Sulful este un element chimic care se află în a șasea grupă și a treia perioadă a tabelului periodic. În acest articol, vom arunca o privire detaliată asupra proprietăților sale chimice și fizice, producție, utilizare și așa mai departe. Caracteristica fizică include caracteristici precum culoarea, nivelul de conductivitate electrică, punctul de fierbere al sulfului etc. Cea chimică descrie interacțiunea sa cu alte substanțe.
Sulful din punct de vedere fizic
Aceasta este o substanță fragilă. În condiții normale, este într-o stare solidă de agregare. Sulful are o culoare galben lămâie.
Și, în cea mai mare parte, toți compușii săi au nuanțe galbene. Nu se dizolvă în apă. Are conductivitate termică și electrică scăzută. Aceste caracteristici îl caracterizează ca un nemetal tipic. În ciuda faptului că compoziția chimică a sulfului nu este deloc complicată, această substanță poate avea mai multe variații. Totul depinde de structura rețelei cristaline, cu ajutorul căreia atomii sunt legați, dar nu formează molecule.
Deci, prima opțiune este sulful rombic. Se întâmplă să fiecel mai stabil. Punctul de fierbere al acestui tip de sulf este de patru sute patruzeci și cinci de grade Celsius. Dar pentru ca o anumită substanță să treacă într-o stare gazoasă de agregare, trebuie mai întâi să treacă printr-o stare lichidă. Deci, topirea sulfului are loc la o temperatură de o sută treisprezece grade Celsius.
A doua opțiune este sulful monoclinic. Este un cristal în formă de ac cu o culoare galben închis. Topirea sulfului de primul tip, iar apoi răcirea lui lentă duce la formarea acestui tip. Acest soi are aproape aceleași caracteristici fizice. De exemplu, punctul de fierbere al sulfului de acest tip este încă același patru sute patruzeci și cinci de grade. În plus, există o astfel de varietate a acestei substanțe precum plasticul. Se obține prin turnarea în apă rece încălzită aproape până la fierbere rombica. Punctul de fierbere al sulfului de acest tip este același. Dar substanța are capacitatea de a se întinde ca cauciucul.
O altă componentă a caracteristicii fizice despre care aș dori să vorbesc este temperatura de aprindere a sulfului.
Această cifră poate varia în funcție de tipul de material și de originea acestuia. De exemplu, temperatura de aprindere a sulfului tehnic este de o sută nouăzeci de grade. Aceasta este o cifră destul de scăzută. În alte cazuri, punctul de aprindere al sulfului poate fi de două sute patruzeci și opt de grade și chiar două sute cincizeci și șase. Totul depinde de ce material a fost extras, ce densitate are. Dar se poate concluzionacă temperatura de ardere a sulfului este destul de scăzută, în comparație cu alte elemente chimice, este o substanță inflamabilă. În plus, uneori sulful se poate combina în molecule formate din opt, șase, patru sau doi atomi. Acum, având în vedere sulful din punct de vedere al fizicii, să trecem la următoarea secțiune.
Caracterizarea chimică a sulfului
Acest element are o masă atomică relativ scăzută, este de treizeci și două de grame pe mol. Caracteristica elementului sulf include o astfel de caracteristică a acestei substanțe precum capacitatea de a avea diferite grade de oxidare. Prin aceasta diferă de, să zicem, hidrogen sau oxigen. Având în vedere întrebarea care este caracteristica chimică a elementului sulf, este imposibil să nu menționăm că, în funcție de condiții, prezintă atât proprietăți reducătoare, cât și oxidante. Deci, în ordine, luați în considerare interacțiunea unei substanțe date cu diferiți compuși chimici.
Sulf și substanțe simple
Simple sunt substanțele care au un singur element chimic în compoziția lor. Atomii săi se pot combina în molecule, ca, de exemplu, în cazul oxigenului, sau pot să nu se combine, cum este cazul metalelor. Deci, sulful poate reacționa cu metale, alte nemetale și halogeni.
Interacțiune cu metalele
Acest tip de proces necesită o temperatură ridicată. În aceste condiții, are loc o reacție de adiție. Adică atomii de metal se combină cu atomii de sulf, formând astfel substanțe complexe sulfuri. De exemplu, dacă încălzițidoi moli de potasiu, amestecați cu un mol de sulf, obținem un mol de sulfură a acestui metal. Ecuația poate fi scrisă după cum urmează: 2K + S=K2S.
Reacția cu oxigen
Aceasta este arderea sulfului. Ca rezultat al acestui proces, se formează oxidul său. Acesta din urmă poate fi de două tipuri. Prin urmare, arderea sulfului poate avea loc în două etape. Primul este atunci când un mol de sulf și un mol de oxigen formează un mol de dioxid de sulf. Puteți scrie ecuația acestei reacții chimice după cum urmează: S + O2=SO2. A doua etapă este adăugarea unui alt atom de oxigen la dioxid. Acest lucru se întâmplă atunci când un mol de oxigen este adăugat la doi moli de dioxid de sulf la temperaturi ridicate. Rezultatul sunt doi moli de trioxid de sulf. Ecuația acestei interacțiuni chimice arată astfel: 2SO2 + O2=2SO3. Ca rezultat al acestei reacții, se formează acid sulfuric. Deci, prin efectuarea celor două procese descrise, este posibilă trecerea trioxidului rezultat printr-un jet de vapori de apă. Și obținem acid sulfat. Ecuația pentru o astfel de reacție se scrie după cum urmează: SO3 + H2O=H2 SO 4.
Interacțiune cu halogeni
Proprietățile chimice ale sulfului, ca și altor nemetale, îi permit să reacționeze cu acest grup de substanțe. Acesta include compuși precum fluor, brom, clor, iod. Sulful reacționează cu oricare dintre ele, cu excepția ultimului. Un exemplu este procesul de fluorurare a celui consideratnoi un element al tabelului periodic. Prin încălzirea nemetalului menționat cu un halogen se pot obține două variații de fluor. Primul caz: dacă luăm un mol de sulf și trei moli de fluor, obținem un mol de fluor, a cărui formulă este SF6. Ecuația arată astfel: S + 3F2=SF6. În plus, există o a doua opțiune: dacă luăm un mol de sulf și doi moli de fluor, obținem un mol de fluor cu formula chimică SF4. Ecuația se scrie după cum urmează: S + 2F2=SF4. După cum puteți vedea, totul depinde de proporțiile în care sunt amestecate componentele. Exact în același mod, este posibil să se efectueze procesul de clorurare a sulfului (se pot forma și două substanțe diferite) sau de bromurare.
Interacțiune cu alte substanțe simple
Caracterizarea elementului sulf nu se termină aici. Substanța poate intra și într-o reacție chimică cu hidrogenul, fosforul și carbonul. Datorită interacțiunii cu hidrogenul, se formează acid sulfurat. Ca urmare a reacției sale cu metalele, se pot obține sulfuri ale acestora, care, la rândul lor, se obțin și prin reacția directă a sulfului cu același metal. Adăugarea atomilor de hidrogen la atomii de sulf are loc numai în condiții de temperatură foarte ridicată. Când sulful reacționează cu fosforul, se formează fosfura acestuia. Are următoarea formulă: P2S3. Pentru a obține un mol din această substanță, trebuie să luați doi moli de fosfor și trei moli de sulf. Când sulful interacționează cu carbonul, se formează carbura nemetalului considerat. Formula sa chimică arată astfel: CS2. Pentru a obține un mol din această substanță, trebuie să luați un mol de carbon și doi moli de sulf. Toate reacțiile de adiție descrise mai sus apar numai atunci când reactanții sunt încălziți la temperaturi ridicate. Am luat în considerare interacțiunea sulfului cu substanțe simple, acum să trecem la următorul paragraf.
Sulf și compuși complecși
Complex sunt acele substanțe ale căror molecule constau din două (sau mai multe) elemente diferite. Proprietățile chimice ale sulfului îi permit să reacționeze cu compuși precum alcalii, precum și cu acid sulfat concentrat. Reacțiile sale cu aceste substanțe sunt destul de ciudate. În primul rând, luați în considerare ce se întâmplă atunci când nemetalul în cauză este amestecat cu alcalii. De exemplu, dacă luați șase moli de hidroxid de potasiu și adăugați trei moli de sulf la ei, obțineți doi moli de sulfură de potasiu, un mol din acest sulfit metalic și trei moli de apă. Acest tip de reacție poate fi exprimat prin următoarea ecuație: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 O. După același principiu, interacțiunea are loc dacă se adaugă hidroxid de sodiu. Apoi, luați în considerare comportamentul sulfului atunci când i se adaugă o soluție concentrată de acid sulfat. Dacă luăm un mol din prima și doi moli din a doua substanță, obținem următoarele produse: trioxid de sulf în cantitate de trei moli și, de asemenea, apă - doi moli. Această reacție chimică poate avea loc numai atunci când reactanții sunt încălziți la o temperatură ridicată.
Obținerea articolului în cauzănemetal
Există mai multe moduri de bază prin care puteți extrage sulful dintr-o varietate de substanțe. Prima metodă este să-l izolați de pirită. Formula chimică a acestuia din urmă este FeS2. Când această substanță este încălzită la o temperatură ridicată fără acces la oxigen, se poate obține o altă sulfură de fier - FeS - și sulf. Ecuația reacției se scrie astfel: FeS2=FeS + S. A doua metodă de obținere a sulfului, care este adesea folosită în industrie, este arderea sulfurei de sulf în condiția unui cantitate mică de oxigen. În acest caz, puteți obține considerat nemetal și apă. Pentru a efectua reacția, trebuie să luați componentele într-un raport molar de doi la unu. Drept urmare, obținem produsele finale în proporții de două până la două. Ecuația acestei reacții chimice poate fi scrisă după cum urmează: O. În plus, sulful poate fi obținut în timpul diferitelor procese metalurgice, de exemplu, în producția de metale precum nichelul, cuprul și altele.
Uz industrial
Nemetalul pe care îl luăm în considerare și-a găsit cea mai largă aplicație în industria chimică. După cum am menționat mai sus, aici este folosit pentru a obține acid sulfat din acesta. În plus, sulful este folosit ca componentă pentru fabricarea chibriturilor, datorită faptului că este un material inflamabil. De asemenea, este indispensabil în producția de explozivi, praf de pușcă, scânteie etc. În plus, sulful este folosit ca unul dintre ingredientele în produsele de combatere a dăunătorilor. LAmedicament, este folosit ca componentă în fabricarea medicamentelor pentru bolile de piele. De asemenea, substanța în cauză este folosită la producerea diverșilor coloranți. În plus, este folosit la fabricarea de fosfor.
Structura electronică a sulfului
După cum știți, toți atomii constau dintr-un nucleu, care conține protoni - particule încărcate pozitiv - și neutroni, adică particule cu sarcină zero. Electronii se rotesc în jurul nucleului cu sarcină negativă. Pentru ca un atom să fie neutru, trebuie să aibă același număr de protoni și electroni în structura sa. Dacă există mai multe dintre acestea din urmă, acesta este deja un ion negativ - un anion. Dacă, dimpotrivă, numărul de protoni este mai mare decât numărul de electroni, acesta este un ion pozitiv sau cation. Anionul sulf poate acționa ca un reziduu acid. Face parte din moleculele unor substanțe precum acid sulfurat (hidrogen sulfurat) și sulfuri metalice. Un anion se formează în timpul disocierii electrolitice, care are loc atunci când o substanță este dizolvată în apă. În acest caz, molecula se descompune într-un cation, care poate fi reprezentat ca un metal sau ion de hidrogen, precum și un cation - un ion al unui reziduu acid sau o grupare hidroxil (OH-).
Deoarece numărul ordinal de sulf din tabelul periodic este șaisprezece, putem concluziona că acesta este numărul de protoni din nucleul său. Pe baza acestui fapt, putem spune că există și șaisprezece electroni care se rotesc în jur. Numărul de neutroni poate fi găsit scăzând numărul de serie al elementului chimic din masa molară: 32- 16=16. Fiecare electron nu se rotește aleatoriu, ci pe o anumită orbită. Deoarece sulful este un element chimic care aparține perioadei a treia a tabelului periodic, există trei orbite în jurul nucleului. Primul are doi electroni, al doilea are opt, iar al treilea are șase. Formula electronică a atomului de sulf se scrie după cum urmează: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Prevalența în natură
Practic, elementul chimic considerat se găsește în compoziția mineralelor, care sunt sulfuri ale diferitelor metale. În primul rând, este pirita - sare de fier; este, de asemenea, plumb, argint, luciu de cupru, blenda de zinc, cinabru - sulfura de mercur. În plus, sulful poate face parte și din minerale, a căror structură este reprezentată de trei sau mai multe elemente chimice.
De exemplu, calcopirită, mirabilite, kieserită, gips. Puteți lua în considerare fiecare dintre ele mai detaliat. Pirita este o sulfură de fer sau FeS2. Are o culoare galben deschis cu un luciu auriu. Acest mineral poate fi găsit adesea ca impuritate în lapis lazuli, care este utilizat pe scară largă pentru a face bijuterii. Acest lucru se datorează faptului că aceste două minerale au adesea un depozit comun. Cupru strălucire - calcocitul sau calcozină - este o substanță gri-albăstruie, asemănătoare metalului. Lustrul de plumb (galena) și luciul de argint (argentit) au proprietăți similare: ambele arată ca metale și au o culoare gri. Cinabrul este un mineral roșu-maroniu tern, cu pete gri. Calcopirită, chimicăa cărui formulă este CuFeS2, - galben auriu, se mai numește și blendă aurie. Blenda de zinc (sphalerita) poate avea o culoare de la chihlimbar la portocaliu aprins. Mirabilite - Na2SO4x10H2O - cristale transparente sau albe. Se mai numește și sare Glauber, folosită în medicină. Formula chimică a kieseritului este MgSO4xH2O. Apare ca o pulbere albă sau incoloră. Formula chimică a gipsului este CaSO4x2H2O. În plus, acest element chimic face parte din celulele organismelor vii și este un oligoelement important.
