Karakteristike sumpora. Primjena sumpora. Medicinski sumpor

Kalkogeni - skupina elemenata, koji uključuje sumpor. Njegov kemijski znak je S, prvo slovo latinskog naziva sumpor. Sastav jednostavne tvari zabilježen je ovim simbolom bez indeksa. Razmotrimo osnovne trenutke o strukturi, svojstvima, prijemu i primjeni određenog elementa. Karakteristike sumpora bit će prikazane u najvećoj pojedinosti.

Zajednički znakovi i razlike kalkogena

Sumpor se odnosi na podskupinu kisika. Ovo je 16. grupa u modernom dugogodišnjem obliku slike periodičkog sustava (PS). Starija verzija broja i indeksa je VIA. Imena kemijskih elemenata skupine, kemijski znakovi:

• kisik (O);
• sumpor (S);
• selen (Se);
• telur (Te);
• polonij (Po).

Vanjska ljuska elektrona gornjih elemenata je raspoređena jednako. Ukupno sadrži 6 valentni elektroni, koji mogu sudjelovati u formiranju kemijske veze s drugim atomima. Spojevi vodika odgovaraju sastavu H₂R, na primjer, H₂S je sumporovodik. Imena kemijskih elemenata koji tvore kisikove spojeve dviju vrsta: sumpor, selen i telurij. Opće formule za okside ovih elemenata su RO₂, RO₃.

Kalcogen odgovara jednostavnim tvarima koje se značajno razlikuju u fizičkim svojstvima. Najčešći u zemljinoj koru svih kalkogena su kisik i sumpor. Prvi element tvori dvije plinove, drugu krutinu. Polonija - radioaktivni element - rijetko se nalazi u zemljinoj koru. U skupini od kisika do polonija smanjuju se nemetalna svojstva i povećavaju svojstva metala. Na primjer, sumpor je tipičan ne-metal, a telurij ima metalni sjaj i električnu vodljivost.

Element broj 16 periodičke tablice D.I. Mendeljejev

Relativna atomska masa sumpora je 32.064. Od prirodnih izotopa najčešći ³²S (više od 95% težine). Postoje manje količine nuklida s atomskom masom 33, 34 i 36. Karakteristike sumpora po položaju u PS i strukturi atoma:

• serijski broj je 16;
• naboj jezgre atoma je +16;
• radijus atoma je 0,104 nm;
• energija ionizacije je -10,36 eV;
• relativna elektronegativnost je 2,6;
• stupanj oksidacije u spojevima je +6, +4, +2, -2;
• valencija II (-), II (+), IV (+), VI (+).

Sumpor je u trećem razdoblju, elektroni u atomu nalaze se na tri razine energije: prvo - 2, drugo - 8, treće - 6. Svi vanjski elektroni su valentni. Kod interakcije s više elektronskih elemenata, sumpor daje 4 ili 6 elektrona, dobivši tipična oksidacijska stanja od +6, +4. U reakcijama s vodikom i metalima, atom privlači nedostajuće 2 elektrona prije punjenja okteta i postizanja stabilnog stanja. Stupanj oksidacije u ovom slučaju padne na -2.

Fizička svojstva romboidnih i monokliničkih alotropnih oblika

U običnim uvjetima, atomi sumpora su spojeni zajedno pod kutom prema stabilnim lancima. Oni mogu biti zatvoreni u prstenima, što nam omogućuje da govorimo o postojanju molekula cikličnih sumpora. Njihov sastav odražava formulu S₆ i S₈.

Karakteristika sumpora treba nadopuniti opisom razlika između alotropnih modifikacija s različitim fizikalnim svojstvima.

Rhombic, ili alfa-sumpor je najstabilniji kristalni oblik. To su svijetlo žuti kristali koji se sastoje od S₈. Gustoća sumpoma sumpora je 2,07 g / cm3. Nastali su svijetlo žuti kristali monoklinskog oblika beta-siva s gustoćom od 1,96 g / cm3. Točka vrenja doseže 444,5 ° C.

Priprema amorfnog sumpora

Koja je boja sumpor u plastičnom stanju? To je tamno smeđa masa, za razliku od žutog praha ili kristala. Da biste je dobili, potrebno je rastopiti sumporni ili monoklinski sumpor. Na temperaturi iznad 110 ° C stvara se tekućina, s dodatnim zagrijavanjem postaje tamnija, na 200 ° C postaje debela i viskozna. Ako se rastopljeni sumpor brzo izlije u hladnu vodu, to se učvršćuje formiranjem cik-cakovih lanaca čiji sastav odražava formulu S_n.

Topivost sumpora

Neke modifikacije tvari su otopljene u disulfidu ugljika, benzenu, toluenu i tekućem amonijaku. Ako se organska otopina polako hladi, nastaju igličasti kristali monoklinskog sumpora. Tijekom isparavanja tekućina izolirani su transparentni limun-žuti kristali sumpoma sumpora. Oni su krhki, lako se mogu preraditi u prah. Sumpor se ne otapa u vodi. Kristali se spuštaju do dna posude, a prašak može plutati na površini (ne mokri).

Kemijska svojstva

U reakcijama se pojavljuju tipična nemetalna svojstva elementa br. 16:

• sumpor oksidira metale i vodik, svede se na ion S^2-;
• kada se gori u zraku i kisiku nastaju di- i sumporni trioksidi, koji su kiselinski anhidridi;
• u reakciji s još jednim elementom elektronegativno - fluor - sumpor također gubi svoje elektrone (oksidira).

Slobodni sumpor u prirodi

Kao prevalencija u zemljinoj kore, sumpor je na 15. mjestu među kemijskim elementima. Prosječan sadržaj atoma S u stijena i minerala je 0,05% mase zemljine kore.

Koja je boja sumpor u prirodi (native)? Ovo je svijetlo žuti prah s karakterističnim mirisom ili žutim kristalima koji imaju staklasto sjaj. Depoziti u obliku placers, kristalnih slojeva sumpora nalaze se u području antičkog i modernog vulkana: u Italiji, Poljskoj, Središnjoj Aziji, Japanu, Meksiku, SAD-u. Često, tijekom ekstrakcije, pronađeni su prekrasni drusi i ogromni pojedinačni kristali.

Sulfid vodika i oksidi u prirodi

U područjima vulkana, plinoviti sumporni spojevi napuštaju površinu. Crno more na dubini od preko 200 m je beživotno zbog evolucije sumporovodika H₂S. Formula sumporovog dioksida je dvovalentno-SO₂, trovalentno - SO₃. Navedeni plinoviti spojevi prisutni su u nekim uljima, plinom i prirodnim vodenim taloženjem. Sumpor je dio ugljena. Potrebno je za izgradnju mnogih organskih spojeva. Kada se trese proteini kokošjih jaja, oslobađa se sumporovodik, pa se često kaže da ovaj plin mirisne trulje jaja. Sumpor se odnosi na biogene elemente, potrebno je za rast i razvoj ljudi, životinja i biljaka.

Važnost prirodnih sulfida i sulfata

Karakteristika sumpora bit će nepotpuna, ako ne reći da se element nalazi ne samo u obliku jednostavne tvari i oksida. Najčešći prirodni spojevi su soli sumporovodika i sumpornih kiselina. Sulfida bakra, željeza, cinka, živa, olovo nalaze u sastavu minerala kalkopirita, pirit, Sfalerit, Galena i cinabarita. Od sulfati se mogu spomenuti soli natrija, kalcija, barija i magnezija koje u prirodi minerala i stijene (mirabilit, gips, selenit, Barite, kizerit, epsomite). Svi ti spojevi nalaze primjenu u različitim granama gospodarstva, oni se koriste kao sirovine za industrijsku preradu, gnojiva, građevinski materijal. Medicinska vrijednost nekih kristalnih hidrata je od velike važnosti.

recepcija

Tvar žute boje u slobodnom stanju nalazi se u prirodi na različitim dubinama. Ako je neophodno, sumpor se otapa od stijena, bez podizanja na površinu, ali pumpanjem do dubine pregrijane vodene pare i komprimirani zrak. Druga metoda uključuje sublimaciju lomljenih stijena u posebnim pećima. Druge metode uključuju otapanje s ugljičnim disulfidom ili flotacija.

Potrebe industrije u sumporu su velike, dakle, da se dobije elementarna supstanca koja se koristi njegovim spojevima. U sumpornom sulfidu i sulfidima, sumpor se obnavlja. Stupanj oksidacije elementa je -2. Oksidacija sumpora se provodi, povećavajući tu vrijednost na 0. Na primjer, prema Leblanovoj metodi, natrijev sulfat se reducira na ugljen sulfidom. Od njega se dobiva kalcijev sulfid, obrađen ugljikovim dioksidom i vodenom parom. Nastali vodikov sulfid se oksidira kisikom u kisiku u prisutnosti katalizatora: 2H₂S + O₂ = 2H₂O + 2S. Određivanje sumpora dobivenog različitim metodama ponekad daje nisku čistoću. Rafiniranje ili pročišćavanje provodi se destilacijom, ispravljanjem, obradom kiselim smjesama.

Primjena sumpora u suvremenoj industriji

Granule sumpora koriste se za različite potrebe proizvodnje:

1. Dobivanje sumporne kiseline u kemijskoj industriji.
2. Proizvodnja sulfita i sulfata.
3. Otpuštanje pripravaka za gnojidbu biljaka, borbu protiv bolesti i štetočina poljoprivrednih kultura.
4. Rude koje sadrže sumpor u rudarstvu i kemijskim postrojenjima obrađuju se kako bi se proizvodile obojane metale. Prateća proizvodnja je sumporna kiselina.
5. Uvod u sastav pojedinih razreda čelika za davanje posebnih svojstava.
6. Zbog gume vulkanizacije, proizvodi se guma.
7. Izrada šibica, pirotehnika, eksploziva.
8. Koristiti za pripremu boja, pigmenata, umjetnih vlakana.
9. Izbjeljivanje tkiva.

Toksičnost sumpora i njenih spojeva

Dusty čestice s neugodnim mirisima iritiraju sluznice nosne šupljine i dišne ​​puteve, oči, kožu. Ali toksičnost elementarnog sumpora nije osobito visoko. Udisanje sumporovodika i dioksida može uzrokovati ozbiljne trovanja.

Ako tijekom spaljivanja ruda koje sadrže sumpor u metalurškim postrojenjima, ne otpuštaju se plinovi, tada ulaze u atmosferu. Kombinirajući se s kapljicama i vodenom parom, sumpor i dušikovi oksidi dovode do takozvanih kiselih kiša.

Sumpor i njegovi spojevi u poljoprivredi

Biljke apsorbiraju sulfatni ioni zajedno s otopinom tla. Smanjenje sadržaja sumpora dovodi do usporavanja metabolizma aminokiselina i proteina u zelenim stanicama. Stoga se sulfati koriste za gnojidbu poljoprivrednih kultura.

Za dezinfekciju peradnih kuća, podruma, trgovina povrćem, jednostavna tvar je spaljena ili obrađena s modernim pripravcima koji sadrže sumpor. Sumporni oksid ima antimikrobna svojstva, koja se odavno upotrebljavala u proizvodnji vina, pri skladištenju povrća i voća. Preparati sumpora koriste se kao pesticidi za suzbijanje bolesti i štetočinja poljoprivrednih kultura (pepelnica i paukova).

Primjena u medicini

Veliki iscjelitelji antike Avicenna i Paracelsus pridaje veliku važnost proučavanju ljekovitosti žutog praha. Kasnije je otkriveno da osoba koja ne dobiva dovoljno sumpora s hranom, slabi, ima zdravstvenih problema (to uključuje svrbež i ljusku kože, slabljenje kose i noktiju). Činjenica je da bez sumpora poremećaje sintezu aminokiselina, keratina i biokemijskih procesa u tijelu.

Medicinski sumpor je uključen u masti za liječenje kožnih bolesti: akne, ekcema, psorijaze, alergije, seborrhee. Kupke s sumporom mogu ublažiti bol u reumatizmu i gihta. Da bi se bolje asimilirao tijelo stvorio je topiv u vodi koji sadržava sumpor. To nije žuti prah, već fina kristalna supstanca bijele boje. Kada se koristi izvana, ovaj spoj je ugrađen u kozmetički proizvod za njegu kože.

Gips se već dugo koristi u imobilizaciji ozlijeđenih dijelova ljudskog tijela. Glauberova sol propisati kao laksativni lijek. Magnezija smanjuje krvni tlak, koji se koristi za liječenje hipertenzije.

Sumpor u povijesti

Čak iu antičko doba, nemetalna žuta tvar privukla je pozornost čovjeka. Ali tek 1789. godine veliki kemičar Lavoisier utvrdio je da prašak i kristali koji se nalaze u prirodi sastoje od atoma sumpora. Vjeruje se da neugodan miris koji proizlazi iz njegova gorenja, zastrašuje sve zle duhove. Formula sumporovog oksida, dobivenog izgaranjem, je SO₂ (Silikagel). To je otrovni plin, njegov je udisanje opasno za zdravlje. Nekoliko slučajeva masovnog izumiranja ljudi po cijelim selima na obali, u nizinama, znanstvenici objašnjavaju ekstrahiranjem iz zemlje ili vode sumporovodika ili sumporovog dioksida.

Izum crnog praha povećavao je zanimanje za žute kristale iz vojske. Mnoge su bitke osvojene zahvaljujući sposobnosti majstora da kombiniraju sumpor s drugim tvarima u proizvodnom procesu eksploziva. Najvažniji spoj - sumporna kiselina - također su naučili primijeniti jako dugo vremena. U srednjem vijeku ta je tvar nazvana vitriolno ulje, a soli - vitriol. Bakar sulfat CuSO_{4 i} željezo sulfat FeSO₄ nisu izgubili svoju važnost u industriji i poljoprivredi.