Značilnosti žvepla. Uporaba žvepla. Medicinski žveplo

Halkogen - skupina elementov, ki vključuje žveplo. Njegov kemični znak je S, prva črka latinskega imena Sulphur. Sestava preproste snovi se zabeleži s tem simbolom brez indeksa. Razmislimo o osnovnih trenutkih glede strukture, lastnosti, sprejemanja in uporabe danega elementa. Karakteristike žvepla bodo predstavljene najbolj podrobno.

Pogosti znaki in razlike v halkogenih

Žveplo se nanaša na podskupino kisika. To je 16. skupina v moderni dolgotrajni obliki slike periodičnega sistema (PS). Zastarela različica številke in indeksa je VIA. Imena kemijskih elementov skupine, kemični znaki:

• kisik (O);
• žveplo (S);
• selen (Se);
• telur (Te);
• polonij (Po).

Zunanja elektronska lupina zgoraj navedenih elementov je razporejena enako. Skupaj vsebuje 6 valenčni elektroni, ki lahko sodelujejo pri nastanku kemične vezi z drugimi atomi. Vodikove spojine ustrezajo sestavi H₂R, na primer H₂S je vodikov sulfid. Imena kemijskih elementov, ki tvorijo kisikove spojine dveh vrst: žveplo, selen in telur. Splošne formule za okside teh elementov so RO₂, RO₃.

Halkogen ustreza preprostim snovem, ki se bistveno razlikujejo po fizikalnih lastnostih. Najpogostejši v zemeljski skorji vseh halkogenov so kisik in žveplo. Prvi element tvori dva plina, drugi - trdne snovi. Polonij - radioaktivni element - se redko nahaja v zemeljski skorji. V skupini od kisika do polonija se ne-kovinske lastnosti zmanjšajo in povečajo lastnosti kovin. Na primer, žveplo je tipičen nekovinski material, telurij pa ima kovinski sijaj in električno prevodnost.

Element št. 16 periodične tabele D.I. Mendelejeva

Relativna atomska masa žvepla je 32.064. Najbolj pogosti so naravni izotopi ³²S (več kot 95 mas.%). Obstajajo manjše količine nuklidov z atomsko maso 33, 34 in 36. Značilnosti žvepla glede na položaj v PS in strukturo atoma:

• serijska številka je 16;
• naboje jedra atoma je +16;
• polmer atoma je 0,104 nm;
• energija ionizacije je -10,36 eV;
• relativna elektronegativnost je 2,6;
• stopnja oksidacije v spojinah je +6, +4, +2, -2;
• valenca - II (-), II (+), IV (+), VI (+).

Žveplo se v tretjem periode- elektronov v atomu stojijo na treh stopnjah energije: prvi - 2, drugi - 8, - tretji 6. valence elektroni so vse zunanje. Pri interakciji z več elektronegativnimi elementi žveplo daje 4 ali 6 elektronov, pri čemer dobimo tipična oksidacijska stanja +6, +4. V reakcijah z vodikom in kovinami atoma privlači manjkajoče 2 elektrona, preden zapolni oktet in doseže stabilno stanje. Stopnja oksidacije v tem primeru pade na -2.

Fizične lastnosti rombičnih in monokliničnih alotropnih oblik

V navadnih pogojih so atomi žvepla združeni pod kotom do stabilnih verig. Lahko jih zapremo v obročih, kar nam omogoča govoriti o obstoju molekul cikličnega žvepla. Njihova sestava odraža formulo S₆ in S_{8. mesto}.

Značilnost žvepla je treba dopolniti z opisom razlik med alotropnimi modifikacijami, ki imajo različne fizikalne lastnosti.

Rhombic, ali alfa-žveplo je najstabilnejša kristalinična oblika. To so svetlo rumeni kristali, ki jih sestavljajo S_{8. mesto}. Gostota rombičnega žvepla je 2,07 g / cm3. Oblikujemo svetlo rumene kristale monoklinične oblike beta-siva z gostoto 1,96 g / cm3. Vrelišče doseže 444,5 ° C

Priprava amorfnega žvepla

Kakšna je barva žvepla v plastičnem stanju? To je temno rjava masa, precej za razliko od rumenega prahu ali kristalov. Da bi ga pridobili, morate topiti rombično ali monoklinsko žveplo. Pri temperaturi nad 110 ° C se tekočina oblikuje z nadaljnjim segrevanjem, postane temnejša, pri 200 ° C postane debela in viskozna. Če se staljeno žveplo hitro zlije v hladno vodo, se bo strdilo s tvorbo cikcakovih verig, katerih sestava odraža formulo S_n.

Topnost žvepla

Nekatere modifikacije snovi se raztopijo v ogljikovem disulfidu, benzenu, toluenu in tekočem amoniaku. Če se organske raztopine počasi ohladijo, nastanejo iglični kristali monokliničnega žvepla. Med uparjenjem tekočin so izolirani prozorni limono-rumeni kristali rombičnega žvepla. So krhki, jih je mogoče zlahka zmleti v prah. Žveplo se ne raztopi v vodi. Kristali se spustijo na dno posode in prah lahko plava na površini (ni omočen).

Kemijske lastnosti

Tipične nekovinske lastnosti elementa št. 16 se pojavljajo v reakcijah:

• žveplo oksidira kovine in vodik, zmanjša na ion S^2-;
• pri gorenju v zraku in kisiku nastajajo di- in žveplov trioksid, ki so kislinski anhidridi;
• v reakciji z drugim bolj elektronegativnim elementom - fluorom - tudi žveplo izgubi svoje elektrone (se oksidira).

Prosti žveplo v naravi

Kot razširjenost v zemeljski skorji je med kemijskimi elementi žveplo na 15. mestu. Povprečna vsebnost atomov S v kamnine in minerali je 0,05% mase zemeljske skorje.

Kakšna je barva žvepla v naravi? To je svetlo rumen prašek z značilnim vonjem ali rumenimi kristali, ki imajo steklast sijaj. Vloge v obliki depozitov, kristalinične plasti žvepla najdemo v območjih antične in moderne vulkanizem, v Italiji, na Poljskem, na Bližnjem vzhodu, Japonska, Mehika, Združene države Amerike. Pogosto med ekstrakcijo najdemo čudovite posode in velikanske enojne kristale.

Vodikov sulfid in oksidi v naravi

Na območjih vulkanizma plazne žveplove spojine zapustijo površino. Črno morje na globini več kot 200 m je brez vonja zaradi razvoja vodikovega sulfida H₂S. Formula žveplovega dioksida je dvovalentna - SO₂, trivalent - SO₃. Navedene plinaste spojine so prisotne v nekaterih nahajališčih nafte, plina in naravne vode. Žveplo je del premoga. Potrebno je za gradnjo številnih organskih spojin. Pri gnilih beljakovinah kokošjih jajc sproščamo vodikov sulfid, zato je pogosto rečeno, da ta plin diši po gnilih jajcih. Žveplo se nanaša na biogene elemente, potrebno je za rast in razvoj ljudi, živali in rastlin.

Pomen naravnih sulfidov in sulfatov

Značilnosti žvepla ne bo popolna, če ne pomeni, da je element ne pojavlja samo v obliki preprostega snovi in ​​oksida. Najpogostejše naravne spojine so soli vodikovega sulfida in žveplovih kislin. Sulfidi baker, železo, cink, živo srebro, svinec najdemo v sestavi mineralov chalcopyrite, pirit, sfalerita, galenita in cinobra. Od se sulfati lahko omenimo natrij, kalcij, barij in magnezij soli, ki tvorijo v naravnih mineralov in kamnin (mirabilitom, mavec, selenit, barita, kizerit, epsomit). Vse te spojine se uporabljajo v različnih sektorjih gospodarstva, so uporabljeni kot surovine za industrijsko predelavo, gnojila, gradbenih materialov. Zdravstvena vrednost nekaterih kristalnih hidratov je zelo pomembna.

Prejemanje

Vsebina rumene barve v prostem stanju najdemo v naravi na različnih globinah. Če je potrebno, se žveplo iz kamnin izlije, ne da bi jih dvignili na površino, temveč s črpanjem na globino pregretega vodna para in stisnjen zrak. Druga metoda vključuje sublimacijo zlomljenih kamnin v posebnih pečeh. Druge metode vključujejo raztapljanje z ogljikovim disulfidom ali flotacijo.

Potrebe industrije v žveplu so zato velike, da se pridobi elementarna snov, ki jo uporabljajo njegove spojine. V žveplovem sulfidu in sulfidih se žveplo obnovi. Stopnja oksidacije elementa je -2. Izvedemo oksidacijo žvepla, s čimer se ta vrednost dvigne na 0. Na primer, po metodi Leblan se natrijev sulfat reducira na oglje s sulfidom. Nato dobimo kalcijev sulfid, obdelan z ogljikovim dioksidom in vodno paro. Nastali vodikov sulfid oksidira z zrakom kisik v prisotnosti katalizatorja: 2H₂S + O₂ = 2H₂O + 2S. Določanje žvepla, pridobljenega z različnimi metodami, včasih daje vrednosti nizke čistosti. Rafiniranje ali čiščenje se opravi z destilacijo, rektifikacijo, obdelavo s kislimi mešanicami.

Uporaba žvepla v sodobni industriji

Žveplove zrnave se uporabljajo za različne proizvodne potrebe:

1. Pridobivanje žveplene kisline v kemični industriji.
2. Proizvodnja sulfitov in sulfatov.
3. Sprostitev pripravkov za gnojenje rastlin, boj proti boleznim in škodljivcem kmetijskih rastlin.
4. Rudnine, ki vsebujejo žveplo v rudarskih in kemičnih obratih, se obdelujejo za proizvodnjo neželeznih kovin. Spremljevalna proizvodnja je žveplova kislina.
5. Uvod v sestavo nekaterih vrst jekel za dajanje posebnih lastnosti.
6. Zaradi gume vulkanizacije, gume se proizvaja.
7. Proizvodnja tekem, pirotehnika, eksplozivov.
8. Uporablja se za pripravo barv, pigmentov, umetnih vlaken.
9. Beljenje tkiv.

Toksičnost žvepla in njegovih spojin

Dustni delci z neprijetnim vonjem draži sluznice nosne votline in dihalnega trakta, oči, kože. Toda toksičnost elementarnega žvepla se ne šteje za posebno visoko. Vdihavanje vodikovega sulfida in dioksida lahko povzroči hudo zastrupitev.

Če pri izstrelitvi žvepla, ki vsebujejo rude v metalurških rastlinah, ne uhajajo plinov, potem vstopijo v ozračje. Združevanje z kapljicami in vodno paro, žveplom in dušikovimi oksidi povzroči tako imenovane kislinske deževje.

Žveplo in njegove spojine v kmetijstvu

Rastline absorbirajo sulfatne ione skupaj s talno raztopino. Zmanjšanje vsebnosti žvepla povzroči upočasnitev metabolizma aminokislin in beljakovin v zelenih celicah. Zato se sulfati uporabljajo za gnojenje poljščin.

Za dezinfekcijo perutninskih hiš, kleti, rastlinskih skladišč, preprosta snov se spali ali obdelajo s sodobnimi pripravki, ki vsebujejo žveplo. Žveplov oksid ima protimikrobne lastnosti, ki se že dolgo uporabljajo pri pridelavi vin, pri shranjevanju zelenjave in sadja. Pripravki žvepla se uporabljajo kot pesticidi za zatiranje bolezni in škodljivcev kmetijskih rastlin (praškastih plesni in pršic).

Uporaba v medicini

Veliki zdravilci antike Avicenna in Paracelsus so pripisovali velik pomen študij zdravilnih lastnosti rumenega prahu. Kasneje je bilo ugotovljeno, da ima oseba, ki ne prejema dovolj žvepla s hrano, oslabi, zdravstvene težave (to so srbenje in luskanje kože, oslabitev las in nohtov). Dejstvo je, da je brez žvepla prekinjena sinteza aminokislin, keratina in biokemičnih procesov v telesu.

Medicinsko žveplo je vključeno v mazila za zdravljenje kožnih bolezni: akne, ekcem, psoriaza, alergije, seborrhea. Kopeli z žveplom lahko lajšajo bolečine pri revmaju in protinu. Za boljše asimilacijo telesa so ustvarili vodotopne žveplo vsebujoče droge. Ni rumeni prašek, temveč drobna kristalna substanca bele barve. Pri zunanji uporabi je ta spojina vključena v kozmetični izdelek za nego kože.

Gips se že dolgo uporablja pri imobilizaciji poškodovanih delov človeškega telesa. Glauberjeva sol predpisati kot odvajalno zdravilo. Magnezija znižuje krvni tlak, ki se uporablja pri zdravljenju hipertenzije.

Žveplo v zgodovini

Tudi v antičnih časih je nekovinska rumena snov privlačila pozornost človeka. Toda šele leta 1789 je veliki kemik Lavoisier ugotovil, da prah in kristali v naravi obsegajo atome žvepla. Verjel je, da neprijeten vonj, ki nastane pri njegovem gorenju, prestraši vse zle duhove. Formula žveplovega oksida, ki se pridobiva z zgorevanjem, je SO₂ (dioksid). To je strupen plin, njegovo vdihavanje je nevarno za zdravje. Več primerov množičnega izumrtja ljudi po celih vaseh na obalah, v nižinskih predelih, znanstveniki pojasnjujejo z ekstrakcijo iz zemlje ali vode iz vodikovega sulfida ali žveplovega dioksida.

Izum črnega prahu je povečal zanimanje za rumene kristale iz vojske. Mnoge bitke so bile zmagane zaradi sposobnosti mojstrov, da združujejo žveplo z drugimi snovmi v proizvodnem procesu eksploziv. Najpomembnejša spojina - žveplova kislina - se je naučila tudi uporabljati zelo dolgo. V srednjem veku se je ta snov imenovala vitriolovo olje in soli - vitriol. Bakrov sulfat CuSO_{4 in} železov sulfat FeSO₄ niso izgubili svojega pomena v industriji in kmetijstvu.