Svovel er et ganske vanlig kjemisk grunnstoff i naturen (sekstende i innhold i jordskorpen og sjette i naturlige vann). Det er både naturlig svovel (den frie tilstanden til grunnstoffet) og dets forbindelser.
Svovel i naturen
Blant de viktigste naturlige svovelmineralene er jernkis, sfaleritt, galena, kanel, antimonitt. Verdenshavet inneholder hovedsakelig i form av kalsium, magnesium og natriumsulfater, som forårsaker hardheten til naturlig vann.
Hvordan oppnås svovel?
Utvinning av svovelmalm utføres med forskjellige metoder. Den viktigste måten å få svovel på er å smelte det direkte i feltet.
Dagbrudd innebærer bruk av gravemaskiner for å fjerne steinlag som dekker svovelmalmen. Etter å ha knust malmlagene ved eksplosjoner, sendes de til svovelsmelteverket.
I industrien oppnås svovel som et biprodukt av prosesser i smelteovner, under oljeraffinering. Det er tilstede i store mengder i naturgass (somsvoveldioksid eller hydrogensulfid), hvis ekstraksjon avsettes på veggene til utstyret som brukes. Det fint dispergerte svovelet som fanges opp fra gassen brukes i kjemisk industri som råstoff for produksjon av ulike produkter.
Dette stoffet kan også fås fra naturlig svoveldioksid. Til dette brukes Claus-metoden. Den består i bruk av "svovelgroper" der svovel avgasses. Resultatet er et modifisert svovel som er mye brukt i asf altindustrien.
Hoved allotropiske modifikasjoner av svovel
Svovel har allotropi. Et stort antall allotropiske modifikasjoner er kjent. De mest kjente er rombisk (krystallinsk), monoklinisk (acikulær) og plastisk svovel. De to første modifikasjonene er stabile, den tredje blir til en rombisk når den størkner.
Fysiske egenskaper som karakteriserer svovel
Molekyler med ortorhombiske (α-S) og monokliniske (β-S) modifikasjoner inneholder 8 svovelatomer hver, som er forbundet i en lukket syklus med enkle kovalente bindinger.
Under normale forhold har svovel en rombisk modifikasjon. Det er et gult fast krystallinsk stoff med en tetthet på 2,07 g/cm3. Smelter ved 113°C. Tettheten av monoklint svovel er 1,96 g/cm3, smeltepunktet er 119,3 °C.
Når det smeltes, utvider svovel seg og blir til en gul væske som blir brun ved 160 °C ogblir til en tyktflytende mørkebrun masse når den når ca 190 °C. Ved temperaturer over denne verdien synker svovelens viskositet. Ved omtrent 300 °C går den igjen over i en flytende væsketilstand. Dette skyldes det faktum at under oppvarming polymeriserer svovel, noe som øker kjedelengden med økende temperatur. Og når temperaturen når mer enn 190 °C, observeres ødeleggelsen av polymerenheter.
Når svovelsmelten avkjøles naturlig i sylindriske smeltedigler, dannes det såk alte klumpsvovel - rombiske krystaller av store størrelser, som har en forvrengt form i form av oktaeder med delvis "kuttede" flater eller hjørner.
Hvis det smeltede stoffet utsettes for hurtig avkjøling (for eksempel ved bruk av kaldt vann), kan plastisk svovel oppnås, som er en elastisk gummilignende masse av brunaktig eller mørkerød farge med en tetthet på 2,046 g /cm 3. Denne modifikasjonen, i motsetning til den rombiske og monokliniske, er ustabil. Gradvis (over flere timer) skifter den farge til gul, blir sprø og blir til en rombe.
Når svoveldamp (sterkt oppvarmet) fryses med flytende nitrogen, dannes den lilla modifikasjonen, som er stabil ved temperaturer under minus 80 °C.
Svovel løses praktisk t alt ikke opp i vannmiljøet. Imidlertid er det preget av god løselighet i organiske løsemidler. Dårlig leder av elektrisitet og varme.
Kokepunktet for svovel er 444,6 °C. Kokeprosessen er ledsaget av frigjøring av oransje-gule damper, hovedsakelig bestående av S8 molekyler, som ved etterfølgende oppvarming dissosieres, noe som resulterer i dannelsen av likevektsformer S 6, S4 og S2. Videre, når de varmes opp, brytes store molekyler ned, og ved temperaturer over 900 grader består parene praktisk t alt bare av S2 molekyler, dissosieres til atomer ved 1500°C.
Hva er de kjemiske egenskapene til svovel?
Svovel er et typisk ikke-metall. kjemisk aktiv. Oksiderende-reduserende egenskaper til svovel er manifestert i forhold til en rekke grunnstoffer. Når den varmes opp, kombineres den lett med nesten alle elementer, noe som forklarer dens obligatoriske tilstedeværelse i metallmalm. Unntakene er Pt, Au, I2, N2 og inerte gasser. Oksydasjonen sier at svovel i forbindelser er -2, +4, +6.
Egenskapene til svovel og oksygen gjør at det brenner i luft. Resultatet av denne interaksjonen er dannelsen av svovelholdige (SO2) og svovelsyre (SO3) anhydrider, som brukes til å produsere svovelholdige og svovelsyreholdige anhydrider. syrer.
Ved romtemperatur viser de reduserende egenskapene til svovel seg kun i forhold til fluor, i reaksjonen som svovelheksafluorid dannes med:
S + 3F2=SF6.
Ved oppvarming (i form av en smelte) interagerer med klor, fosfor, silisium, karbon. Som et resultat av reaksjoner med hydrogen, danner det i tillegg til hydrogensulfid sulfaner kombinert med en vanligformel H2SX.
De oksiderende egenskapene til svovel observeres når det interagerer med metaller. I noen tilfeller kan det observeres ganske voldsomme reaksjoner. Som et resultat av interaksjon med metaller dannes sulfider (svovelholdige forbindelser) og polysulfider (polysvovelholdige metaller).
Når den varmes opp i lang tid, reagerer den med konsentrerte oksiderende syrer og oksiderer samtidig.
Vurder deretter hovedegenskapene til svovelforbindelser.
Svoveldioksid
Svoveloksid (IV), også k alt svoveldioksid og svovelsyreanhydrid, er en gass (fargeløs) med en skarp, kvelende lukt. Det har en tendens til å bli flytende under trykk ved romtemperatur. SO2 er et surt oksid. Det er preget av god løselighet i vann. I dette tilfellet dannes en svak, ustabil svovelsyre, som bare eksisterer i en vandig løsning. Som et resultat av samspillet mellom svoveldioksid og alkalier, dannes sulfitter.
Den har en ganske høy kjemisk aktivitet. De mest utt alte er de reduserende kjemiske egenskapene til svoveloksid (IV). Slike reaksjoner er ledsaget av en økning i oksidasjonstilstanden til svovel.
De oksiderende kjemiske egenskapene til svoveloksid vises i nærvær av sterke reduksjonsmidler (som karbonmonoksid).
Svoveltrioksid
Svoveltrioksid (svovelsyreanhydrid) - det høyeste oksidet av svovel (VI). Under normale forhold er det en fargeløs, flyktig væske med en kvelende lukt. Har evnen til å fryse ved temperaturerunder 16,9 grader. I dette tilfellet dannes en blanding av forskjellige krystallinske modifikasjoner av fast svoveltrioksid. De høye hygroskopiske egenskapene til svoveloksid får det til å "røyke" i fuktig luft. Som et resultat dannes det dråper av svovelsyre.
hydrogensulfid
Hydrogensulfid er en binær kjemisk forbindelse av hydrogen og svovel. H2S er en giftig fargeløs gass preget av en søtlig smak og en råtten egglukt. Den smelter ved minus 86 ° С, koker ved minus 60 ° С. Termisk ustabil. Ved temperaturer over 400 °C sp altes hydrogensulfid til S og H2. Den er preget av god løselighet i etanol. Det er dårlig løselig i vann. Som et resultat av oppløsning i vann dannes svak svovelsyre. Hydrogensulfid er et sterkt reduksjonsmiddel.
Brannfarlig. Når det brenner i luft, kan en blå flamme observeres. I høye konsentrasjoner kan den reagere med mange metaller.
Svovelsyre
Svovelsyre (H2SO4) kan ha forskjellig konsentrasjon og renhet. I vannfri tilstand er det en fargeløs, luktfri, oljeaktig væske.
Temperaturen stoffet smelter ved er 10 °C. Kokepunktet er 296 °C. Det løser seg godt i vann. Når svovelsyre er oppløst, dannes hydrater, og en stor mengde varme frigjøres. Kokepunktet for alle vandige løsninger vedtrykk 760 mm Hg. Kunst. over 100 °C. En økning i kokepunktet skjer med en økning i konsentrasjonen av syren.
De sure egenskapene til et stoff kommer til uttrykk når det interagerer med basiske oksider og baser. H2SO4 er en dibasisk syre, på grunn av hvilken den kan danne både sulfater (medium s alter) og hydrosulfater (sure s alter), de fleste av som er løselige i vann.
Egenskapene til svovelsyre kommer tydeligst til uttrykk i redoksreaksjoner. Dette skyldes det faktum at i sammensetningen av H2SO4 svovel har den høyeste oksidasjonstilstanden (+6). Et eksempel på manifestasjonen av svovelsyrens oksiderende egenskaper er reaksjonen med kobber:
Cu + 2H2SO4 =CuSO4 + 2H 2O + SO2.
Svovel: nyttige egenskaper
Svovel er et sporstoff som er essensielt for levende organismer. Det er en integrert del av aminosyrer (metionin og cystein), enzymer og vitaminer. Dette elementet tar del i dannelsen av den tertiære strukturen til proteinet. Mengden kjemisk bundet svovel inneholdt i proteiner varierer fra 0,8 til 2,4 vekt%. Innholdet av grunnstoffet i menneskekroppen er omtrent 2 gram per 1 kg vekt (det vil si omtrent 0,2 % er svovel).
De nyttige egenskapene til mikroelementet kan neppe overvurderes. Beskytter blodprotoplasma, svovel er en aktiv hjelper av kroppen i kampen mot skadelige bakterier. Blodkoagulering avhenger av mengden, det vil si at elementet hjelperholde et tilstrekkelig nivå. Svovel spiller også en viktig rolle i å opprettholde de normale verdiene for konsentrasjonen av galle produsert av kroppen.
Ofte referert til som "skjønnhetsmineralet" fordi det er avgjørende for å opprettholde sunn hud, negler og hår. Svovel har evnen til å beskytte kroppen mot ulike typer negative miljøpåvirkninger. Dette bidrar til å bremse aldringsprosessen. Svovel renser kroppen for giftstoffer og beskytter mot stråling, noe som er spesielt viktig i dag, gitt den nåværende miljøsituasjonen.
Utilstrekkelige mengder mikroelementer i kroppen kan føre til dårlig utskillelse av giftstoffer, redusert immunitet og vitalitet.
Svovel er en deltaker i bakteriell fotosyntese. Det er en komponent av bakterioklorofyll, og hydrogensulfid er en kilde til hydrogen.
Svovel: egenskaper og industrielle applikasjoner
Det mest brukte svovelet er å produsere svovelsyre. Også egenskapene til dette stoffet gjør det mulig å bruke det til vulkanisering av gummi, som et soppdrepende middel i landbruket, og til og med som et medikament (kolloid alt svovel). I tillegg brukes svovel til produksjon av fyrstikker og pyrotekniske sammensetninger, det er en del av svovel-bitumen-sammensetningene for produksjon av svovelasf alt.
