Sulfur ialah unsur kimia yang berada dalam kumpulan keenam dan tempoh ketiga jadual berkala. Dalam artikel ini, kita akan melihat secara terperinci sifat kimia dan fizikalnya, pengeluaran, penggunaan dan sebagainya. Ciri fizikal termasuk ciri seperti warna, tahap kekonduksian elektrik, takat didih sulfur, dsb. Bahan kimia menerangkan interaksinya dengan bahan lain.
Sulfur dari segi fizik
Ini adalah bahan yang rapuh. Di bawah keadaan biasa, ia berada dalam keadaan terkumpul yang kukuh. Sulfur mempunyai warna kuning limau.
Dan untuk sebahagian besar, semua sebatiannya mempunyai warna kuning. Tidak larut dalam air. Ia mempunyai kekonduksian haba dan elektrik yang rendah. Ciri-ciri ini mencirikannya sebagai bukan logam biasa. Walaupun fakta bahawa komposisi kimia sulfur tidak sama sekali rumit, bahan ini boleh mempunyai beberapa variasi. Semuanya bergantung pada struktur kekisi kristal, dengan bantuan atom yang disambungkan, tetapi mereka tidak membentuk molekul.
Jadi, pilihan pertama ialah sulfur rombik. Dia kebetulanyang paling stabil. Takat didih sulfur jenis ini ialah empat ratus empat puluh lima darjah Celsius. Tetapi untuk bahan tertentu untuk masuk ke dalam keadaan gas pengagregatan, ia mesti terlebih dahulu melalui keadaan cecair. Jadi, pencairan sulfur berlaku pada suhu seratus tiga belas darjah Celsius.
Pilihan kedua ialah sulfur monoklinik. Ia adalah kristal berbentuk jarum dengan warna kuning gelap. Peleburan sulfur jenis pertama, dan kemudian penyejukan perlahan membawa kepada pembentukan jenis ini. Varieti ini mempunyai ciri fizikal yang hampir sama. Sebagai contoh, takat didih sulfur jenis ini masih sama empat ratus empat puluh lima darjah. Di samping itu, terdapat pelbagai jenis bahan ini sebagai plastik. Ia diperoleh dengan menuang ke dalam air sejuk yang dipanaskan hampir ke ketupat mendidih. Takat didih sulfur jenis ini adalah sama. Tetapi bahan itu mempunyai keupayaan untuk meregangkan seperti getah.
Satu lagi komponen ciri fizikal yang saya ingin bincangkan ialah suhu penyalaan sulfur.
Angka ini mungkin berbeza-beza bergantung pada jenis bahan dan asalnya. Sebagai contoh, suhu penyalaan sulfur teknikal ialah seratus sembilan puluh darjah. Ini adalah angka yang agak rendah. Dalam kes lain, takat kilat sulfur boleh menjadi dua ratus empat puluh lapan darjah dan juga dua ratus lima puluh enam. Semuanya bergantung pada bahan apa ia dilombong, berapa ketumpatannya. Tetapi ia boleh disimpulkanbahawa suhu pembakaran sulfur agak rendah, berbanding dengan unsur kimia lain, ia adalah bahan mudah terbakar. Di samping itu, kadangkala sulfur boleh bergabung menjadi molekul yang terdiri daripada lapan, enam, empat atau dua atom. Sekarang, setelah mempertimbangkan sulfur dari sudut pandangan fizik, mari kita beralih ke bahagian seterusnya.
Pencirian kimia sulfur
Unsur ini mempunyai jisim atom yang agak rendah, iaitu tiga puluh dua gram setiap mol. Ciri unsur sulfur termasuk ciri bahan ini sebagai keupayaan untuk mempunyai darjah pengoksidaan yang berbeza. Dalam hal ini ia berbeza daripada, katakan, hidrogen atau oksigen. Memandangkan persoalan apakah ciri kimia unsur sulfur, adalah mustahil untuk tidak menyebut bahawa, bergantung kepada keadaan, ia mempamerkan kedua-dua sifat pengurangan dan pengoksidaan. Jadi, dalam urutan, pertimbangkan interaksi bahan tertentu dengan pelbagai sebatian kimia.
Sulfur dan bahan ringkas
Mudah ialah bahan yang mempunyai hanya satu unsur kimia dalam komposisinya. Atomnya mungkin bergabung menjadi molekul, seperti, sebagai contoh, dalam hal oksigen, atau mereka mungkin tidak bergabung, seperti halnya dengan logam. Jadi, sulfur boleh bertindak balas dengan logam, bukan logam lain dan halogen.
Interaksi dengan logam
Proses jenis ini memerlukan suhu yang tinggi. Di bawah keadaan ini, tindak balas penambahan berlaku. Iaitu, atom logam bergabung dengan atom sulfur, dengan itu membentuk bahan kompleks sulfida. Sebagai contoh, jika anda memanaskandua mol kalium, dicampur dengan satu mol sulfur, kita mendapat satu mol sulfida logam ini. Persamaan boleh ditulis seperti berikut: 2K + S=K2S.
Tindak balas dengan oksigen
Ini adalah pembakaran sulfur. Hasil daripada proses ini, oksidanya terbentuk. Yang terakhir boleh terdiri daripada dua jenis. Oleh itu, pembakaran sulfur boleh berlaku dalam dua peringkat. Yang pertama ialah apabila satu mol sulfur dan satu mol oksigen membentuk satu mol sulfur dioksida. Anda boleh menulis persamaan tindak balas kimia ini seperti berikut: S + O2=SO2. Peringkat kedua ialah penambahan satu lagi atom oksigen kepada dioksida. Ini berlaku apabila satu mol oksigen ditambah kepada dua mol sulfur dioksida pada suhu tinggi. Hasilnya ialah dua mol sulfur trioksida. Persamaan untuk interaksi kimia ini kelihatan seperti ini: 2SO2 + O2=2SO3. Hasil daripada tindak balas ini, asid sulfurik terbentuk. Jadi, dengan menjalankan dua proses yang diterangkan, adalah mungkin untuk melepasi trioksida yang terhasil melalui pancutan wap air. Dan kita mendapat asid sulfat. Persamaan untuk tindak balas sedemikian ditulis seperti berikut: SO3 + H2O=H2 JADI 4.
Interaksi dengan halogen
Sifat kimia sulfur, seperti bukan logam lain, membolehkannya bertindak balas dengan kumpulan bahan ini. Ia termasuk sebatian seperti fluorin, bromin, klorin, iodin. Sulfur bertindak balas dengan mana-mana daripada mereka, kecuali yang terakhir. Contohnya ialah proses fluorinasi yang dipertimbangkankita unsur jadual berkala. Dengan memanaskan bukan logam yang disebutkan dengan halogen, dua variasi fluorida boleh diperolehi. Kes pertama: jika kita mengambil satu mol sulfur dan tiga mol fluorin, kita mendapat satu mol fluorida, formulanya ialah SF6. Persamaan kelihatan seperti ini: S + 3F2=SF6. Di samping itu, terdapat pilihan kedua: jika kita mengambil satu mol sulfur dan dua mol fluorin, kita mendapat satu mol fluorida dengan formula kimia SF4. Persamaan ditulis seperti berikut: S + 2F2=SF4. Seperti yang anda lihat, semuanya bergantung pada perkadaran di mana komponen bercampur. Dengan cara yang sama, adalah mungkin untuk menjalankan proses pengklorinan sulfur (dua bahan berbeza juga boleh dibentuk) atau brominasi.
Interaksi dengan bahan mudah lain
Pencirian unsur sulfur tidak berakhir di situ. Bahan itu juga boleh memasuki tindak balas kimia dengan hidrogen, fosforus dan karbon. Oleh kerana interaksi dengan hidrogen, asid sulfida terbentuk. Hasil daripada tindak balasnya dengan logam, sulfida mereka boleh diperolehi, yang seterusnya, juga diperoleh melalui tindak balas langsung sulfur dengan logam yang sama. Penambahan atom hidrogen kepada atom sulfur berlaku hanya dalam keadaan suhu yang sangat tinggi. Apabila sulfur bertindak balas dengan fosforus, fosfidanya terbentuk. Ia mempunyai formula berikut: P2S3. Untuk mendapatkan satu mol bahan ini, anda perlu mengambil dua mol fosforus dan tiga mol sulfur. Apabila sulfur berinteraksi dengan karbon, karbida bukan logam yang dianggap terbentuk. Formula kimianya kelihatan seperti ini: CS2. Untuk mendapatkan satu mol bahan ini, anda perlu mengambil satu mol karbon dan dua mol sulfur. Semua tindak balas penambahan yang diterangkan di atas berlaku hanya apabila bahan tindak balas dipanaskan pada suhu tinggi. Kami telah mempertimbangkan interaksi sulfur dengan bahan mudah, sekarang mari kita beralih ke perenggan seterusnya.
Sulfur dan sebatian kompleks
Kompleks ialah bahan yang molekulnya terdiri daripada dua (atau lebih) unsur yang berbeza. Sifat kimia sulfur membolehkan ia bertindak balas dengan sebatian seperti alkali, serta asid sulfat pekat. Reaksinya dengan bahan-bahan ini agak pelik. Pertama, pertimbangkan apa yang berlaku apabila bukan logam yang dimaksudkan bercampur dengan alkali. Sebagai contoh, jika anda mengambil enam mol kalium hidroksida dan menambah tiga mol sulfur kepada mereka, anda mendapat dua mol kalium sulfida, satu mol sulfit logam ini, dan tiga mol air. Tindak balas jenis ini boleh dinyatakan dengan persamaan berikut: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 O. Dengan prinsip yang sama, interaksi berlaku jika natrium hidroksida ditambah. Seterusnya, pertimbangkan kelakuan sulfur apabila larutan pekat asid sulfat ditambah kepadanya. Jika kita mengambil satu tahi lalat pertama dan dua tahi lalat bahan kedua, kita mendapat produk berikut: sulfur trioksida dalam jumlah tiga tahi lalat, dan juga air - dua tahi lalat. Tindak balas kimia ini hanya boleh berlaku apabila bahan tindak balas dipanaskan pada suhu tinggi.
Mendapatkan item yang dipersoalkanbukan logam
Terdapat beberapa cara asas di mana anda boleh mengekstrak sulfur daripada pelbagai bahan. Kaedah pertama ialah mengasingkannya daripada pirit. Formula kimia yang terakhir ialah FeS2. Apabila bahan ini dipanaskan pada suhu tinggi tanpa akses kepada oksigen, satu lagi besi sulfida - FeS - dan sulfur boleh diperolehi. Persamaan tindak balas ditulis seperti berikut: FeS2=FeS + S. Kaedah kedua untuk mendapatkan sulfur, yang sering digunakan dalam industri, ialah pembakaran sulfur sulfida di bawah keadaan a sejumlah kecil oksigen. Dalam kes ini, anda boleh mendapatkan yang dianggap bukan logam dan air. Untuk menjalankan tindak balas, anda perlu mengambil komponen dalam nisbah molar dua hingga satu. Akibatnya, kami mendapat produk akhir dalam perkadaran dua hingga dua. Persamaan bagi tindak balas kimia ini boleh ditulis seperti berikut: O. Selain itu, sulfur boleh diperolehi semasa pelbagai proses metalurgi, contohnya, dalam penghasilan logam seperti nikel, kuprum dan lain-lain.
Penggunaan industri
Bukan logam yang kami pertimbangkan telah menemui penggunaannya yang paling meluas dalam industri kimia. Seperti yang dinyatakan di atas, di sini ia digunakan untuk mendapatkan asid sulfat daripadanya. Di samping itu, sulfur digunakan sebagai komponen untuk pembuatan mancis, kerana fakta bahawa ia adalah bahan yang mudah terbakar. Ia juga amat diperlukan dalam pengeluaran bahan letupan, serbuk mesiu, percikan api, dll. Selain itu, sulfur digunakan sebagai salah satu bahan dalam produk kawalan perosak. ATubat, ia digunakan sebagai komponen dalam pembuatan ubat untuk penyakit kulit. Juga, bahan yang dimaksudkan digunakan dalam penghasilan pelbagai pewarna. Selain itu, ia digunakan dalam pembuatan fosfor.
Struktur elektronik sulfur
Seperti yang anda ketahui, semua atom terdiri daripada nukleus, yang mengandungi proton - zarah bercas positif - dan neutron, iaitu zarah dengan cas sifar. Elektron beredar mengelilingi nukleus dengan cas negatif. Untuk atom menjadi neutral, ia mesti mempunyai bilangan proton dan elektron yang sama dalam strukturnya. Jika terdapat lebih banyak yang terakhir, ini sudah menjadi ion negatif - anion. Jika, sebaliknya, bilangan proton lebih besar daripada bilangan elektron, ini adalah ion positif, atau kation. Anion sulfur boleh bertindak sebagai residu asid. Ia adalah sebahagian daripada molekul bahan seperti asid sulfida (hidrogen sulfida) dan sulfida logam. Anion terbentuk semasa penceraian elektrolitik, yang berlaku apabila bahan dilarutkan dalam air. Dalam kes ini, molekul terurai menjadi kation, yang boleh diwakili sebagai ion logam atau hidrogen, serta kation - ion sisa asid atau kumpulan hidroksil (OH-).
Oleh kerana nombor ordinal sulfur dalam jadual berkala ialah enam belas, kita boleh membuat kesimpulan bahawa ini ialah bilangan proton dalam nukleusnya. Berdasarkan ini, kita boleh mengatakan bahawa terdapat juga enam belas elektron berputar. Bilangan neutron boleh didapati dengan menolak nombor siri unsur kimia daripada jisim molar: 32- 16=16. Setiap elektron tidak berputar secara rawak, tetapi dalam orbit tertentu. Oleh kerana sulfur ialah unsur kimia yang tergolong dalam tempoh ketiga jadual berkala, terdapat tiga orbit mengelilingi nukleus. Yang pertama mempunyai dua elektron, yang kedua mempunyai lapan, dan yang ketiga mempunyai enam. Formula elektronik atom sulfur ditulis seperti berikut: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Kelaziman dalam alam semula jadi
Pada asasnya, unsur kimia yang dipertimbangkan terdapat dalam komposisi mineral, yang merupakan sulfida daripada pelbagai logam. Pertama sekali, ia adalah pirit - garam besi; ia juga plumbum, perak, kilauan tembaga, zink blende, cinnabar - merkuri sulfida. Selain itu, sulfur juga boleh menjadi sebahagian daripada mineral, yang strukturnya diwakili oleh tiga atau lebih unsur kimia.
Contohnya, kalkopirit, mirabilite, kieserit, gipsum. Anda boleh mempertimbangkan setiap daripada mereka dengan lebih terperinci. Pirit ialah ferrum sulfida, atau FeS2. Ia mempunyai warna kuning muda dengan kilauan keemasan. Mineral ini selalunya boleh didapati sebagai kekotoran dalam lapis lazuli, yang digunakan secara meluas untuk membuat perhiasan. Ini disebabkan oleh fakta bahawa kedua-dua mineral ini sering mempunyai deposit yang sama. Kilauan tembaga - kalkosit, atau kalkosin - ialah bahan kelabu kebiruan, serupa dengan logam. Kilauan plumbum (galena) dan kilauan perak (argentit) mempunyai sifat yang serupa: kedua-duanya kelihatan seperti logam dan mempunyai warna kelabu. Cinnabar ialah mineral kusam berwarna merah perang dengan tompok kelabu. Chalcopyrite, kimiayang formulanya ialah CuFeS2, - kuning keemasan, ia juga dipanggil golden blende. Campuran zink (sphalerite) boleh mempunyai warna dari ambar hingga oren berapi-api. Mirabilite - Na2SO4x10H2O - hablur lutsinar atau putih. Ia juga dipanggil garam Glauber, digunakan dalam perubatan. Formula kimia kieserite ialah MgSO4xH2O. Ia kelihatan sebagai serbuk putih atau tidak berwarna. Formula kimia gipsum ialah CaSO4x2H2O. Selain itu, unsur kimia ini adalah sebahagian daripada sel organisma hidup dan merupakan unsur surih yang penting.
