Sumpor je kemijski element koji se nalazi u šestoj skupini i trećem razdoblju periodnog sustava. U ovom članku ćemo detaljno pogledati njegova kemijska i fizikalna svojstva, proizvodnju, uporabu i tako dalje. Fizička karakteristika uključuje značajke kao što su boja, razina električne vodljivosti, vrelište sumpora, itd. Kemijska opisuje njegovu interakciju s drugim tvarima.
Sumpor u smislu fizike
Ovo je krhka tvar. U normalnim je uvjetima u čvrstom agregacijskom stanju. Sumpor ima limun žutu boju.
I uglavnom, svi njegovi spojevi imaju žute nijanse. Ne otapa se u vodi. Ima nisku toplinsku i električnu vodljivost. Ove karakteristike ga karakteriziraju kao tipičan nemetal. Unatoč činjenici da kemijski sastav sumpora uopće nije kompliciran, ova tvar može imati nekoliko varijacija. Sve ovisi o strukturi kristalne rešetke, uz pomoć koje su atomi povezani, ali ne tvore molekule.
Dakle, prva opcija je rombični sumpor. Slučajno jenajstabilniji. Vrelište ove vrste sumpora je četiri stotine četrdeset i pet stupnjeva Celzija. No, da bi određena tvar prešla u plinovito agregatno stanje, prvo mora proći kroz tekuće stanje. Dakle, topljenje sumpora se događa na temperaturi od sto trinaest stupnjeva Celzija.
Druga opcija je monoklinski sumpor. To je igličasti kristal tamnožute boje. Otapanje sumpora prve vrste, a zatim njegovo polagano hlađenje dovodi do nastanka ove vrste. Ova sorta ima gotovo iste fizičke karakteristike. Na primjer, vrelište sumpora ove vrste je i dalje isto četiri stotine četrdeset i pet stupnjeva. Osim toga, postoji takva raznolikost ove tvari kao što je plastika. Dobiva se tako da se ulije u hladnu vodu zagrijanu gotovo do rombičnog ključanja. Vrelište sumpora ove vrste je isto. Ali tvar ima sposobnost rastezanja poput gume.
Još jedna komponenta fizičke karakteristike o kojoj bih želio govoriti je temperatura paljenja sumpora.
Ova brojka može varirati ovisno o vrsti materijala i njegovom podrijetlu. Na primjer, temperatura paljenja tehničkog sumpora je sto devedeset stupnjeva. Ovo je prilično niska brojka. U drugim slučajevima, plamenište sumpora može biti dvjesto četrdeset i osam stupnjeva, pa čak i dvjesto pedeset i šest. Sve ovisi o tome iz kojeg je materijala izvađen, kakvu gustoću ima. Ali može se zaključitida je temperatura izgaranja sumpora prilično niska, u usporedbi s drugim kemijskim elementima, to je zapaljiva tvar. Osim toga, ponekad se sumpor može kombinirati u molekule koje se sastoje od osam, šest, četiri ili dva atoma. Sada, nakon razmatranja sumpora sa stajališta fizike, prijeđimo na sljedeći odjeljak.
Kemijska karakterizacija sumpora
Ovaj element ima relativno nisku atomsku masu, iznosi trideset dva grama po molu. Karakteristika sumpornog elementa uključuje takvu značajku ove tvari kao što je sposobnost različitih stupnjeva oksidacije. Po tome se razlikuje od, recimo, vodika ili kisika. S obzirom na pitanje koje su kemijske karakteristike sumpornog elementa, nemoguće je ne spomenuti da, ovisno o uvjetima, pokazuje i redukcijska i oksidirajuća svojstva. Dakle, u redoslijedu, razmotrite interakciju dane tvari s raznim kemijskim spojevima.
Sumpor i jednostavne tvari
Jednostavne su tvari koje u svom sastavu imaju samo jedan kemijski element. Njegovi se atomi mogu spajati u molekule, kao, na primjer, u slučaju kisika, ili se ne mogu kombinirati, kao što je slučaj s metalima. Dakle, sumpor može reagirati s metalima, drugim nemetalima i halogenima.
Interakcija s metalima
Ova vrsta procesa zahtijeva visoku temperaturu. U tim uvjetima dolazi do reakcije adicije. To jest, atomi metala se spajaju s atomima sumpora, tvoreći tako složene tvari sulfide. Na primjer, ako grijetedva mola kalija, pomiješana s jednim molom sumpora, dobijemo jedan mol sulfida ovog metala. Jednadžba se može napisati na sljedeći način: 2K + S=K2S.
Reakcija s kisikom
Ovo je izgaranje sumpora. Kao rezultat ovog procesa nastaje njegov oksid. Potonji mogu biti dvije vrste. Stoga se izgaranje sumpora može odvijati u dva stupnja. Prvi je kada jedan mol sumpora i jedan mol kisika tvore jedan mol sumporovog dioksida. Možete napisati jednadžbu ove kemijske reakcije na sljedeći način: S + O2=SO2. Druga faza je dodavanje još jednog atoma kisika dioksidu. To se događa kada se jedan mol kisika doda na dva mola sumporovog dioksida na visokim temperaturama. Rezultat su dva mola sumporovog trioksida. Jednadžba za ovu kemijsku interakciju izgleda ovako: 2SO2 + O2=2SO3. Kao rezultat ove reakcije nastaje sumporna kiselina. Dakle, provođenjem dvaju opisanih procesa moguće je proći dobiveni trioksid kroz mlaz vodene pare. I dobivamo sulfatnu kiselinu. Jednadžba za takvu reakciju je zapisana na sljedeći način: SO3 + H2O=H2 SO 4.
Interakcija s halogenima
Kemijska svojstva sumpora, kao i drugih nemetala, omogućuju mu da reagira s ovom skupinom tvari. Uključuje spojeve kao što su fluor, brom, klor, jod. Sumpor reagira s bilo kojim od njih, osim s posljednjim. Primjer je proces fluoriranja razmatranognam je element periodnog sustava. Zagrijavanjem spomenutog nemetala s halogenom mogu se dobiti dvije varijacije fluorida. Prvi slučaj: ako uzmemo jedan mol sumpora i tri mola fluora, dobivamo jedan mol fluorida, čija je formula SF6. Jednadžba izgleda ovako: S + 3F2=SF6. Osim toga, postoji i druga opcija: ako uzmemo jedan mol sumpora i dva mola fluora, dobivamo jedan mol fluorida s kemijskom formulom SF4. Jednadžba je napisana na sljedeći način: S + 2F2=SF4. Kao što vidite, sve ovisi o omjerima u kojima se komponente miješaju. Na potpuno isti način moguće je provesti proces kloriranja sumpora (mogu nastati i dvije različite tvari) ili bromiranja.
Interakcija s drugim jednostavnim tvarima
Karakterizacija elementa sumpora tu ne završava. Tvar također može ući u kemijsku reakciju s vodikom, fosforom i ugljikom. Zbog interakcije s vodikom nastaje sulfidna kiselina. Kao rezultat njegove reakcije s metalima, mogu se dobiti njihovi sulfidi, koji se, pak, također dobivaju izravnom reakcijom sumpora s istim metalom. Dodavanje atoma vodika atomima sumpora događa se samo u uvjetima vrlo visoke temperature. Kada sumpor reagira s fosforom, nastaje njegov fosfid. Ima sljedeću formulu: P2S3. Da biste dobili jedan mol ove tvari, trebate uzeti dva mola fosfora i tri mola sumpora. Kada sumpor stupi u interakciju s ugljikom, nastaje karbid razmatranog nemetala. Njegova kemijska formula izgleda ovako: CS2. Da biste dobili jedan mol ove tvari, trebate uzeti jedan mol ugljika i dva mola sumpora. Sve gore opisane reakcije dodavanja događaju se samo kada se reaktanti zagriju na visoke temperature. Razmotrili smo interakciju sumpora s jednostavnim tvarima, a sada prijeđimo na sljedeći odlomak.
Sumpor i složeni spojevi
Složene su one tvari čije se molekule sastoje od dva (ili više) različitih elemenata. Kemijska svojstva sumpora omogućuju mu da reagira sa spojevima kao što su lužine, kao i koncentrirana sulfatna kiselina. Njegove reakcije s tim tvarima su prilično neobične. Prvo razmislite što se događa kada se dotični nemetal pomiješa s alkalijom. Na primjer, ako uzmete šest molova kalijevog hidroksida i dodate im tri mola sumpora, dobit ćete dva mola kalijevog sulfida, jedan mol ovog metalnog sulfita i tri mola vode. Ova vrsta reakcije može se izraziti sljedećom jednadžbom: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 O. Po istom principu dolazi do interakcije ako se doda natrijev hidroksid. Zatim razmotrite ponašanje sumpora kada mu se doda koncentrirana otopina sulfatne kiseline. Ako uzmemo jedan mol prve i dva mola druge tvari, dobivamo sljedeće proizvode: sumporov trioksid u količini od tri mola, a također i vodu - dva mola. Ova se kemijska reakcija može odvijati samo kada se reaktanti zagriju na visoku temperaturu.
Dobivanje predmetne stavkenemetalni
Postoji nekoliko osnovnih načina na koje možete izdvojiti sumpor iz raznih tvari. Prva metoda je izolirati ga od pirita. Kemijska formula potonjeg je FeS2. Kada se ova tvar zagrije na visoku temperaturu bez pristupa kisiku, može se dobiti drugi željezni sulfid - FeS - i sumpor. Jednadžba reakcije je zapisana na sljedeći način: FeS2=FeS + S. Druga metoda dobivanja sumpora, koja se često koristi u industriji, je izgaranje sumpornog sulfida pod uvjetom mala količina kisika. U ovom slučaju možete dobiti smatrani nemetal i vodu. Da biste izvršili reakciju, morate uzeti komponente u molarnom omjeru dva prema jedan. Kao rezultat, dobivamo konačne proizvode u omjerima dva prema dva. Jednadžba za ovu kemijsku reakciju može se napisati na sljedeći način: O. Osim toga, sumpor se može dobiti tijekom raznih metalurških procesa, na primjer, u proizvodnji metala kao što su nikal, bakar i drugi.
Industrijska upotreba
Nemetal koji razmatramo svoju je najširu primjenu našao u kemijskoj industriji. Kao što je gore spomenuto, ovdje se koristi za dobivanje sulfatne kiseline iz nje. Osim toga, sumpor se koristi kao komponenta za proizvodnju šibica, zbog činjenice da je zapaljiv materijal. Nezaobilazan je i u proizvodnji eksploziva, baruta, bljeskalica itd. Osim toga, sumpor se koristi kao jedan od sastojaka u proizvodima za suzbijanje štetočina. NAmedicine, koristi se kao komponenta u proizvodnji lijekova za kožne bolesti. Također, predmetna tvar se koristi u proizvodnji raznih boja. Osim toga, koristi se u proizvodnji fosfora.
Elektronska struktura sumpora
Kao što znate, svi atomi se sastoje od jezgre, koja sadrži protone - pozitivno nabijene čestice - i neutrone, tj. čestice s nultim nabojem. Elektroni se vrte oko jezgre s negativnim nabojem. Da bi atom bio neutralan, mora imati isti broj protona i elektrona u svojoj strukturi. Ako potonjih ima više, to je već negativni ion – anion. Ako je, naprotiv, broj protona veći od broja elektrona, to je pozitivan ion ili kation. Anion sumpora može djelovati kao kiselinski ostatak. Dio je molekula tvari kao što su sulfidna kiselina (sumporovodik) i metalni sulfidi. Anion nastaje tijekom elektrolitičke disocijacije, koja se događa kada se tvar otopi u vodi. U tom slučaju, molekula se raspada na kation, koji se može predstaviti kao metalni ili vodikov ion, kao i na kation - ion kiselinskog ostatka ili hidroksilne skupine (OH-).
Budući da je redni broj sumpora u periodnom sustavu šesnaest, možemo zaključiti da je to broj protona u njegovoj jezgri. Na temelju toga možemo reći da okolo rotiraju i šesnaest elektrona. Broj neutrona može se naći oduzimanjem serijskog broja kemijskog elementa od molarne mase: 32- 16=16. Svaki elektron ne rotira nasumično, već u određenoj orbiti. Budući da je sumpor kemijski element koji pripada trećem razdoblju periodnog sustava, postoje tri putanje oko jezgre. Prvi ima dva elektrona, drugi osam, a treći šest. Elektronska formula atoma sumpora je zapisana na sljedeći način: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Prevalencija u prirodi
U osnovi, razmatrani kemijski element nalazi se u sastavu minerala, koji su sulfidi raznih metala. Prije svega, to je pirit - željezna sol; također je olovo, srebro, bakreni sjaj, cink blende, cinober - živin sulfid. Osim toga, sumpor također može biti dio minerala čiju strukturu predstavljaju tri ili više kemijskih elemenata.
Na primjer, halkopirit, mirabilit, kiserit, gips. Svaki od njih možete detaljnije razmotriti. Pirit je ferum sulfid, ili FeS2. Ima svijetložutu boju sa zlatnim sjajem. Ovaj mineral se često može naći kao nečistoća u lapis lazuli, koji se naširoko koristi za izradu nakita. To je zbog činjenice da ova dva minerala često imaju zajednički depozit. Bakarni sjaj - halkocit, ili halkozin - je plavkasto-siva tvar, slična metalu. Olovni sjaj (galena) i srebrni sjaj (argentit) imaju slična svojstva: oboje izgledaju kao metali i imaju sivu boju. Cinnabar je smeđe-crveni mutni mineral sa sivim mrljama. Halkopirit, kemijskičija je formula CuFeS2, - zlatno žuta, naziva se i zlatna blenda. Cinkova mješavina (sfalerit) može imati boju od jantarne do vatreno narančaste. Mirabilite - Na2SO4x10H2O - prozirni ili bijeli kristali. Naziva se i Glauberova sol, koristi se u medicini. Kemijska formula kieserita je MgSO4xH2O. Izgleda kao bijeli ili bezbojni prah. Kemijska formula gipsa je CaSO4x2H2O. Osim toga, ovaj kemijski element dio je stanica živih organizama i važan je element u tragovima.
