Fysikaliska egenskaperna hos svavel. beskrivning svavel

Svavel - ett ämne som för närvarande studeras av mänskligheten nästan helt. Under antiken ansågs det en mystisk, var omgiven av mysterier, legender och myter som har uppstått på grund av vidskepliga rädsla för människor okända för helheten. Men många av de fysiska egenskaperna hos svavel var kända för människor redan innan Mendeleev sätta element i det periodiska systemet och gav honom nummer 16. Detta ämne används ofta i en tid präglad av Homer, dessutom viss information (relativt tillförlitlig) det kan hittas i nya och Gamla testamentet.

grundämne

Övernattning systematisera de ackumulerade århundraden av information om denna fråga, som svavel, var det ganska svårt. Detta gjordes genom många forskare, men att fastställa att den tillhör en klass av kemiska element kunde D. I. Mendeleevu. I satsvis system anges med hänvisningssiffran 16. Beläget svavel i den tredje perioden, en sjätte undergrupp av huvudgruppen, den atommassa - 32, densitet (under normala förhållanden) - 2070 kg / m ^3.

Historia av användning

Gamla människor har aktivt använt fysikaliska egenskaper av svavel, som var kända för dem. Källan till sitt ursprung ansågs gudar jord, eller jord människor, utrustade med speciella egenskaper. Den karakteristiska lukten av ämnet och underlätta tändning av kyrkan användbar för att utföra olika religiösa ceremonier och utvisning "onda andar". Senare svavel började användas för militära ändamål, det var en del av den brännbara blandningen. Med stor sannolikhet kan vi säga att det används för att skapa den "grekiska elden", vilket tyder på en helig skräck för fienden. I hushållens svavel och dess föreningar appliceras i kosmetika, jordbruk, med hjälp av blekt vävnad och återtagits parasiter. I det gamla Kina var den första pyrotekniska experiment genomförs med hjälp av svavel. De resulterande blandningarna var ännu inte löst pulver, men tjänade som grund för skapandet av dess formel, som för övrigt i föreliggande förhållanden uppgraderades. Men i det inledande skedet av starten var det svavel. Kemi, eller snarare alkemi som tiden kallar detta element "fadern av alla metaller." Denna slutsats grundar sig på förekomsten av svavel i många malmer och dess förbättrad brännbarhet. Skingra denna myt misslyckas Lavoisier 1789. Vetenskapsmannen tog elementet till de icke-metaller, och, såsom visas av ytterligare studier, var han rätt. Inom medicinen är svavelföreningen används som en antiseptisk och antiparasitiska medel.

I naturen,

Stenarna i jordskorpan svavel är inte ovanligt. Enligt graden av tillgänglighet och förekomsten av det i 16: e plats bland alla grundämnen. Strukturen av svavelatom möjliggör att ämnet är i sin rena form (i vissa miljöförhållanden). Men i de flesta fall är det en del av olika malmer, i föreningar bildar sulfider och sulfater. Den vanligaste av dess förbindelse med metallerna: svavelkis (pyrit), cinnober, blyglans (blyglans), zinkblände (sfalerit). I oceaner över magnesiumsulfat, kalcium, natrium. Hittills har mer än 200 identifierade mineraler. Andra - innehåll massfraktionen - grupp är gips, kieserit, Glaubers salt. Svavel ingår i sammansättningen av proteinmolekyler, dvs. E. hittas i djurorganismer. Mycket allmänt tillgängliga organiska föreningar är olja, naturgas och kol. Den huvudsakliga källan till svavel och dess derivat är de vulkan, men mänsklig aktivitet (industriell, hushåll) accelereras och berikat processen. En betydande mängd av substansen som ackumulerats i grundvatten, leror, gips, vid botten av hav och sjöar, olja, naturgas och kol, i salta våtmarker och hav vatten. Cirkulation av svavel i biosfären sker med hjälp av mikroorganismer, och detta bidrar till fukten som avdunstar från ytan av en stor vattenmassa, faller som regn och från avfallsströmmar floder går tillbaka i havet och oceanerna.

namn

Under perioden för utveckling av alkemi, det fanns flera namn som betecknar den moderna grundämne svavel. Vad substans menas med dem - är inte helt klart, kanske var det en fråga om anslutningar, malm eller sulfid gas. I det periodiska systemet Mendeleev svavel betecknad symbolen S (svavel). Denna latinska namnet har ingen tydlig ursprung, förmodligen var det lånade från det grekiska språket och översätta det möjligt att som "brinner". I termer som används i ryska språket är mycket gamla rötter. Ordet "svavel" betecknar oangenämt luktande substanser, brännbar blandning. Det finns också en version av ursprunget till namnet av färg ämnena .. "Ljusgul", "grå", dvs inte bestämd. Så vi kallade alla hartser. Den andra namnet på ämnet används inte i modern tid - "bogey". bär också en definition av begreppen brandfarlighet och en dålig lukt. Lingvister har kommit till slutsatsen att i sanskrit roten ordet "döda", vilket förmodligen beror på de egenskaper av svaveldioxid.

Fysikaliska egenskaper Svavel

Beroende på de allotropa modifikationer inom cellkommunikationsräckvidden. Är uppdelad i tre bildade gallerform (stabila atomkedjor): ortorombisk, plast, monoklinisk. Färg, fysikaliska egenskaper hos ämnet beror på modifieringen svavel. Den vanligaste är stabila och S ₈ cyklisk förening. Det är denna typ av kedja är karakteristiskt för kristallint svavel - sprött material med en gulaktig nyans. Plast och monoklin modifiering är instabila och omvandlas till en cyklisk struktur spontant efter en tid efter mottagandet. Formeln svavel i detta fall innefattar en symbol S ₄ och S _6. Under normala förhållanden (rumstemperatur), är stabil förening rombisk kedjan: under upphettning av det ämnet ändrar till ett flytande aggregationstillstånd, tjocknar sedan. Gradvis kylning bildar monosvavel nålar som har en djup gul färg. I reaktionen av smält material med kalla vatten bildar plastallotropisk modifikation, vilken har en struktur som liknar gummi och består av flera polymerkedjor, den har en smutsig-gul (mörk) färg. Den mest frekventa av svavel som en beskrivning av gul fast substans som inte interagerar med det vatten som finns kvar på dess yta. Som lösningsmedel kan användas organiska föreningar: .. terpentin, koldisulfid etc. svavel som en enkel substans i normala betingelser har följande termodynamiska egenskaper:

1. Relativ densitet - 2,070 g / cm ^3.
2. Värmekonduktivitet - 300 K.
3. Smältpunkt - 112 ° ^C.
4. Molär värmekapacitet - J 22,6.
5. Kokpunkt - 444 ° ^C.
6. Molära volymen - 15,5 ^cm3 / mol.

Under uppvärmning, antalet svavelatomer per molekyl minskar. Vid 300 ^C den aktivt förflyttning av fluid, för att ta emot ångtemperaturen ökas till 450 ° ^C enatomig svavel kan erhållas under upphettning ämnen till 1760 ^C (S ₈ - S ₆ - S ₄ - S ₂ - S). Detta material är en dålig ledare av elektricitet och värme, som ofta används för dess tillämpning.

kemiska egenskaper

Svavel reagerar med alla metaller som resulterar i bildning av sulfider. I de flesta fall kräver den kemiska reaktionen en katalysator, som fungerar som uppvärmning. Under normala betingelser (rumstemperatur), föreningen förekommer endast med kvicksilver. Denna egenskap används för neutralisering av dess ångor, som bildas genom interaktion av metallen med syre droppar. Det interagerar inte med elementet platina, iridium, guld. De resulterande sulfider är brännbara föreningar som brinner när det antänds tillräckligt intensiv. Svavel, reagerar renas utomhus med syre. Denna förening förfarande kännetecknas av bildandet av en färglös gas (svaveldioxid) och brännande. Den reversibla reaktionen med väte äger rum under uppvärmning (i analogi med kol och kisel), de gaser som bildas genom vätesulfid kallas, koldisulfid. Liksom alla de övriga elementen i grupp VI i det periodiska systemet, är svavel att reagera i ett förseglat rör med halogen (fluor, brom, klor, fosfor). Vid rumstemperatur, är möjligt reaktionen endast med fluor. svavelklorid är ett material som används mest inom den kemiska industrin. Med vatten och sura lösningar inte har reagerat, med en alkaliförening är reversibla - de bildas under inverkan av katalysatorn. Många existerande syra och salt som bildas genom kombinationen av (en förutsättning är temperaturen) svavel med syre och väte.

elektronisk struktur

Strukturen av svavelatom möjliggör att elementet att manifestera sig själv som ett oxidationsmedel och ett reduktionsmedel, och den kemiska reaktionen har en annan valens. Detta beror på fördelningen av elektronnivåer. atomkärna har en laddning 16 när atomvikt av 32 (16 protoner och neutroner) radie - 127 pm. svavel Schema (e) enligt följande: S + 16 2) 8)) 6; i vila - 1S ² 2S ² 3S 2P ^{6 2 4} 3P. På den tredje nivån svavelatomen har fem lediga orbitaler därför valensen för dess föreningar varierar i följande intervall: -2, + 2, + 4, + 6, som är beroende på graden av excitation.

insättning

Mängden svavel som produceras ökar årligen. Detta är associerat med ett brett användningsområde, som ständigt växer på grund av tekniska framsteg och mer grundlig studie av redan kända kemiska element. Arten av svavlet som finns i den nativa formen och är en del av ett stort antal av malmer. Beroende på detta är olika metoder som används i produktionen. Stratiform insättningar distribueras i USA, Irak, Mellanöstern Volga och Karpaterna regionen. De är de mest lönsamma procentuellt sett, är det produceras 50-60% svavel. De karbonat- och sulfatklippformationer ligga enorma, når tiotals meter i djup och flera hundra - i längd. Soljanokupolnyh insättningar är karakteristiska för intensiva petroleumproduktionsområden. För de största fyndigheter i området inkluderar Mexikanska golfen, som är parallellt med att utveckla USA, Chile och Mexiko. Den mest moderna, nybildade insättningar är vulkaniska insättningar. Deras ursprung är ansluten med tektoniska fel skorpa och vulkanisk handling. Följaktligen är dessa avlagringar ligger i Stilla havet. Aktivt undersöka uppgifter Japan och den ryska zonen. I Eurasien mer vanliga nativa svavelavlagringar, som har en tillräckligt gammalt ursprung och är företrädesvis belägna i ytskikten. Uralbergen, ön Sicilien, Volga-regionen, är Lviv region utvecklingen av insättningar, som utvecklas till nutid. Världsproduktionen av svavel är mer än 50 miljoner ton per år, med 30% - nuggets, 33% - gas och olja, 14% - bearbetning av industriella utsläpp, 16% - av sulfider, 6% - av sulfater.

produktions Metoder

Beroende på djupet av svavel innehållande malmer använda olika metoder för utvinning och ytterligare behandling. De fysikaliska egenskaperna för svavel i förgrunden, oavsett framställningsmetoden, utgångs processäkerhet. Typiskt är ämnet reservoaren åtföljd av en stor ansamling av giftiga gaser inte utesluten fall självantändning. Ytliga skikten av malmskikten avlägsnas med hjälp av grävmaskiner - denna metod är den minst farliga (i enlighet med alla tekniska krav). Svavel renade resultat från dess vidare bearbetning vid respektive växter, där den levereras från ett stenbrott. Metoder för rening och koncentration varierade: termiska, centrifug, filtrering, Ånga, extraktion.

Det är mycket svårare att göra utvinning av svavel, som finns i underjordiska skikt. Mine metod - genom att tillhandahålla associerad gas - är nästan oåtkomlig, så ganska framgångsrikt Germana Frasha metod som används sedan 1895. Han är mest produktiva i utvecklingen av rika fyndigheter och ger betydande besparingar i transportkostnader och kostnader för vidare bearbetning av malm, eftersom det innebär att produktionen av ett rent ämne. Passande princip är enkel: malm skikt innehållande svavel, behandlas med varmt vatten, som tillföres genom röret. Anordnad inuti det två separata cylindriskt kärl, som är utformade för tillförsel av gas och frisättning av den färdiga produkten. Grund av den låga smälttemperaturen för ytan under tryck utträder svavel med en liten mängd föroreningar.

ansökan

Den primära konsumenten är svavelkemikalier, som inte kan existera utan syror baserade på detta element. Textil, olja, mat, massa, gruvproduktionen segment inte kan vara utan detta ämne. Formeln svavel gör det möjligt att tillämpa dess föreningar för tillverkning av sprängämnen, tändstickor, gummi, kosmetika, mediciner och så vidare. D. Inom jordbruket vi funderar på en substans ingår i kompositionen av gödselmedlet till jorden (ökar procent assimileras fosfor) och gifter som behandlade frön från olika skadedjur. För framställning av färgämnen och luminiscerande kompositioner som används renat svavel. Enligt graden av extraktion, bearbetning och användning av detta element kan ses på de industriella möjligheter för det fullständiga tillståndet. De flesta av den senaste utvecklingen inom många kunskapsintensiva sektorer av ekonomin bygger på användning av svavel och dess föreningar. Det är svårt att bedöma den fulla potentialen av tillämpningen av denna grundämne som används av mänskligheten sedan urminnes tider och fortsätter att aktivt delta i den tekniska evolutionsprocessen.