențele de căldură

Sulful se referă la un subgrup de oxigen. Acesta este cel de-al 16-lea grup al formei periodice moderne a imaginii sistemului periodic (PS). Versiunea depășită a numărului și a indexului este VIA. Denumirile elementelor chimice ale grupului, semne chimice:

• oxigen (O);
• sulf (S);
• seleniu (Se);
• telur (Te);
• poloniu (Po).

Carcasa electronică exterioară a elementelor de mai sus este dispusă identic. În total, conține 6 valența electroni, care pot participa la formarea unei legături chimice cu alți atomi. Compușii hidrogen corespund compoziției H₂R, de exemplu, H₂S este hidrogen sulfurat. Denumirile elementelor chimice care formează compuși de oxigen de două tipuri: sulf, seleniu și telur. Formulele generale pentru oxizii acestor elemente sunt RO₂, RO₃.

Chalcogenul corespunde substanțelor simple, care diferă semnificativ în ceea ce privește proprietățile fizice. Cele mai frecvente din scoarța terestră a tuturor calcinoizilor sunt oxigenul și sulful. Primul element formează două gaze, al doilea - solide. Poloniul - un element radioactiv - se găsește rar în scoarța pământului. În grupul de la oxigen la poloniu, proprietățile nemetalice scad și proprietățile metalice cresc. De exemplu, sulful este un tipic nemetalic, iar telurul are o luciu metalic și o conductivitate electrică.

Elementul numărul 16 al tabelului periodic D.I. Mendeleev

Masa atomică relativă a sulfului este de 32.064. Dintre izotopii naturali cei mai frecvenți ³²S (mai mult de 95% în greutate). Există cantități mai mici de nuclide cu o masă atomică de 33, 34 și 36. Caracteristicile sulfului prin poziție în PS și structura atomului:

• numărul de serie este 16;
• încărcarea nucleului atomului este +16;
• raza atomului este de 0,104 nm;
• energia de ionizare este -10,36 eV;
• electronegativitatea relativă este de 2,6;
• gradul de oxidare în compuși este de +6, +4, +2, -2;
• valența - II (-), II (+), IV (+), VI (+).

Sulful este în a treia perioadă, electronii din atom sunt localizați la trei niveluri de energie: pe primul - pe 2, pe al doilea - pe 8 pe, pe al treilea - 6. Toți electronii externi sunt valenți. Când interacționează cu mai multe elemente electronegative, sulful dă 4 sau 6 electroni, obținând stări de oxidare tipice de +6, +4. În reacțiile cu hidrogen și metale, atomul atrage cei doi electroni dispăruți înainte de umplerea octetului și ajungând la starea de echilibru. Grad de oxidare în acest caz scade la -2.

Proprietățile fizice ale formelor alotropice rombice și monoclinice

În condiții obișnuite, atomii de sulf sunt unite la un unghi cu lanțurile stabile. Ele pot fi închise în inele, ceea ce ne permite să vorbim despre existența moleculelor de sulf ciclice. Compoziția lor reflectă formula S₆ și S₈.

Caracteristica de sulf ar trebui completată cu o descriere a diferențelor dintre modificările alotropice având proprietăți fizice diferite.

Sau alfa-sulful este cea mai stabilă formă cristalină. Acestea sunt cristale galbene strălucitoare formate din S₈. Densitatea sulfului rombic este de 2,07 g / cm3. Se formează cristale galben deschis de formă monoclinică beta-gri cu o densitate de 1,96 g / cm3. Punctul de fierbere ajunge la 444,5 ° C.

Prepararea sulfului amorf

Ce culoare este sulful în stare plastică? Este o masă brun închisă, destul de diferită de o pulbere sau cristale galbene. Pentru a obține acest lucru, trebuie să topiți sulful rombic sau monoclinic. La o temperatură de peste 110 ° C, se formează un lichid, cu încălzire suplimentară devine mai întunecat, la 200 ° C devine gros și vâscos. Dacă sulful topit este turnat rapid în apă rece, acesta se va solidifica cu formarea de lanțuri zig-zag a căror compoziție reflectă formula S_n.

Solubilitatea sulfului

Unele modificări ale substanței sunt dizolvate în disulfură de carbon, benzen, toluen și amoniac lichid. Dacă soluțiile organice sunt răcite încet, se formează cristale de ac de sulf monoclinic. În timpul evaporării lichidelor, sunt izolate cristale transparente de lamaie-galben de sulf romantic. Ele sunt fragile, putând ușor să fie măcinate în pudră. Sulful nu se dizolvă în apă. Cristalele coboară spre fundul vasului, iar pulberea poate să plutească la suprafață (nu este udată).

Proprietăți chimice

Proprietățile nemetalice tipice ale elementului nr. 16 apar în reacțiile:

• sulful oxidează metalele și hidrogenul, se reduce la ionul S^2-;
• când se ard în aer și oxigen, se formează di- și trioxid de sulf, care sunt anhidride acide;
• în reacție cu un alt element mai electronegativ - fluor - sulful își pierde, de asemenea, electronii (este oxidat).

Sulf liber în natură

Ca prevalență în crusta pământului, sulful se află pe locul 15 printre elementele chimice. Conținutul mediu de atomi S în roci și minerale este de 0,05% din masa crustă a pământului.

Ce culoare este sulful în natură (nativ)? Aceasta este o pulbere galben deschis cu un miros caracteristic sau cristale galbene care au un luciu sticlos. Depozitele sub formă de plăci, straturi cristaline de sulf se găsesc în zonele de vulcanism antic și modern: în Italia, Polonia, Asia Centrală, Japonia, Mexic, SUA. Adesea, în timpul extracției se găsesc druze frumoase și cristale unice uriașe.

Sulfura de hidrogen și oxizii în natură

În zonele de vulcanism, compușii gazoși de sulf părăsește suprafața. Marea Neagră la o adâncime de peste 200 m este lipsită de viață datorită evoluției hidrogenului sulfurat H₂Formula de dioxid de sulf este bivalentă - SO₂, trivalent - SO₃. Compușii gazoși enumerați sunt prezenți în unele depozite de petrol, gaze și apă naturală. Sulful este o parte a cărbunelui. Este necesară construirea multor compuși organici. Atunci când putrezesc proteinele de ouă de găină, se eliberează hidrogen sulfurat, așa că se spune adesea că acest gaz miroase ouăle putrezite. Sulful se referă la elementele biogene, este necesar pentru creșterea și dezvoltarea oamenilor, animalelor și plantelor.

Importanța sulfurilor și sulfatilor naturali

Caracteristicile de sulf va fi incompletă dacă nu spun că elementul este găsit nu numai sub forma unei substanțe simple și oxid. Cele mai des întâlnite compuși naturali sunt sărurile hidrogenului sulfurat și acizilor sulfurici. Sulfurilor de cupru, fier, zinc, mercur, plumb găsit în compoziția din minerale calcopirită, pirită, blendă, galenă și cinabru. Din sulfații pot fi menționate săruri de sodiu, calciu, bariu și magneziu, care formează în minerale naturale și roci (mirabilită, gips, selenit, barita, kieserit, epsomite). Toți acești compuși sunt utilizați în diferite sectoare ale economiei, sunt utilizate ca materii prime pentru prelucrarea industrială, îngrășăminte, materiale de construcții. Valoarea medicală a unor hidrați cristalini este de mare importanță.

recepție

Substanța de culoare galbenă în stare liberă se găsește în natură la diferite adâncimi. Dacă este necesar, sulful este topit din roci, fără a le ridica la suprafață, ci prin pompare până la adâncimea supraîncălzită vapori de apă și aer comprimat. O altă metodă implică sublimarea rocilor fracturate în cuptoare speciale. Alte metode implică dizolvarea cu disulfură de carbon sau flotație.

Nevoile industriei în domeniul sulfului sunt mari, prin urmare, pentru a obține o substanță elementară se utilizează compușii săi. În sulfura de sulf și sulfurile, se recuperează sulful. Gradul de oxidare a elementului este -2. Se efectuează oxidarea sulfului, ridicând această valoare la 0. De exemplu, conform metodei Leblan, sulfatul de sodiu este redus la cărbune cu sulfură. Apoi se obține sulfură de calciu, tratată cu dioxid de carbon și vapori de apă. Sulfura de hidrogen rezultată este oxidat cu oxigen de aer în prezența unui catalizator: 2H₂S + O₂ = 2H₂O + 2S. Determinarea sulfului obținut prin diferite metode oferă uneori valori scăzute de puritate. Rafinarea sau purificarea se efectuează prin distilare, rectificare, tratare cu amestecuri acide.

Aplicarea sulfului în industria modernă

Granulele de sulf sunt utilizate pentru diverse nevoi de producție:

1. Obținerea de acid sulfuric în industria chimică.
2. Producerea sulfitilor si sulfatilor.
3. Eliberarea preparatelor pentru fertilizarea plantelor, combaterea bolilor și dăunătorilor culturilor agricole.
4. Minereurile care conțin minereuri de sulf la uzinele miniere și cele chimice sunt prelucrate pentru a produce metale neferoase. Producția însoțitoare este acidul sulfuric.
5. Introducere în compoziția unor grade de oțel pentru a da proprietăți speciale.
6. Datorită vulcanizării cauciucului se produce cauciuc.
7. Producția de chibrituri, pirotehnice, explozive.
8. Utilizare pentru prepararea vopselelor, pigmenților, fibrelor artificiale.
9. Albirea țesuturilor.

Toxicitatea sulfului și a compușilor săi

Particulele de praf cu un miros neplăcut irită membranele mucoase ale cavității nazale și tractului respirator, ochii, pielea. Dar toxicitatea sulfului elementar nu este considerată deosebit de ridicată. Inhalarea hidrogenului sulfurat și a dioxidului poate provoca otrăviri grave.

Dacă, în timpul arderii minereurilor care conțin sulf, la uzinele metalurgice, gazele reziduale nu sunt captate, apoi intră în atmosferă. Combinând cu picături și vapori de apă, oxizii de sulf și azot dau naștere la așa-numitele ploi acide.

Sulf și compușii săi în agricultură

Plantele absoarbe ionii de sulfat împreună cu soluția de sol. Reducerea conținutului de sulf duce la o încetinire a metabolismului aminoacizilor și proteinelor din celulele verzi. Prin urmare, sulfații sunt utilizați pentru fertilizarea culturilor agricole.

Pentru dezinfecția caselor de păsări, a pivnițelor, a depozitelor de legume, o substanță simplă este arsă sau tratată cu preparate moderne conținând sulf. Oxidul de sulf are proprietăți antimicrobiene, care a fost folosit de mult timp în producția de vinuri, la depozitarea legumelor și fructelor. Preparatele de sulf sunt utilizate ca pesticide pentru combaterea bolilor și a dăunătorilor de culturi agricole (mucegaiul praf și acarienii păianjeni).

Aplicarea în medicină

Marii vindecători ai antichității Avicenna și Paracelsus au acordat o mare importanță studiului proprietăților vindecătoare ale pulberii galbene. Mai târziu sa constatat că o persoană care nu primește suficiente sulfuri cu alimente, slăbește, are probleme de sănătate (acestea includ mâncărime și înfășurarea pielii, slăbirea părului și a unghiilor). Faptul este că, fără sulf, sinteza aminoacizilor, a cheratinei și a proceselor biochimice din organism este perturbată.

sulf medical încorporat în unguent pentru tratamentul bolilor de piele: acnee, eczeme, psoriazis, alergii, seboree. Baile cu sulf pot ameliora durerea în reumatism și guta. Pentru a asimila mai bine corpul a creat medicamente care conțin sulf solubil în apă. Nu este o pulbere galbenă, ci o substanță fină cristalină de culoare albă. Atunci când este utilizat în exterior, acest compus este încorporat într-un produs cosmetic de îngrijire a pielii.

Ghipsul a fost utilizat de mult timp în imobilizarea părților rănite ale corpului uman. Sarea lui Glauber prescrie ca medicament laxativ. Magnezia scade tensiunea arterială, care este utilizată în tratamentul hipertensiunii arteriale.

Sulf în istorie

Chiar și în cele mai vechi timpuri, materia galbenă nemetalică a atras atenția omului. Dar numai în 1789 marele chimist Lavoisier a stabilit că praful și cristalele găsite în natură constau din atomi de sulf. Se credea că mirosul urât care apar în timpul arderii sale, respinge orice rău. Formula oxidului de sulf, care este obținută prin ardere, este SO₂ (Silica). Este un gaz toxic, inhalarea lui este periculoasă pentru sănătate. Câteva cazuri de dispariție în masă a oamenilor de către sate întregi de pe coastele, în zonele joase, explică oamenii de știință prin extragerea de pe pământ sau apă a hidrogenului sulfurat sau a dioxidului de sulf.

Invenția de pulbere neagră a sporit interesul față de cristale galbene din partea armatei. Multe bătălii au fost câștigate datorită capacității comandanților de a combina sulful cu alte substanțe în procesul de fabricație explozivi. Cel mai important compus - acid sulfuric - a învățat, de asemenea, să aplice o perioadă foarte lungă de timp. În Evul Mediu, această substanță a fost denumită ulei de vitriol, iar sărurile - vitriolul. Sulfat de cupru CuSO_{4 și} sulfat de fier FeSO₄ nu și-au pierdut importanța în industrie și agricultură.