Sulf - proprietăți ale elementelor chimice

Sulf (. Lat sulf) S, un element chimic din grupa VI a sistemului periodic Mendeleev; numărul atomic 16, masa atomica 32.06. sulf natural este format din patru izotopi stabili 32 S (95,02%), 33 S (0,75%), 34 S (4,21%), 36 S (0,02%). Preparat ca izotopi radioactivi artificiali 31 S (at½ = 2,4 sec), 35 S (at½ = 87,1 zile), 37 S (T = 5,04 m), și altele.

Informații istorice. Sulf în stare nativă, precum și sub formă de compuși de sulf este cunoscut încă din cele mai vechi timpuri. Este menționat în Biblie, poemele lui Homer și altele. Sulful este o parte din tămâie „sfânt“ în timpul ceremoniilor religioase; se credea că mirosul de pucioasă alunga spiritele rele. Sulf a devenit de mult timp o componentă esențială a incendiare în scopuri militare, cum ar fi „foc grecesc“ (10. Î.Hr. E.). In jurul secolului al 8-lea în China a început să se folosească de sulf pentru focuri de artificii. Are sulf lung si compusii sai tratate boli de piele. Intre araba Alchemy o ipoteză conform căreia sulf (start combustibilitate) și mercur (start metalicitate) sunt considerate ca făcând parte din toate metalele. natura elementară Sera set A. L. Lavuaze și a inclus-o în lista organismelor simple, nemetalice (1789). In 1822, E. Mitscherlich descoperit de sulf forme alotropice.

Distribuția de sulf în natură. Sulful se referă la un element chimic foarte frecvente (Clark 4,7 x 10 -2); Ea are loc într-o stare liberă (sulf nativ) și compuși - sulfurile, polisulfuri, sulfați. Apa mărilor și oceanelor conțin sulfați de sodiu, magneziu și calciu. Există mai mult de 200 de minerale de sulf produse în procese endogene. În biosferă, este produs de peste 150 de minerale de sulf (în principal, sulfați); oxidarea pe scara larga a sulfurilor la sulfați, care la rândul lor sunt reduse la H2S și sulfuri secundare. Aceste reacții apar cu participarea microorganismelor. Multe procese de biosferă conduc la Sulphur concentrare - se acumuleaza in humus sol, cărbune, petrol, mărilor și oceanelor, (8,9 x 10 -2%), apa freatică, lacuri și mlaștini saline. Argile și șisturi Sulf 6 ori mai mare decât scoarța pământului ca un întreg, într-o distribuție - 200 de ori în apele subterane sulfat - de zece ori. În biosferă, există ciclul de sulf: acesta aduce la continent cu precipitații revine la ocean și la scurgere. Sursa de sulf în trecutul geologic al Pământului au fost produse în principal, erupția vulcanică conținând SO2 și intervenția umană H2 S. a accelerat migrarea Sulfur; Ea a intensificat oxidarea sulfurilor.

Proprietăți fizice sulf. Sulf - un solid cristalin, stabil în două modificări alotropice. Rombic α-S lamaie densitate de culoare galbenă de 2,07 g / cm 3. p.t. 112,8 ° C, este stabil sub 95,6 ° C; monoclinic β-S miere-galben culoare, densitate 1,96 g / cm 3. mp 119,3 ° C, este stabil între 95,6 ° C și punctul de topire. Ambele forme sunt formate din opt molecule ciclice membri cu energie de legare S8 S-S 225,7 kJ / mol.

După topirea sulf este transformat într-un lichid galben mobil, care este mai mare de 160 ° C și marouri aproximativ 190 ° C devine masă vâscoasă maro închis. Deasupra 190 ° C, viscozitatea scade, iar la 300 ° C Sulful din nou devine o viscozitate scăzută. Acest lucru se datorează schimbării structurii moleculare: la 160 ° C inele S8 încep să se rupă, trecând circuitul deschis; încălzirea suplimentară peste 190 ° C se reduce lungimea medie a acestor lanțuri.

Dacă sulful topit este încălzit la 250-300 ° C, se toarnă un flux subțire în apă rece, se transformă în masă elastică galben-maronie (sulf din plastic). Este numai parțial solubil în sulfură de carbon, în sedimentele rămâne pulbere în vrac. Solubil în modificarea CS2 numit X-S, și insolubil - μ-S. La temperatura camerei, ambele aceste modificări sunt transformate în stabil fragile α-S. Sulful punct de fierbere 444,6 ° C (una din scala standard de temperatură a punctului internațional). În perechi, la temperatura de reflux, cu excepția moleculelor S8. Există, de asemenea, S6. S4 și S2. După încălzirea suplimentară, molecule mari sunt rupte, iar la 900 ° C rămân doar S2. care sunt aproximativ la 1500 ° C, se disocieze în mod semnificativ în atomi. Când congelare cu vapori de azot lichid puternic încălzit Sera obținut stabil sub molecule de modificare C. purpurea -80 ° format S2.

Sulphur - un slab conductor de căldură și electricitate. În apă, este practic insolubil, foarte solubil în amoniac anhidru, disulfura de carbon și un număr de solvenți organici (fenol, benzen, dicloretan, și altele).

Proprietățile chimice de sulf. Atomii de configurație de electroni exterior Sp 2 S 3s 4. Compuși ai sulfului prezintă o oxidare stare -2, 4, 6. Sulf activ chimic și mai ales atunci când este încălzit ușor este conectat la aproape toate elementele cu excepția N2. I2. Au, Pt, și gaze inerte. C O2 în aer peste 300 ° C, formează oxizi: SO2 - dioxidul de sulf și SO3 - trioxid de sulf, din care primesc acidul respectiv sulfuros și acid sulfuric, și sărurile acestora sulfiți și sulfați. Chiar și în frig energetic conectat F2. când reacționează aprinse cu Cl2; Formele de sulf cu brom doar S2 Br2. ioduri sulf instabil. După încălzire (150-200 ° C) are loc reacția reversibilă cu H2 pentru a produce hidrogen sulfurat. Sulful formează de asemenea mnogosernistye hidrogeni cu formula generală H2 SX. așa-numitul sulfan. Există mai mulți compuși organosulfurici.

Când este încălzit, sulf reacționează cu metale pentru a forma compușii corespunzători cu sulf (sulfuri) și metale mnogosernistye (polisulfuri). La o temperatură de 800-900 ° C, vapori de sulf reacționează cu carbon pentru a forma sulfura de carbon CS2. Compuși ai sulfului cu azot (N4 S4 și N2 S5), se poate obține numai indirect.

Producerea de sulf. sulf elementar a fost preparat din sulf nativ și oxidarea hidrogenului sulfurat și de reducere a dioxidului de sulf. Sursa de hidrogen sulfurat pentru a produce sulf - cocs, gaze naturale, cracare a motorinei. Numeroase metode au fost dezvoltate procesarea H2 S; cele mai importante sunt următoarele: 1) H2 S este recuperat din monogidrotioarsenata gazele de sodiu:

Apoi, prin suflarea de aer prin soluția sulfului precipitat în stare liberă:

2) H2 S este recuperat din gazul în formă concentrată. Apoi, masa sa principală este oxidat de oxigenul atmosferic la sulf și parțial SO2. După răcire, H2 S și gazele rezultate (.. SO2 N2 CO2) intră în două convertor consecutive în care, în prezența catalizatorului (bauxită activat sau gel de alumină special fabricate) reacția are loc:

Baza obținerii sulfului din reacția de reducere a SO2 este cărbunele sau gazele naturale de hidrocarburi. Uneori este combinată cu procesarea de producție a minereurilor pirită.

Grad de sulf. Topiți direct de sulf minereu de sulf bulgăre se numește natură; obținute de la H2S și SO2 - umflătură de gaz. Sulful Lump natural, purificat prin distilare, numit rafinat.

Vaporii condensat la o temperatură peste punctul de topire într-o stare lichidă și apoi turnat în forme - Cherenkov Gray. Condensarea de sulf sub punctul de topire al peretii camerelor de condensare formate Sulf pulbere fină - floare de sulf. coloid de sulf deosebit de înalt dispersat este cunoscută.

Utilizarea sulfului. Sulful este utilizat în principal pentru producerea de acid sulfuric; în industria hârtiei (pentru sulfittsellyulozy); în agricultură (pentru combaterea bolilor plantelor, mai ales struguri și bumbac); în industria cauciucului (agent de întărire); în vopselele de fabricație și formulări luminoase; pentru (vânătoare) pulbere neagră; în fabricarea de chibrituri.

În practica medicală utilizarea sulfului bazat pe capacitatea sa de a interactiona cu substanțele organice care formează corpul și sulfurilor pentationovuyu acidă, prezența care depind keratolitice (solvent. - De la keras greacă - corn și lytikos -rastvoryayuschy), antimicrobiene și efecte antiparazitare. Sulful este inclus în compoziția de unguent Wilkinson și alte medicamente utilizate pentru tratamentul raie. Sulful purificat și precipitat se consumă în unguente și tâlcuri pentru a trata anumite boli ale pielii (seboree, psoriazis, și altele); pulbere - cu infestările helmintice (enterobiazei); în soluții - pentru pyrotherapy paralizia progresivă și altele.

compuși cu sulf anorganici la animale mai mari se găsesc în cantități mici, mai ales sub forma de sulfati (sange, urina), precum și tiocianații (salivă, suc gastric, lapte, urină). Marine organizme compuși cu sulf anorganici mai bogate decât apă dulce și sol. Pentru plante și microorganisme sulfat (SO4 2-) împreună cu fosfat și nitrat este cea mai importantă sursă de nutriție minerală. Înainte de a transforma într-un compus organic cu sulf suferă schimbări în valență și apoi transformate în forma organică într-o stare mai puțin oxidate; Sulful participă astfel, pe scară largă în reacțiile de oxidare-reducere in celule.

Celulele sulfații, care interactioneaza cu adenozin trifosfat (ATP), sunt transformate în forma activă - adenililsulfat.

Enzimă care catalizează această reacție - sulfurilază (ATP: -adenililtransferaza sulfat) este larg distribuit în natură. Într-o astfel de formă gruparea sulfonil activat reacționat în continuare - transferat într-un alt acceptor sau restaurat.

Animalele absorb sulf în compoziția compușilor organici. organisme autotrofe obține toate sulf conținute în celule, compuși anorganici, în principal sub formă de sulfați ai. Capacitatea de a autotrofe asimilare de sulf au plante superioare, multe alge, fungi și bacterii. (De la culturi bacteriene a fost izolat de proteine ​​speciale, care efectuează transferul de sulfat prin membrana celulară în mediul celular.) Un rol important în ciclul de sulf în natură microorganisme joaca - bacterii si bacterii sulf desulfurarea. Multe depozite minate de sulf - origine biogene. Sulful este inclus în compoziția de antibiotice (peniciline, cefalosporine); compușii săi sunt utilizați ca agenți radioprotectoare, agenți de protecție a culturilor.