Proprietățile fizice și chimice ale sulfului

Sulful este un element chimic destul de comun în natură (al șaisprezecelea în ceea ce privește conținutul său în scoarța pământului și al șaselea în apele naturale). Există atât sulf nativ (starea liberă a elementului), cât și compușii săi.

Sulf în natură

Printre cele mai importante minerale naturale ale sulfului se numără piriții de fier, sfalerit, galena, cinnabar, antimonit. În oceanele lumii se află în principal în formă sulfat de calciu, magneziu și sodiu, provocând rigiditatea apelor naturale.

Cum obțin sulf?

Extracția minereurilor sulfuroase se realizează prin metode diferite. Principalul mod de a produce sulf este să-l topiți direct în pământ.

Metoda deschisă de exploatare implică utilizarea de excavatoare, îndepărtarea straturilor de rocă care acoperă minereul sulfuric. După zdrobirea straturilor de minereu, explozivile sunt trimise la topitor.

În industrie, sulful este produs ca un produs secundar al proceselor în cuptoarele de topire, în rafinarea petrolului. În cantități mari, este prezent în gazele naturale (sub formă de anhidridă sulfuroasă sau hidrogen sulfurat), în timpul extracției cărora se depozitează pe pereții echipamentului utilizat. Sulful fin dispersat care a fost capturat de gaz este utilizat în industria chimică ca materie primă pentru producerea de diferite produse.

Această substanță poate fi obținută din dioxid de sulf natural. Pentru aceasta, se folosește metoda lui Claus. Aceasta constă în aplicarea "gropilor de sulf" în care se degazează sulf. Rezultatul este un sulf modificat, utilizat pe scară largă în producția de asfalt.

Modificări de bază ale sulfului alotrop

Sulful este inerent alotropiei. Un număr mare de modificări alotropice sunt cunoscute. Cele mai renumite sunt sulful rombic (cristalin), monoclinic (acicular) și plastic. Primele două modificări sunt stabile, al treilea la solidificare se transformă într-unul rombic.

Proprietăți fizice care caracterizează sulful

Modificările rombice (alfa-S) și monoclinice (beta-S) conțin 8 atomi de sulf, care sunt conectați într-un ciclu închis prin legături covalente unice.

În condiții normale, sulful are o modificare rombică. Este o substanță cristalină solidă galbenă cu o densitate de 2,07 g / cm³. Se topește la 113 ° C. Densitatea sulfului monoclinic este de 1,96 g / cm³, punctul său de topire este de 119,3 ° C

În timpul topirii, sulful crește în volum și devine un lichid galben care se rupe la o temperatură de 160 ° C și se transformă într-o masă maro-închisă vâscoasă când atinge aproximativ 190 ° C. La temperaturi care depășesc această valoare, viscozitatea sulfului scade. La aproximativ 300 ° C, se transformă din nou într-o stare lichidă. Acest lucru se explică prin faptul că, în timpul încălzirii, sulfura polimerizează, mărind lungimea lanțului cu temperatură în creștere. Și când valoarea temperaturii depășește 190 ° C, unitățile de polimer sunt distruse.

După răcirea sulfului în topitură format în mod natural în creuzete de formă cilindrică așa-numitele bulgăre de sulf - cristale rombice de mari dimensiuni, având o formă deformată a octaedrii cu parțial „tăiat“ margini sau colțuri.

Dacă materialul topit este supus călire (de exemplu, prin utilizarea de apă rece), este posibil să se obțină un sulf din material plastic, este un elastic cauciucată brun în masă sau de culoare roșu închis, cu o densitate de 2.046 g / cm³. Această modificare, spre deosebire de cea rombică și monoclinică, este instabilă. Treptat (în câteva ore) se schimbă culoarea în galben, devine fragilă și se transformă în rombică.

Atunci când se îngheaie vapori de sulf (puternic încălziți) cu azot lichid, se formează modificarea purpurie, stabilă la temperaturi sub minus 80 ° C.

În mediul apos, sulful este practic insolubil. Cu toate acestea, se caracterizează prin solubilitate bună în solvenți organici. Conduita slabă a energiei electrice și a căldurii.

Punctul de fierbere al sulfului este 444,6 ° C. Procesul de fierbere este însoțit de eliberarea de vapori galben-portocaliu constând predominant din S₈, care, la încălzirea ulterioară, disociază, ducând la formarea formelor de echilibru S₆, S₄ și S₂. Mai mult, după încălzire, moleculele mari se descompun, iar la temperaturi de peste 900 de grade, perechile constau în esență numai din molecule de S₂ disocierea în atomi la 1500 ° C

Care sunt proprietățile chimice ale sulfului?

Sulful este un tipic nemetalic. Este activ din punct de vedere chimic. oxidare-proprietățile de reducere a sulfului se manifestă în raport cu setul de elemente. Când este încălzit, este ușor conectat cu aproape toate elementele, ceea ce explică prezența sa obligatorie în minereurile metalice. Excepțiile sunt Pt, Au, I₂, N₂ și gaze inerte. Grad de oxidare, care arată sulf în compuși, -2, +4, +6.

Proprietățile sulfului și oxigenului determină arderea acestuia în aer. Rezultatul acestei interacțiuni este formarea sulfului (SO₂) și acid sulfuric (SO₃) anhidride utilizate pentru producerea de acizi sulfurici și sulfurici.

La temperatura camerei, proprietățile de reducere a sulfului se manifestă numai în raport cu fluorul în care se formează reacția hexafluorură de sulf:

• S + 3F₂= SF₆.

Când se încălzește (sub formă de topitură) interacționează cu clorul, fosforul, siliciul, carbonul. Ca urmare a reacțiilor cu hidrogen, în plus față de hidrogen sulfurat, formează sulfați combinați prin formula generală H₂S_H.

Proprietățile oxidante ale sulfului sunt observate atunci când interacționează cu metalele. În unele cazuri, pot fi observate reacții destul de violente. Ca urmare a interacțiunii cu metalele, s-au format sulfuri (compuși ai sulfului) și polisulfuri (metale multi-sulfurate).

În cazul încălzirii prelungite, aceasta reacționează cu agenți de oxidare concentrați acidă, în timp ce se oxidează.

Apoi, considerăm proprietățile de bază compușii sulfului.

Dioxidul de sulf

Oxidul de sulf (IV), denumit și dioxid de sulf și anhidridă sulfuroasă, este un gaz (incolor) cu un miros asfixios ascuțit. Are proprietatea de a fi lichefiat sub presiune la temperatura camerei. SO₂ este un oxid acid. Caracterizată de o bună solubilitate în apă. Aceasta produce un acid sulfuros slab, instabil, care există numai în soluție apoasă. Ca urmare a interacțiunii anhidridei sulfuroase cu alcaline, se formează sulfuri.

Are o activitate chimică destul de ridicată. Cele mai pronunțate sunt proprietățile chimice reducătoare ale oxidului de sulf (IV). Astfel de reacții sunt însoțite de o creștere a gradului de oxidare a sulfului.

Proprietățile chimice oxidante ale oxidului de sulf se manifestă în prezența agenților reducători puternici (de exemplu monoxid de carbon).

Trioxid de sulf

Trioxid de sulf (anhidridă de sulf) - oxid mai mare sulf (VI). În condiții normale, este un lichid incolor, volatil, cu un miros sufocant. Are proprietatea de congelare la temperaturi sub 16,9 grade. Se formează un amestec de diferite modificări cristaline ale trioxidului de sulf solid. Proprietățile higroscopice ale oxidului de sulf provoacă "fum" în aer umed. Ca rezultat, se formează picături de acid sulfuric.

Hidrogen sulfurat

Hidrogenul sulfurat este un compus chimic binar de hidrogen și sulf. H₂S este un gaz toxic și incolor, caracteristicile caracteristice ale căruia sunt gustul și mirosul dulce de ouă putrede. Se topește la minus 86 ° C, se fierbe la minus 60 ° С. Este instabil din punct de vedere termic. La temperaturi mai mari de 400 ° C, hidrogenul sulfurat se descompune în S și H_2. Se caracterizează prin solubilitate bună în etanol. Se dizolvă prost în apă. Ca urmare a dizolvării în apă, se formează hidrogen sulfurat slab. Hidrogenul sulfurat este un agent reducător puternic.

Inflamabil. Când arde în aer, puteți vedea o flacără albastră. În concentrații mari, este capabil să reacționeze cu multe metale.

Acid sulfuric

Acid sulfuric (H₂SO₄) pot fi de concentrație și puritate diferite. În stare anhidră este un lichid uleios incolor care nu are miros.

Temperatura la care se topeste substanța este de 10 ° C. Punctul de fierbere este de 296 ° C. Se dizolvă bine în apă. Când se dizolvă acidul sulfuric, se formează hidrați și se eliberează o cantitate mare de căldură. Punctul de fierbere al tuturor soluțiilor apoase la o presiune de 760 mm Hg. Art. depășește 100 ° С. Punctul de fierbere crește odată cu creșterea concentrației de acid.

Proprietățile acide ale substanței se manifestă atunci când interacționează cu oxizi de bază și baze. H₂SO₄ este un acid dibazic, prin urmare poate forma atât sulfați (săruri medii), cât și hidrogen sulfați (săruri acide), majoritatea fiind solubili în apă.

Cele mai pronunțate proprietăți ale acidului sulfuric se manifestă prin reacțiile de oxidare-reducere. Acest lucru se datorează faptului că în compoziția lui H₂SO₄ sulful are o stare de oxidare mai mare (+6). Ca exemplu de manifestare a proprietăților oxidante ale acidului sulfuric, putem cita reacția cu cupru:

• Cu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + 2H₂O + SO₂.

Sulf: proprietăți utile

Sulful este un microelement necesar organismelor vii. Este o parte integrantă a aminoacizilor (metionină și cisteină), enzimelor și vitaminelor. Acest element participă la formarea structurii terțiare a proteinei. Cantitatea de sulf legat chimic conținută în proteine ​​are o bază de greutate de 0,8 până la 2,4%. Conținutul elementului din corpul uman este de aproximativ 2 grame la 1 kg de greutate (adică, aproximativ 0,2% este sulf).

Proprietățile utile ale microelementului nu pot fi supraestimate. Protejând protoplasmul sângelui, sulful este un asistent activ al organismului în lupta împotriva bacteriilor dăunătoare. Cantitatea de coagulare depinde de cantitatea sa, adică elementul ajută la menținerea nivelului său suficient. De asemenea, sulful joacă un rol important în menținerea concentrațiilor normale de bilă produse de organism.

Deseori numit "mineral de frumusețe", pentru că este pur și simplu necesar să se păstreze sănătatea pielii, unghiilor și părului. Chere este o capacitate inerentă de a proteja un organism de diverse influențe negative ale mediului. Aceasta ajută la încetinirea procesului de îmbătrânire. Sulful curăță corpul de toxine și protejează împotriva radiațiilor, lucru care este valabil mai ales acum, având în vedere situația actuală a mediului.

Cantitatea insuficientă de oligoelement din organism poate duce la o excreție slabă a zgurii, la o imunitate redusă și la o vitalitate redusă.

Sulful este un participant în fotosinteza bacteriană. Este un constituent al bacterioclorofilei, iar hidrogenul sulfurat este o sursă de hidrogen.

Sulf: proprietăți și aplicații în industrie

Cel mai utilizat sulf este folosit pentru producerea de acid sulfuric. De asemenea, proprietățile acestui material permit utilizarea sa pentru vulcanizarea cauciucului, ca fungicid în agricultură și chiar de droguri (sulf coloid). Mai mult, sulful este utilizat pentru producerea de chibrituri și compoziții pirotehnice, este o parte pentru obținerea compozițiilor serobitumnyh seroasfalta.