Fysische eigenschappen van zwavel. beschrijving zwavel

Zwavel - een stof die op dit moment bijna volledig wordt onderzocht door de mensheid. In de oudheid werd beschouwd als een mysticus, werd omgeven door mysteries, legendes en mythen die zijn ontstaan als gevolg van de bijgelovige angst voor mensen onbekende aan het geheel. Veel van de fysische eigenschappen van zwavel bekend waren mensen nog voordat Mendelejev gezet elementen in het periodiek systeem en hem het nummer 16. Deze stof wordt veel gebruikt in de tijd van Homer bovendien bepaalde informatie (relatief betrouwbare) ervan zijn te vinden in nieuwe en Oude Testament.

chemisch element

Overnachting systematiseren de geaccumuleerde eeuwen van informatie over dit onderwerp, zoals zwavel, het heel moeilijk was. Dit werd gedaan door veel wetenschappers, maar om te bepalen dat het behoort tot een klasse van chemische elementen kon D. I. Mendeleevu. In het batchsysteem wordt aangeduid met verwijzingscijfer 16. Gelegen zwavel in de derde periode, een zesde subgroep van de hoofdgroep, de atoommassa - 32, dichtheid (onder normale omstandigheden) - 2070 kg / ^m3.

Geschiedenis van gebruik

Oude mensen actief gebruik van fysische eigenschappen van zwavel, waarvan bekend was dat ze. De bron van de oorsprong werden beschouwd als goden van de aarde, of gemalen mensen, begiftigd met bijzondere kwaliteiten. De karakteristieke geur van de stof en het gemak van ontsteking door de kerk nuttig bij het uitvoeren van verschillende religieuze ceremonies en uitzetting "boze geesten". Later begon zwavel te worden gebruikt voor militaire doeleinden, was een deel van het brandbare mengsel. Met hoge waarschijnlijkheid kunnen we zeggen dat het gebruikt om de "Grieks vuur", die een heilige schrik om de vijand doet vermoeden creëren. In huishoudelijke zwavel en verbindingen worden toegepast in cosmetica, landbouw, met behulp van gebleekte weefsel en teruggetrokken parasieten. In het oude China werden de eerste pyrotechnische experimenten uitgevoerd met behulp van zwavel uitgevoerd. De resulterende mengsels werden nog losse poeder, maar diende als basis voor het creëren van zijn formule, die overigens in deze voorwaarden werd bevorderd. Echter, in de beginfase van de oprichting was zwavel. Chemie, of liever gezegd de alchemie die tijd, noemt dit element "de vader van alle metalen." Deze conclusie is gebaseerd op de aanwezigheid van zwavel in tal van ertsen en de verbeterde brandbaarheid. Verjaag deze mythe niet Lavoisier in 1789. Wetenschapper heeft het element de niet-metalen en, zoals getoond door verdere studies, hij had gelijk. In de geneeskunde wordt de zwavelverbinding wordt gebruikt als een antiseptische en antiparasitaire middelen.

In de natuur,

De rotsen van de korst zwavel is niet ongebruikelijk. Volgens de mate van beschikbaarheid en de prevalentie van het op de 16e plaats onder alle chemische elementen. Structuur zwavelatoom kan de stof in zuivere vorm (onder bepaalde omgevingsomstandigheden). Maar meestal is een uit verscheidene ertsen, in verbindingen vormt sulfiden en sulfaten. De meest voorkomende van de verbinding met de metalen: ijzerkies (pyriet), vermiljoen, galena (galena), Zinkblende (sfaleriet). In oceanen boven magnesiumsulfaat, calcium, natrium. Tot op heden meer dan 200 geïdentificeerde mineralen. Tweede - massafractie inhoud - groep gips, kieseriet, Glauber's zout. Zwavel wordt opgenomen in de samenstelling van eiwitmoleculen, dwz. E. te vinden in dierlijke organismen. Zeer grote schaal beschikbaar organische verbindingen zijn olie, aardgas en steenkool. De belangrijkste bron van zwavel en zijn derivaten vulkanen, maar menselijke activiteit (industrieel, huishouden) versneld en verrijkt het proces. Een significante hoeveelheid van de stof verzameld in grondwater, klei, gips, onder in zeeën, meren, olie, gas en kolen, kwelders en oceaanwater. Circulatie van zwavel in de biosfeer vindt plaats door middel van micro-organismen, en dit bijdraagt tot het vocht dat verdampt uit het oppervlak van een grote hoeveelheid water, valt regen en uit afvalstromen rivieren gaat terug in de zee en oceanen.

naam

In de periode van de ontwikkeling van de alchemie, waren er verschillende namen die de moderne chemisch element zwavel te duiden. Wat stof wordt bedoeld met hen - is niet geheel duidelijk, misschien was het een vraag over verbindingen, erts of sulfide gas. In het periodiek systeem Mendelejev aangeduid zwavel symbool S (zwavel). Deze Latijnse naam heeft geen duidelijke oorsprong, waarschijnlijk werd geleend van de Griekse taal en vertalen het mogelijk om als "branden". In termen die worden gebruikt in de Russische taal is zeer oude wortels. Het woord "zwavel" betekent onaangenaam ruikende stoffen, brandbaar mengsel. Er is ook een versie van de oorsprong van de naam van de kleur stoffen: .. "Pale geel", "grijze", dat wil zeggen niet definitief. Zogenaamde we allemaal harsen. De tweede naam van de stof wordt niet gebruikt in de moderne tijd - "bogey". Tevens draagt de definitie van de begrippen ontvlambaarheid en een slechte geur. Taalkundigen zijn tot de conclusie gekomen dat in het Sanskriet wortel woord "doden", dat is waarschijnlijk te wijten aan de eigenschappen van zwaveldioxide komen.

Fysische eigenschappen Zwavel

Afhankelijk van de allotropic wijzigingen in de cel communicatie bereik. Bestaat uit drie gevormde roostervorm (stabiele atomaire ketens): orthorhombische kunststoffen monokliene. Kleur, fysische eigenschappen van de stof afhankelijk van de zwavel modificatie. De meest voorkomende zijn stabiel en _S8 cyclische verbinding. Hierdoor type ketting is kenmerkend voor kristallijn zwavel - bros materiaal met een gelige tint. Plastic en monoclien modificatie zijn instabiel en omgevormd tot een cyclische structuur spontaan na enige tijd na de ontvangst. Formule zwavel omvat in dit geval een symbool _S4 en _S6. Onder normale omstandigheden (kamertemperatuur), stabiele verbinding ruitvormig keten: tijdens verwarmen de stof verandert in een vloeibare aggregatietoestand, dikker dan. Geleidelijke afkoeling vormt monokliene zwavel naalden die een diepgele kleur. Bij de reactie van gesmolten materiaal met koud water vormt plastic allotrope modificatie, die een soortgelijke structuur rubber heeft en bestaat uit verschillende polymeerketens, heeft een vuile-geel (donker). De meest voorkomende zwavel als een beschrijving van gele vaste stof die geen interactie met de rest van het oppervlaktewater. Als oplosmiddel kunnen worden gebruikt organische verbindingen: .. terpentijn, koolstofdisulfide, enz zwavel als een enkelvoudige substantie onder normale omstandigheden de volgende thermodynamische eigenschappen:

1. Relatieve dichtheid - 2,070 g / ^cm3.
2. Warmtegeleidingsvermogen - 300 K.
3. Smeltpunt - 112 ° ^C
4. Molar warmtecapaciteit - J 22.6.
5. Kookpunt - 444 ° ^C
6. Molair volume - 15,5 ^cm3 / mol.

Bij verhitting, het aantal zwavelatomen per molecuul afneemt. 300 ^C wordt actief beweegt fluïdum, voor het opnemen van de damptemperatuur verhoogd tot 450 ° ^C monoatomaire zwavel kan bij de werkwijze volgens verwarmingsmaterialen worden gevraagd 1760 ^{° C} _(S8 - _S6 - _S4 - _S2 - S). Dit materiaal is een slechte geleider van elektriciteit en warmte, die op grote schaal wordt gebruikt voor de toepassing.

chemische eigenschappen

Zwavel reageert met alle metalen gevolg de vorming van sulfiden. In de meeste gevallen, de chemische reactie vereist een katalysator die als verwarming. Onder normale omstandigheden (kamertemperatuur), de verbinding gebeurt alleen met kwik. Deze eigenschap wordt gebruikt voor het neutraliseren van de dampen die worden gevormd door de interactie van het metaal met zuurstof daalt. Het heeft geen interactie met het element platina, iridium, goud. De verkregen sulfiden ontvlambare stoffen die branden bij ontbranding intensief genoeg. Zwavel gezuiverde buiten reageert met zuurstof. Deze verbinding wordt gekenmerkt door de vorming van een kleurloos gas (zwaveldioxide) en branden. De reversibele omzetting met waterstof plaatsvindt tijdens het verwarmen (naar analogie van de koolstof en silicium), het samenstel van waterstofsulfide gassen wordt genoemd, koolstofdisulfide. Net als alle andere elementen uit groep VIB van het periodiek systeem, zwavel wordt omgezet in een afgesloten buis met halogeen (fluor, broom, chloor, fosfor). Bij kamertemperatuur is de reactie alleen mogelijk met fluor. zwavelchloride is een materiaal dat het meest gebruikt in de chemische industrie. Met water en zure oplossingen niet gereageerd met een alkaliverbinding zijn omkeerbaar - ze worden gevormd onder invloed van de katalysator. Veel bestaande zuur en zout gevormd door de combinatie van (a uitgaande van de voor temperatuur) zwavel met zuurstof en waterstof.

elektronische structuur

Structuur zwavelatoom kan het element zich manifesteren als een oxidatiemiddel en een reductiemiddel, en de chemische reactie een andere valentie. Dit wordt veroorzaakt door de verdeling van elektronen niveaus. atoomkern een lading 16 wanneer het atoomgewicht van 32 (16 protonen en neutronen) radius - 127 pm. zwavel Scheme (e) als volgt: S + 16) 2) 8) 6; onbeweeglijk - 1S ^{2 2} 2S 3S 2P ^{6 2 4} 3P. Op het derde niveau het zwavelatoom vijf onbezette orbitalen dan de valentie van de verbindingen varieert binnen het volgende bereik: -2, + 2, + 4 + 6, die afhangen van de mate van excitatie.

storting

De hoeveelheid gevormde zwavel wordt jaarlijks toe. Dit gaat gepaard met een breed scala van toepassingen, die voortdurend groeit als gevolg van technologische vooruitgang en meer grondige studie van de reeds bekende chemische elementen. De aard van de zwavel in de natuurlijke vorm en is onderdeel van een groot aantal ertsen. Afhankelijk hiervan worden verschillende methoden gebruikt in de productie. Stratiforme deposito's verspreid in de Verenigde Staten, Irak, het Midden-Wolga en de Karpaten. Zij zijn de meest rendabele procentueel, wordt geproduceerd 50-60% zwavel. Het carbonaat en sulfaat rotsformaties liggen grote, tot tientallen meters diepte en enkele honderden - lang. Soljanokupolnyh deposito's zijn kenmerkend voor intense aardolieproductie regio's. Voor het grootste afzettingen van het gebied zijn de Golf van Mexico, evenwijdig aan de VS, Chili en Mexico ontwikkelen is. De meest moderne, nieuw gevormde deposito's zijn vulkanische afzettingen. Hun oorsprong is verbonden met tektonische fouten korst en vulkanische activiteit. Daarom worden deze deposito's zich in de Stille Oceaan. Actief verkennen van data Japan en de Russische zone. In Eurazië vaker natieve zwavelstortingen, die voldoende oude oorsprong heeft en bij voorkeur in de oppervlaktelagen. Oeralgebergte, het eiland Sicilië, de regio Wolga, Lviv regio is de ontwikkeling van de deposito's, die zijn ontwikkeld om de dag van vandaag. De wereldproductie van zwavel meer dan 50 miljoen ton per jaar met 30% - nuggets, 33% - gas en olie, 14% - verwerking industriële emissies, 16% - sulfiden, 6% - sulfaten.

productiemethoden

Afhankelijk van de diepte van zwavelhoudende ertsen verschillende methoden gebruiken voor extractie en verdere verwerking. De fysische eigenschappen van zwavel in de voorgrond, ongeacht de bereidingswijze, veiligheid uitgangsproces. Typisch worden de stofreservoir gepaard met een grote ophoping van giftige stoffen niet uitgesloten gevallen zelfontbranding. Oppervlakkige lagen van erts lagen worden verwijderd met behulp van graafmachines - deze methode is de minst gevaarlijke (in overeenstemming met alle technologische vereisten). Zwavel gezuiverd resultaten van de verdere verwerking bij de respectieve installaties waarbij het wordt geleverd uit een groeve. Zuiveringsmethoden en varieerde: thermische, centrifugeren, filtreren, stoom, extractie.

Het is veel moeilijker om de extractie van zwavel, die is opgenomen in ondergrondse lagen maken. Mine methode - door het aanbieden van geassocieerd gas - is bijna ontoegankelijk, dus behoorlijk succesvol Germana Frasha methode die wordt gebruikt al sinds 1895. Hij is het meest productief in de ontwikkeling van rijke afzettingen en zorgt voor aanzienlijke besparingen in kosten en de kosten van de verdere verwerking van erts vervoer, omdat het de output van een zuivere stof inhoudt. Fitting principe is eenvoudig: erts lagen die zwavel, behandeld met heet water dat wordt toegevoerd door de leiding. Aangebracht daarbinnen twee aparte cilindrische vat, die zijn ingericht om gas en afgifte van het eindproduct. Vanwege de lage smelttemperatuur van het oppervlak onder druk verlaat zwavel met een kleine hoeveelheid verontreinigingen.

toepassing

De primaire consument zwavel chemische stoffen, die niet zonder zuur op basis van dit element kan bestaan. Textiel, olie, voedsel, pulp, mijnbouw productiesectoren kan niet zonder deze stof. Formule zwavel maakt het mogelijk om de verbindingen toe te passen voor de vervaardiging van explosieven, lucifers, rubber, cosmetica, medicijnen enz. D. In de landbouw wordt overwogen stof in de samenstelling van de mest op de bodem (vergroot percentage gelijkgesteld fosfor) en gifstoffen die zaden behandeld verschillende ongedierte. Voor de productie van kleurstoffen en luminescente samenstellingen die gezuiverd zwavel. Volgens de mate van winning, verwerking en het gebruik van dit element te zien op het industriële potentieel van de hele staat. De meeste van de nieuwste ontwikkelingen in veel kennisintensieve sectoren van de economie gebaseerd op het gebruik van zwavel en zijn verbindingen. Het is moeilijk om het volledige potentieel van de toepassing van dit chemisch element, dat wordt gebruikt door de mens sinds de oudheid en blijft actief deelnemen aan de technologische evolutionaire proces te beoordelen.