Sulful este un element chimic destul de comun în natură (al șaisprezecelea ca conținut în scoarța terestră și al șaselea în apele naturale). Există atât sulful nativ (starea liberă a elementului), cât și compușii săi.
Sulful în natură
Printre cele mai importante minerale naturale sulfuroase se numără pirita de fier, sfalerita, galena, cinabru, antimonitul. Oceanul Mondial conține în principal sub formă de sulfați de calciu, magneziu și sodiu, care provoacă duritatea apelor naturale.
Cum se obține sulful?
Extractia minereurilor sulfuroase se realizeaza prin diferite metode. Principala modalitate de a obține sulf este să-l topești direct în câmp.
Exploarea mineritului în cariera deschisă implică utilizarea excavatoarelor pentru a îndepărta straturile de rocă care acoperă minereul de sulf. După zdrobirea straturilor de minereu prin explozii, acestea sunt trimise la topitoria de sulf.
În industrie, sulful este obținut ca produs secundar al proceselor din cuptoarele de topire, în timpul rafinării petrolului. Este prezent în cantități mari în gazele naturale (cumdioxid de sulf sau hidrogen sulfurat), a cărui extracție se depune pe pereții echipamentului utilizat. Sulful fin dispersat captat din gaz este utilizat în industria chimică ca materie primă pentru producerea diverselor produse.
Această substanță poate fi obținută și din dioxid de sulf natural. Pentru aceasta se folosește metoda Claus. Constă în folosirea unor „gropi de sulf” în care se degazează sulful. Rezultatul este un sulf modificat utilizat pe scară largă în industria asf altului.
Modificări alotropice principale ale sulfului
Sulful are alotropie. Se cunosc un număr mare de modificări alotrope. Cele mai cunoscute sunt rombic (cristalin), monoclinic (acicular) și sulful plastic. Primele două modificări sunt stabile, a treia se transformă într-una rombică atunci când se solidifică.
Proprietăți fizice care caracterizează sulful
Moleculele modificărilor ortorombice (α-S) și monoclinice (β-S) conțin fiecare 8 atomi de sulf, care sunt legați într-un ciclu închis prin legături covalente simple.
În condiții normale, sulful are o modificare rombica. 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.
Când este topit, sulful se dilată și devine un lichid galben care devine maro la 160 °C șise transformă într-o masă vâscoasă maro închis când atinge aproximativ 190 °C. La temperaturi peste această valoare, vâscozitatea sulfului scade. La aproximativ 300 °C, trece din nou într-o stare fluidă lichidă. Acest lucru se datorează faptului că în timpul încălzirii, sulful se polimerizează, mărind lungimea lanțului odată cu creșterea temperaturii. Și când temperatura atinge mai mult de 190 ° C, se observă distrugerea unităților polimerice.
Când topitura de sulf este răcită în mod natural în creuzete cilindrice, se formează așa-numitul sulf în bulgări - cristale rombice de dimensiuni mari, având o formă distorsionată sub formă de octaedre cu fețe sau colțuri parțial „tăiate”.
Dacă substanța topită este supusă unei răciri rapide (de exemplu, folosind apă rece), atunci se poate obține sulf plastic, care este o masă elastică asemănătoare cauciucului de culoare maronie sau roșu închis, cu o densitate de 2,046 g /cm 3. Această modificare, spre deosebire de rombic și monoclinic, este instabilă. Treptat (peste câteva ore) își schimbă culoarea în galben, devine casantă și se transformă într-un rombic.
Când vaporii de sulf (foarte încălziți) sunt înghețați cu azot lichid, se formează modificarea lui violet, care este stabilă la temperaturi sub minus 80 °C.
Sulful practic nu se dizolvă în mediul acvatic. Cu toate acestea, se caracterizează printr-o solubilitate bună în solvenți organici. Conductor slab de electricitate și căldură.
Punctul de fierbere al sulfului este de 444,6 °C. Procesul de fierbere este însoțit de eliberarea de vapori galben-portocalii, formați în principal din molecule S8, care, la încălzirea ulterioară, se disociază, rezultând formarea formelor de echilibru S 6, S4 și S2. În plus, atunci când sunt încălzite, moleculele mari se descompun, iar la temperaturi de peste 900 de grade, perechile constau practic numai din molecule S2, disociându-se în atomi la 1500 ° С.
Care sunt proprietățile chimice ale sulfului?
Sulful este un nemetal tipic. activ chimic. Proprietățile oxidante-reducătoare ale sulfului se manifestă în raport cu o varietate de elemente. Când este încălzit, se combină ușor cu aproape toate elementele, ceea ce explică prezența sa obligatorie în minereurile metalice. Excepțiile sunt Pt, Au, I2, N2 și gaze inerte. Oxidarea arată că sulful prezent în compuși sunt -2, +4, +6.
Proprietățile sulfului și ale oxigenului îl fac să ardă în aer. Rezultatul acestei interacțiuni este formarea de anhidride sulfuroase (SO2) și sulfurice (SO3), care sunt folosite pentru a produce sulf și sulfuric. acizi.
La temperatura camerei, proprietățile reducătoare ale sulfului se manifestă doar în raport cu fluor, în reacția cu care se formează hexafluorura de sulf:
S + 3F2=SF6.
Când este încălzit (sub formă de topitură) interacționează cu clorul, fosforul, siliciul, carbonul. Ca rezultat al reacțiilor cu hidrogenul, pe lângă hidrogenul sulfurat, formează sulfani combinați cu unformula H2SX.
Proprietățile oxidante ale sulfului sunt observate atunci când interacționează cu metalele. În unele cazuri, pot fi observate reacții destul de violente. Ca rezultat al interacțiunii cu metalele, se formează sulfuri (compuși sulfurați) și polisulfuri (metale polisulfuroase).
Când este încălzit mult timp, reacţionează cu acizi oxidanţi concentraţi, oxidându-se în acelaşi timp.
În continuare, luați în considerare principalele proprietăți ale compușilor cu sulf.
Dioxid de sulf
Oxidul de sulf (IV), numit și dioxid de sulf și anhidridă sulfuroasă, este un gaz (incolor) cu miros înțepător, asfixiant. Are tendința de a se lichefia sub presiune la temperatura camerei. SO2 este un oxid acid. Se caracterizează printr-o bună solubilitate în apă. În acest caz, se formează un acid sulfuros slab, instabil, care există numai într-o soluție apoasă. Ca rezultat al interacțiunii dioxidului de sulf cu alcalii, se formează sulfiți.
Are o activitate chimică destul de mare. Cele mai pronunțate sunt proprietățile chimice reducătoare ale oxidului de sulf (IV). Astfel de reacții sunt însoțite de o creștere a stării de oxidare a sulfului.
Proprietățile chimice oxidante ale oxidului de sulf apar în prezența agenților reducători puternici (cum ar fi monoxidul de carbon).
Trioxid de sulf
Trioxid de sulf (anhidrida sulfurica) - cel mai mare oxid de sulf (VI). În condiții normale, este un lichid incolor, volatil, cu miros sufocant. Are capacitatea de a îngheța la temperaturisub 16,9 grade. În acest caz, se formează un amestec de diferite modificări cristaline de trioxid de sulf solid. Proprietățile higroscopice ridicate ale oxidului de sulf îl fac să „fumeze” în aerul 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 otrăvitor incolor, caracterizat printr-un gust dulceag și un miros de ou putrezit. Se topește la minus 86 °С, fierbe la minus 60 °С. Instabil termic. La temperaturi peste 400 °C, hidrogenul sulfurat se descompune în S și H2. Se caracterizează printr-o solubilitate bună în etanol. Este slab solubil în apă. Ca urmare a dizolvării în apă, se formează acid hidrosulfuric slab. Hidrogenul sulfurat este un agent reducător puternic.
Inflamabil. Când arde în aer, se poate observa o flacără albastră. În concentrații mari, poate reacționa cu multe metale.
Acid sulfuric
Acidul sulfuric (H2SO4) poate fi de concentrație și puritate diferite. În stare anhidră, este un lichid uleios, incolor, inodor.
Temperatura la care se topește substanța este de 10 °C. Punctul de fierbere este de 296 °C. Se dizolvă bine în apă. Când acidul sulfuric este dizolvat, se formează hidrați și se eliberează o cantitate mare de căldură. Punctul de fierbere al tuturor soluțiilor apoase lapresiune 760 mm Hg. Artă. depășește 100 °C. O creștere a punctului de fierbere are loc odată cu creșterea concentrației de acid.
Proprietățile acide ale unei substanțe se manifestă atunci când interacționează cu oxizii și bazele bazice. H2SO4 este un acid dibazic, datorită căruia poate forma atât sulfați (săruri medii), cât și hidrosulfați (săruri acide), majoritatea care sunt solubile în apă.
Proprietățile acidului sulfuric se manifestă cel mai clar în reacțiile redox. Acest lucru se datorează faptului că în compoziția H2SO4 sulful are cea mai mare stare de oxidare (+6). Un exemplu de manifestare a proprietăților oxidante ale acidului sulfuric este reacția cu cuprul:
Cu + 2H2SO4 =CuSO4 + 2H 2O + SO2.
Sulph: proprietăți utile
Sulful este un oligoelement esențial pentru organismele 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 variază de la 0,8 la 2,4% în greutate. Conținutul elementului din corpul uman este de aproximativ 2 grame per 1 kg de greutate (adică aproximativ 0,2% este sulf).
Proprietățile utile ale microelementului cu greu pot fi supraestimate. Protejând protoplasma sanguină, sulful este un ajutor activ al organismului în lupta împotriva bacteriilor dăunătoare. Coagularea sângelui depinde de cantitatea acestuia, adică elementul ajutămenține un nivel suficient. Sulful joacă, de asemenea, un rol important în menținerea valorilor normale ale concentrației de bilă produsă de organism.
Denumit adesea „mineralul frumuseții”, deoarece este esențial pentru menținerea sănătății pielii, unghiilor și părului. Sulful are capacitatea de a proteja organismul de diferite tipuri de impact negativ asupra mediului. Acest lucru ajută la încetinirea procesului de îmbătrânire. Sulful curăță organismul de toxine și protejează împotriva radiațiilor, ceea ce este deosebit de important în prezent, având în vedere situația actuală a mediului.
Cantitățile insuficiente de microelemente din organism pot duce la o excreție slabă a toxinelor, la reducerea imunității și a vitalității.
Sulphur este un participant la fotosinteza bacteriană. Este o componentă a bacterioclorofilei, iar hidrogenul sulfurat este o sursă de hidrogen.
Sulf: proprietăți și aplicații industriale
Cel mai utilizat sulf este producerea acidului sulfuric. De asemenea, proprietățile acestei substanțe fac posibilă utilizarea acesteia pentru vulcanizarea cauciucului, ca fungicid în agricultură și chiar ca medicament (sulf coloidal). În plus, sulful este folosit pentru producerea de chibrituri și compoziții pirotehnice, face parte din compozițiile sulf-bitum pentru producerea de asf alt cu sulf.
