Svavel är ett kemiskt grundämne som är i den sjätte gruppen och tredje perioden i det periodiska systemet. I den här artikeln kommer vi att ta en detaljerad titt på dess kemiska och fysikaliska egenskaper, produktion, användning och så vidare. Den fysikaliska egenskapen inkluderar sådana egenskaper som färg, elektrisk konduktivitetsnivå, svavelkokpunkt, etc. Den kemiska beskriver dess interaktion med andra ämnen.
Svavel i termer av fysik
Detta är ett ömtåligt ämne. Under normala förhållanden är den i ett fast tillstånd av aggregering. Svavel har en citrongul färg.
Och för det mesta har alla dess föreningar gula nyanser. Löser sig inte i vatten. Den har låg termisk och elektrisk ledningsförmåga. Dessa egenskaper karakteriserar den som en typisk icke-metall. Trots att den kemiska sammansättningen av svavel inte alls är komplicerad, kan detta ämne ha flera variationer. Allt beror på strukturen av kristallgittret, med vars hjälp atomer kopplas samman, men de bildar inga molekyler.
Så, det första alternativet är rombiskt svavel. Det råkar hon varaden mest stabila. Kokpunkten för denna typ av svavel är fyrahundrafyrtiofem grader Celsius. Men för att ett givet ämne ska övergå i ett gasformigt aggregationstillstånd måste det först passera genom ett flytande tillstånd. Så smältningen av svavel sker vid en temperatur som är hundra tretton grader Celsius.
Det andra alternativet är monoklint svavel. Det är en nålformad kristall med en mörkgul färg. Smältningen av svavel av den första typen och sedan dess långsamma kylning leder till bildandet av denna typ. Denna sort har nästan samma fysiska egenskaper. Till exempel är kokpunkten för svavel av denna typ fortfarande densamma fyrahundrafyrtiofem grader. Dessutom finns det en sådan mängd av detta ämne som plast. Det erhålls genom att hälla i kallt vatten uppvärmt nästan till en koka rhombic. Kokpunkten för svavel av denna typ är densamma. Men ämnet har förmågan att sträcka sig som gummi.
En annan komponent i den fysiska egenskapen som jag skulle vilja tala om är svavelets antändningstemperatur.
Denna siffra kan variera beroende på typen av material och dess ursprung. Till exempel är antändningstemperaturen för tekniskt svavel hundra och nittio grader. Detta är en ganska låg siffra. I andra fall kan flampunkten för svavel vara tvåhundrafyrtioåtta grader och till och med tvåhundrafemtiosex. Allt beror på vilket material det bröts från, vilken densitet det har. Men man kan dra slutsatsenatt förbränningstemperaturen för svavel är ganska låg, jämfört med andra kemiska grundämnen är det ett brandfarligt ämne. Dessutom kan svavel ibland kombineras till molekyler som består av åtta, sex, fyra eller två atomer. Nu, efter att ha övervägt svavel ur fysikens synvinkel, låt oss gå vidare till nästa avsnitt.
Kemisk karakterisering av svavel
Detta grundämne har en relativt låg atommassa, det är trettiotvå gram per mol. Egenskapen för svavelelementet inkluderar en sådan egenskap hos detta ämne som förmågan att ha olika grader av oxidation. I detta skiljer det sig från till exempel väte eller syre. Med tanke på frågan om vad som är svavelelementets kemiska egenskaper är det omöjligt att inte nämna att det, beroende på förhållandena, uppvisar både reducerande och oxiderande egenskaper. Så, i ordning, överväg interaktionen mellan ett givet ämne och olika kemiska föreningar.
Svavel och enkla ämnen
Enkla är ämnen som bara har ett kemiskt element i sin sammansättning. Dess atomer kan kombineras till molekyler, som till exempel i fallet med syre, eller de kanske inte kombineras, som är fallet med metaller. Så svavel kan reagera med metaller, andra icke-metaller och halogener.
Interaktion med metaller
Den här typen av process kräver en hög temperatur. Under dessa betingelser inträffar en additionsreaktion. Det vill säga metallatomer kombineras med svavelatomer och bildar sålunda komplexa sulfider. Till exempel om du värmertvå mol kalium, blandat med en mol svavel, får vi en mol av sulfiden av denna metall. Ekvationen kan skrivas på följande sätt: 2K + S=K2S.
Reaktion med syre
Det här är svavelbränning. Som ett resultat av denna process bildas dess oxid. Den senare kan vara av två typer. Därför kan förbränning av svavel ske i två steg. Den första är när en mol svavel och en mol syre bildar en mol svaveldioxid. Du kan skriva ekvationen för denna kemiska reaktion enligt följande: S + O2=SO2. Det andra steget är tillsatsen av ytterligare en syreatom till dioxiden. Detta händer när en mol syre läggs till två mol svaveldioxid vid höga temperaturer. Resultatet är två mol svaveltrioxid. Ekvationen för denna kemiska interaktion ser ut så här: 2SO2 + O2=2SO3. Som ett resultat av denna reaktion bildas svavelsyra. Så genom att utföra de två beskrivna processerna är det möjligt att passera den resulterande trioxiden genom en stråle av vattenånga. Och vi får sulfatsyra. Ekvationen för en sådan reaktion skrivs enligt följande: SO3 + H2O=H2 SO 4.
Interaktion med halogener
Svavels kemiska egenskaper, liksom andra icke-metaller, gör att det kan reagera med denna grupp av ämnen. Det inkluderar föreningar som fluor, brom, klor, jod. Svavel reagerar med någon av dem, förutom den sista. Ett exempel är processen för fluorering av den övervägdaoss ett element i det periodiska systemet. Genom att värma nämnda icke-metall med en halogen kan två varianter av fluor erhållas. Det första fallet: om vi tar en mol svavel och tre mol fluor får vi en mol fluor, vars formel är SF6. Ekvationen ser ut så här: S + 3F2=SF6. Dessutom finns det ett andra alternativ: om vi tar en mol svavel och två mol fluor får vi en mol fluor med den kemiska formeln SF4. Ekvationen skrivs enligt följande: S + 2F2=SF4. Som du kan se beror allt på proportionerna i vilka komponenterna blandas. På exakt samma sätt är det möjligt att genomföra processen med klorering av svavel (två olika ämnen kan också bildas) eller bromering.
Interaktion med andra enkla ämnen
Karakteriseringen av svavelelementet slutar inte där. Ämnet kan också ingå i en kemisk reaktion med väte, fosfor och kol. På grund av interaktionen med väte bildas sulfidsyra. Som ett resultat av dess reaktion med metaller kan deras sulfider erhållas, som i sin tur också erhålls genom direkt reaktion av svavel med samma metall. Tillsatsen av väteatomer till svavelatomer sker endast under förhållanden med mycket hög temperatur. När svavel reagerar med fosfor bildas dess fosfid. Den har följande formel: P2S3. För att få en mol av detta ämne måste du ta två mol fosfor och tre mol svavel. När svavel interagerar med kol, bildas karbiden av den betraktade icke-metallen. Dess kemiska formel ser ut så här: CS2. För att få en mol av detta ämne måste du ta en mol kol och två mol svavel. Alla de ovan beskrivna additionsreaktionerna inträffar endast när reaktanterna upphettas till höga temperaturer. Vi har övervägt samspelet mellan svavel och enkla ämnen, låt oss nu gå vidare till nästa stycke.
Svavel och komplexa föreningar
Komplexa är de ämnen vars molekyler består av två (eller flera) olika grundämnen. De kemiska egenskaperna hos svavel gör att det kan reagera med föreningar som alkalier, såväl som koncentrerad sulfatsyra. Dess reaktioner med dessa ämnen är ganska märkliga. Tänk först på vad som händer när icke-metallen i fråga blandas med alkali. Till exempel, om du tar sex mol kaliumhydroxid och tillsätter tre mol svavel till dem, får du två mol kaliumsulfid, en mol av denna metallsulfit och tre mol vatten. Denna typ av reaktion kan uttryckas med följande ekvation: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 O. Enligt samma princip uppstår interaktion om natriumhydroxid tillsätts. Tänk sedan på svavelets beteende när en koncentrerad lösning av sulfatsyra tillsätts. Om vi tar en mol av den första och två mol av det andra ämnet får vi följande produkter: svaveltrioxid i mängden tre mol, och även vatten - två mol. Denna kemiska reaktion kan endast ske när reaktanterna värms upp till en hög temperatur.
Hämtar objektet i frågaicke-metall
Det finns flera grundläggande sätt på vilka du kan extrahera svavel från en mängd olika ämnen. Den första metoden är att isolera den från pyrit. Den kemiska formeln för den senare är FeS2. När detta ämne värms upp till en hög temperatur utan tillgång till syre kan en annan järnsulfid - FeS - och svavel erhållas. Reaktionsekvationen är skriven på följande sätt: FeS2=FeS + S. Den andra metoden för att erhålla svavel, som ofta används inom industrin, är förbränning av svavelsulfid under betingelser av en liten mängd syre. I det här fallet kan du få den anses vara icke-metall och vatten. För att utföra reaktionen måste du ta komponenterna i ett molförhållande av två till en. Som ett resultat får vi slutprodukterna i proportioner av två till två. Ekvationen för denna kemiska reaktion kan skrivas på följande sätt: O. Dessutom kan svavel erhållas under olika metallurgiska processer, till exempel vid framställning av metaller som nickel, koppar och andra.
Industriell användning
Den icke-metall vi överväger har hittat sin bredaste tillämpning inom den kemiska industrin. Som nämnts ovan används den här för att få sulfatsyra från den. Dessutom används svavel som en komponent för tillverkning av tändstickor, på grund av att det är ett brandfarligt material. Det är också oumbärligt vid tillverkning av sprängämnen, krut, tomtebloss etc. Dessutom används svavel som en av ingredienserna i skadedjursbekämpningsprodukter. PÅmedicin, det används som en komponent vid tillverkning av läkemedel mot hudsjukdomar. Ämnet i fråga används också vid tillverkning av olika färgämnen. Dessutom används den vid tillverkning av fosfor.
Svavels elektroniska struktur
Som ni vet består alla atomer av en kärna, som innehåller protoner – positivt laddade partiklar – och neutroner, alltså partiklar med noll laddning. Elektroner kretsar runt kärnan med en negativ laddning. För att en atom ska vara neutral måste den ha samma antal protoner och elektroner i sin struktur. Om det finns fler av de senare är detta redan en negativ jon - en anjon. Om antalet protoner tvärtom är större än antalet elektroner är detta en positiv jon, eller katjon. Svavelanjonen kan fungera som en syrarest. Det är en del av molekylerna av ämnen som sulfidsyra (vätesulfid) och metallsulfider. En anjon bildas vid elektrolytisk dissociation, som uppstår när ett ämne löses i vatten. I detta fall sönderdelas molekylen till en katjon, som kan representeras som en metall- eller vätejon, samt en katjon - en jon av en syrarest eller en hydroxylgrupp (OH-).
Eftersom ordningstalet för svavel i det periodiska systemet är sexton, kan vi dra slutsatsen att detta är antalet protoner i dess kärna. Utifrån detta kan vi säga att det också finns sexton elektroner som roterar runt. Antalet neutroner kan hittas genom att subtrahera serienumret för det kemiska elementet från molmassan: 32- 16=16. Varje elektron roterar inte slumpmässigt, utan i en viss bana. Eftersom svavel är ett kemiskt grundämne som tillhör den tredje perioden i det periodiska systemet finns det tre banor runt kärnan. Den första har två elektroner, den andra har åtta och den tredje har sex. Den elektroniska formeln för svavelatomen är skriven enligt följande: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Prevalens i naturen
I grund och botten finns det kemiska elementet i sammansättningen av mineraler, som är sulfider av olika metaller. Först och främst är det pyrit - järns alt; det är också bly, silver, kopparglans, zinkblandning, cinnober - kvicksilversulfid. Dessutom kan svavel också ingå i mineraler, vars struktur representeras av tre eller flera kemiska element.
Till exempel, karbonat, mirabilitet, kieserit, gips. Du kan överväga var och en av dem mer i detalj. Pyrit är en ferrumsulfid, eller FeS2. Den har en ljusgul färg med en gyllene glans. Detta mineral kan ofta hittas som en förorening i lapis lazuli, som ofta används för att göra smycken. Detta beror på att dessa två mineral ofta har en gemensam fyndighet. Kopparglans - chalcocite, eller chalcosine - är en blågrå substans som liknar metall. Blyglans (galena) och silverglans (argentit) har liknande egenskaper: de ser båda ut som metaller och har en grå färg. Cinnober är ett brunrött matt mineral med grå fläckar. Kalkopirit, kemiskvars formel är CuFeS2, - gyllene gul, den kallas också för golden blende. Zink blende (sfalerit) kan ha en färg från bärnsten till eldorange. Mirabilite - Na2SO4x10H2O - transparenta eller vita kristaller. Det kallas även Glaubers s alt, som används inom medicin. Den kemiska formeln för kieserit är MgSO4xH2O. Det visas som ett vitt eller färglöst pulver. Den kemiska formeln för gips är CaSO4x2H2O. Dessutom är detta kemiska element en del av cellerna i levande organismer och är ett viktigt spårämne.
