Les propietats físiques de sofre. Descripció de sofre

Sofre - una substància que s'estudia actualment la humanitat gairebé del tot. En l'antiguitat es considerava un místic, estava envoltat de misteris, llegendes i mites que han sorgit a causa de la por supersticiós a persones desconegudes a la totalitat. No obstant això, moltes de les propietats físiques de sofre se sap que la gent fins i tot abans de Mendeleev va posar els elements en la taula periòdica i li va donar el nombre 16. Aquesta substància s'utilitza àmpliament en l'època d'Homer, a més, alguna informació (relativament fiable) d'ell es pot trobar en nou i vell testament.

element químic

Durant la nit sistematitzar els segles acumulats d'informació sobre aquesta matèria, com el sofre, que era bastant difícil. Això va ser fet per molts científics, però per determinar que pertany a una classe de elements químics podria D. I. Mendeleevu. En el sistema de lots s'indica mitjançant el número de referència 16. sofre Situat al tercer període, un sisè subgrup del grup principal, la massa atòmica - 32, densitat (en condicions normals) - 2070 kg / m ^3.

Història d'ús

Persones antigues han utilitzat activament les propietats físiques de sofre, que se sap que ells. La font del seu origen van ser considerats déus de la terra, o la gent de terra, dotats de qualitats especials. El olor característica de la substància i la facilitat d'ignició per l'església útils per dur a terme diverses cerimònies religioses i expulsió "esperits malignes". Més tard va començar a ser utilitzat amb fins militars sofre, que era part de la barreja combustible. Amb gran probabilitat, podem dir que s'utilitza per crear el "foc grec", el que suggereix un terror sagrat per a l'enemic. En sofre llar i els seus compostos s'apliquen en cosmètics, l'agricultura, amb l'ajuda de teixit blanquejat i paràsits retirades. A l'antiga Xina, els primers experiments pirotècnics es van dur a terme amb l'ajuda de sofre. Les mescles resultants no eren encara pols solt, però serveixen com a base per a la creació de la seva fórmula, que, per cert, en les presents condicions es va actualitzar. No obstant això, en l'etapa inicial de la seva fundació era sofre. Química, o més aviat l'alquímia aquest temps, crida a aquest element "el pare de tots els metalls." Aquesta conclusió es basa en la presència de sofre en molts minerals i la seva combustibilitat millorada. Dissipar aquest mite no Lavoisier el 1789. El científic va prendre l'element als no metalls, i, com es mostra per altres estudis, que tenia raó. En medicina, el compost de sofre s'utilitza com a agents antisèptics i anti-parasitàries.

En la naturalesa,

Les roques de l'escorça de sofre no és infreqüent. D'acord amb el grau de disponibilitat i prevalença de la mateixa en el lloc 16 entre tots els elements químics. Estructura de l'àtom de sofre permet a la substància a ser en la seva forma pura (en certes condicions ambientals). Però en la majoria dels casos és una part de diversos minerals, en forma compostos sulfurs i sulfats. El més comú de la seva connexió amb els metalls: pirites de ferro (pirita), cinabri, galena (galena), blenda de zinc (esfalerita). En els oceans sobre sulfat de magnesi, de calci, de sodi. Fins a la data, més de 200 minerals identificats. En segon lloc - contingut de fracció de massa - grup són de guix, kieserita, sal de Glauber. El sofre s'inclou en la composició de molècules de proteïna, és a dir. E. poden trobar en organismes animals. Molt àmpliament compostos orgànics disponibles són el petroli, gas natural i carbó. La principal font de sofre i els seus derivats són els volcans, però l'activitat humana (industrial, domèstic) accelera i enriqueix el procés. Una quantitat significativa de la substància acumulada en l'aigua subterrània, argiles, guix, a la part inferior dels mars i llacs, petroli, gas natural i carbó, en aiguamolls i aigües de l'oceà. Circulació de sofre en la biosfera es produeix per mitjà de microorganismes, i això contribueix a la humitat que s'evapora de la superfície d'un gran cos d'aigua, cau en forma de pluja i dels fluxos de residus rius es remunta al mar i els oceans.

nom

En el període de desenvolupament de l'alquímia, hi havia diversos noms que denoten l'element químic modern sofre. Quina substància s'entén per ells - no està del tot clar, potser, era una pregunta sobre les connexions, mineral o gas de sulfur. En el periòdic sistema de Mendeleev sofre designat símbol S (sofre). Aquest nom llatí no té clar origen, probablement, va ser pres de la llengua grega i traduir possible com "crema". En termes utilitzats en l'idioma rus és arrels molt antigues. La paraula "sofre" denota substàncies d'olor desagradable, barreja combustible. També hi ha una versió de l'origen del nom de les substàncies de color: .. "groc pàl·lid", "gris", és a dir, no definit. Així que cridem a totes les resines. El segon nom de la substància no s'utilitza en els temps moderns - "bogey". També porta a la definició dels conceptes d'inflamabilitat i una mala olor. Els lingüistes han arribat a la conclusió que en l'arrel de la paraula sànscrita "matar", que és probablement a causa de les propietats del diòxid de sofre.

Propietats físiques de sofre

Depenent de les modificacions al·lotròpiques dins de l'abast de comunicació cel·lular. Es divideix en tres forma format gelosia (cadenes atòmiques estables): ortorrómbica, plàstic, monoclínica. Color, propietats físiques de la substància depèn de la modificació de sofre. Els més comuns són estables i compost cíclic S _8. És aquest tipus de cadena és característic per al sofre cristal - material trencadís que té un tint groguenc. Plàstic i modificació monoclínica són inestables i es transforma en una estructura cíclica de manera espontània després d'algun temps després de la recepció. Fórmula de sofre comprèn en aquest cas un símbol S ₄ i S _6. En condicions normals (temperatura ambient), compost estable és la cadena ròmbica: durant l'escalfament de la substància canvia a un estat líquid d'agregació, a continuació, es espessa. El refredament gradual forma agulles de sofre monoclínic que tenen un color groc profund. En la reacció del material fos amb formes d'aigua freda modificació al·lotròpica de plàstic, que té una estructura similar a la goma i que es compon de diverses cadenes de polímer, que té un color groc brut (fosc). El més freqüent de sofre com una descripció d'un sòlid groc que no interacciona amb la resta de l'aigua a la superfície. Com dissolvent es poden utilitzar compostos orgànics: .. trementina, disulfur de carboni, etc. El sofre com una substància simple en condicions normals té les següents propietats termodinàmiques:

1. Densitat Relativa - 2,070 g / cm ^3.
2. La conductivitat tèrmica - 300 K.
3. Punt de fusió - 112 ° ^C.
4. capacitat calorífica molar - J 22.6.
5. Punt d'ebullició - 444 ° ^C.
6. Molar volum - 15,5 ^cm3 / mol.

Durant l'escalfament, el nombre d'àtoms de sofre per molècula disminueix. A 300 ^C s'està movent activament fluid, per rebre la temperatura del vapor augmentat a 450 ° ^C de sofre monoatòmic pot ser obtinguda en el procés de materials d'escalfament a 1760 ^{° C} (S ₈ - S ₆ - S ₄ - S ₂ - S). Aquest material és un mal conductor de l'electricitat i la calor, que és àmpliament utilitzat per a la seva aplicació.

propietats químiques

Sofre reacciona amb tots els metalls que resulta en la formació de sulfurs. En la majoria dels casos, la reacció química requereix un catalitzador que actua com a calefacció. En condicions normals (temperatura ambient), el compost només es produeix amb mercuri. Aquesta propietat s'utilitza per a la neutralització de les seves vapors, que es formen per la interacció del metall amb gotes d'oxigen. No interactua amb l'element de platí, iridi, or. Els sulfurs resultants són compostos inflamables que cremen quan s'encenen prou intensiva. El sofre, a l'aire lliure purificada reacciona amb l'oxigen. Aquest procés compost es caracteritza per la formació d'un gas incolor (diòxid de sofre) i la crema. La reacció reversible amb hidrogen es porta a terme durant l'escalfament (per analogia amb el carboni i el silici), els gasos formats pel sulfur d'hidrogen es diu, disulfur de carboni. Igual que tots els altres elements del grup VI de la taula periòdica, el sofre es fa reaccionar en un tub segellat amb halogen (fluor, brom, clor, fòsfor). A temperatura ambient, la reacció és possible únicament amb fluor. clorur de sofre és un material més àmpliament utilitzat en la indústria química. Amb les solucions d'aigua i d'àcid no han reaccionat, amb un compost alcalí són reversibles - que es formen sota l'acció del catalitzador. Molts àcid existent i la sal formada per la combinació de (un requisit previ és la temperatura) de sofre amb l'oxigen i l'hidrogen.

estructura electrònica

Estructura de l'àtom de sofre permet que l'element a manifestar-se com un agent oxidant i un agent reductor, i la reacció química té una valència diferent. Això és causat per la distribució dels nivells d'electrons. nucli atòmic té una càrrega 16 quan el pes atòmic de 32 (16 protons i neutrons) ràdio - 127 pm. Esquema de sofre (e) de la següent manera: S + 16) 2) 8) juny; en repòs - 1S ² 2S ² 3S 2P ^{6 2 4} 3P. En el tercer nivell de l'àtom de sofre té cinc orbitals no ocupades per tant la valència dels seus compostos varia en la següent gamma: -2, +2, +4, +6, que depenen del grau d'excitació.

dipòsit

La quantitat de sofre produït augmenta anualment. Això s'associa amb una àmplia gamma d'aplicació, que està en constant creixement a causa dels avenços tecnològics i estudi més a fons dels elements químics ja coneguts. La naturalesa del sofre contingut en la forma nativa i és part d'un gran nombre de minerals. En funció d'això, s'usen diferents mètodes per a la seva producció. dipòsits estratiformes distribuïts en els Estats Units, l'Iraq, el Volga Mitjà i la regió dels Carpats. Ells són els més rendibles en termes de percentatge, es produeix a partir de 50 a 60% de sofre. Les formacions de roca de carbonat i sulfat mentida enorme, arribant a desenes de metres de profunditat i diversos centenars - de longitud. Soljanokupolnyh dipòsits són característics de les regions de producció de petroli intensos. Per als més grans jaciments de la zona són el golf de Mèxic, que és paral·lel al desenvolupament dels EUA, Xile i Mèxic. Els més moderns, els dipòsits acabats de formar són dipòsits volcànics. El seu origen està relacionat amb falles tectòniques escorça i l'acció volcànica. En conseqüència, aquests dipòsits es troben a l'Oceà Pacífic. Explorar activament les dades del Japó i la zona russa. En Euràsia dipòsits de sofre nadius més comuns, que té un origen prou antiga i està situada preferiblement en les capes superficials. Urals, l'illa de Sicília, la regió del Volga, la regió de Lviv és el desenvolupament de dipòsits, que són desenvolupats fins a l'actualitat. La producció mundial de sofre és més de 50 milions de tones per any, amb un 30% - nuggets, 33% - gas i oli, el 14% - el processament d'emissions industrials, 16% - de sulfurs, 6% - de sulfats.

Mètodes de producció

Depenent de la profunditat de sofre minerals que contenen utilitzen diferents mètodes d'extracció i processament addicional. Les propietats físiques de sofre en el primer pla, independentment del mètode de producció, la seguretat del procés de sortida. Típicament, el dipòsit de substància acompanyat d'una gran acumulació de gasos tòxics no estan exclosos els casos de combustió espontània. capes superficials de capes de mineral s'elimina usant excavadores - aquest mètode és el menys perillós (en compliment de tots els requisits tecnològics). Sofre va purificar resultats de la seva posterior processament en les plantes respectives, en les quals es subministra des d'una pedrera. Mètodes de purificació i concentració van variar: tèrmica, centrífuga, filtració, vapor, extracció.

És molt més difícil fer l'extracció de sofre, que està continguda en les capes subterrànies. mètode de la mina - a través de la provisió de gas associat - és gairebé inaccessible, de manera que amb força èxit mètode Germana Frasha utilitzat des de 1895. Ell és el més productiu en el desenvolupament de dipòsits rics i proporciona un estalvi substancial en els costos de transport i costos de la seva posterior processament de mineral, ja que implica la producció d'una substància pura. principi de muntatge és simple: capes de mineral que contenen sofre, es tracten amb aigua calenta que es subministra a través del tub. Disposada dins d'ella dues recipient cilíndric separat, que estan dissenyats per al subministrament de gas i l'alliberament del producte acabat. A causa de la baixa temperatura de fusió de la superfície sota pressió surt de sofre amb una petita quantitat d'impureses.

sol·licitud

El consumidor primari és químics de sofre, que no pot existir sense àcids basats en aquest element. Tèxtil, petroli, aliments, polpa, segments de producció minera no pot prescindir d'aquesta substància. Fórmula de sofre fa que sigui possible aplicar els seus compostos per a la fabricació d'explosius, fòsfors, cautxú, cosmètics, medicaments i així successivament. D. En l'agricultura que estem considerant una substància inclosa en la composició del fertilitzant al sòl (augmenta percentatge assimilat fòsfor) i verins de tractar les llavors de diverses plagues. Per a la producció de tints i composicions luminiscents usades sofre purificat. Segons el grau d'extracció, el processament i l'ús d'aquest element es pot veure en el potencial industrial de tot l'estat. La major part dels últims avenços en molts sectors intensius en coneixement de l'economia basada en l'ús de sofre i els seus compostos. És difícil avaluar el potencial complet de l'aplicació d'aquest element químic, que s'utilitza per la humanitat des de temps antics i continua participant activament en el procés evolutiu tecnològic.