Kto odkrył siarkę. Właściwości fizyczne i chemiczne siarki. Typowe objawy i różnice między chalkogenami.
DEFINICJA
Siarka - szesnasty element układu okresowego. Oznaczenie - S z łaciny "siarka". Znajduje się w trzecim okresie, grupa VIA. Odnosi się do niemetali. Opłata podstawowa wynosi 16.
Siarka występuje w przyrodzie zarówno w stanie wolnym (rodzima siarka), jak iw różnych związkach. Związki siarki z różnymi metalami są bardzo powszechne. Wiele z nich to cenne rudy (na przykład blask ołowiu PbS, mieszanka cynkowa ZnS, blask miedzi Cu 2 S) i służą jako źródło metali nieżelaznych.
Jest szeroko rozpowszechniony w naturze, w stanie wolnym lub w połączeniu. W stanie wolnym miesza się z gipsem i pumeksem w obszarach wulkanicznych na Islandii, Sycylii, w Meksyku i Japonii. Wolna siarka może powstać w wyniku naturalnego rozpadu pirytu wytrąconego w gorących wodach siarkowych, w którym siarkowodór został utleniony w atmosferze.
Kiedy topi się zwykła siarka, tworzy słomkowy płyn, który ciemnieje po podgrzaniu, a następnie wrzenia. Kiedy stopiona siarka powoli się ochładza, jej właściwości fizyczne zmieniają się w zależności od temperatury, ciśnienia i reżimu wytrącania. Tak więc siarka występuje w różnych postaciach, zwanych odmianami alotropowymi, które składają się z cieczy.
Spośród związków siarki w przyrodzie powszechne są także siarczany, głównie wapń i magnez, a wreszcie związki siarki znajdują się w roślinach i zwierzętach.
Atomowa i masa cząsteczkowa siarki
Względna masa cząsteczkowa substancji (M r) jest liczbą wskazującą, ile razy masa danej cząsteczki jest większa niż 1/12 masy atomu węgla, oraz względna masa atomowa elementu (A r) - ile razy średnia masa atomów pierwiastka chemicznego jest większa niż 1/12 masy atomu węgla.
Jest umiarkowanie rozpuszczalny w alkoholu i eterze i umiarkowanie rozpuszczalny w oleju. Temperatura, w której rombowa i jednoskośna siarka jest w równowadze, tj. 94, 5 ° C, to temperatura przejścia. Siarka jest chemicznie podobna do tlenu i może być podstawiona w wielu kombinacjach, ale siarka jest mniej elektroniczna.
Na Sycylii, skały siarkowe są ułożone na ziemi i spalone. Powstała ciekła siarka wlewa się w szereg drewnianych form, w których zestala się. Następnie można go oczyścić przez destylację. Siarka jest głównie stosowana do produkcji związków takich jak kwas siarkowy, siarczki, siarczany i dwutlenek siarki. Siarka jest szeroko stosowana w preparatach na bazie sulfamidów iw wielu maściach dermatologicznych. Siarka jest również używana do produkcji zapałek, wulkanizowanej gumy, barwników i prochu strzelniczego. W stanie drobno rozdrobnionym i często mieszanym z limonką, jest stosowany jako środek grzybobójczy dla roślin.
Wartości atomowej i masy cząsteczkowej siarki pokrywają się; są to 32,059.
Alotropia i alotropowe modyfikacje siarki
Siarka występuje w postaci dwóch alotropowych modyfikacji - rombowych i jednoskośnych.
Przy normalnych ciśnieniach siarka tworzy kruche żółte kryształy, topiące się w temperaturze 112,8 o C; gęstość wynosi 2,07 g / cm3. Jest nierozpuszczalny w wodzie, ale dobrze rozpuszczalny w dwusiarczku węgla, benzenie i niektórych innych płynach. Kiedy te ciecze wyparowują, siarka jest uwalniana z roztworu w postaci żółtych kryształów układu rombowego, mającego postać ośmiościanów, w których zazwyczaj odcięte są niektóre rogi lub krawędzie (ryc. 1). Ta modyfikacja siarki nazywa się rombową.
Jako nawozy stosuje się siarczany potasu i amonu, a wraz z różnymi obojętnymi ładunkami mineralnymi siarka tworzy specjalny cement stosowany do kotwienia obiektów metalowych, takich jak ogrodzenia i łańcuchy z kamienia. Kwas siarkowy jest jedną z najważniejszych przemysłowych substancji chemicznych, ponieważ jest stosowany nie tylko do syntezy cząsteczek zawierających siarkę, ale także do produkcji wielu innych związków.
W czasie, gdy wszyscy mówią o mikroelementach, siarka jest często zapomniana. Ważne jest, aby przypomnieć niektóre powszechne fakty i dowody dotyczące siarki. Fumarole, które głównie osadzają się w strefach wulkanicznych, wytrącając kryształy siarki, są bardzo aromatyczne, wysoce łatwopalne, dlatego też ich wykorzystanie do produkcji prochu, siarka jest kulturowo demograficzna, a jednak odkrywamy, że siarka jest najważniejsza dla życia.
Ryc. 1. Modyfikacje alotropowe siarki.
Kryształy o innej postaci otrzymuje się, gdy stopioną siarkę powoli ochładza się, a gdy częściowo się zestala, ciecz, która jeszcze nie miała czasu krzepnięcia, jest opróżniana. W tych warunkach ściany naczynia pokryte są od wewnątrz długimi, ciemnożółtymi, przypominającymi igłę kryształami systemu jednoskośnego. Ta modyfikacja siarki nazywa się monokliniczną. Ma gęstość 1,96 g / cm 3, topi się w temperaturze 119,3 o С i jest stabilny tylko w temperaturach powyżej 96 o C.
Niektóre bardzo oryginalne społeczności chemiczne. Siarka jest prostą substancją chemiczną niemetaliczną, kwasową, jasnożółtą. Po jego krystalizacji ma on pewien aspekt. Błyszczący i półprzezroczysty matowy i nieprzezroczysty. . Bardzo luźne, ma kilka punktów topnienia z niesamowitymi funkcjami.
Siarka reaguje z większością innych pierwiastków tworząc siarczany lub siarczki. Jest mieszany z węglowodorami węglowymi i gazem ziemnym. Siarka ze względu na jej kwasowość idealnie nadaje się do produkcji różnych kwasów: kwas siarkowykwas siarkowy, szeroko stosowany we wszystkich gałęziach przemysłu.
Izotopy siarki
Wiadomo, że siarka z natury może być w postaci czterech stabilnych izotopów 32S, 33S, 34S i 36S. Ich liczba mas wynosi odpowiednio 32, 33, 34 i 36. Jądro izotopu siarki 32S zawiera szesnaście protonów i szesnaście neutronów, a izotopy 33S, 34S i 36S zawierają odpowiednio taką samą liczbę protonów, siedemnaście, osiemnaście i dwadzieścia neutronów.
Siarka na początku życia. Siarka jest niezbędna, poza tym, poza pochodzeniem życia, jej pochodne mogą być bardzo toksyczne, a nawet śmiertelne. Siarka - kwas, życie też. Obecny we wszystkich białkach organizmów żywych, dzięki zawartości siarki w albuminach, woda naszego ciała pozostaje strukturalna. Bez siarki bylibyśmy tylko łąką.
We krwi jest więcej siarki niż żelaza, a jeśli znasz bardzo specyficzne związki chemiczne między tymi dwoma pierwiastkami, interesujące byłoby użycie siarki w przypadku niedokrwistości lub hemochromatozy. Wpływ szarego kamienia na wątrobę powinien szybko rozwiązać to zaburzenie wokół żelaza.
Istnieją sztuczne izotopy siarki o masach od 26 do 49, spośród których najbardziej stabilny jest 35 S z okresem półtrwania wynoszącym 87 dni.
Jony siarki
Na zewnętrznym poziomie energetycznym atomu siarki znajduje się sześć elektronów o wartościowości:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4.
W wyniku oddziaływania chemicznego siarka może utracić swoje elektrony walencyjne, tj. być ich dawcą i zmienić się w dodatnio naładowane jony lub przyjąć elektrony innego atomu, tj. być ich akceptorem i zmienić w jony naładowane ujemnie:
Siarka, regulator skóry i płuc. Ze względu na swój kwasowy charakter, siarka zawarta w skórze stanowi granicę między wewnętrznym środowiskiem ciała i środowiskiem zewnętrznym, które może być poddawane różnym rodzajom ataków. Znajdujemy siarkę w obfitości w keratynie, głównym białku ochronnym skóry.
Podobnie, siarka będzie "ochronna" z płuc. Jednak nie chodzi o inhalację siarką. Prosty codzienny masaż klatki piersiowej złagodzi wiele chronicznych problemów oddechowych. Co więcej, osoby z przewlekłymi zaburzeniami naskórkowymi lub płucnymi nie regularnie udają się na leczenie sanatoryjno-uzdrowiskowe, gdzie mają bardzo uzdatnione wody siarki, aby pozbyć się swoich cierpień.
S 0 -6e → S 6+;
S 0 -4e → S 4+;
S 0 -4e → S 2+;
S o + 2e → S 2.
Cząsteczka i atom siarki
Cząsteczka siarki jest monoatomowa - S. Podajmy pewne właściwości charakteryzujące atom i cząsteczkę siarki:
Przykłady rozwiązywania problemów
PRZYKŁAD 1
Siarka (od lat. sērum "Serum") to minerał z klasy rodzimych pierwiastków, niemetalicznych. Nazwa łacińska jest związana z indoeuropejski źródłem skamieniałości jest "spalić". Wzór chemiczny: S.
Aby poprawić swoje zdrowie, opracowaliśmy ten kompaktowy kamień siarki, który pozwala uzyskać masaż jak najbliżej wszystkich bólów i bólów. Po kilku minutach masażu zdajesz sobie sprawę z prawdziwej ulgi, a podczas sesji re-masażyowych nastąpi prawdziwa poprawa. Aby zamówić kamień siarki, kliknij tutaj.
Jedno ciało stałe, nie metaliczne, o kolorze cytrynowożółtym. Siarka występuje w dwóch postaciach krystalicznych. Powstałe przeziębienie przez odparowanie jego roztworów jest przedstawione w oktrach układu ortorombowego, gęstość wynosi 2,06; przez stopienie roztopionej siarki krystalizuje w igłach układu gęstości jednoskośnej 1.
Siarka, w przeciwieństwie do innych rodzimych pierwiastków, ma siatkę molekularną, która decyduje o jej niskiej twardości (1,5-2,5), braku pękania, kruchości, nierównomiernego pęknięcia i powstałego ciężkiego rozbryzgu; tylko na powierzchni kryształów jest szklisty połysk. Ciężar właściwy wynosi 2,07 g / cm3. Ma słabe przewodnictwo elektryczne, niskie przewodnictwo cieplne, niską temperaturę topnienia (112,8 ° C) i zapłon (248 ° C). Łatwo zapala się z meczu i pali się niebieskim płomieniem; wytwarza dwutlenek siarki o ostrym, duszącym zapachu. Barwa rodzimej siarki jest jasnożółta, słomkowożółta, miodowo-żółta, zielonkawa; Siarka zawierająca materię organiczną, uzyskuje brązowy, szary, czarny kolor. Siarka wulkaniczna jest jasnożółta, pomarańczowa, zielonkawa. Zazwyczaj zwykle z żółtawym odcieniem. Istnieje minerał w postaci gęstej, gęstej, ziemistej, sproszkowanej masy; rosną też kryształy, guzy, łupież, skorupy, wtrącenia i pseudomorfy organicznych pozostałości. Rombowy syngony.
Miękka siarka jest brązowym, pastowatym i elastycznym ciałem stałym otrzymywanym przez wlanie stopionej siarki do zimnej wody o temperaturze wrzenia. Siarka znajduje się w stanie naturalnym w pobliżu pradawnych wulkanów, co stanowi 0,06% litosfery. Najczęściej jest on łączony z metalami, a siarczki żelaza, miedzi, ołowiu, cynku są ważnymi minerałami tych metali. Oczyszczony, używany jest do produkcji czarnego proszku i fajerwerków.
Jest również używany do tworzenia zapałek, utwardzania gumy i wykonywania ebonitu. Siarka stosowana jest wewnętrznie jako łagodny środek przeczyszczający i w zastosowaniach zewnętrznych ze względu na jej właściwości przeciwpasożytnicze, keratolityczne i przeciwłojotokowe. Element o siarkowej reputacji?
Cechy wyróżniające: charakterystyczny dla rodzimej siarki: niemetaliczny połysk oraz fakt, że zapalają się one z zapałek i płoną, emitując dwutlenek siarki, który ma ostry, duszący zapach. Najbardziej charakterystycznym kolorem dla rodzimej siarki jest jasnożółty.
Różnorodność:
Wulkanolan (siarka selenistyczna). Pomarańczowo-czerwony, czerwono-brązowy kolor. Pochodzenie jest wulkaniczne.
Siarka jest w standardowym stanie żółtego ciała stałego, bezwonna, bez smaku, nierozpuszczalna w wodzie, o słabych właściwościach mechanicznych, bardzo słabym przewodniku i diamagnetycznym. Siarka występuje w postaci cząsteczkowej. Jest w stanie proszku: kwiat siarki, który otrzymuje się przez sublimację.
Formowany blok: siarka w beczce; a także łącznie. Możliwe jest otrzymanie siarki koloidalnej lub mleka siarkowego, jak również plastycznej siarki i różnych bezpostaciowych form siarki poprzez gaszenie stopionej siarki. Siarka ma szeroki zakres form alotropowych.
Siarka jednoskośna Siarka krystaliczna Siarka krystaliczna Selen siarki - wulkaniczna
Właściwości chemiczne siarki
Zapala się z zapałki i pali się niebieskim płomieniem, co wytwarza dwutlenek siarki, który ma ostry, duszący zapach. Łatwo się topi (temperatura topnienia 112,8 ° C). Temperatura zapłonu 248 ° C. Siarka rozpuszcza się w dwusiarczku węgla.
Miejscem siarki w okresowej klasyfikacji jest konfiguracja elektroniczna. Jego liczba atomowa to 16; Jest klasyfikowany jako niemetalowy. Kolumna 16 Reprezentacja: Rodzina tlenu. Siarka reaguje dość łatwo z wieloma elementami układu okresowego, zarówno z metalami, jak i niemetalami.
Podobnie jak tlen, siarka ma stan utlenienia -2 i daje siarczki. Ponieważ siarka jest mniej elektroujemna niż tlen, ma również stany utleniania 4, 6 z bardziej elektroujemnymi elementami. Możliwe są inne stany utleniania: na przykład 1, ale także 2, 2 i 3 w przypadku jonu tetrationianowego 3, 5, 7. Schemat zamrożenia. Jednakże wiele z tych związków można uważać za utworzone przez kombinacje atomów siarki w stanach utlenienia 4 lub 6 i atomów siarki w stopniach utleniania 0, -2 lub -1.
Pochodzenie siarki
Zauważa się rodzimą siarkę pochodzenia naturalnego i wulkanicznego. Bakterie siarkowe żyją w zbiornikach wodnych, wzbogacone o siarkowodór z powodu rozkładu pozostałości organicznych - na dnie bagien, ujściach rzek, małych zatokach morskich. Ujmowania Morza Czarnego i zatoki Sivash są przykładami takich zbiorników wodnych. Stężenie siarki pochodzenia wulkanicznego ogranicza się do wulkanicznych otworów wentylacyjnych i do pustek skał wulkanicznych. Podczas erupcji wulkanicznych uwalniają się różne związki siarki (H2S, SO2), które są utleniane w warunkach powierzchniowych, co prowadzi do ich przywrócenia; ponadto siarka jest sublimowana bezpośrednio z pary.
Na przykład: jon tiosiarczanowy, w którym jeden z siarczanowych atomów tlenu jest zastąpiony przez atom siarki, ma dwa atomy siarki, których numery utleniania są różne - "4, 0" lub 6, -2 zależnie od tego, jak policzono elektrony. Właściwość łączenia siarki utrudnia określenie ilości utlenienia atomu siarki w cząsteczkach i utworzonych jonach.
Siarka ma wiele związków, w których reguła bajtowa już nie obowiązuje. Siarka, która jest bardziej obszerna niż tlen, może pomieścić więcej sąsiadów. Właściwości atomowe, izotopy. Istnieją cztery naturalne izotopy, wszystkie stabilne. Znanych jest kilka sztucznych izotopów siarki.
Czasami w procesach wulkanicznych siarkę przelewa się w postaci płynnej. Dzieje się tak, gdy siarka, wcześniej osadzona na ścianach kraterów, topi się wraz ze wzrostem temperatury. Siarka jest również osadzana z gorących roztworów wodnych w wyniku rozkładu siarkowodoru i związków siarki uwolnionych podczas jednej z późniejszych faz aktywności wulkanicznej. Zjawiska te obserwuje się obecnie w pobliżu ujść gejzerów w Yellowstone Park (USA) i Islandii. Występuje wraz z gipsem, anhydrytem, wapieniem, dolomitem, solami kamiennymi i potasowymi, glinkami, osadami bitumicznymi (olej, ozoceryt, asfalt) i pirytem. Występuje również na ścianach kraterów wulkanów, w pęknięciach law i tufów, otaczających wulkany wulkanów, aktywnych i wymarłych, w pobliżu źródeł mineralnych siarki.
Wygląd i obfitość i osiągnięcia. Siarka jest w stanie naturalnym, w pobliżu wulkanów lub w naturalnych osadach na otwartym powietrzu lub pod ziemią. Ale także w postaci siarczków i siarczanów metali: cynobu, galeny, opium, barytu, gipsu itp. Usuwanie gazu ziemnego i odsiarczanie oleju.
Eksploatacja złóż siarki w stanie naturalnym. Najważniejszym zastosowaniem siarki jest produkcja kwasu siarkowego. Siarka jest fungicydem stosowanym do uprawy winorośli i ogrodnictwa. Wulkanizacja kauczuku naturalnego zawsze wykorzystuje znaczną ilość siarki.
Satelity. Wśród skał osadowych są: gips, anhydryt, kalcyt, dolomit, syderyt, sól kamienna, sylwit, karnalit, opal, chalcedon, bitum (asfalt, olej, ozoceryt). W osadach wynikających z utleniania siarczków, głównie pirytu. Wśród produktów sublimacji wulkanicznej: gips, realgar, orpiment.
Aplikacja
Szeroko stosowany w przemyśle chemicznym. Trzy czwarte produkcji siarki trafia do kwasu siarkowego. Służy również do zwalczania szkodników rolnych, ponadto w przemyśle papierniczym, gumowym (wulkanizacja gumy), w produkcji prochu strzelniczego, zapałek, w przemyśle farmaceutycznym, szklanym, spożywczym.
Dwusiarczek węgla powstaje w wyniku oddziaływania siarki z metanem. Wspominamy również o ogniwach elektrochemicznych siarki i sodu, których pojemność magazynowa jest dziś głównym wydarzeniem. Podstawowe związki siarki i niektóre ich zastosowania. Kwas siarkowy: neutralizacja, ługowanie, produkcja kwasu fluorowodorowego, produkcja ditlenku tytanu, akumulatory ołowiowe, wytrawianie metali, dehydratacja alkoholi, parafina itp.
Siarczan żelazawy lub zielony witriol. Wodorosiarczan wapnia. Związki organiczne zawierające siarkę: tiole, tioetery i podobne; Są szeroko stosowane w przemyśle farmaceutycznym i agrochemicznym. Element jest szary i żywy. Siarka jest jednym z nieodzownych elementów życia.
Osady siarki
Na terytorium Eurazji wszystkie przemysłowe złoża macierzystej siarki pochodzenia powierzchniowego. Niektóre z nich znajdują się w Turkmenistanie, w regionie Wołgi i innych, a rasy zawierające siarkę rozciąga się wzdłuż lewego brzegu Wołgi od Samary przez pas o szerokości kilku kilometrów do Kazania. Prawdopodobnie siarka powstała w lagunach w okresie permu w wyniku procesów biochemicznych. Złoża siarki znajdują się w Razdole (obwód lwowski, region karpacki), w Jaworowsku (Ukraina) oraz w regionie Ural-Emba. Na Uralu (region Czelabińska) powstaje siarka powstająca w wyniku utleniania pirytu. Siarka pochodzenia wulkanicznego jest dostępna na Kamczatce i Wyspach Kurylskich. Główne rezerwy znajdują się w Iraku, Stanach Zjednoczonych (Luizjana i Utah), Meksyku, Chile, Japonii i Włoszech (Sycylia).
Występuje w dwóch podstawowych aminokwasach: cysteinie i metioninie, ale także w homocysteinie i taurynie. Enzymy zawdzięczają swoją konfigurację mostkom "dwusiarczkowym", które prowadzą do samozaparcia białek. Gdy chleb "wstaje", jest zobowiązany do "dwusiarczkowego" mostkowania pary cysteina-cystyna, odpowiedzialnej również za falowanie włosów.
Wciąż znajdują się w oceanach w pobliżu wulkanicznych uskoków. Historia odkrycia pierwiastka siarki. Siarka jest jednym z dziewięciu znanych elementów starożytności. Jest to cytowane w Starym Testamencie. Jest stosowany do celów kosmetycznych, terapeutycznych. Siarka jest również wymieniona w Odysei Homera po powrocie do Itaki; Siarka miała zdolność usuwania szkodników!