Svavel är ett ganska vanligt kemiskt grundämne i naturen (sextonde i innehållet i jordskorpan och sjätte i naturliga vatten). Det finns både naturligt svavel (grundämnets fria tillstånd) och dess föreningar.
Svavel i naturen
Bland de viktigaste naturliga svavelmineralerna är järnkis, sfalerit, galena, cinnober, antimonit. Världshavet innehåller huvudsakligen i form av kalcium, magnesium och natriumsulfater, som orsakar hårdheten i naturliga vatten.
Hur erhålls svavel?
Utvinning av svavelmalmer utförs med olika metoder. Det huvudsakliga sättet att få svavel är att smälta det direkt på fältet.
Dagbrottsbrytning innebär att man använder grävmaskiner för att ta bort berglager som täcker svavelmalmen. Efter att ha krossat malmlagren genom explosioner skickas de till svavelsmältverket.
Inom industrin erhålls svavel som en biprodukt från processer i smältugnar under oljeraffinering. Det finns i stora mängder i naturgas (somsvaveldioxid eller svavelväte), vars extraktion avsätts på väggarna av den använda utrustningen. Det finfördelade svavlet som fångas upp från gasen används inom den kemiska industrin som råvara för tillverkning av olika produkter.
Detta ämne kan också erhållas från naturlig svaveldioxid. För detta används Claus-metoden. Den består i användningen av "svavelgropar" i vilka svavel avgasas. Resultatet är ett modifierat svavel som ofta används inom asf altindustrin.
Huvudsakliga allotropa modifieringar av svavel
Svavel har allotropi. Ett stort antal allotropa modifikationer är kända. De mest kända är rombiskt (kristallint), monokliniskt (acikulärt) och plastiskt svavel. De två första modifieringarna är stabila, den tredje förvandlas till en rombisk när den stelnar.
Fysiska egenskaper som kännetecknar svavel
Molekyler av ortorombiska (α-S) och monokliniska (β-S) modifikationer innehåller 8 svavelatomer vardera, som är sammankopplade i en sluten cykel med enkla kovalenta bindningar.
Under normala förhållanden har svavel en rombisk modifiering. Det är ett gult fast kristallint ämne med en densitet på 2,07 g/cm3. Smälter vid 113°C. Densiteten för monoklint svavel är 1,96 g/cm3, dess smältpunkt är 119,3 °C.
När svavel smält expanderar och blir en gul vätska som blir brun vid 160 °C ochförvandlas till en trögflytande mörkbrun massa när den når cirka 190 °C. Vid temperaturer över detta värde minskar svavelets viskositet. Vid cirka 300 °C övergår den igen till ett flytande flytande tillstånd. Detta beror på det faktum att svavel polymeriserar under uppvärmning, vilket ökar kedjelängden med ökande temperatur. Och när temperaturen når mer än 190 °C, observeras förstörelsen av polymerenheter.
När svavelsmältan kyls naturligt i cylindriska deglar, bildas det så kallade klumpsvavlet - rombiska kristaller av stora storlekar, som har en förvrängd form i form av oktaeder med delvis "skurna" ytor eller hörn.
Om det smälta ämnet utsätts för snabb kylning (till exempel med kallt vatten), kan plastsvavel erhållas, vilket är en elastisk gummiliknande massa av brunaktig eller mörkröd färg med en densitet av 2,046 g /cm 3. Denna modifiering, i motsats till den rombiska och monokliniska, är instabil. Gradvis (under flera timmar) ändrar den färg till gult, blir spröd och förvandlas till en romb.
När svavelånga (högt uppvärmd) fryses med flytande kväve, bildas dess lila modifiering, som är stabil vid temperaturer under minus 80 °C.
Svavel löser sig praktiskt taget inte i vattenmiljön. Det kännetecknas dock av god löslighet i organiska lösningsmedel. Dålig ledning av el och värme.
Svavels kokpunkt är 444,6 °C. Kokningsprocessen åtföljs av frigörandet av orangegula ångor, huvudsakligen bestående av S8 molekyler, som vid efterföljande uppvärmning dissocierar, vilket resulterar i bildandet av jämviktsformer S 6, S4 och S2. Vidare, vid upphettning, sönderdelas stora molekyler, och vid temperaturer över 900 grader består paren praktiskt taget endast av S2 molekyler, dissocierar till atomer vid 1500°C..
Vilka är svavelets kemiska egenskaper?
Svavel är en typisk icke-metall. kemiskt aktiv. Oxiderande-reducerande egenskaper hos svavel manifesteras i förhållande till en mängd olika grundämnen. När den värms upp kombineras den lätt med nästan alla element, vilket förklarar dess obligatoriska närvaro i metallmalmer. Undantagen är Pt, Au, I2, N2 och inerta gaser. Oxidationen anger att svavelh alterna i föreningar är -2, +4, +6.
Svavels och syres egenskaper gör att det brinner i luften. Resultatet av denna interaktion är bildningen av svavelh altiga (SO2) och svavelsyra (SO3) anhydrider, som används för att producera svavel- och svavelsyra. syror.
Vid rumstemperatur visar sig svavlets reducerande egenskaper endast i förhållande till fluor, i den reaktion med vilken svavelhexafluorid bildas:
S + 3F2=SF6.
När upphettning (i form av en smälta) interagerar med klor, fosfor, kisel, kol. Som ett resultat av reaktioner med väte bildar den förutom svavelväte sulfaner kombinerade med en vanligformel H2SX.
Svavels oxiderande egenskaper observeras när det interagerar med metaller. I vissa fall kan ganska våldsamma reaktioner observeras. Som ett resultat av interaktion med metaller bildas sulfider (svavelh altiga föreningar) och polysulfider (polysvavelh altiga metaller).
När den värms upp under en längre tid, reagerar den med koncentrerade oxiderande syror och oxiderar samtidigt.
Tänk sedan på huvudegenskaperna hos svavelföreningar.
Svaveldioxid
Svaveloxid (IV), även kallad svaveldioxid och svavelsyraanhydrid, är en gas (färglös) med en stickande, kvävande lukt. Det tenderar att bli flytande under tryck vid rumstemperatur. SO2 är en sur oxid. Det kännetecknas av god löslighet i vatten. I detta fall bildas en svag, instabil svavelsyra, som endast finns i en vattenlösning. Som ett resultat av svaveldioxidens växelverkan med alkalier bildas sulfiter.
Den har en ganska hög kemisk aktivitet. De mest uttalade är de minskande kemiska egenskaperna hos svaveloxid (IV). Sådana reaktioner åtföljs av en ökning av svavelets oxidationstillstånd.
De oxiderande kemiska egenskaperna hos svaveloxid uppträder i närvaro av starka reduktionsmedel (som kolmonoxid).
Svaveltrioxid
Svaveltrioxid (svavelsyraanhydrid) - den högsta oxiden av svavel (VI). Under normala förhållanden är det en färglös, flyktig vätska med en kvävande lukt. Har förmågan att frysa vid temperaturerunder 16,9 grader. I detta fall bildas en blandning av olika kristallina modifikationer av fast svaveltrioxid. De höga hygroskopiska egenskaperna hos svaveloxid gör att den "ryker" i fuktig luft. Som ett resultat bildas droppar av svavelsyra.
vätesulfid
Svavelväte är en binär kemisk förening av väte och svavel. H2S är en giftig färglös gas som kännetecknas av en sötaktig smak och lukt av ruttna ägg. Det smälter vid minus 86 ° С, kokar vid minus 60 ° С. Termiskt instabil. Vid temperaturer över 400 °C sönderdelas vätesulfid till S och H2. Den kännetecknas av god löslighet i etanol. Det är dåligt lösligt i vatten. Som ett resultat av upplösning i vatten bildas svag svavelsyra. Svavelväte är ett starkt reduktionsmedel.
Brandfarligt. När det brinner i luft kan en blå låga observeras. I höga koncentrationer kan den reagera med många metaller.
Svavelsyra
Svavelsyra (H2SO4) kan ha olika koncentration och renhet. I vattenfritt tillstånd är det en färglös, luktfri, oljig vätska.
Temperaturen vid vilken ämnet smälter är 10 °C. Kokpunkten är 296 °C. Det löser sig bra i vatten. När svavelsyra löses upp bildas hydrater och en stor mängd värme frigörs. Kokpunkten för alla vattenlösningar vidtryck 760 mm Hg. Konst. överstiger 100 °C. En ökning av kokpunkten sker med en ökning av koncentrationen av syran.
De sura egenskaperna hos ett ämne manifesteras när det interagerar med basiska oxider och baser. H2SO4 är en tvåbasisk syra, på grund av vilken den kan bilda både sulfater (medels alter) och hydrosulfater (sura s alter), de flesta av som är lösliga i vatten.
Svavelsyrans egenskaper visar sig tydligast i redoxreaktioner. Detta beror på det faktum att i sammansättningen av H2SO4 svavel har det högsta oxidationstillståndet (+6). Ett exempel på manifestationen av svavelsyrans oxiderande egenskaper är reaktionen med koppar:
Cu + 2H2SO4 =CuSO4 + 2H 2O + SO2.
Svavel: användbara egenskaper
Svavel är ett spårämne som är nödvändigt för levande organismer. Det är en integrerad del av aminosyror (metionin och cystein), enzymer och vitaminer. Detta element deltar i bildandet av proteinets tertiära struktur. Mängden kemiskt bundet svavel som ingår i proteiner varierar från 0,8 till 2,4 viktprocent. Innehållet av grundämnet i människokroppen är cirka 2 gram per 1 kg vikt (det vill säga cirka 0,2 % är svavel).
De användbara egenskaperna hos mikroelementet kan knappast överskattas. För att skydda blodprotoplasman är svavel en aktiv hjälpare av kroppen i kampen mot skadliga bakterier. Blodkoagulering beror på dess kvantitet, det vill säga elementet hjälperhålla en tillräcklig nivå. Svavel spelar också en viktig roll för att upprätthålla de normala värdena för koncentrationen av galla som produceras av kroppen.
Benämns ofta som "skönhetsmineral" eftersom det är viktigt för att bibehålla frisk hud, naglar och hår. Svavel har förmågan att skydda kroppen från olika typer av negativ miljöpåverkan. Detta hjälper till att bromsa åldrandeprocessen. Svavel renar kroppen från gifter och skyddar mot strålning, vilket är särskilt viktigt för närvarande med tanke på den rådande miljösituationen.
Otillräckliga mängder mikroelement i kroppen kan leda till dålig utsöndring av gifter, nedsatt immunitet och vitalitet.
Svavel är en deltagare i bakteriell fotosyntes. Det är en komponent i bakterioklorofyll, och vätesulfid är en källa till väte.
Svavel: egenskaper och industriella tillämpningar
Det mest använda svavlet är att producera svavelsyra. Även egenskaperna hos detta ämne gör det möjligt att använda det för vulkanisering av gummi, som en svampdödande medel i jordbruket och till och med som ett läkemedel (kolloid alt svavel). Dessutom används svavel för tillverkning av tändstickor och pyrotekniska sammansättningar, det ingår i svavelbitumensammansättningarna för framställning av svavelasf alt.
