Сірка та її сполуки.

Обладнання, реактиви:

Сірка (дрібні шматочки), сірка (порошок), залізо відновлене, сульфіт сухого натрію, концентрована сірчана кислота, мідь, гідроксид натрію, фенолфталеїн, фуксин, цукор, перманганат калію кристалічний, спирт, оксид міді (II).

Пробірки великих - 5 шт, маленьких - 6 шт, штатив під пробірки, штатив збірний, ступка та маточка, маленький тигель, маленька колба з газовідвідною трубкою та крапельною лійкою, склянка маленька, скляні палички для перемішування, колби, вата, порцелянові чашки, плитка електричний.

Сірка та її властивості

Особливості плавлення сірки.

У пробірку на 1/3 її обсягу кладуть дрібні шматочки сірки (сірчаний колір цих цілей менш придатний, оскільки за його плавленні спостерігається сильне спінювання). Пробірку із сіркою нагрівають до розплавлення сірки (119 "С). При подальшому нагріванні сірка темніє і починає загусати (максимальне загусання при 200"С). У цей момент пробірку на мить перекидають отвором униз, і сірка не виллється. Ще при більш сильному нагріванні сірка знову розріджується, а при 445°С кипить. Сірку, що кипить, виливають у склянку або кристалізатор з водою, роблячи при цьому пробіркою круговий рух. У воді застигає пластична сірка. Якщо вийняти її з води (за допомогою скляної палички) , то вона розтягується подібно до гуми.

Реакція сполуки сірки та заліза.

а) Досвід проводять у пробірці. Спочатку готують суміш речовин у співвідношенні 7: 4

(Аr(Fe): Ar(S) = 56: 32). Наприклад, достатньо взяти 3,5 г заліза та 2 г сірки. В отриманій суміші помітні окремі частинки сірки, заліза та колір цих речовин. Якщо трохи суміші кинути в склянку з водою, то сірка виринає (не змочується водою), а залізо тоне (змочується водою).

Суміш можна поділити магнітом. Для цього до суміші на склі або скляній пластині, покритій папером, підносять магніт, який притягує залізо, сірка залишається на часовому

скло. Суміш переносять у пробірку, яку закріплюють у лапці штатива злегка похило та нагрівають. Достатньо добитися початку реакції (розжарення докрасна) в одному місці суміші - і реакція триває сама собою (процес екзотермічний). Для отримання отриманого сульфіду заліза розбивають пробірку. Отже, із двох речовин, якщо вони були взяті в кількостях, відповідних розрахунках, вийшла одна речовина, яка має властивості, що відрізняються від властивостей вихідних речовин.

Можливі неполадки під час проведення досвіду

1. Для досвіду треба брати лише відновлене залізо. При використанні звичайної тирси реакція не йде, тому що кожна крупинка їх покрита найтоншою плівкою оксидів заліза, яка

заважає зіткненню заліза з сіркою.

2. Реакція не піде або спостерігатимуться лише окремі спалахи, якщо суміш погано перемішана і немає достатнього контакту сірки із залізом.

3. Реакція не піде, якщо крупинки заліза дуже великі, отже, поверхня зіткнення його із сіркою мала.

Оксид сірки (IV) та сірчиста кислота.

Одержання оксиду сірки (ІV).

а) Колбу з твердим сульфітом натрію закривають пробкою з крапельною лійкою. При приливанні концентрованої сірчаної кислоти (кислоту треба приливати краплями. Коли спостерігається

сильне виділення газу, то приливання кислоти припиняють) виділяється оксид сірки (IV). Реакція відбувається без нагрівання.

б) До міді (стружки, тирсу або дріт) доливають концентровану сірчану кислотута нагрівають. Збирають оксид сірки (IV) витіснення повітря.

Розчинення оксиду сірки (ІV) у воді.

Поставити циліндр отвором вгору та заповнити його оксидом сірки (IV). Повноту заповнення контролюють як і з вуглекислим газом лучиною, що горить. Циліндр закривають скляною

пластиною та отвором вниз опускають у кристалізатор з водою. При похитуванні циліндра вода поступово заходить до нього. Розчинність оксиду сірки (IV) у воді дуже велика і за кімнатних умов дорівнює в середньому 40 об'ємів газу на 1 об'єм води, що становить приблизно 10% маси. Велика розчинність завжди дозволяє учням робити висновок, що в такому випадку між газом, що розчиняється, і розчинником відбувається хімічна

реакція.

Хімічні властивостісірчистої кислоти.

У склянку наливають 100-150 мл води і пропускають протягом декількох хвилин оксид сірки (IV) так, щоб розчин мав сильний запах. Таку склянку закривають корком.

а) 1/3 обсягу пробірки заповнюють водою, підфарбованою фуксином. Додають до підфарбованої води сірчисту кислоту і розчин розмішують. Сірчиста кислота дає безбарвний розчин з органічними барвниками. Розгрівають розчин до кипіння. Забарвлення фуксину знову відновлюється. Чому?

Сірка та її сполуки відносяться до найбільш важливим класампестицидів.
Сірка – тверда речовина жовтого кольору. Існують кристалічні та аморфні різновиди. Сірка не розчиняється у воді, добре розчиняється у сірковуглецю, аніліну, фенолі, бензолі, бензині, погано – у спирті, хлороформі. При підвищеній температурівступає в з'єднання з киснем, металами та багатьма неметалами. Випускається у формі 80-90% змочувального порошку, 70-75% колоїдної сірки, а також сірки меленої.
Сірка меленане розчиняється у воді та погано нею змочується.
Сірка колоїднадобре змочується водою, при струшуванні або збовтуванні створює стійкі каламутні суспензії. Слабко та повільно випаровується.
Випускається та транспортується у металевих та дерев'яних бочках; а також у паперових мішках, оброблених водонепроникною речовиною. При зберіганні в нещільній тарі колоїдна сірка висихає, перетворюючись на грудки, дуже погано потім змішується з водою.
У тваринництві сірка колоїдна застосовується для боротьби з псороптозом великої рогатої худоби способом обприскування тварин 3% водною суспензією з витратою 3-4 літри на тварину, дворазово, з інтервалом 7-10 днів.
Сірка малотоксична. Гострі отруєння під час роботи з нею виключаються. Однак при тривалому вдиханні можуть бути захворювання дихальних шляхів.
Сірка черенкова- Розплавлена ​​сірка, перетворена на циліндричну форму. Світиться. При згорянні 1,4 г виходить 1 л сірчистого ангідриду. Протипаразитарна дія сірки обумовлена ​​утворенням сірчистого ангідоїду, сірководню, кисню, за наявності вологи, лугів та органічних сполук. У концентраціях 5-8% сірка має розм'якшувальну, кератопластичну, протизапальну дію і слабку протичесоткову, а у високих концентраціях, внаслідок утворення сірчаної та сірчистої кислот, розвиваються подразнюючу, підсушуючу та кератолітичну дію. Застосовують сірку черенкову для лікування тварин, хворих на коросту, трихофітію, мікроспорію, фурункульоз, себорею, екзему, дерматитами у формі 10-30% мазі очищеної сірки або 5-10 і 20% мазі осадженої сірки, а також у формі лініментів.
Для лікування корости застосовують мазь сірчану (сірки 6 частин, мила зеленого – 8, калію карбонату – 1 та вазеліну – 10 частин).
Сірка очищена- сірка, вільна від усіх домішок, випускається у порошку у ретельно закритій тарі. Сірка очищена має протипаразитарну, антидотну дію при багатьох отруєннях. Застосовується в усіх випадках, як і сірка черенкова.
Сірка обложена- очищена від багатьох домішок. Світиться. При згорянні утворюється ангідрид сірчистий, що має протипаразитарну та інсектицидну дію. Фармакодинаміка та механізм дії ті ж, що й у черешкової сірки. Випускається у вигляді порошку, добре закритих банках.
Натрію сульфат- сірковмісна речовина, що має протипаразитарну дію. Механізм дії полягає в утворенні сірчистого ангідриду та сірки при взаємодії молекул натрію тіосульфату з молекулою кислот або кислих солей, внаслідок чого в паразитах різко змінюються окисно-відновні процеси.
Випускають у вигляді порошку, який необхідно зберігати в добре закупореній тарі.
Демос- акарицидний препарат, до складу якого входять сірка та допоміжні компоненти. Це лінімент світло-коричневого кольору зі слабким специфічним запахом. Випускають препарат у флаконах зі скла або пластмаси ємністю 10, 15 та 20 мл. Зберігають демос при температурі 0-25 ° С у захищеному від світла місці. Термін придатності – 2 роки з дня виготовлення.
Демос активний щодо саркоптоїдних кліщів - збудників псороптозу кроликів, отодектозу м'ясоїдних, нотоедрозу кішок, а також щодо збудника демодекозу собак.
Препарат малотоксичний для теплокровних тварин, він не має подразнюючої та сенсибілізуючої дії.
При лікуванні тварин, хворих на вушну коросту, попередньо ретельно очищають вушні раковини від кірок струпів тампоном, змоченим у камфорному спирті, потім вводять по 1,5-3,0 мл демосу у вушну раковину за допомогою піпетки і злегка масажують вушну раковину біля основи. При ураженні інших ділянок тіла препарат втирають у уражені місця за допомогою ватномарлевого тампона з розрахунку 0,1-0,3 см прилеглої здорової шкіри.
Тварин з великими ділянками ураження шкіри обробляють у 2 прийоми, з інтервалом у 1 день, завдаючи препарат спочатку на одну половину, а потім на іншу половину ураженої поверхні тулуба.
Плізон(дифенілдісульфід), C12H10S2. Отримують шляхом змішування кам'яновугільного масла 22-42%, дифенілсульфіду 6-10%, емульгатора ОП-7 (каніфолі) або ОП-10 (неонолу) - 15-20% та води до 100%. Дифенілдисульфід отримують як побічний продукт при виробництві кам'яновугільних фенолів.
Плізон – однорідна масляниста рідина темного кольору. Водна емульсія цього препарату є стійкою протягом 4 годин при кімнатній температурі. Препарат малотоксичний при нашкірному застосуванні ЛД50 становить 12500 мг/кг. 0,5% емульсія плізону (терапевтична концентрація) добре переноситься вівцями, не супроводжується зміною морфологічної картини крові. Плізон 2% викликає зниження активності холінестерази та лужної фосфатази у першу добу після купки, без прояву клінічних ознак токсикозу.
Плізон, з досліджень О.Д. Янишевського із співавторами, виводиться з внутрішніх органів та тканин овець, оброблених 0,5% емульсією через 40 днів, з жиру – через 65. У тварин, оброблених 0,25% емульсією плізону, дифенілдисульфід у внутрішніх органах та тканинах був відсутній через 20 днів. Зберігається на шерсті овець до 5 місяців у кількості 15,1 мг/кг. Не виділяється з молоком підсмоктувальних вівцематок.
Лепран- сірковмісний продукт переробки кам'яновугільної смоли бензотіофену. Рідина темно-коричневого кольору із запахом кам'яновугільної олії. При змішуванні з водою лепран утворює стійку світло-коричневу емульсію. Препарат складається з бензотіофену – 10-14%, кам'яновугільного масла 57-64, емульгатора 25-30 та води до 100%. Лепран малотоксичний, ЛД50 при купці овець становить 14250 мг/кг. Коефіцієнт кумуляції більше 5,28, що свідчить про слабовиражені кумулятивні властивості, не має алергічних і подразнюючих шкіру та слизові оболонки властивостями. При лікувальній обробці овець (одноразова купка) 2% емульсією лепрану (0,22% ДДВ), за дослідженнями Б.А. Тимофєєва, препарат не має мутагенних властивостей, не змінює гематологічних показників фосфатази, ветеринарно-санітарних показників якості м'яса овець. Через 50 днів після обробки бензотіофен в органах та тканинах овець не виявляється, м'ясо придатне до випуску та реалізації на харчові цілі. З молоком бензотіофен не виділяється, препарат можна використовувати для обробки суягних та лактуючих овець.
У випадках отруєння тварин сірковмісними препаратами застосовують внутрішньо активоване вугілля, палену магнезію, проносне.

Зміст статті

СЕРА, S (sulfur), неметалічний хімічний елемент, член сімейства халькогенів (O, S, Se, Te та Po) – VI групи періодичної системиелементів. Сера, як і багато її застосування, відомі з давніх-давен. А.Лавуазьє стверджував, що сірка – це елемент. Сірка життєво необхідна для росту рослин і тварин, вона входить до складу живих організмів та продуктів їх розкладання, її багато, наприклад, у яйцях, капусті, хріні, часнику, гірчиці, цибулі, волоссі, шерсті тощо. Вона присутня також у вугіллі та нафті.

Застосування.

Близько половини щорічного споживання сірки йде виробництво таких промислових хімічних продуктів, як сірчана кислота, діоксид сірки і дисульфид вуглецю (сірковуглець). Крім того, сірка широко використовується у виробництві інсектицидів, сірників, добрив, вибухових речовин, паперу, полімерів, фарб та барвників при вулканізації каучуку. Чільне місце у видобутку сірки займають США, країни СНД та Канада.

Поширеність у природі.

Сірка зустрічається у вільному стані (саморідна сірка). Крім того, є величезні запаси сірки у вигляді сульфідних руд, насамперед руд свинцю (свинцевий блиск), цинку (цинкова обманка), міді (мідний блиск) та заліза (пірит). При вилученні металів з цих руд звільняються від сірки зазвичай випалом у присутності кисню, утворюється діоксид сірки(IV), який часто викидається в атмосферу без використання. Крім сульфідних руд досить багато сірки зустрічається у вигляді сульфатів, наприклад, сульфату кальцію (гіпс), сульфату барію (барит). У морській воді та багатьох мінеральних водах присутні розчинні у воді сульфати магнію та натрію. У деяких мінеральних водах зустрічається сульфід водню (сірководень). У промисловості сірку можна отримувати як побічний продукт процесів у плавильних печах, коксових печах, при нафтопереробці, з топкових або природних газів. З природних підземних відкладень сірку добувають, розплавляючи її перегрітою водою і доставляючи на поверхню стисненим повітрям та насосами. У фраш-процесі вилучення сірки з сіроносних відкладень на установці як концентричних труб, запатентованої Г.Фрашем в 1891, сірка виходить чистотою до 99,5%.

Властивості.

Сірка має вигляд жовтого порошку або крихкої кристалічної маси без запаху та смаку та нерозчинна у воді. Для сірки характерні кілька алотропних модифікацій. Найбільш відомі такі: кристалічна сірка - ромбічна (самородна сірка, a-S) і моноклінна (призматична сірка, b-S); аморфна – колоїдна (сірчане молоко) та пластична; проміжна аморфно-кристалічна – сублімована (сірчаний колір).

Кристалічна сірка.

Кристалічна сірка має дві модифікації; одну з них, ромбічну, одержують із розчину сірки в сірковуглецю (CS 2) випаром розчинника при кімнатній температурі. При цьому утворюються ромбовидні кристали, що просвічують, світлоложовтого кольору, легко розчинні в CS 2 . Ця модифікація стійка до 96 ° С, при більш високій температурістабільна моноклінна форма. При природному охолодженні розплавленої сірки в циліндричних тиглях виростають великі кристали ромбічної модифікації зі спотвореною формою (октаедри, у яких частково зрізані кути або грані). Такий матеріал у промисловості називається комова сірка. Моноклінна модифікація сірки являє собою довгі прозорі темно-жовті голчасті кристали, також розчинні в CS 2 . При охолодженні моноклинної сірки нижче 96° утворюється більш стабільна жовта ромбічна сірка.

Некристалічна сірка.

Крім цих кристалічних і аморфних форм існує проміжна форма, відома як сірчаний колір або сублімована сірка, яка виходить конденсацією парів сірки, минаючи рідку фазу. Вона складається з дрібних зерен, що мають центр кристалізації та аморфну ​​поверхню. Ця форма повільно і повністю розчиняється в CS 2 . Після обробки аміаком для очищення від таких домішок, як миш'як, виходить продукт, відомий у медицині як промита сірка, яка використовується аналогічно колоїдної сірки.

Рідкий стан.

Молекули сірки складаються із замкнутого ланцюжка восьми атомів (S 8). Рідка сірка має незвичайну властивість: з підвищенням температури її в'язкість збільшується. Нижче 160° Сірка – типова рідина жовтуватого кольору, її склад відповідає формулі S 8 і позначається l-S. З підвищенням температури кільцеві молекули S 8 починають розриватися і з'єднуватися один з одним, утворюючи довгі ланцюги ( m-S), колір рідкої сірки стає темночервоним, в'язкість зростає, досягаючи максимуму при 200-250 ° С. При подальшому підвищенні температури рідка сірка світлішає, довгі ланцюги рвуться, утворюючи короткі, з меншою здатністю до переплетення, що призводить до меншої в'язкості.

Газ.

Сірка кипить при 444,6 ° C, утворюючи оранжево-жовті пари, що складаються переважно з молекул S 8 . З підвищенням температури забарвлення парів переходить у темно-червоне, потім у палеве, а при 650 ° C в солом'яно-жовте. При подальшому нагріванні молекули S 8 дисоціюють, утворюючи рівноважні форми S 6 S 4 і S 2 при різних температурах. І, нарешті, при >1000° пари складаються практично з молекул S 2 , а при 2000° З – з одноатомних молекул.

Хімічні характеристики.

Сірка – типовий неметал. На зовнішній електронній оболонці має шість електронів, і вона легше приєднує електрони інших елементів, ніж віддає свої. З багатьма металами реагує із виділенням тепла (наприклад, при поєднанні з міддю, залізом, цинком). Вона поєднується і майже з усіма неметалами, хоча не так енергійно.

З'єднання.

Діоксид сірки

утворюється при спалюванні сірки на повітрі, зокрема, при випалюванні сульфідних руд металів. Діоксид сірки – безбарвний газ із задушливим запахом. Це ангідрид сірчистої кислоти, він легко розчиняється у воді з утворенням сірчистої кислоти. Діоксид легко зріджується (т. кип. -10 ° C) і його зберігають у сталевих циліндрах. Діоксид використовують у виробництві сірчаної кислоти, в холодильних установках, для відбілювання текстилю, деревної маси, соломи, бурякового цукру, для консервації фруктів та овочів, для дезінфекції, у пивоварних та харчових виробництвах.

Сірчиста кислота

H 2 SO 3 існує лише у розведених розчинах (менше 6%). Це слабка кислота, що утворює середні та кислі солі (сульфіти та гідросульфіти). Сірчиста кислота – хороший відновник, реагуючи з киснем утворює сірчану кислоту. Сірчиста кислота знаходить кілька сфер застосування, серед яких – знебарвлення шовку, вовни, паперу, деревної маси та аналогічних речовин. Вона використовується як антисептик та консервант, особливо для запобігання броденню вина в бочках, для запобігання ферментації зерна при вилученні крохмалю. Кислоту використовують і для збереження продуктів. Найбільше значенняз її солей має гідросульфіт кальцію Ca(HSO 3) 2 використовуваний при переробці деревної тріски в целюлозу.

Триоксид сірки

SO 3 (сірчаний ангідрид), що утворює з водою сірчану кислоту, є або безбарвною рідиною, або білим кристалічна речовина(кристалізується при 16,8 ° С; т. Кіп. 44,7 ° С). Він утворюється при окисненні діоксиду сірки киснем у присутності відповідного каталізатора (платина, пентаоксид ванадію). Триоксид сірки сильно димить у вологому повітрі та розчиняється у воді, утворюючи сірчану кислоту та виділяючи багато тепла. Його використовують у виробництві сірчаної кислоти та одержанні синтетичних органічних речовин.

Сірчана кислота

H 2 SO 4 . Безводна H 2 SO 4 - безбарвна масляниста рідина, розчиняє SO 3 утворюючи олеум. Змішується з водою у будь-яких відносинах. При розчиненні у воді утворюються гідрати із виділенням дуже великої кількості теплоти; тому щоб уникнути розбризкування кислоти зазвичай при розчиненні обережно, поступово додають кислоту у воду, а не навпаки. Концентрована кислота добре поглинає пари води і тому застосовується для осушення газів. З цієї причини вона призводить до обвуглювання органічних речовин, особливо вуглеводів (крохмалю, цукру тощо.). При попаданні на шкіру викликає сильні опіки, пари роз'їдають слизову оболонку дихальних шляхів та очей. Сірчана кислота – сильний окисник. Конц. H 2 SO 4 окислює HI, HBr до I 2 і Br 2 відповідно, вугілля - до CO 2 сірку - до SO 2 метали - до сульфатів. Розведена кислота теж окислює метали, що стоять у ряді напруги до водню. H 2 SO 4 – сильна двоосновна кислота, що утворює середні та кислі солі – сульфати та гідросульфати; більшість її солей розчиняються у воді, за винятком сульфатів барію, стронцію та свинцю, малорозчинний сульфат кальцію.

Сірчана кислота – один із найважливіших продуктів хімічної промисловості(що виробляє луги, кислоти, солі, мінеральні добрива, хлор). Її отримують головним чином контактним або баштовим способом за принциповою схемою:

Більшість одержуваної кислоти йде виробництво мінеральних добрив (суперфосфат, сульфат амонію). Сірчана кислота служить вихідною сировиною для отримання солей та інших кислот, для синтезу органічних речовин, штучних волокон, для очищення гасу, нафтових масел, бензолу, толоуолу, при виготовленні фарб, травленні чорних металів, гідрометалургії урану та деяких кольорових металів, для отримання миючих речовин і лікарських засобівяк електроліт у свинцевих акумуляторах і як осушувач.

Тіосерна кислота

H 2 S 2 O 3 структурно аналогічна сірчаної кислоти крім заміни одного кисню на атом сірки. Найбільш важливим похідним кислоти є тіосульфат натрію Na 2 S 2 O 3 - безбарвні кристали, що утворюються при кип'ятінні сульфіту натрію Na 2 SO 3 із сірчаним кольором. Тіосульфат (або гіпосульфіт) натрію використовується у фотографії як закріплювач (фіксаж).

Сульфонал

(CH 3) 2 C(SO 2 C 2 H 5) 2 – біла кристалічна речовина, без запаху, слабо розчинна у воді, є наркотиком і використовується як седативний та снодійний засіб.

Сульфід водню

H 2 S (сірководень) – безбарвний газ із різким неприємним запахом тухлих яєць. Він трохи важчий за повітря (щільність 1,189 г/дм 3), легко зріджується в безбарвну рідину і добре розчинний у воді. Розчин у воді є слабкою кислотоюз рН ~ 4. Рідкий сірководень використовують як розчинник. Розчин і газ широко застосовують у якісному аналізідля відділення та визначення багатьох металів. Вдихання незначної кількості сірководню викликає головний біль та нудоту, великі кількостіабо безперервне вдихання сірководню викликають параліч нервової системи, серця та легенів. Параліч настає зненацька, внаслідок порушення життєвих функцій організму.

Монохлорид сірки

S 2 Cl 2 – димна масляна рідина бурштинового кольору з їдким запахом, сльозоточива та утруднює дихання. Вона димить у вологому повітрі і розкладається водою, але розчинна у сірковуглецю. Монохлорид сірки – хороший розчинник для сірки, йоду, галогенідів металів та органічних сполук. Монохлорид використовується для вулканізації каучуку, у виробництві друкарської фарби та інсектицидів. При реакції з етиленом утворюється летюча рідина, відома як гірчичний газ (ClC 2 H 4) 2 S – токсична сполука, яка використовується як бойова хімічна отруйна речовина подразнюючої дії.

Дисульфід вуглецю

CS 2 (сірковуглець) – блідо-жовта рідина, отруйна і легко займиста. CS 2 отримують синтезом елементів у електричній печі. Речовина нерозчинна у воді, має високий коефіцієнт світлозаломлення, високий тискпарів, низьку температуру кипіння (46 ° C). Сірковуглець – ефективний розчинник жирів, олій, каучуку та гум – широко використовують для екстракції олій, у виробництві штучного шовку, лаків, гумових клеїв та сірників, знищення коморних довгоносиків та одежної молі, для дезінфекції ґрунтів.

Халькогени – група елементів, до якої належить сірка. Її хімічний знак- S - перша буква латинської назви Sulfur. склад простої речовинизаписують за допомогою цього символу без індексу. Розглянемо основні моменти щодо будови, властивостей, отримання та застосування даного елемента. Характеристика сірки буде представлена ​​максимально детально.

Загальні ознаки та відмінності халькогенів

Сірка відноситься до підгрупи кисню. Це 16-та група у сучасній довгооперіодній формі зображення періодичної системи (ПС). Застарілий варіант номера та індексу - VIA. Назви хімічних елементівгрупи, хімічні знаки:

• кисень (О);
• сірка (S);
• селен (Se);
• телур (Te);
• полоній (Po).

Зовнішня електронна оболонка перерахованих вище елементів влаштована однаково. Усього вона містить 6 які можуть брати участь в освіті хімічного зв'язкуз іншими атомами Водневі сполукивідповідають складу H 2 R, наприклад, H 2 S - сірководень. Назви хімічних елементів, що утворюють з киснем сполуки двох типів: сірка, селен та телур. Загальні формулиоксидів цих елементів - RO2, RO3.

Халькогенам відповідають прості речовини, які значно відрізняються за фізичними властивостями. Найбільш поширені в земної кориз усіх халькогенів - кисень і сірка. Перший елемент утворює два гази, другий - тверді речовини. Полоній – радіоактивний елемент – рідко зустрічається у земній корі. У групі від кисню до полонію неметалеві властивості зменшуються і збільшуються металеві. Наприклад, сірка — типовий неметал, а телур має металевий блиск і електропровідність.

Елемент №16 періодичної системи Д.І. Менделєєва

Відносна атомна маса сірки – 32,064. З природних ізотопівнайбільш поширений 32 S (понад 95% за масою). Зустрічаються в менших кількостях нукліди з атомною масою 33, 34 і 36. Характеристика сірки за становищем у ПС та будовою атома:

• порядковий номер - 16;
• заряд ядра атома дорівнює +16;
• радіус атома - 0,104 нм;
• енергія іонізації -10,36 еВ;
• відносна електронегативність - 2,6;
• ступінь окислення у сполуках - +6, +4, +2, -2;
• валентності - II (-), II (+), IV (+), VI (+).

Сірка знаходиться у третьому періоді; електрони в атомі розташовуються на трьох енергетичних рівнях: на першому – 2, на другому – 8, на третьому – 6. Валентними є всі зовнішні електрони. При взаємодії з електронегативними елементами сірка віддає 4 або 6 електронів, набуваючи типових ступенів окислення +6, +4. У реакціях з воднем і металами атом притягує недостатні 2 електрони до заповнення октету і досягнення стійкого стану. у разі знижується до -2.

Фізичні властивості ромбічної та моноклінної алотропних форм

За звичайних умов атоми сірки з'єднуються між собою під кутом у стійкі ланцюги. Вони можуть бути замкнуті у кільця, що дозволяє говорити про існування циклічних молекул сірки. Склад їх відображають формули S6 і S8.

Характеристика сірки має бути доповнена описом відмінностей між алотропними модифікаціями, що мають різні фізичні властивості.

Ромбічна, або -сірка - найбільш стабільна кристалічна форма. Це яскраво-жовті кристали, що складаються з молекул S8. Щільність ромбічної сірки становить 2,07 г/см3. Світло-жовті кристали моноклинної форми утворені β-сірою із щільністю 1,96 г/см3. Температура кипіння сягає 444,5°С.

Отримання аморфної сірки

Якого кольору сірка у пластичному стані? Це темно-коричнева маса, яка зовсім не схожа на жовтий порошок або кристали. Для її одержання потрібно розплавити ромбічну або моноклінну сірку. При температурі вище 110 ° С утворюється рідина, при подальшому нагріванні вона темніє, при 200 ° С стає густою і в'язкою. Якщо швидко вилити розплавлену сірку в холодну воду, вона застигне з утворенням зигзагоподібних ланцюгів, склад яких відбиває формула S n .

Розчинність сірки

Деякі модифікації в сірковуглецю, бензолі, толуолі та рідкому аміаку. Якщо повільно охолодити органічні розчини, утворюються голчасті кристали моноклинної сірки. При випаровуванні рідин виділяються прозорі лимонно-жовті кристали ромбічної сірки. Вони тендітні, їх легко можна змолоти в порошок. Сірка не розчиняється у воді. Кристали опускаються на дно судини, а порошок може плавати на поверхні (не змочується).

Хімічні властивості

У реакціях проявляються типові неметалеві властивості елемента №16:

• сірка окислює метали та водень, відновлюється до іона S 2-;
• при згорянні на повітрі та кисні утворюються ді- та триоксид сірки, які є ангідридами кислот;
• у реакції з іншим електронегативним елементом — фтором — сірка теж втрачає свої електрони (окислюється).

Вільна сірка у природі

За поширеністю в земній корі сірка знаходиться на 15-му місці серед хімічних елементів. Середній вміст атомів S становить 0,05% від маси земної кори.

Якого кольору сірка у природі (самородна)? Це світло-жовтий порошок з характерним запахом або жовті кристали, що мають скляний блиск. Поклади як розсипи, кристалічні пласти сірки зустрічаються у районах древнього і сучасного вулканізму: Італії, Польщі, Середню Азію, Японії, Мексиці, США. Нерідко при видобутку знаходять гарні друзі та гігантські одиночні кристали.

Сірководень та оксиди в природі

У районах вулканізму на поверхню виходять газоподібні сполуки сірки. Чорне море на глибині понад 200 м є неживим через виділення сірководню H 2 S. Формула оксиду сірки двовалентної - SO 2 тривалентної - SO 3 . Перераховані газоподібні сполуки присутні у складі деяких родовищ нафти, газу, природних вод. Сірка входить до складу кам'яного вугілля. Вона потрібна для побудови багатьох органічних сполук. При гниття білків курячого яйця виділяється сірководень, тому часто кажуть, що цей газ має запах тухлих яєць. Сірка відноситься до біогенних елементів, вона необхідна для росту та розвитку людини, тварин та рослин.

Значення природних сульфідів та сульфатів

Характеристика сірки буде неповною, якщо не сказати, що елемент зустрічається не тільки у вигляді простої речовини та оксидів. Найбільш поширені природні сполуки – це солі сірководневої та сірчаної кислот. Сульфіди міді, заліза, цинку, ртуті, свинцю зустрічаються у складі мінералів сфалериту, кіноварі та галеніту. З сульфатів можна назвати натрієву, кальцієву, барієву та магнієву солі, які утворюють у природі мінерали та гірські породи (мірабіліт, гіпс, селеніт, барит, кізерит, епсоміт). Всі ці сполуки знаходять застосування у різних галузях господарства, використовуються як сировина для промислової переробки, добрива, будматеріали. Велике медичне значення деяких кристалогідратів.

Отримання

Речовина жовтого кольору у вільному стані зустрічається у природі на різній глибині. При необхідності сірку виплавляють з гірських порід, не піднімаючи їх на поверхню, а нагнітаючи на глибину перегрітий і ще один метод пов'язаний з сублімацією з роздроблених гірських порід у спеціальних печах. Інші способи передбачають розчинення сірковуглецем або флотацію.

Потреби промисловості в сірці великі, для отримання елементарного речовини використовуються його сполуки. У сірковододі та сульфідах сірка знаходиться у відновленій формі. Ступінь окиснення елемента дорівнює -2. Проводять окислення сірки, підвищуючи це значення до 0. Наприклад, методом Леблана сульфат натрію відновлюють вугіллям до сульфіду. Потім з нього одержують сульфід кальцію, обробляють його вуглекислим газом та парами води. Сірководень, що утворюється, окислюють киснем повітря в присутності каталізатора: 2H 2 S + O 2 = 2H 2 O +2S. Визначення сірки, отриманої у різний спосіб, часом дає низькі показники чистоти. Рафінування чи очищення проводять дистиляцією, ректифікацією, обробкою сумішами кислот.

Застосування сірки у сучасній промисловості

Сірка гранульована йде на різні виробничі потреби:

1. Одержання сірчаної кислоти у хімічній промисловості.
2. Виробництво сульфітів та сульфатів.
3. Випуск препаратів для підживлення рослин, боротьби з хворобами та шкідниками сільськогосподарських культур.
4. Сірковмісні руди на гірничо-хімічних комбінатах переробляють для одержання кольорових металів. Супутнім виробництвом є сірчанокислотне.
5. Введення до складу деяких сортів сталей надання особливих властивостей.
6. Завдяки одержують гуму.
7. Виробництво сірників, піротехніки, вибухових речовин.
8. Використання для виготовлення фарб, пігментів, штучних волокон.
9. Відбілювання тканин.

Токсичність сірки та її сполук

Пилоподібні частинки, що мають неприємний запах, подразнюють слизові оболонки носової порожнини та дихальних шляхів, очі, шкіру. Але токсичність елементарної сірки вважається не дуже високою. Вдихання сірководню та діоксиду може спричинити тяжке отруєння.

Якщо при випалі сірковмісних руд на металургійних комбінатах гази, що відходять, не вловлюють, то вони надходять в атмосферу. З'єднуючись з краплями та парами води, оксиди сірки та азоту дають початок так званим кислотним дощам.

Сірка та її сполуки у сільському господарстві

Рослини поглинають сульфат-іони разом із ґрунтовим розчином. Зниження вмісту сірки веде до уповільнення метаболізму амінокислот та білків у зелених клітинах. Тому сульфати застосовують для підживлення сільськогосподарських культур.

Для дезінфекції пташників, підвалів, овочесховищ просту речовину спалюють або обробляють приміщення сучасними препаратами, що містять сірки. Оксид сірки має антимікробні властивості, що здавна знаходить застосування у виробництві вин, при зберіганні овочів та фруктів. Препарати сірки використовують як пестициди для боротьби з хворобами та шкідниками сільськогосподарських культур (борошняною росою та павутинним кліщем).

Застосування у медицині

Велике значення вивченню лікувальних властивостей жовтого порошку надавали великі лікарі давнини Авіценна та Парацельс. Пізніше було встановлено, що людина, яка не отримує достатньо сірки з їжею, слабшає, відчуває проблеми зі здоров'ям (до них відносяться свербіж і лущення шкіри, ослаблення волосся і нігтів). Справа в тому, що без сірки порушується синтез амінокислот, кератину, біохімічних процесів в організмі.

Медична сірка включена до складу мазей на лікування захворювань шкіри: акне, екземи, псоріазу, алергії, себореї. Ванни з сіркою можуть полегшити біль при ревматизмі та подагрі. Для кращого засвоєння організмом створені водорозчинні сірковмісні препарати. Це не жовтий порошок, а дрібнокристалічна речовина білого кольору. При зовнішньому використанні цього з'єднання його вводять до складу косметичного засобу для догляду за шкірою.

Гіпс давно застосовується для іммобілізації травмованих частин тіла людини. призначають як проносні ліки. Магнезія знижує артеріальний тиск, що використовується при лікуванні гіпертонії.

Сірка в історії

Ще в давнину неметалічна речовина жовтого кольору привертала увагу людини. Але тільки в 1789 великий хімік Лавуазьє встановив, що порошок і кристали, знайдені в природі, складаються з атомів сірки. Вважалося, що неприємний запах, що виникає під час її спалювання, відлякує всяку нечисть. Формула оксиду сірки, що утворюється при горінні, — SO 2 (діоксид). Це токсичний газ, його вдихання є небезпечним для здоров'я. Декілька випадків масового вимирання людей цілими селами на узбережжях, у низинах вчені пояснюють виділенням із землі або води сірководню або діоксиду сірки.

Винахід чорного пороху посилив інтерес до жовтих кристалів з боку військових. Багато битв було виграно завдяки вмінню майстрів поєднувати сірку з іншими речовинами в процесі виготовлення Найважливіше з'єднання- Сірчану кислоту - теж навчилися застосовувати дуже давно. У середні віки цю речовину називали купоросною олією, а солі - купоросами. Мідний купорос CuSO 4 та залізний купорос FeSO 4 досі не втратили свого значення у промисловості та сільському господарстві.