Sumpor je prilično čest kemijski element u prirodi (šesnaesti po sadržaju u zemljinoj kori i šesti u prirodnim vodama). Postoje i prirodni sumpor (slobodno stanje elementa) i njegovi spojevi.
Sumpor u prirodi
Među najvažnijim prirodnim mineralima sumpora su željezni pirit, sfalerit, galenit, cinober, antimonit. Svjetski ocean sadrži uglavnom u obliku kalcijevih, magnezijevih i natrijevih sulfata, koji uzrokuju tvrdoću prirodnih voda.
Kako se dobiva sumpor?
Vađenje sumpornih ruda obavlja se različitim metodama. Glavni način dobivanja sumpora je otapanjem direktno na polju.
Otvoreno rudarstvo uključuje korištenje bagera za uklanjanje slojeva stijena koji prekrivaju sumpornu rudu. Nakon drobljenja slojeva rude eksplozijama, oni se šalju u topionicu sumpora.
U industriji se sumpor dobiva kao nusproizvod procesa u pećima za taljenje, tijekom rafiniranja nafte. Prisutan je u velikim količinama u prirodnom plinu (nprsumporov dioksid ili sumporovodik), čija se ekstrakcija taloži na stijenke korištene opreme. Fino dispergirani sumpor zahvaćen iz plina koristi se u kemijskoj industriji kao sirovina za proizvodnju raznih proizvoda.
Ova tvar se također može dobiti iz prirodnog sumporovog dioksida. Za to se koristi Clausova metoda. Sastoji se od korištenja "sumpornih jama" u kojima se sumpor otplinjava. Rezultat je modificirani sumpor koji se široko koristi u industriji asf alta.
Glavne alotropske modifikacije sumpora
Sumpor ima alotropiju. Poznat je veliki broj alotropskih modifikacija. Najpoznatiji su rombični (kristalni), monoklini (igličasti) i plastični sumpor. Prve dvije modifikacije su stabilne, treća se pretvara u rombičnu kada se stvrdne.
Fizička svojstva koja karakteriziraju sumpor
Molekule ortorombske (α-S) i monokliničke (β-S) modifikacije sadrže po 8 atoma sumpora, koji su povezani u zatvoreni ciklus jednostrukim kovalentnim vezama.
U normalnim uvjetima, sumpor ima rombičnu modifikaciju. To je žuta čvrsta kristalna tvar gustoće od 2,07 g/cm3. Topi se na 113°C. Gustoća monokliničkog sumpora je 1,96 g/cm3, njegova točka taljenja je 119,3 °C.
Kada se otopi, sumpor se širi i postaje žuta tekućina koja postaje smeđa na 160 °C iprelazi u viskoznu tamnosmeđu masu kada dosegne oko 190 °C. Na temperaturama iznad ove vrijednosti, viskoznost sumpora opada. Na oko 300 °C ponovno prelazi u tekuće tekuće stanje. To je zbog činjenice da se tijekom zagrijavanja sumpor polimerizira, povećavajući duljinu lanca s povećanjem temperature. A kada temperatura dosegne više od 190 °C, uočava se uništavanje polimernih jedinica.
Kada se talina sumpora prirodno ohladi u cilindričnim loncima, nastaje takozvani grudasti sumpor - rombični kristali velikih veličina, iskrivljenog oblika u obliku oktaedara s djelomično "izrezanim" stranama ili uglovima.
Ako se rastaljena tvar podvrgne brzom hlađenju (npr. hladnom vodom), tada se može dobiti plastični sumpor, koji je elastična gumasta masa smećkaste ili tamnocrvene boje gustoće 2,046 g /cm 3. Ova je modifikacija, za razliku od rombičke i monoklinske, nestabilna. Postupno (tijekom nekoliko sati) mijenja boju u žutu, postaje krhka i pretvara se u rombičnu.
Kada se sumporna para (jako zagrijana) zamrzne tekućim dušikom, formira se njezina ljubičasta modifikacija, koja je stabilna na temperaturama ispod minus 80 °C.
Sumpor se praktički ne otapa u vodenom okolišu. Međutim, karakterizira ga dobra topljivost u organskim otapalima. Loš provodnik struje i topline.
Vrelište sumpora je 444,6 °C. Proces vrenja je popraćen oslobađanjem narančasto-žutih para, koje se uglavnom sastoje od molekula S8, koje se naknadnim zagrijavanjem disociraju, što rezultira stvaranjem ravnotežnih oblika S 6, S4 i S2. Nadalje, kada se zagrijavaju, velike molekule se razgrađuju, a na temperaturama iznad 900 stupnjeva, parovi se sastoje praktički samo od S2 molekula, rastaju na atome na 1500 ° C.
Koja su kemijska svojstva sumpora?
Sumpor je tipičan nemetal. kemijski aktivna. Oksidirajuća-reducirajuća svojstva sumpora očituju se u odnosu na razne elemente. Kada se zagrije, lako se kombinira s gotovo svim elementima, što objašnjava njegovu obveznu prisutnost u metalnim rudama. Iznimke su Pt, Au, I2, N2 i inertni plinovi. Stanja oksidacije da su sumpor izloženi u spojevima su -2, +4, +6.
Svojstva sumpora i kisika uzrokuju da gori na zraku. Rezultat ove interakcije je stvaranje sumpornih (SO2) i sumpornih (SO3) anhidrida, koji se koriste za proizvodnju sumpornih i sumpornih kiseline.
Na sobnoj temperaturi, redukcijska svojstva sumpora se očituju samo u odnosu na fluor, u reakciji s kojom nastaje sumpor heksafluorid:
S + 3F2=SF6.
Kada se zagrije (u obliku taline) stupa u interakciju s klorom, fosforom, silicijem, ugljikom. Kao rezultat reakcija s vodikom, osim sumporovodika, stvara sulfane u kombinaciji s uobičajenimformula H2SX.
Oksidirajuća svojstva sumpora primjećuju se pri interakciji s metalima. U nekim slučajevima mogu se primijetiti prilično burne reakcije. Kao rezultat interakcije s metalima nastaju sulfidi (sumporni spojevi) i polisulfidi (polisulfurni metali).
Kada se dugo zagrijava, reagira s koncentriranim oksidirajućim kiselinama, oksidirajući u isto vrijeme.
Dalje, razmotrite glavna svojstva spojeva sumpora.
Sumporov dioksid
Sumporov oksid (IV), koji se također naziva sumporov dioksid i sumporni anhidrid, je plin (bezbojan) oštrog, zagušljivog mirisa. Sklon je ukapljivanju pod pritiskom na sobnoj temperaturi. SO2 je kiselinski oksid. Karakterizira ga dobra topljivost u vodi. U tom slučaju nastaje slaba, nestabilna sumporna kiselina, koja postoji samo u vodenoj otopini. Kao rezultat interakcije sumpor-dioksida s lužinama nastaju sulfiti.
Ima prilično visoku kemijsku aktivnost. Najizraženija su redukcijska kemijska svojstva sumporovog oksida (IV). Takve reakcije popraćene su povećanjem oksidacijskog stanja sumpora.
Oksidirajuća kemijska svojstva sumporovog oksida pojavljuju se u prisutnosti jakih redukcijskih sredstava (kao što je ugljični monoksid).
Sumporov trioksid
Sumporov trioksid (sumporni anhidrid) - najviši sumporov oksid (VI). U normalnim uvjetima, to je bezbojna, hlapljiva tekućina zagušljivog mirisa. Ima sposobnost smrzavanja na temperaturamaispod 16,9 stupnjeva. U tom slučaju nastaje mješavina različitih kristalnih modifikacija krutog sumpor trioksida. Visoka higroskopna svojstva sumporovog oksida uzrokuju da se "dimi" u vlažnom zraku. Kao rezultat, nastaju kapljice sumporne kiseline.
vodikov sulfid
Sumporovodik je binarni kemijski spoj vodika i sumpora. H2S je otrovni bezbojni plin koji karakterizira slatkasti okus i miris pokvarenih jaja. Topi se na minus 86 °S, vrije na minus 60 °S. Toplinski nestabilan. Na temperaturama iznad 400 °C, sumporovodik se raspada na S i H2. Odlikuje ga dobra topljivost u etanolu. Slabo je topiv u vodi. Kao rezultat otapanja u vodi nastaje slaba sumporovodična kiselina. Sumporovodik je snažno redukcijsko sredstvo.
Zapaljivo. Kada gori na zraku, može se primijetiti plavi plamen. U visokim koncentracijama može reagirati s mnogim metalima.
Sumporna kiselina
Sumporna kiselina (H2SO4) može biti različite koncentracije i čistoće. U bezvodnom stanju je bezbojna, uljasta tekućina bez mirisa.
Temperatura na kojoj se tvar topi je 10 °C. Vrelište je 296 °C. Dobro se otapa u vodi. Otapanjem sumporne kiseline nastaju hidrati i oslobađa se velika količina topline. Vrelište svih vodenih otopina natlak 760 mm Hg. Umjetnost. prelazi 100 °C. Povećanje vrelišta događa se povećanjem koncentracije kiseline.
Kisela svojstva tvari očituju se u interakciji s bazičnim oksidima i bazama. H2SO4 je dvobazna kiselina, zbog koje može tvoriti i sulfate (srednje soli) i hidrosulfate (kiseline soli), većinu koji su topljivi u vodi.
Svojstva sumporne kiseline najjasnije se očituju u redoks reakcijama. To je zbog činjenice da u sastavu H2SO4 sumpor ima najviše oksidacijsko stanje (+6). Primjer manifestacije oksidacijskih svojstava sumporne kiseline je reakcija s bakrom:
Cu + 2H2SO4 =CuSO4 + 2H 2O + SO2.
Sumpor: korisna svojstva
Sumpor je element u tragovima neophodan za žive organizme. Sastavni je dio aminokiselina (metionin i cistein), enzima i vitamina. Ovaj element sudjeluje u formiranju tercijarne strukture proteina. Količina kemijski vezanog sumpora sadržana u proteinima kreće se od 0,8 do 2,4% masenog udjela. Sadržaj elementa u ljudskom tijelu je oko 2 grama na 1 kg težine (odnosno, približno 0,2% je sumpor).
Korisna svojstva mikroelementa teško se mogu precijeniti. Štiti protoplazmu krvi, sumpor je aktivni pomoćnik tijela u borbi protiv štetnih bakterija. Zgrušavanje krvi ovisi o njegovoj količini, odnosno element pomažeodržavati dovoljnu razinu. Sumpor također igra važnu ulogu u održavanju normalnih vrijednosti koncentracije žuči koju proizvodi tijelo.
Često se naziva "mineralom ljepote" jer je neophodan za održavanje zdrave kože, noktiju i kose. Sumpor ima sposobnost zaštite tijela od raznih vrsta negativnih utjecaja iz okoline. To pomaže usporiti proces starenja. Sumpor čisti organizam od toksina i štiti od zračenja, što je u današnje vrijeme posebno važno s obzirom na trenutnu ekološku situaciju.
Nedovoljne količine mikroelemenata u tijelu mogu dovesti do slabog izlučivanja toksina, smanjenog imuniteta i vitalnosti.
Sumpor je sudionik fotosinteze bakterija. Komponenta je bakterioklorofila, a sumporovodik je izvor vodika.
Sumpor: svojstva i industrijske primjene
Najviše korišteni sumpor je za proizvodnju sumporne kiseline. Također, svojstva ove tvari omogućuju korištenje za vulkanizaciju gume, kao fungicid u poljoprivredi, pa čak i kao lijek (koloidni sumpor). Osim toga, sumpor se koristi za proizvodnju šibica i pirotehničkih sastava, dio je sumporno-bitumenskih smjesa za proizvodnju sumpornog asf alta.
