Kemijska svojstva sumpora. Karakterizacija i vrelište sumpora

Sumpor je kemijski element koji se nalazi u šestoj skupini i trećem razdoblju periodičnog stola. U ovom članku ćemo detaljno razmotriti njegovu kemijsku i fizikalna svojstva,

Sumpor u smislu fizike

To je krhka tvar. U normalnim uvjetima, ostaje u čvrstom agregatnom stanju. Sumpor ima boju limun žute boje. I najvećim dijelom, svi njegovi spojevi imaju žute nijanse. Ne otapa se u vodi. Ima nisku toplinu i električnu vodljivost. Ove karakteristike ga karakteriziraju kao tipični nemetal. Unatoč činjenici da kemijski sastav sumpora nije uopće kompliciran, ova tvar može imati nekoliko varijacija. Sve ovisi o strukturi kristalne rešetke, s kojom su atomi povezani, ne tvore molekule.

Dakle, prva opcija je sumporni sumpor. To je najstabilnije. Kruta točka sumpora ovog tipa je četiri stotine četrdeset i pet stupnjeva Celzijusa. Ali kako bi ta tvar prolazila u plinoviti agregat, najprije mora proći tekućinu. Dakle, taljenje sumpora događa se na temperaturi koja je sto i trinaest stupnjeva Celzijusa.

Druga mogućnost je monoklinski sumpor. To je igličasti kristal s tamnožutom bojom. Topljenje sumpora prvog tipa, a zatim njegovo polagano hlađenje dovodi do formiranja ove vrste. Ova sorta ima gotovo iste fizičke karakteristike. Na primjer, vrelište sumpora ove vrste - sve četiri stotine i četrdeset pet stupnjeva. Osim toga, tu su i razne ove tvari, kao što je plastika. Dobiva se izlijevanje u hladnu vodu kipuće rombo gotovo do vrelišta. Točka vrenja sumpora ove vrste je ista. Ali tvar ima svojstvo istezanja, poput gume.

Druga komponenta fizičkih svojstava, koja bih želio reći, je temperatura paljenja sumpora. Ovaj pokazatelj može varirati ovisno o vrsti materijala i podrijetlu. Na primjer, tehnička temperatura paljenja sumpora je sto devedeset stupnjeva. Ovo je prilično nizak broj. U drugim slučajevima, plamište sumpora može biti dvjesto četrdeset osam stupnjeva, pa čak i dvjesto pedeset i šest. Sve ovisi o tome koji je materijal iz kojeg je izvađen, koja gustoća ima. Ali možemo zaključiti da je temperatura izgaranja sumpora dovoljno niska, u usporedbi s drugim kemijskim elementima, to je zapaljiva tvar. Nadalje, ponekad se sumpor može kombinirati u molekule koje se sastoje od osam, šest, četiri ili dva atoma. Sada, nakon pregleda sumpora s točke gledišta fizike, prijeđite na sljedeći odjeljak.

Kemijska karakterizacija sumpora

Taj element ima relativno nisku atomsku masu, jednak je trideset i dva grama po molu. Karakteristika elementa sumpora uključuje takvu značajku ove tvari kao sposobnost da posjeduje različit stupanj oksidacije. To se razlikuje od, recimo, vodika ili kisika. S obzirom na to što je kemijska karakteristika elementa sumpora, nemoguće je spomenuti da, ovisno o uvjetima, pokazuje i svojstva redukcije i oksidacije. Dakle, kako bi razmotrili interakciju određene tvari s različitim kemijskim spojevima.

Sumpor i jednostavne tvari

Jednostavne su tvari koje imaju samo jedan kemijski element u njihovom sastavu. Njeni atomi mogu se kombinirati u molekule, kao npr. U slučaju kisika, ili se ne mogu kombinirati, kao što je slučaj kod metala. Tako, sumpor može reagirati s metalima, ostalim nemetalima i halogenom.

Interakcija s metalima

Za obavljanje takvog postupka potrebna je visoka temperatura. Pod tim uvjetima, dolazi do reakcije dodavanja. To jest, atomi metala se kombiniraju s atomima sumpora, istodobno formirajući sulfide. Na primjer, ako zagrijavate dva mola kalijuma, miješajući ih s jednim molom sumpora, dobivamo jedan mol sumpora od određenog metala. Jednadžba se može napisati u sljedećem obliku: 2K + S = K₂S.

Reakcija s kisikom

Ovo je gorenje sumpora. Kao rezultat ovog procesa, nastaje oksidni oblik. Potonji mogu biti dvije vrste. Stoga se izgaranje sumpora može dogoditi u dvije faze. Prvi je kada se jedan mol sumpor dioksida formira iz jednog mola sumpora i jednog mola kisika. Jednadžba za ovu kemijsku reakciju može se napisati na sljedeći način: S + O₂ = SO₂. Druga faza je dodavanje još jednog kisikovog atoma u dioksid. To se događa ako dodate dva mola sumpornog dioksida jedan mol kisika u okruženju visoke temperature. Kao rezultat dobijemo dva mola sumporovog trioksida. Jednadžba za ovu kemijsku interakciju je sljedeća: 2SO₂ + oh₂ = 2SO₃. Kao rezultat ove reakcije formira se sumporna kiselina. Dakle, nakon provedbe dva opisana postupka, moguće je proći rezultirajući trioksid kroz mlaz vodene pare. I dobijemo sulfatnu kiselinu. Jednadžba za takvu reakciju napisana je kako slijedi: SO₃ + H₂O = H₂SO₄.

Interakcija s halogenom

kemijski svojstva sumpora, kao i ostalih nemetala, dopuštaju da reagira s ovom skupinom tvari. To uključuje spojeve kao što su fluor, brom, klor, jod. Sumpor reagira s bilo kojim od njih, osim za potonje. Kao primjer, možemo citirati fluoridacijski proces elemenata Mendelejevog stola koji se razmatra. Zagrijavanjem spomenutog nemetala s halogenim, mogu se dobiti dvije varijacije fluorida. Prvi slučaj: ako uzmemo jedan mol sumpora i tri mola fluora, dobivamo jedan mol fluorida, čija je formula SF₆. Jednadžba izgleda ovako: S + 3F₂ = SF₆. Dodatno, postoji druga mogućnost: ako uzmemo jedan mol sumpora i dva mola fluora, dobivamo jedan mol fluorida s kemijskom formulom SF₄. Jednadžba se može napisati u sljedećem obliku: S + 2F₂ = SF₄. Kao što vidite, to sve ovisi o omjerima u kojima će se miješati komponente. Na isti način moguće je provesti proces kloriranja sumpora (mogu se formirati i dvije različite tvari) ili bromiranje.

Interakcija s drugim jednostavnim tvarima

Na tome se karakteristika elementa sumpora ne završava. Tvar također može kemijski reagirati s vodikom, fosforom i ugljikom. Zbog interakcije s vodikom formira se sulfidna kiselina. Kao rezultat njegove reakcije s metalima, moguće je dobiti njihove sulfide, koji se dobivaju izravno međusobnom reakcijom sumpora s istim metalima. Dodavanje vodikovih atoma u sumporne atome događa se samo pod vrlo visokim temperaturama. U reakciji sumpora s fosforom nastaje njegov fosfid. Ima sljedeću formulu: P₂S_3. Da biste dobili jednu molu ove tvari, trebate uzeti dva mola fosfora i tri mola sumpora. U interakciji sumpora s ugljikom, formira se karbid ne-metala koji se razmatra. Njegova kemijska formula izgleda ovako: CS₂. Da biste dobili jedan mulj ove tvari, trebate uzeti jedan mol ugljika i dva mola sumpora. Sve gore opisane reakcije dodavanja pojavljuju se samo kada se reagensi zagrijavaju do visokih temperatura. Razmotrili smo interakciju sumpora s jednostavnim tvarima, sada idemo do sljedeće točke.

Sumpor i složeni spojevi

Kompleks se zove one tvari, molekule koje se sastoje od dva (ili više) različitih elemenata. Kemijska svojstva sumpora omogućuju da reagira sa spojevima kao što su lužine, kao i koncentrirane sulfatna kiselina. Njegove reakcije s tim supstancijama su prilično osebujne. Prvo, pogledajmo što se događa pri miješanju predmetnog nefemala s alkalijem. Na primjer, ako uzmete šest tona kalijev hidroksid i dodamo tri mola sumpora, dobijemo dva mola kalijevog sulfida, jedan mol sulfit ovog metala i tri mola vode. Ova vrsta reakcije može se izraziti sljedećom jednadžbom: 6KOH + 3S = 2K₂S + K2SO₃ + 3H₂A. Prema istom načelu, postoji i interakcija ako dodate natrij hidroksid. Zatim, uzmite u obzir ponašanje sumpora pri dodavanju koncentrirane otopine sulfatne kiseline. Ako uzmemo jedan mol prve i dvije molove druge tvari, dobivamo sljedeće proizvode: sumporni trioksid u količini od tri mola, i vode - dva mola. Ova kemijska reakcija može se provesti samo kada se reagensi zagrijavaju do visoke temperature.

Priprema smatranog ne-metala

Postoji nekoliko osnovnih načina na koje možete izdvojiti sumpor iz raznih tvari. Prva metoda je izolirati od pirita. Kemijska formula potonje je FeS₂. Kada se ta tvar zagrijava na visoku temperaturu bez pristupa kisiku, može se dobiti drugi ferosulfid, FeS i sumpor. Reakcijska jednadžba napisana je u sljedećem obliku: FeS₂ = FeS + S. Druga metoda dobivanja sumpora, koja se često koristi u industriji, je spaljivanje sumpornog sulfida pod malim količinama kisika. U ovom slučaju moguće je nabaviti smatranu ne-metalnu i vodu. Da bi se izvršila reakcija, potrebno je uzeti komponente u molarnom omjeru od dva do jedan. Kao rezultat, dobivamo gotove proizvode u omjerima od dva do dva. Jednadžba ove kemijske reakcije može se napisati na sljedeći način: 2H₂S + O₂ = 2S + 2H₂Osim toga, sumpor se može dobiti u različitim metalurškim procesima, na primjer, u proizvodnji metala kao što su nikal, bakar i drugi.

Koristite u industriji

Najšira primjena ne-metala koju razmatramo nalazi se u kemijskoj industriji. Kao što je već gore navedeno, ovdje se koristi za dobivanje sulfatne kiseline iz njega. Osim toga, sumpor se koristi kao komponenta za izradu šibica, zbog činjenice da je to zapaljivi materijal. To je neophodno u proizvodnji eksploziva, baruta, bengalskih svjetala, itd. Osim toga, sumpor se koristi kao jedan od sastojaka kontrole štetočina. U medicini se koristi kao komponenta u proizvodnji lijekova za kožne bolesti. Također, dotična tvar se koristi za proizvodnju raznih boja. Osim toga, koristi se u proizvodnji fosfora.

Elektronska struktura sumpora

Kao što je poznato, svi atomi se sastoje od jezgre koja sadrži protone - pozitivno nabijene čestice - i neutrona, odnosno, koje imaju nula naboj ... Oko jezgre se rotiraju elektroni, čiji naboj je negativan. Kako bi atom bio neutralan, njezina bi struktura trebala imati isti broj protona i elektrona. Ako je potonji veći, već je negativan ion - anion. Ako naprotiv - broj protona je veći od broja elektrona - to je pozitivan ion ili kation. Sumporni anion može djelovati kao kiselinski ostatak. To je dio molekula tvari kao što su sulfidna kiselina (sumporovodik) i metalni sulfidi. Aniona nastaje tijekom elektrolitičke disocijacije, koja nastaje kada se tvar otopi u vodi. Kada je ova molekula lomi u kationom koji može biti predstavljen u obliku metalnog iona ili vodika, i kationa - iona aminokiselinski ostatak ili hidroksilne skupine (OH-). Budući da je serijski broj sumpora u periodnom - šesnaest, može se zaključiti da je u svojoj srži je upravo taj broj protona. Iz toga proizlazi da možemo reći da se također okreću šesnaest elektrona. Broj neutrona mogu naći oduzimanjem molarne mase serijskog broja kemijskih elementa 32 - 16 = 16. Svaki elektron rotira kaotično, a na određenom orbiti. Budući da je sumpor kemijski element koji pripada trećem razdoblju periodičkog stola, oko jezgre postoje tri orbite. Na prvoj od njih nalaze se dva elektrona, drugi - osam, treći - šest. Elektronička formula atoma sumpora napisana je kako slijedi: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Prevalencija u prirodi

Uglavnom, kemijski element u pitanju nalazi se u mineralima, koji su sulfidi različitih metala. Prije svega, to je pirit - sol željeza - također je olovo, srebro, bakar sjaj, cink blende, cinabar - živi sulfid. Osim toga, sumpor također može biti dio minerala, čija struktura predstavlja tri ili više kemijskih elemenata. Na primjer, kalcopyrite, mirabilite, kieserite, gips. Svako od njih možete detaljnije razmotriti. Piriti su željezni sulfidi, ili FeS₂. Ima svijetložutu boju sa zlatnim sjajom. Ovaj mineral se često može naći kao nečistoća u lapis lazuli, koja se široko koristi za izradu nakita. To je zbog činjenice da ta dva minerala često imaju zajednički polog. Bakreni sjaj - kalcocit, ili kalkozin - je plavkasto-siva tvar, slična metali. Olovni sjaj (galena) i srebrna sjaja (argentit) imaju slična svojstva: obje su podjednako slične metalima, imaju sivu boju. Cinnabar je smeđkasto crvenkasti mineral s sivim impregniranjem. Kalcopirit, čija je kemijska formula CuFeS₂, - zlatnožute, također se naziva zlatnim prijevarom. cink izmiješan (Sfalerit) može imati boju od jantara do vatrene naranče. Mirabilit - Na₂SO₄x10H₂O - prozirni ili bijeli kristali. Također se zove Glauberova sol, koristi se u medicini. Kemijska formula kieserit je MgSO₄xH₂O. Izgleda kao bijeli ili bezbojni prah. Kemijska formula gipsa je CaSO₄x2H₂O. Osim toga, ovaj kemijski element dio je ćelija živih organizama i važan je mikroelem.