Fizikalne in kemijske lastnosti žvepla

Žveplo je precej običajen kemični element v naravi (šestnajsti po vsebini v zemeljski skorji in šesti v naravnih vodah). Obstajajo tako naravni žveplo (brez stanja elementa) in njegove spojine.

Žveplo v naravi

Med najpomembnejše naravne minerale žvepla so železovi piriti, sfhalerit, galena, cinabar, antimonit. V svetovnih oceanih je v glavnem v obliki kalcijev sulfat, magnezija in natrija, kar povzroča togost naravnih voda.

Kako dobijo žveplo?

Ekstrakcija žveplovih rud se izvaja z različnimi metodami. Glavni način za pridobivanje žvepla je, da ga popije neposredno v tla.

Odprta metoda rudarstva vključuje uporabo bagrov, odstranjevanje kamnin, ki pokrivajo žveplovo rudo. Po drobljenju plasti rude se eksplozije pošljejo v talilnico.

V industriji se žveplo proizvaja kot stranski produkt procesov v topilih za taljenje, pri rafiniranju nafte. V velikih količinah je prisotna v zemeljskem plinu (v obliki žveplovega anhidrida ali vodikovega sulfida), med odvzemom pa se nanese na stene uporabljene opreme. Drobno dispergirano žveplo, ki je bilo ulovljeno iz plina, se v kemični industriji uporablja kot surovina za proizvodnjo različnih proizvodov.

To snov je mogoče pridobiti iz naravnega žveplovega dioksida. Za to se uporablja metoda Claus. Sestoji iz uporabe "žveplovih jam", v katerih se razgrajuje žveplo. Rezultat je modificirano žveplo, ki se pogosto uporablja pri proizvodnji asfalta.

Osnovne alotropne modifikacije žvepla

Žveplo je neločljivo povezano z alotropijo. Znano je veliko število alotropnih modifikacij. Najbolj znani so rombični (kristalni), monoklinični (acikularni) in plastični žveplovi. Prva dva modifikacija sta stabilna, tretja pa se strdi v rombično.

Fizične lastnosti, ki označujejo žveplo

Molekule Ortorombični (alfa - S) in monokliničnega (beta - S) obsegajo spremembe 8 atomi žvepla, ki so povezani v zaprti zanki z enim kovalentne vezi.

V normalnih razmerah ima žveplo rombično spremembo. Je rumena trdna kristalinična snov z gostoto 2,07 g / cm³. Taloči se pri 113 ° C. Gostota monoklinskega žvepla je 1,96 g / cm³, njegova tališče je 119,3 ° C

Ko se tali žvepla povečanje prostornine in postane rumena tekočina, ki porjavi pri 160 ° C in pretvori v viskozno temno rjavo maso ko se doseže okoli 190 ° C Pri temperaturah, ki presegajo to vrednost, se viskoznost žvepla zmanjša. Pri približno 300 ° C se spet pretvori v tekoče tekoče stanje. To se razlaga z dejstvom, da med segrevanjem žvepla polimerizira, s čimer povečuje dolžino verige s povečano temperaturo. In ko temperatura presega 190 ° C, se polimerne enote uničijo.

Po ohladitvi taline žveplo naravno tvorjen v valjastih lončkov tako imenovanih pavšalno žveplo - rombični kristalov velikih dimenzij, ki ima popačeno obliko octahedrons z delno "cut" robov ali vogalov.

Če se raztaljeni material, na katerem gašenja (npr z mrzlo vodo), je možno, da dobimo plastično žveplo, elastičen gumasti maso rjave ali temno rdeče barve, z gostoto 2.046 g / cm³. Ta sprememba je za razliko od rombične in monoklinične nestabilna. Postopoma (v nekaj urah) spremeni barvo v rumeno, postane krhka in se spremeni v rombično.

Ko zamrzovanje žvepla pare (zelo vroče) Tekoče oblike dušika purpurea njegovo spremembo, ki je stabilna pri temperaturah pod minus 80 ° C.

V vodnem okolju je žveplo praktično netopno. Vendar pa je značilna dobra topnost v organskih topilih. Slabo vodenje električne energije in toplote.

Vrelišče žvepla je 444,6 ° C. Postopek vrelišča spremlja sproščanje oranžno-rumenih hlapov, sestavljenih pretežno iz S_{8. mesto}, ki se pri nadaljnjem segrevanju disociira, kar ima za posledico nastanek ravnovesnih oblik S₆, S₄ in S₂. Nadalje se pri segrevanju velike molekule razpadajo in pri temperaturah nad 900 stopinj pa so v bistvu samo molekule S_2, disociacijo v atome pri 1500 ° C.

Kakšne so kemične lastnosti žvepla?

Žveplo je značilno nekovinsko. Je kemično aktiven. Oksidativno-zmanjšanje lastnosti žvepla se kaže v povezavi s skupino elementov. Pri segrevanju je enostavno povezan s praktično vsemi elementi, kar pojasnjuje njegovo obvezno prisotnost v kovinskih rudah. Izjeme so Pt, Au, I₂, N₂ in inertnih plinov. Stopnja oksidacije, ki kaže žveplo v spojinah, -2, +4, +6.

Lastnosti žvepla in kisika povzročajo njegovo zgorevanje v zraku. Rezultat te interakcije je nastajanje žveplovega (SO₂) in žveplov (SO₃) anhidridi, ki se uporabljajo za proizvodnjo žveplovih in žveplovih kislin.

Pri sobni temperaturi se redukcijske lastnosti žvepla kažejo le glede na fluor, v reakciji s katero se tvori žveplov heksafluorid:

• S + 3F₂= SF₆.

Pri segrevanju (v obliki taline) sodelujejo s klorom, fosforjem, silicijom, ogljikom. Zaradi reakcij z vodikom, poleg vodikovega sulfida, tvori sulfate, združene s splošno formulo H₂S_X.

Oksidativne lastnosti žvepla so opazne pri interakciji s kovinami. V nekaterih primerih lahko opazimo precej nasilne reakcije. Zaradi interakcije s kovinami se tvorijo sulfidi (žveplove spojine) in polisulfidi (večsulfurne kovine).

S podaljšanim segrevanjem reagira s koncentriranimi kislinskimi oksidanti, medtem ko oksidira.

Nato upoštevamo osnovne lastnosti žveplovih spojin.

Žveplov dioksid

Žveplov (IV) oksid, imenovan tudi žveplov dioksid in žveplov anhidrid, je plin (brezbarven) z ostrim zadušnim vonjem. Ima lastnost utekočinjenega tlaka pri sobni temperaturi. Tako₂ kisel oksid. Značilen z dobro topnostjo v vodi. To proizvaja šibko, nestabilno žvepleno kislino, ki obstaja le v vodni raztopini. Zaradi interakcije žveplovega anhidrida z alkalijami nastanejo sulfiti.

Ima precej visoko kemično aktivnost. Najbolj izrazite so redukcijske kemijske lastnosti žveplovega (IV) oksida. Takšne reakcije spremlja povečanje stopnje oksidacije žvepla.

Oksidativne kemijske lastnosti žveplovega oksida se kažejo v prisotnosti močnih redukcijskih sredstev (npr. Ogljikovega monoksida).

Žveplov trioksid

Žveplov trioksid (anhidrid žvepla) - višji oksid žveplo (VI). V normalnih razmerah je brezbarvna, hlapljiva tekočina z zadušnim vonjem. Ima lastnost zamrzovanja pri temperaturah pod 16,9 stopinjami. Nastane mešanica različnih kristalnih modifikacij trdnega žveplovega trioksida. Visoke higroskopske lastnosti žveplovega oksida povzročajo, da se "dima" v vlažnem zraku. Posledično nastanejo kapljice žveplove kisline.

Vodikov sulfid

Vodikov sulfid je binarna kemična spojina vodika in žvepla. H₂S je strupen brezbarven plin, katerega značilnost je sladek okus in vonj gnjenih jajc. Topi se pri minus 86 ° С, vre pri minus 60 ° S. Je termično nestabilen. Pri temperaturah nad 400 ° C se vodikov sulfid razgradi v S in H_2. Zanj je značilna dobra topnost v etanolu. Slabo se raztopi v vodi. Zaradi raztapljanja v vodi nastane šibek vodikov sulfid. Vodikov sulfid je močno redukcijsko sredstvo.

Vnetljivo. Ko vžge v zraku, lahko vidite modri ogenj. V visokih koncentracijah lahko reagira s številnimi kovinami.

Žveplova kislina

Žveplova kislina (H₂Tako₄) so lahko drugačne koncentracije in čistosti. V brezvodnem stanju je brezbarvna oljnata tekočina, ki nima vonja.

Temperatura, pri kateri se snov topi, je 10 ° C. Vrelišče je 296 ° C. Dobro se raztopi v vodi. Ko se raztopi žveplova kislina, nastanejo hidrati in se sprosti velika količina toplote. Vrelišče vseh vodnih raztopin pri tlaku 760 mm Hg. Art. presega 100 ° C. Vrelišče se poveča s povečano koncentracijo kisline.

Kislinske lastnosti snovi se kažejo pri interakciji z osnovni oksidi in baze. H₂Tako₄ dikislina, s čimer tvorita kot sulfati (soli nosilcu) in hidrosulfati (kisla sol), ki so večinoma topne v vodi.

Najbolj izrazite lastnosti žveplove kisline se kažejo v reakcijah oksidacije in redukcije. To je zato, ker v sestavi H₂Tako₄ Žveplo ima višjo oksidacijsko stanje (+6). Kot primer manifestacije oksidacijskih lastnosti žveplove kisline lahko reakcijo navaja z bakrom:

• Cu + 2H₂Tako₄ = CuSO₄ + 2H₂O + SO₂.

Žveplo: koristne lastnosti

Žveplo je mikroelement, potreben za žive organizme. Je sestavni del aminokislin (metionina in cisteina), encimov in vitaminov. Ta element sodeluje pri nastajanju terciarne strukture proteina. Količina kemično vezanega žvepla, vsebovanega v beljakovinah, je na osnovi teže od 0,8 do 2,4%. Vsebnost elementa v človeškem telesu je približno 2 grama na 1 kg teže (to je okoli 0,2% žvepla).

Uporabne lastnosti mikroelementa ne moremo preceniti. Zaščita protoplazme krvi, žveplo je aktivni asistent telesa v boju proti škodljivim bakterijam. Količina koagulacije je odvisna od količine, to pomeni, da element pomaga vzdrževati zadostno raven. Tudi žveplo igra pomembno vlogo pri ohranjanju normalne koncentracije žolča, ki ga proizvaja telo.

Pogosto se imenuje "lepotni minerale", ker je preprosto potrebno ohraniti zdravje kože, nohtov in las. Chere je neločljivo sposobna zaščititi organizem pred različnimi negativnimi vplivi okolja. To pomaga pri upočasnitvi procesa staranja. Žveplo čisti telo toksinov in ščiti pred sevanji, kar je še posebej resnično, glede na trenutno stanje v okolju.

Nezadostna količina elementa v sledovih v telesu lahko vodi do slabega izločanja žlindre, zmanjšane imunosti in vitalnosti.

Žveplo je udeleženec bakterijske fotosinteze. Je sestavina bakterioklorofila in vodikov sulfid je vir vodika.

Žveplo: lastnosti in aplikacije v industriji

Uporablja se najbolj razširjena žvepla proizvodnja žveplove kisline. Lastnosti te snovi omogočajo, da se ga uporablja za vulkanizacijo gume, kot fungicid v kmetijstvu in celo za zdravilo (koloidni žveplo). Poleg tega se žveplo uporablja za proizvodnjo vžigalice in pirotehnične sestavkih, da je del za izdelavo sestavkov serobitumnyh seroasfalta.