Sulfur ialah unsur kimia yang agak biasa di alam semula jadi (keenam belas kandungan dalam kerak bumi dan keenam dalam perairan semula jadi). Terdapat kedua-dua sulfur asli (keadaan bebas unsur) dan sebatiannya.
Bersifat sulfur
Antara mineral sulfur semulajadi yang paling penting ialah pirit besi, sphalerit, galena, cinnabar, antimonit. Lautan Dunia mengandungi terutamanya dalam bentuk kalsium, magnesium dan natrium sulfat, yang menyebabkan kekerasan air semula jadi.
Bagaimanakah sulfur diperolehi?
Pengekstrakan bijih sulfur dijalankan dengan kaedah yang berbeza. Cara utama untuk mendapatkan sulfur adalah dengan menciumnya terus di ladang.
Perlombongan lubang terbuka melibatkan penggunaan jengkaut untuk mengalihkan lapisan batuan yang menutupi bijih sulfur. Selepas menghancurkan lapisan bijih dengan letupan, ia dihantar ke peleburan sulfur.
Dalam industri, sulfur diperoleh sebagai hasil sampingan daripada proses dalam relau peleburan, semasa penapisan minyak. Ia hadir dalam kuantiti yang banyak dalam gas asli (sepertisulfur dioksida atau hidrogen sulfida), pengekstrakan yang dimendapkan pada dinding peralatan yang digunakan. Sulfur yang tersebar halus yang ditangkap daripada gas digunakan dalam industri kimia sebagai bahan mentah untuk pengeluaran pelbagai produk.
Bahan ini juga boleh didapati daripada sulfur dioksida semulajadi. Untuk ini, kaedah Claus digunakan. Ia terdiri daripada penggunaan "lubang sulfur" di mana sulfur dinyahgas. Hasilnya ialah sulfur diubah suai yang digunakan secara meluas dalam industri asf alt.
Pengubahsuaian alotropik utama sulfur
Sulfur mempunyai alotropi. Sebilangan besar pengubahsuaian alotropik diketahui. Yang paling terkenal ialah rombik (kristal), monoklinik (acicular) dan sulfur plastik. Dua pengubahsuaian pertama adalah stabil, yang ketiga bertukar menjadi satu rombik apabila dipadatkan.
Sifat fizikal yang mencirikan sulfur
Molekul pengubahsuaian ortorombik (α-S) dan monoklinik (β-S) mengandungi 8 atom sulfur setiap satu, yang disambungkan dalam kitaran tertutup oleh ikatan kovalen tunggal.
Dalam keadaan biasa, sulfur mempunyai pengubahsuaian rombik. Ia adalah bahan kristal pepejal kuning dengan ketumpatan 2.07 g/cm3. Mencair pada 113°C. Ketumpatan sulfur monoklin ialah 1.96 g/cm3, takat leburnya ialah 119.3 °C.
Apabila cair, sulfur mengembang dan menjadi cecair kuning yang bertukar menjadi coklat pada suhu 160 °C danberubah menjadi jisim coklat gelap likat apabila mencapai kira-kira 190 °C. Pada suhu di atas nilai ini, kelikatan sulfur berkurangan. Pada kira-kira 300 °C, ia kembali ke dalam keadaan cecair cecair. Ini disebabkan oleh fakta bahawa semasa pemanasan, sulfur berpolimer, meningkatkan panjang rantai dengan peningkatan suhu. Dan apabila suhu mencapai lebih daripada 190 ° C, pemusnahan unit polimer diperhatikan.
Apabila sulfur cair disejukkan secara semula jadi dalam mangkuk pijar berbentuk silinder, apa yang dipanggil sulfur ketulan terbentuk - kristal rombik bersaiz besar, mempunyai bentuk herot dalam bentuk oktahedron dengan bahagian muka atau sudut yang "dipotong".
Jika bahan cair mengalami penyejukan pantas (contohnya, menggunakan air sejuk), maka sulfur plastik boleh diperolehi, iaitu jisim seperti getah kenyal dengan warna merah keperangan atau gelap dengan ketumpatan 2.046 g /cm 3. Pengubahsuaian ini, berbeza dengan rombik dan monoklinik, adalah tidak stabil. Secara beransur-ansur (selama beberapa jam) ia bertukar warna kepada kuning, menjadi rapuh dan bertukar menjadi rombik.
Apabila wap sulfur (sangat dipanaskan) dibekukan dengan nitrogen cecair, pengubahsuaian ungunya terbentuk, yang stabil pada suhu di bawah tolak 80 °C.
Sulfur secara praktikal tidak larut dalam persekitaran akuatik. Walau bagaimanapun, ia dicirikan oleh keterlarutan yang baik dalam pelarut organik. Pengalir elektrik dan haba yang lemah.
Takat didih sulfur ialah 444.6 °C. Proses pendidihan disertai dengan pembebasan wap kuning oren, yang terdiri terutamanya daripada molekul S8, yang, apabila dipanaskan seterusnya, terurai, menghasilkan pembentukan bentuk keseimbangan S 6, S4 dan S2. Selanjutnya, apabila dipanaskan, molekul besar terurai, dan pada suhu melebihi 900 darjah, pasangan ini boleh dikatakan hanya terdiri daripada molekul S2, berpisah menjadi atom pada 1500 ° С.
Apakah sifat kimia sulfur?
Sulfur ialah bukan logam biasa. aktif secara kimia. Pengoksidaan-sifat mengurangkan sulfur ditunjukkan dalam hubungan dengan pelbagai unsur. Apabila dipanaskan, ia mudah bergabung dengan hampir semua unsur, yang menerangkan kehadiran wajibnya dalam bijih logam. Pengecualian ialah Pt, Au, I2, N2 dan gas lengai. Pengoksidaan menyatakan bahawa sulfur yang dipamerkan dalam sebatian ialah -2, +4, +6.
Sifat sulfur dan oksigen menyebabkan ia terbakar di udara. Hasil daripada interaksi ini ialah pembentukan sulfur (SO2) dan sulfurik (SO3) anhidrida, yang digunakan untuk menghasilkan sulfur dan sulfurik asid.
Pada suhu bilik, sifat pengurangan sulfur ditunjukkan hanya berkaitan dengan fluorin, dalam tindak balas yang membentuk sulfur heksafluorida:
S + 3F2=SF6.
Apabila dipanaskan (dalam bentuk cair) berinteraksi dengan klorin, fosforus, silikon, karbon. Hasil daripada tindak balas dengan hidrogen, sebagai tambahan kepada hidrogen sulfida, ia membentuk sulfan yang digabungkan denganformula H2SX.
Sifat pengoksidaan sulfur diperhatikan apabila berinteraksi dengan logam. Dalam sesetengah kes, tindak balas yang agak ganas boleh diperhatikan. Hasil daripada interaksi dengan logam, sulfida (sebatian sulfur) dan polisulfida (logam polisulfur) terbentuk.
Apabila dipanaskan untuk masa yang lama, ia bertindak balas dengan asid pengoksida pekat, mengoksida pada masa yang sama.
Seterusnya, pertimbangkan sifat utama sebatian sulfur.
Sulfur dioksida
Sulfur oksida (IV), juga dipanggil sulfur dioksida dan anhidrida sulfur, ialah gas (tidak berwarna) dengan bau yang menyengat dan menyesakkan. Ia cenderung cair di bawah tekanan pada suhu bilik. SO2 ialah asid oksida. Ia dicirikan oleh kelarutan yang baik dalam air. Dalam kes ini, asid sulfur yang lemah dan tidak stabil terbentuk, yang hanya wujud dalam larutan akueus. Hasil daripada interaksi sulfur dioksida dengan alkali, sulfit terbentuk.
Ia mempunyai aktiviti kimia yang agak tinggi. Yang paling ketara ialah sifat kimia pengurangan sulfur oksida (IV). Tindak balas sedemikian disertai dengan peningkatan dalam keadaan pengoksidaan sulfur.
Sifat kimia pengoksidaan sulfur oksida muncul dengan kehadiran agen penurunan yang kuat (seperti karbon monoksida).
Sulfur trioksida
Sulfur trioksida (sulfurik anhidrida) - oksida tertinggi sulfur (VI). Di bawah keadaan biasa, ia adalah cecair tidak berwarna, tidak menentu dengan bau yang menyesakkan. Mempunyai keupayaan untuk membeku pada suhubawah 16.9 darjah. Dalam kes ini, campuran pengubahsuaian kristal berbeza bagi pepejal sulfur trioksida terbentuk. Sifat higroskopik sulfur oksida yang tinggi menyebabkan ia "berasap" dalam udara lembap. Akibatnya, titisan asid sulfurik terbentuk.
Hidrogen sulfida
Hidrogen sulfida ialah sebatian kimia binari hidrogen dan sulfur. H2S ialah gas tidak berwarna beracun yang dicirikan oleh rasa manis dan bau telur busuk. Ia cair pada tolak 86 °C, mendidih pada tolak 60 °C. Secara terma tidak stabil. Pada suhu melebihi 400 °C, hidrogen sulfida terurai menjadi S dan H2. Ia dicirikan oleh keterlarutan yang baik dalam etanol. Ia kurang larut dalam air. Hasil daripada pembubaran dalam air, asid hidrosulfurik lemah terbentuk. Hidrogen sulfida ialah agen penurunan yang kuat.
Mudah terbakar. Apabila ia terbakar di udara, nyalaan biru boleh diperhatikan. Dalam kepekatan tinggi, ia boleh bertindak balas dengan banyak logam.
Asid sulfurik
Asid sulfurik (H2SO4) boleh mempunyai kepekatan dan ketulenan yang berbeza. Dalam keadaan kontang, ia adalah cecair tidak berwarna, tidak berbau, berminyak.
Suhu di mana bahan cair ialah 10 °C. Takat didih ialah 296 °C. Ia larut dengan baik dalam air. Apabila asid sulfurik dibubarkan, hidrat terbentuk, dan sejumlah besar haba dibebaskan. Takat didih semua larutan akueus ditekanan 760 mm Hg. Seni. melebihi 100 °C. Peningkatan takat didih berlaku dengan peningkatan kepekatan asid.
Sifat berasid bahan dimanifestasikan apabila berinteraksi dengan oksida dan bes asas. H2SO4 ialah asid dibasic, kerana ia boleh membentuk kedua-dua sulfat (garam sederhana) dan hidrosulfat (garam asid), kebanyakannya yang larut dalam air.
Sifat asid sulfurik paling jelas ditunjukkan dalam tindak balas redoks. Ini disebabkan oleh fakta bahawa dalam komposisi H2SO4 sulfur mempunyai keadaan pengoksidaan tertinggi (+6). Contoh manifestasi sifat pengoksidaan asid sulfurik ialah tindak balas dengan kuprum:
Cu + 2H2SO4 =CuSO4 + 2H 2O + SO2.
Sulfur: sifat berguna
Sulfur ialah unsur surih yang penting untuk organisma hidup. Ia adalah sebahagian daripada asid amino (metionin dan sistein), enzim dan vitamin. Unsur ini mengambil bahagian dalam pembentukan struktur tertier protein. Jumlah sulfur terikat secara kimia yang terkandung dalam protein berjulat antara 0.8 hingga 2.4% mengikut berat. Kandungan unsur dalam tubuh manusia adalah kira-kira 2 gram setiap 1 kg berat (iaitu, kira-kira 0.2% ialah sulfur).
Sifat berguna unsur mikro hampir tidak boleh dianggarkan terlalu tinggi. Melindungi protoplasma darah, sulfur adalah penolong aktif badan dalam memerangi bakteria berbahaya. Pembekuan darah bergantung pada kuantitinya, iaitu unsur membantumengekalkan tahap yang mencukupi. Sulfur juga memainkan peranan penting dalam mengekalkan nilai normal kepekatan hempedu yang dihasilkan oleh badan.
Sering dirujuk sebagai "mineral kecantikan" kerana ia penting untuk mengekalkan kesihatan kulit, kuku dan rambut. Sulfur mempunyai keupayaan untuk melindungi tubuh daripada pelbagai jenis kesan negatif alam sekitar. Ini membantu melambatkan proses penuaan. Sulfur membersihkan badan daripada toksin dan melindungi daripada sinaran, yang amat penting pada masa ini, memandangkan keadaan persekitaran semasa.
Kumpulan mikroelemen yang tidak mencukupi dalam badan boleh menyebabkan pembuangan toksin yang lemah, imuniti dan daya hidup yang berkurangan.
Sulfur ialah peserta dalam fotosintesis bakteria. Ia adalah komponen bakterioklorofil, dan hidrogen sulfida ialah sumber hidrogen.
Sulfur: sifat dan aplikasi industri
Sulfur yang paling banyak digunakan adalah untuk menghasilkan asid sulfurik. Juga, sifat bahan ini memungkinkan untuk menggunakannya untuk pemvulkanan getah, sebagai racun kulat dalam pertanian, dan juga sebagai ubat (sulfur koloid). Di samping itu, sulfur digunakan untuk pengeluaran mancis dan komposisi piroteknik, ia adalah sebahagian daripada komposisi sulfur-bitumen untuk pengeluaran asf alt sulfur.
