Сірка. Сірка в природі

Сірка S має атомний вага 32,064. Електронна конфігурація атома сірки 1s2s22р63s23р4
Розміщення електронів на орбіталях зовнішнього шару. Валентних електронів у атома сірки 6. Тому, ceра може утворювати до 6 валентних зв’язків. Атом сірки має більший радіус і тому виявляє меншу електронегативність в порівнянні з киснем. Ступені окислення, які може проявляти сірка в окислювач-но-відновних реакціях: S0, S-2, S + 4, S + 6.

Сірка може утворювати кілька аллотропних видозмін. Це ромбічна (октаедричні), пластична і моноклініческая сірка. Ромбическая сірка є найбільш поширеним аллотропную видозміною сірки. Це кристалічна речовина лимонно-жовтого кольору, кристалізується у вигляді октаедрів. Щільність ромбічної сірки 2,07 г / см3.Плавітся вона при температурі 112,8 °, кипить при 444,6 °, в воді не розчинна, але добре розчиняється в сірковуглецю, бензолі та інших органічних розчинниках. Температура займання 360 °.

Пластична сірка виходить, якщо нагріти ромбічного сірку майже до кипіння і потім швидко вилити в склянку з холодною водою (рис. 50). Ця модифікація сірки володіє пластичністю на відміну від вельми крихкою ромбічної сірки. Пластична сірка досить швидко перетворюється на ромбічну. Пластичну сірку, що утворюється при різкому охолодженні розплавленої сірки, іноді розглядають як що не встигла сформуватися ромбічну сірку.
Моноклініческая сірка виходить при повільному охолоджень розплавленої сірки на повітрі. При цьому утворюються довгі ниткоподібні кристали, які при стоянні теж перетворюються на октаедри.
Існування електронних видозмін у сірки обесняется розходженням кристалічних структур. Якщо октаедричні сірка має молекули у вигляді, восьмічленних кілець, то молекули пластичної сірки- довгі, безладно розташовані ланцюжки різної величини. Моноклініческая сірка близька за структурою до октаедричної.
■ 65. Що таке аллотропия і аллотропние видозміни?
66. Чим викликається виникнення аллотропних видозмін?
67. Які аллотропние видозміни сірки вам відомі і яке з них найбільш стійке? (Див. Відповідь)
У хімічному відношенні сірка є активною речовиною. Вона досить легко реагує зі. багатьма металами. У всіх випадках утворюються сульфіди, наприклад при нагріванні з алюмінієвим або цинковим порошком.
Якщо розтирати металевий натрій в ступці з сіркою, то між ними відбувається реакція, що супроводжується спалахами і різким звуком. Досвід слід Проводити в захисних окулярах, обернувши руку рушником, і з дуже малими кількостями речовин.
При пропущенні водню через пари сірки утворюється сірководень (рис. 51).

68. Напишіть рівняння реакцій сірки з простими речовинами, про які йдеться в прочитаному уривку, є ці реакції окислювально – відновлювальними? Дайте обгрунтовану відповідь. (Див. Відповідь)
69. Який ступінь окислення сірки в з’єднаннях з воднем і металами?
70. Якого типу хімічний зв’язок в з’єднаннях сірки з металами ?.
71. Чому сульфіди цинку і алюмінію не можна отримати реакцією обміну в розчинах?
72. Скільки сульфіду заліза (II) вийде, якщо взято 30 г заліза і 16 г сірки і якщо узяте залізо використовується лише на 90%? (Див. Відповідь)
Можливі й інші реакцій, в результаті яких сірка набуває позитивних ступеня окислення. Зазвичай це буває при безпосередній взаємодії сірки з киснем – при горінні сірки:
S + О2 = SO2
Оскільки у кисню величина електронегативності більше, ніж у сірки, то в з’єднанні SО2 сірка виявляє ступінь окислення +4 і в даній реакції поводиться як відновник. Більш глибоке окислення води до ступеня окислення +6 можливо при утворенні сірчаного ангідриду. У присутності каталізатора при температурі 400-500 ° двоокис сірки окислюється киснем, утворюючи сірчаний ангідрид:
2SО2 + О2 = 2SО3
Незважаючи на високу хімічну активність, сірка досить широко зустрічається у вигляді мінералу, який називається самородної сіркою. Це майже виключно ромбічна сірка. Інші аллотропние видозміни сірки в природі не зустрічаються.
Сірка зазвичай вкраплена в різні гірські породи, з яких досить легко може бути виплавлено. Самородна сірка найчастіше має вулканічне походження. Багаті самородної сірої Кавказ, пустеля Кара-Кум, Керченський півострів, Узбекистан.
Сірка зустрічається також у вигляді сірчистих металів «г-сульфідів (пірит FeS2, цинкова обманка ZnS, свинцевий блиск PbS), у вигляді сульфатів (глауберової сіль Na2SO4 · 10H2O, гіпс CaSО4 · 2H2О). Сірка входить до складу деяких білків. Для того щоб витягти сірку з породи, її виплавляють в автоклавах Дією перегрітої водяної пари при 150-160 °. Отриману розплавлену сірку рафінують (очищають) сублімацією. Якщо її розплавити і розлити по дерев’яних формах, то вона твердне у вигляді паличок. Таку сірку називають Черенкова.

12.7.1: Культурні зв’язки – сірка

серце міста. Це спокусило іспанців ще більше захопити територію за те, що, на їхню думку, було величезною кількістю золота. Багато боїв відбувалося з ацтеками, і з часом Кортесу знадобилося більше гарматного пороху для своєї армії. Іспанія, перебуваючи через океан, не була б швидким джерелом, що йому потрібно, щоб виграти цю війну. В результаті він змусив своїх людей зробити пістолет пороху. Основними інгредієнтами пороху є вуглець і сірка. Вуглець легко було прийти, але сірки не було. Кортес відправив експедицію чоловіків на підступну місію на вершину Попокатепетля, діючого вулкана. Вулкани є хорошим джерелом сірки, оскільки вони виділяють діоксид сірки. Сірка має багато подібностей з елементами в своїй групі. Ця група – VIA. За винятком полонію, який є радіоактивним і зазвичай не обговорюється, всі члени групи утворюють іони Х 2 при поєднанні з високоелектропозитивними металами. Тенденція до зниження ступеня окислення до -2 значно зменшується зверху вниз групи, однак, і телур проявляє деякі металеві властивості. Елементи групи ВІА називаються халькогенами, оскільки більшість руд міді (грец. Халко) є оксидами або сульфідами, а такі руди містять сліди селену і телуру. Атомні властивості халькогенів зведені в таблицю. Властивості групи елементів VIA Таблиця 1.

Сірка зустрічається в самих різних алотропних формах. При кімнатній температурі найбільш стійкою формою є ромбічна сірка. Це жовте тверде тіло складається з молекул S ₈ (видно в Jmol нижче), упакованих в кристалічну решітку, яка належить до орторомбічної системи (перераховані на сторінці обговорення кристалічних систем). Малюнок 1 Молекула S ₈: Початковою моделлю кулі та палиці можна маніпулювати у тривимірному просторі. Натисніть на радіуси VdW, щоб побачити модель заповнення простору тієї ж молекули. При нагріванні до 96° C тверда ромбічна сірка дуже повільно перетворюється на моноклінну сірку, в якій третина молекул S ₈ довільно орієнтована в кристалічній решітці. Коли будь-яка з форм сірки плавиться, рідина спочатку блідо-жовта і легко тече, але вище 160° C стає все більш в’язкою. Лише поблизу температури кипіння 444,6° C він знову проріджується. Така незвичайна зміна в’язкості з температурою пояснюється відкриттям восьмичленного кільця S ₈ і утворенням довгих ланцюгів атомів сірки. Вони переплітаються між собою і перешкоджають протіканню рідини. Це пояснення підтверджується тим, що якщо в’язка рідина швидко охолоджується шляхом заливання її в воду, то вироблена аморфна сірка може бути показано експериментальним шляхом, що складається з довгих ланцюгів атомів сірки. Хімічні реакції та сполуки Сірка Хоча цей елемент лише шістнадцятий за кількістю на поверхні землі, він є одним з небагатьох, який був відомий і використаний протягом історії. Відкладення елементарної сірки не рідкість, і, оскільки це були камені, які б горіли, спочатку називалися сіркою. Спалювання сірки виробляє діоксид сірки, S ₈ (s) + 😯 ₂ (g) → 8SO ₂ (g) Цей безбарвний газ має задушливий запах і є більш отруйним, ніж чадний газ. Це ангідрид сірчистої кислоти, слабка дипротова кислота: SO ₂ (g) + H ₂ O (l) → H ₂ SO ₃ (aq) SO ₂ також утворюється при спалюванні майже будь-якої сірковмісної речовини на повітрі. Вугілля, наприклад, зазвичай містить від 1 до 4% сірки, і тому горіння вугілля виділяє _{SO 2} в атмосферу. Багато руди металів є сульфідами, і при їх нагріванні на повітрі утворюється SO ₂. Мідь, наприклад, може бути отримана як елемент нагріванням сульфіду міді (I): Cu ₂ S (s) + O ₂ (g) \(\xrightarrow\) 2Cu (s) + SO ₂ (g) Оскільки SO ₂ настільки отруйний, його виділення до атмосфери є основною проблемою забруднення. Потрапивши в повітря, SO ₂ повільно окислюється до триоксиду сірки, SO ₃: 2SO ₂ (г) + O ₂ (g) → 2SO ₃ (г) Ця сполука є ангідридом сірчаної кислоти, H ₂ SO ₄: SO ₃ (g) + H ₂ O (l) → H ₂ SO ₄ (aq) Таким чином, якщо повітря забруднене SO ₂ і SO ₃, може утворюватися дрібний туман розведених крапель. Всі три речовини дуже дратують горло і легені і несуть відповідальність за значну шкоду здоров’ю людини. Природним механізмом видалення оксидів сірки з повітря є розчин в краплях дощу з подальшим випаданням опадів. Це робить дощову воду більш кислою, ніж було б інакше, і кислотні дощі зараз поширені в промислово розвинених районах США та Європи. Кислотні дощі можуть повільно розчиняти вапняк і мармур, обидва з яких складаються з СаСО ₃: CaCo ₃ (s) + H ₃ O + (aq) → Ca 2+ (aq) + HCO ₃ — (aq) + H ₂ O (l) Таким чином, статуї та будівлі, виготовлені з цих матеріалів, можуть бути пошкоджений. Незважаючи на те, що величезна кількість сірки виділяється в навколишнє середовище при спалюванні вугілля і виплавці руди, цей елемент зазвичай не відновлюється від таких процесів. Натомість його отримують комерційно з великих родовищ уздовж узбережжя Мексиканської затоки США та з переробки кислої нафти. Кислий нафта містить численні сполуки сірки, в тому числі H ₂ S, яка пахне тухлими яйцями. Родовища елементарної сірки в Техасі та Луїзіані видобуваються процесом Фреша. Вода при 170°С закачується по трубі для розплавлення сірки, а остання витісняється на поверхню стисненим повітрям. Велика частина Н ₂ S або S ₈, одержуваних з цих джерел, окислюється до SO ₂, пропускається над ванадієвим каталізатором для отримання SO ₃, і розчиняється у воді з отриманням H ₂ SO ₄. У 2005 році в світі було вироблено 190 мільярдів кг H ₂ SO ₄, що робить H _{2 SO 4} однією з найважливіших промислових хімікатів. Близько половини його використовується у виробництві фосфатних добрив [1] . Чистий H ₂ SO ₄ є рідиною кімнатної температури і має велику спорідненість до Н ₂ О. Це, мабуть, пов’язано з реакцією H ₂ SO ₄ + H ₂ O → H ₃ O + HSO ₄ — Освіта H ₃ O + вивільняє енергію, а реакція екзотермічна. Концентрований H _{2 SO 4} становить 93% H ₂ SO ₄ і 7% H ₂ O по масі, що відповідає більш ніж в два рази більше H ₂ SO ₄ молекул H ₂ O. Оскільки багато молекул H ₂ SO ₄ все ще мають протони для донорства, концентрований H ₂ SO ₄ також має велику спорідненість до H ₂ O. Він часто використовується як сушильний агент і може використовуватися в реакціях конденсації, які виділяють H ₂ O.

2. u.wikipedia.org/wiki/Ернан Кортес