Proprietățile fizice ale sulfului. Descriere sulf

Sulf - o substanță care este în prezent studiată de omenire aproape complet. În cele mai vechi timpuri a fost considerat un mistic, a fost înconjurat de mistere, legende si mituri care au apărut din cauza fricii superstițioasă de persoane necunoscute la întreg. Cu toate acestea, multe dintre proprietățile fizice ale sulfului au fost cunoscute de oameni, chiar înainte de Mendeleev pune elemente din tabelul periodic și ia dat numărul 16. Această substanță este utilizată pe scară largă în epoca lui Homer, în plus, unele informații (relativ sigure), acesta poate fi găsit în noi și Vechiul Testament.

element chimic

sistematiza peste noapte secole acumulate de informații cu privire la această chestiune, ca sulf, a fost destul de dificil. Acest lucru a fost făcut de mulți oameni de știință, ci pentru a stabili că aceasta aparține unei clase de elemente chimice ar putea D. I. Mendeleevu. In sistemul de lot este indicat prin numărul de referință 16. sulf Situat în a treia perioadă, un al șaselea subgrup al grupului principal, masa atomică - 32, densitate (în condiții normale) - 2070 kg / ^m3.

Istoricul de utilizare

Străbunii au folosit în mod activ proprietățile fizice ale sulfului, care le erau cunoscute. Sursa de origine au fost considerate zei de pământ, sau oameni la sol, dotate cu calități deosebite. Mirosul caracteristic al substanței și ușurința de aprindere prin biserici utile în realizarea diverselor ceremonii religioase și de expulzare „spiritele rele“. Mai târziu, sulf, a început să fie utilizat în scopuri militare, a fost o parte a amestecului de combustibil. Cu mare probabilitate putem spune că este folosit pentru a crea „foc grecesc“, ceea ce sugerează o teroare sfântă la inamic. Sulfuroasă de uz casnic și compușii săi sunt aplicate în cosmetică, agricultură, cu ajutorul țesutului albite și paraziți retrase. În China antică, primele experimente pirotehnice au fost efectuate cu ajutorul sulfului. Amestecurile rezultate nu au fost încă pulbere în vrac, dar a servit ca bază pentru crearea formulei sale, care, întâmplător, în actualele condiții a fost actualizat. Cu toate acestea, în etapa inițială a fundației sale era sulf. Chimie, sau mai degrabă alchimie acea vreme, numește acest element „tatăl tuturor metalelor.“ Această concluzie se bazează pe prezența sulfului în multe minereuri și inflamabilitatea sale îmbunătățite. Risipească acest mit nu Lavoisier în 1789. Omul de știință a luat elementul la nemetale, și, așa cum se arată prin studii suplimentare, el a avut dreptate. În medicină, compusul de sulf este folosit ca agenți antiseptici și anti-parazitare.

În natură,

Stîncile sulful crusta nu este mai puțin frecventă. În funcție de gradul de disponibilitate și prevalența acesteia în locul 16 între toate elementele chimice. Structura atomului de sulf permite ca substanța să fie în forma sa pură (în anumite condiții de mediu). Dar, în cele mai multe cazuri, este o parte din diferite minereuri, în compuși formează sulfuri și sulfați. Cele mai frecvente legăturii sale cu metale: pirita (pirita), cinabru, galena (galena), blendă zinc (sfaleritul). In oceane peste sulfat de magneziu, calciu, sodiu. Până în prezent, mai mult de 200 identificate minerale. În al doilea rând - conținut de fracție de masă - grup sunt gips, kieserit, sarea lui Glauber. Sulful este inclus în compoziția de molecule de proteine, adică. E. fi găsite în organismele animale. Foarte larg compuși organici sunt disponibile petrol, gaze naturale și cărbune. Principala sursă de sulf și derivații săi sunt vulcani, dar activitatea umană (industriale, de uz casnic) accelerat și îmbogățit procesul. O cantitate semnificativă de substanță acumulată în apele subterane, argile, gips, la fundul mărilor și lacurilor, petrol, gaze naturale și cărbune, în mlaștini sărate și apele oceanului. Circulația sulfului în biosferă are loc cu ajutorul microorganismelor, iar aceasta contribuie la umiditatea care se evaporă din suprafața unui corp mare de apă, cade sub formă de ploaie și din fluxurile de deșeuri, râuri merge înapoi în mare și oceane.

nume

În perioada de dezvoltare a alchimie, au existat mai multe nume care denota modern, sulful element chimic. Ce substanță se înțelege prin ele - nu este foarte clar, probabil, era vorba despre conexiuni, minereu sau gaz sulfurat. În periodic sistemul Mendeleev sulf desemnat simbolul S (sulf). Acest nume latin nu are o origine clară, probabil, a fost împrumutat din limba greacă și traduce posibil ca „ardere“. În termeni folosiți în limba rusă este rădăcini foarte vechi. Cuvântul „sulf“ desemnează substanțe unpleasantly mirositoare, amestec combustibil. Există, de asemenea, o versiune a originii denumirii substanțelor de culoare: .. „galben pal“, „gri“, adică nu bine definit. Așa am numit toate rășini. Al doilea nume al substanței nu este utilizată în timpurile moderne - „sperietoare“. De asemenea, poartă definirea conceptelor de inflamabilitate și un miros urât. Lingviștii au ajuns la concluzia că, în rădăcina cuvântului sanscrit „ucide“, care este, probabil datorită proprietăților de dioxid de sulf.

Proprietăți fizice Sulf

În funcție de modificările alotropice în intervalul de celule de comunicare. Este împărțit în trei forme formate zăbrele (lanțuri atomice stabile): ortorombic, plastic, monoclinic. Culoarea, proprietățile fizice ale substanței depinde de modificarea sulf. Cele mai frecvente sunt stabile și S ₈ compus ciclic. Este acest tip de lanț este caracteristic pentru sulf cristalin - material fragil, având o tentă gălbuie. Plastic și modificarea monoclinic sunt instabile și transformată într-o structură ciclică spontan după un anumit timp după primirea. Formula de sulf , în acest caz , cuprinde un simbol S ₄ și S _6. În condiții normale (temperatura camerei), compus stabil este lanț rombic: în timpul încălzirii substanței se schimbă într - o stare de agregare lichidă, apoi se îngroașă. răcire treptată formează ace de sulf monoclinic, care au o culoare galben închis. În reacția materialului topit cu forme de apă rece modificarea alotropic plastic, care are o structură similară cu cauciuc și este compus din mai multe lanțuri polimerice, are o structură (închis) culoare murdar galben. Cele mai frecvente de sulf ca o descriere a solid galben care nu interacționează cu restul de pe suprafața sa apa. Ca solvent poate fi utilizat compuși organici: .. terebentină, bisulfura de carbon, etc. sulful ca substanță simplă, în condiții normale, are următoarele proprietăți termodinamice:

1. Densitate relativă - 2,070 g / ^cm3.
2. Conductivitatea termică - 300 K.
3. Punct de topire - 112 ° ^C
4. capacitatea de încălzire Molar - J 22,6.
5. Punct de fierbere - 444 ° ^C.
6. Volumul Molar - 15,5 ^cm3 / mol.

În timpul încălzirii, numărul de atomi de sulf per moleculă scade. La 300 ^C, se deplasează în mod activ fluid, pentru a primi temperatura vaporilor crescută la 450 ° ^C , sulf monoatomic poate fi obținută în timpul încălzirii substanțelor 1760 ^C (S ₈ - S ₆ - S ₄ - S ₂ - S). Acest material este un slab conductor de energie electrică și termică, care este utilizat pe scară largă pentru aplicarea acesteia.

chimice

Sulful reacționează cu toate metalele care rezultă în formarea de sulfuri. In cele mai multe cazuri, reacția chimică necesită un catalizator care acționează ca încălzire. În condiții normale (temperatura camerei), compusul are loc numai cu mercur. Această proprietate este utilizată pentru neutralizarea vaporilor săi, care se formează prin interacțiunea metalului cu picături de oxigen. Ea nu interacționează cu elementul de platină, iridiu, aur. Sulfurile rezultate sunt compusi inflamabili care ard atunci când sunt aprinse suficient de intensă. Sulf, în aer liber purificat reacționează cu oxigenul. Acest proces compus este caracterizat prin formarea unui gaz incolor (dioxid de sulf) și arderea. Reacția reversibilă cu hidrogen are loc în timpul încălzirii (prin analogie cu atomul de carbon și siliciu), gazele formate de hidrogen sulfurat se numește, disulfura de carbon. La fel ca toate celelalte elemente din grupa VI din tabelul periodic, sulf este reacționat într-un tub etanș cu halogen (fluor, brom, clor, fosfor). La temperatura camerei, reacția este posibilă numai cu fluor. clorura de sulf este un material cel mai larg utilizat în industria chimică. Cu apă și soluții acide nu au reacționat, cu un compus alcalin sunt reversibile - acestea sunt formate sub acțiunea catalizatorului. Mulți dintre acidul existent și sarea formată prin combinarea (o condiție prealabilă este temperatura) de sulf cu oxigen și hidrogen.

structura electronică

Structura atomului de sulf care permite ca elementul să se manifeste ca un agent oxidant și un agent reducător, iar reacția chimică să aibă o valență diferită. Acest lucru este cauzat de distribuția nivelurilor de electroni. nucleu atomic are o sarcină de 16 când greutatea atomică a 32 (16 protoni și neutroni) - raza de 127 pm. Schema de sulf (e) după cum urmează: S + 16) 2) 8) 6; în stare de repaus - 1S ² 2S 3S ² 2P ^{6 2 4} 3P. La al treilea nivel atomului de sulf are cinci orbitali neocupat, prin urmare, valența compușilor săi variază în intervalul următor: -2, + 2, + 4, + 6, care depind de gradul de excitație.

depozit

Cantitatea de sulf produs este în creștere în fiecare an. Acest lucru este asociat cu o gamă largă de aplicații, care este în continuă creștere, datorită progreselor tehnologice și de studiu mai detaliat al elementelor chimice deja cunoscute. Natura sulfului conținut în forma nativă și face parte dintr-un mare număr de minereuri. În funcție de acest lucru, diferite metode sunt folosite în producția sa. depozitele stratiformi distribuite în Statele Unite, Irak, Volga Orientul Mijlociu și regiunea carpatică. Acestea sunt cele mai profitabile din punct de vedere procentual, se produce 5-60% sulf. Carbonatul și sulfatul de formațiuni de rocă se află imens, ajungând la zeci de metri în adâncime și câteva sute - în lungime. depozitele Soljanokupolnyh sunt caracteristice regiunilor de producție de petrol intense. Pentru cele mai mari depozite ale zonei includ Golful Mexic, care este paralel cu dezvoltarea SUA, Chile și Mexic. Cele mai moderne depozite, nou-formate sunt depozite vulcanice. Originea lor este legată de falii tectonice crusta și acțiune vulcanică. În consecință, aceste depozite sunt situate în Oceanul Pacific. explorează în mod activ date Japonia și zona rusă. În Eurasia depozite mai comune sulf nativ, care are o origine suficient de veche și este, de preferință, situate în straturile de suprafață. Munții Ural, insula Sicilia, regiunea Volga, regiunea Lviv este dezvoltarea de depozite, care sunt dezvoltate până în prezent. Producția mondială de sulf este mai mare de 50 de milioane de tone pe an, cu 30% - 33%, pepite - gaze și petrol, 14% - prelucrare a emisiilor industriale, 16% - de sulfide, 6% - de sulfati.

Metodele de producție

În funcție de adâncimea de sulf care conțin minereuri folosesc diferite metode de extracție și de prelucrare ulterioară. Proprietățile fizice ale sulfului în prim plan, indiferent de metoda de producție, siguranța procesului de ieșire. De obicei, rezervorul de substanță însoțită de o acumulare mare de gaze toxice, nu sunt excluse cazurile de combustie spontană. straturile superficiale ale straturilor de minereu sunt eliminate folosind excavatoare - această metodă este cel mai puțin periculos (în conformitate cu toate cerințele tehnologice). Sulful purificat rezultă din prelucrarea sa ulterioară la plantele respective, în cazul în care acesta este livrat dintr-o carieră. Metodele de purificare și concentrare a variat: termic, de centrifugare, filtrare, abur, extracție.

Este mult mai greu de a face extragerea sulfului, care este conținut în straturile subterane. Metoda de mină - prin furnizarea de gaze asociate - este aproape inaccesibil, deci destul de succes metoda Frasha folosita inca din Germana 1895. El este cel mai productiv în dezvoltarea de depozite bogate și oferă economii substanțiale în costurile de transport și costurile de prelucrare ulterioară a minereului, deoarece implică producția unei substanțe pure. Principiul de montare este simplu: straturi de minereu care conțin sulf, sunt tratate cu apă caldă, care este alimentat prin conducta. Aranjate în interiorul ei două vas cilindric separat, care sunt proiectate pentru alimentarea cu gaze și eliberarea produsului finit. Datorită temperaturii scăzute de topire a suprafeței sub presiune iese sulf cu o cantitate mică de impurități.

cerere

Consumatorul principal este substanțe chimice cu sulf, care nu pot exista fără acizi bazate pe acest element. Textile, ulei, produse alimentare, pastă, segmentele de producție minieră nu se poate face fără această substanță. Formula sulf face posibilă aplicarea compușilor săi pentru fabricarea explozibililor, chibrituri, din cauciuc, produse cosmetice, medicamente și așa mai departe. D. In agricultura avem în vedere o substanță inclusă în compoziția îngrășământului pe sol (crește procentul asimilat fosfor) și otrăvuri care tratează semințele de la diverse dăunători. Pentru producerea de coloranți și compoziții luminescente folosite sulf purificat. În funcție de gradul de extracție, prelucrare și utilizarea acestui element poate fi văzut pe potențialul industrial al întregului stat. Cele mai multe dintre cele mai recente evoluții în multe sectoare mari consumatoare de cunoaștere a economiei bazată pe utilizarea de sulf și compușii săi. Este dificil de evaluat întregul potențial al aplicării acestui element chimic, care este utilizat de omenire, deoarece cele mai vechi timpuri și continuă să participe activ la procesul evolutiv tehnologic.