Kemijske lastnosti žvepla. Karakterizacija in točka vrelišča žvepla

Žveplo je kemični element, ki je v šesti skupini in tretjem obdobju periodične tabele. V tem članku bomo podrobneje preučili svoje kemične in kemične lastnosti fizične lastnosti,

Žveplo v fiziki

To je krhka snov. V normalnih razmerah ostane v trdnem agregatnem stanju. Žveplo ima limono-rumeno barvo. In večinoma imajo vse njegove spojine rumene odtenke. Ne raztopi v vodi. Ima nizko toploto in električno prevodnost. Te lastnosti označujejo kot tipično nekovino. Kljub temu, da kemična sestava žvepla sploh ni zapletena, ima ta snov več različic. Vse je odvisno od strukture kristalne rešetke, s katero so povezani atomi, ne tvorijo molekul.

Torej, prva možnost je rombično žveplo. To je najbolj stabilno. Vrelišče žvepla te vrste je štiristo petinštirideset pet stopinj Celzija. Da bi ta snov lahko prešla v stanje plinastega agregata, mora najprej preiti skozi tekočino. Tako se taljenje žvepla zgodi pri temperaturi, ki je sto in trinajst stopinj Celzija.

Druga možnost je monoklinični žveplo. To je kristal v obliki igle s temno rumeno barvo. Taljenje žvepla prve vrste, nato pa njegovo počasno hlajenje vodi k nastanku te vrste. Ta sorta ima skoraj enake fizikalne lastnosti. Na primer, vrelišče žvepla te vrste - vse enako štiristo petinštirideset pet stopinj. Poleg tega obstaja vrsta snovi, kot je plastika. Dobimo jo tako, da v hladno vodo vre vemo skoraj v vrelo vodo. Vrelišče žvepla te vrste je enako. Toda snov ima lastnost raztezanja, kot je guma.

Druga komponenta fizikalnih lastnosti, ki jo želim povedati, je temperatura vžiga žvepla. Ta indikator se lahko razlikuje glede na vrsto materiala in njegov izvor. Na primer, tehnična temperatura vžiga je sto devetdeset stopinj. To je precej nizka številka. V drugih primerih lahko plamenišče žvepla dvesto oseminštirideset stopinj in celo dvesto pedeset šest. Vse je odvisno od tega, iz katerega materiala je bilo izvlečeno, katere gostote ima. Vendar lahko sklepamo, da je zgorevalna temperatura žvepla dovolj nizka, v primerjavi z drugimi kemičnimi elementi pa je vnetljiva snov. Poleg tega včasih lahko žveplo združimo v molekule, ki so sestavljeni iz osmih, šestih, štirih ali dveh atomov. Zdaj, ko ste preučili žveplo z vidika fizike, pojdite na naslednji odsek.

Kemijska karakterizacija žvepla

Ta element ima razmeroma nizko atomsko maso, je enaka tridesetim gramom na mol. Karakteristika elementa žvepla vključuje tako značilnost te snovi kot sposobnost drugačne stopnje oksidacije. To se razlikuje od, recimo, vodika ali kisika. Glede vprašanja, kakšna je kemična lastnost žveplovega elementa, je nemogoče omeniti, da glede na pogoje vsebuje tudi reducirne in oksidativne lastnosti. Torej, da bi razmislili o interakciji dane snovi z različnimi kemičnimi spojinami.

Žveplo in enostavne snovi

Enostavno so snovi, ki imajo v svoji sestavi le en kemični element. Njeni atomi se lahko kombinirajo v molekule, kot na primer v primeru kisika ali pa se ne smejo združiti, tako kot pri kovinah. Žveplo lahko tako reagira s kovinami, drugimi nekovinami in halogeni.

Interakcija s kovinami

Za izvedbo takega postopka je potrebna visoka temperatura. V teh pogojih pride do adicijske reakcije. To pomeni, da se kovinski atomi združujejo z atomi žveplov, hkrati pa oblikujeta sulfide. Na primer, če segrejete dve molji kalija, ki ju mešate z enim molom žvepla, dobimo en mol sulfida določene kovine. Enačbo lahko zapišemo v naslednji obliki: 2K + S = K₂S.

Reakcija s kisikom

To je žganje žvepla. Kot posledica tega procesa tvori njegov oksid. Slednji so lahko dve vrsti. Zato lahko zgorevanje žvepla poteka v dveh stopnjah. Prva je, ko je en mol žveplovega dioksida nastal iz enega molov žvepla in enega molka kisika. Enačba za to kemično reakcijo lahko zapišemo na naslednji način: S + O₂ = SO₂. Druga stopnja je dodajanje še enega kisikovega atoma dioksidu. To se zgodi, če dodate dve molji žveplov dioksid en mol kisika v visokotemperaturnem okolju. Posledično dobimo dva mola žveplovega trioksida. Enačba za to kemično interakcijo je naslednja: 2SO₂ + O podjetju₂ = 2SO₃. Kot rezultat te reakcije se tvori žveplova kislina. Tako je po izvedbi obeh opisanih procesov možno pridobiti trioksid skozi curkom vodne pare. In dobimo sulfatno kislino. Enačba za takšno reakcijo je napisana takole: SO₃ + H₂O = H₂Tako₄.

Interakcija s halogeni

Kemikalije lastnosti žvepla, kot tudi druge nekovine, omogočajo reagiranje s to skupino snovi. Vključuje spojine, kot so fluor, brom, klor, jod. Žveplo reagira s katerim koli od njih, razen slednjega. Kot primer lahko navedemo postopek fluoriranja elementa obravnavane tabele Mendelejeva. S segrevanjem omenjenega nekovinskega s halogenom lahko dobimo dve različici fluorida. Prvi primer: če vzamemo 1 mol žvepla in tri molove fluora, dobimo en mol fluorida, katerega formula je SF₆. Enačba je taka: S + 3F₂ = SF₆. Poleg tega obstaja druga možnost: če vzamemo 1 mol žvepla in dva molka fluora, dobimo en mol fluorida s kemično formulo SF₄. Enačbo lahko zapišemo v naslednji obliki: S + 2F₂ = SF₄. Kot lahko vidite, je vse odvisno od razmerja, v katerem lahko sestavite komponente. Na enak način je mogoče izvesti postopek žveplovega kloriranja (lahko se oblikujejo dve različni snovi) ali bromiranje.

Interakcija z drugimi preprostimi snovmi

Na tem se značilnost žveplovega elementa ne konča. Snov lahko kemično reagira tudi z vodikom, fosforjem in ogljikom. Zaradi interakcije z vodikom nastane sulfidna kislina. Zaradi reakcije s kovinami je mogoče pridobiti njihove sulfide, ki pa jih tudi neposredno pridobimo z interakcijo žvepla z isto kovino. Dodajanje atomov vodika do atomov žvepla se zgodi le pod zelo visokimi temperaturnimi pogoji. Pri reakciji žvepla s fosforjem se njegov fosfid oblikuje. Ima naslednjo formulo: P₂S_3. Da bi dobili eno mol tega substrata, morate vzeti dva mola fosforja in tri molove žvepla. V interakciji žvepla z ogljikom nastane karbid ne-kovine. Njegova kemična formula je taka: CS₂. Da bi dobili eno mol tega substrata, morate vzeti eno mol ogljika in dva molov žvepla. Vse zgoraj opisane adicijske reakcije se pojavijo le, ko se reagenti ogrevajo na visoke temperature. Preučili smo interakcijo žvepla z enostavnimi snovmi, zdaj pa preidemo na naslednjo točko.

Žveplo in zapletene spojine

Kompleksi se imenujejo tiste snovi, katerih molekule so sestavljene iz dveh (ali več) različnih elementov. Kemijske lastnosti žvepla omogočajo reagiranje s spojinami, kot so alkalije, pa tudi koncentrirane sulfatne kisline. Njegove reakcije s temi snovmi so precej čudne. Prvič, poglejmo, kaj se zgodi pri mešanju zadevnega nekovine z alkalijami. Na primer, če vzamete šest molov kalijev hidroksid in dodamo tri mole žvepla, dobimo dva mola kalijevega sulfida, en mol sulfitne kovine in tri mole vode. Ta vrsta reakcije se lahko izrazi z naslednjo enačbo: 6KOH + 3S = 2K₂S + K2SO₃ + 3H₂A. Po istem načelu je interakcija, če dodate natrijev hidroksid. Nato upoštevajte obnašanje žvepla pri dodajanju koncentrirane raztopine sulfatne kisline. Če vzamemo en mol prvega in dveh molov druge snovi, dobimo naslednje proizvode: žveplov trioksid v količini treh molov in voda - dve molji. To kemično reakcijo lahko izvedemo le, če reagente segrejemo do visoke temperature.

Priprava obravnavanega nemetala

Obstaja več osnovnih načinov, s katerimi lahko izločite žveplo iz različnih snovi. Prva metoda je, da jo izoliramo iz pirita. Kemijska formula slednjega je FeS₂. Ko se ta snov segreje na visoko temperaturo brez dostopa do kisika, se lahko pridobi še drugi železov sulfid, FeS in žveplo. Reakcijska enačba je zapisana v naslednji obliki: FeS₂ = FeS + S. Druga metoda pridobivanja žvepla, ki se pogosto uporablja v industriji, je gorenje žveplovega sulfida pod pogoji majhne količine kisika. V tem primeru je mogoče pridobiti obravnavano nekovino in vodo. Za izvedbo reakcije je potrebno sestavine vzeti v molarnem razmerju dveh na eno. Posledično dobimo končne izdelke v razmerjih dveh ali dveh. Enačba te kemične reakcije lahko zapišemo na naslednji način: 2H₂S + O₂ = 2S + 2H₂A. Poleg tega lahko žveplo dobimo v različnih metalurških postopkih, na primer pri proizvodnji kovin, kot so nikelj, baker in drugi.

Uporaba v industriji

Najširša uporaba nemetala, ki jo razmišljamo, je v kemični industriji. Kot je bilo že omenjeno, se tukaj uporablja za pridobivanje sulfatne kisline iz nje. Poleg tega se žveplo uporablja kot sestavina za izdelavo ujemanj, ker je vnetljiv material. Nepogrešljiv je pri proizvodnji eksplozivov, smodnika, bengalskih luči itd. Poleg tega se kot ena od sestavin zatiranja škodljivcev uporablja tudi žveplo. V medicini se uporablja kot sestavni del pri proizvodnji zdravil za kožne bolezni. Tudi zadevna snov se uporablja pri izdelavi različnih barvil. Poleg tega se uporablja pri proizvodnji fosforjev.

Elektronska struktura žvepla

Kot je znano, vsi atomi sestavljajo jedro, v katerem se nahajajo protoni - pozitivno nabiti delci - in nevtroni, to je delci z ničelno polnitvijo. Okoli jedra se elektroni vrtijo, katerih naboj je negativen. Da bi atom bil nevtralen, mora imeti njegova struktura enako število protonov in elektronov. Če je slednji večji, je že negativen ionski anion. Če je nasprotno - število protonov je večje od števila elektronov - to je pozitivni ion ali kation. Žveplov anion lahko deluje kot kisli ostanek. Je del molekul snovi, kot so sulfidna kislina (vodikov sulfid) in kovinski sulfidi. Anion nastane med elektrolitsko disociacijo, ki nastane, ko se snov raztopi v vodi. V tem primeru se molekula razgradi v kation, ki ga lahko predstavljamo kot kovinski ion ali vodik, kot tudi kationski ion kislega ostanka ali hidroksilne skupine (OH-). Ker je serijska številka žvepla v periodični tabeli šestnajst let, lahko sklepamo, da je v njegovem jedru natančno tako veliko število protonov. Iz tega lahko rečemo, da se okoli šestnajst elektronov vrti. Število nevtronov se lahko določi z odštevanjem zaporedne številke kemijskega elementa iz molarne mase: 32-16 = 16. Vsak elektron se ne vrti kaotično, ampak v določeni orbiti. Ker je žveplo kemijski element, ki spada v tretje obdobje periodične tabele, obstajajo trije okrog jezera okoli jedra. Na prvem od njih sta dva elektrona, na drugem - osem, tretji - šest. Elektronska formula atoma žvepla je napisana takole: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Razširjenost v naravi

V bistvu zadevni kemični element najdemo v mineralih, ki so sulfidi različnih kovin. Najprej je pirita - železova sol - tudi svinec, srebro, bakrena sijaj, cinkov smukec, cinabar - živosrebrov sulfid. Poleg tega je žveplo lahko tudi del minerala, katerega strukturo predstavljajo trije ali več kemičnih elementov. Na primer, halkopirit, mirabilit, kieserit, mavec. Vsako izmed njih lahko podrobneje premislite. Pirita je železov sulfid ali FeS₂. Ima svetlo rumeno barvo z zlatim sijajem. Ta mineral je pogosto mogoče najti kot nečistoto v lapis lazuli, ki se pogosto uporablja za izdelavo nakita. To je posledica dejstva, da ti dve minerali pogosto imata skupno polog. Bakrov sijaj - halkocit ali halkozin - je modrikasto siva snov, podobna kovini. Sijajni sijaj (galena) in srebrni sijaj (argentit) imajo podobne lastnosti: oba navzven spominjajo na kovine, imajo sivo barvo. Cinnabar je rjavkasto rdeče dolgočasen mineral s sivimi impregnacijami. Chalcopyrite, katerega kemijska formula je CuFeS₂, - zlato-rumena, se imenuje tudi zlato goljufivo. Cink blende lahko ima barvo od oranžne do ognjene oranžne barve. Mirabilit - Na₂Tako₄x10H₂O - prozorni ali beli kristali. Prav tako se imenuje Glauberjeva sol, uporabljajo v medicini. Kemijska formula kieserita je MgSO₄xH₂O. Izgleda kot bel ali brezbarven prašek. Kemična formula mavca je CaSO₄x2H₂O. Poleg tega je ta kemični element del celic živih organizmov in je pomemben mikroelement.