Chemické vlastnosti síry. Charakterizácia a teplota varu síry

Síra je chemický prvok, ktorý je v šiestej skupine a tretie obdobie periodickej tabuľky. V tomto článku sa budeme bližšie zaoberať jeho chemickými a fyzikálnymi vlastnosťami, získaním, používaním atď. Fyzická charakteristika zahŕňa také znaky ako je farba, úroveň elektrickej vodivosti, bod varu síry atď. Chemikálie však opisujú jej interakciu s inými látkami.

Síra z hľadiska fyziky

Je to krehká látka. Za normálnych podmienok zostáva v pevnom agregátnom stave. Síra má citrónovo-žltú farbu. A z väčšej časti všetky jeho zlúčeniny majú žlté odtiene. Nespúšťa sa vo vode. Má nízku tepelnú a elektrickú vodivosť. Tieto charakteristiky ho charakterizujú ako typické nekovové. Napriek tomu, že chemické zloženie síry nie je vôbec zložité, táto látka môže mať niekoľko variácií. Všetko závisí od štruktúry kryštálovej mriežky, s ktorou sú spojené atómy, netvoria molekuly.

Takže prvou možnosťou je kosoštvorcová síra. Je to najstabilnejší. Teplota varu síry tohto typu je štyristo štyridsaťpäť stupňov Celzia. Ale aby táto látka prešla do stavu plynného agregátu, musí najprv prejsť kvapalinou. Takže tavenie síry nastáva pri teplote, ktorá je sto tridsať stupňov Celzia.

Druhou možnosťou je monoklinická síra. Je to ihlovitý kryštál s tmavo-žltej farby. Tavenie síry prvého typu a potom jeho pomalé chladenie vedie k tvorbe tohto druhu. Táto odroda má takmer rovnaké fyzikálne vlastnosti. Napríklad bod varu síry tohto typu je rovnaký štyristo štyridsaťpäť stupňov. Okrem toho existuje množstvo tejto látky, ako je plast. Získava sa nalievaním do studenej vody vriacej kosoštvorcovej takmer do varu. Teplota varu síry tohto druhu je rovnaká. Ale látka má vlastnosť napínania, ako napríklad gumy.

Ďalšou zložkou fyzikálnych vlastností, ktorú by som chcel povedať, je teplota vznietenia síry. Tento indikátor sa môže líšiť v závislosti od typu materiálu a jeho pôvodu. Napríklad technická teplota vznietenia síry je sto deväťdesiat stupňov. Je to pomerne nízka sadzba. V iných prípadoch môže byť bod vzplanutia síry dvesto štyridsaťosem stupňov a dokonca dvesto päťdesiatšesť. Všetko závisí od toho, aký materiál bol extrahovaný, aká hustota má. Možno však konštatovať, že teplota spaľovania síry je v porovnaní s inými chemickými prvkami pomerne nízka, je to horľavá látka. Okrem toho síru možno niekedy kombinovať do molekúl pozostávajúcich z osem, šiestich, štyroch alebo dvoch atómov. Teraz, po preskúmaní síry z hľadiska fyziky, pokračujeme v ďalšej časti.

Chemická charakterizácia síry

Tento prvok má relatívne nízku atómovú hmotnosť, rovná sa tridsiatim dvom gramom na jeden mol. Vlastnosť prvku síry zahŕňa takú vlastnosť tejto látky ako schopnosť mať iný stupeň oxidácie. To je iné ako vodík alebo kyslík. Vzhľadom na otázku, čo je chemická charakteristika prvku síry, nemožno nezmieniť, že v závislosti od podmienok vykazuje redukčné aj oxidačné vlastnosti. Takže, aby sa zvážila interakcia danej látky s rôznymi chemickými zlúčeninami.

Síra a jednoduché látky

Jednoduché látky sú látky, ktoré majú v ich zložení iba jeden chemický prvok. Jej atómy sa môžu kombinovať do molekúl, ako napríklad v prípade kyslíka, alebo sa nemôžu skombinovať, ako je to v prípade kovov. Síra teda môže reagovať s kovmi, inými nekovmi a halogénmi.

Interakcia s kovmi

Na vykonanie tohto druhu procesu je potrebná vysoká teplota. Za týchto podmienok dochádza k adičnej reakcii. To znamená, že atómy kovu sa spájajú s atómami síry, vytvárajúc súčasne sulfidy. Napríklad, ak zahrejete dva móly draslíka a zmiešate ich s jedným mórom síry, získame jeden mól sulfidu daného kovu. Rovnicu možno napísať nasledovne: 2K + S = K ₂ S.

Reakcia s kyslíkom

Toto je spaľovanie síry. Výsledkom tohto procesu je jeho oxid. Druhá z nich môže byť dvoch druhov. Preto sa môže spaľovanie síry vyskytnúť v dvoch fázach. Prvým je, keď sa jeden mol oxidu siričitého vytvorí z jedného mólu síry a jedného mólu kyslíka. Rovnica pre túto chemickú reakciu môže byť napísaná nasledovne: S + O2 = SO2. Druhým stupňom je pridanie ďalšieho atómu kyslíka k oxidu. K tomu dochádza, ak sa jeden mol kyslíka pridáva na dva móly oxidu siričitého za vysokých teplôt. Výsledkom je získanie dvoch mólov oxidu sírového. Rovnica tejto chemickej interakcie vyzerá takto: 2SO ₂ + O ₂ = 2SO ₃ . V dôsledku tejto reakcie vzniká kyselina sírová. Po vykonaní obidvoch opísaných spôsobov je teda možné výsledný oxid uvoľňovať cez prúd vodnej pary. A získavame kyselinu sírovú. Rovnica pre takúto reakciu je napísaná nasledovne: SO3 + H20 = H2S04.

Interakcia s halogénmi

Chemické vlastnosti síry, podobne ako iné nekovy, jej umožňujú reagovať s touto skupinou látok. Zahŕňa zlúčeniny ako fluór, bróm, chlór, jód. Síra reaguje s ktorýmkoľvek z nich, s výnimkou druhého. Ako príklad môžeme uviesť predmet fluoridácie prvku tabuľky Mendeleyev. Zahrievaním uvedeného nekovového kovu halogénom je možné získať dve variácie fluoridu. Prvý prípad: ak vezmeme jeden mól síry a tri móly fluóru, dostaneme jeden mól fluoridu, ktorého vzorec je SF ₆ . Rovnica je nasledovná: S + 3F ₂ = SF ₆ . Okrem toho existuje druhá možnosť: ak vezmeme jeden mól síry a dva móly fluóru, dostaneme jeden mól fluoridu chemickým vzorcom SF ₄ . Rovnicu možno napísať nasledovne: S + 2F ₂ = SF ₄ . Ako vidíte, to všetko závisí od pomerov, v ktorých sa majú zložky zmiešať. Rovnakým spôsobom je možné vykonať proces chlorácie síry (môžu sa tiež vytvoriť dve rôzne látky) alebo brómovanie.

Interakcia s inými jednoduchými látkami

Pritom charakteristika sírneho prvku nekončí. Látka môže tiež chemicky reagovať s vodíkom, fosforom a uhlíkom. Vzhľadom na interakciu s vodíkom vzniká kyselina sulfidová. V dôsledku reakcie s kovmi je možné získať ich sulfidy, ktoré sa zase získavajú priamo interakciou síry s tým istým kovom. Prídavok atómov vodíka k atómom síry sa vyskytuje iba za veľmi vysokých teplôt. Pri reakcii síry s fosforom sa tvorí jej fosfid. Má tento vzorec: P ₂ S _3. Na získanie jedného mólu tejto látky je potrebné vziať dva móly fosforu a troch mólov síry. Pri interakcii síry s uhlíkom sa vytvára karbid z nekovového materiálu. Jeho chemický vzorec vyzerá takto: CS ₂ . Aby ste dostali jeden mól tejto látky, musíte si vziať jeden mól uhlíka a dva móly síry. Všetky adičné reakcie opísané vyššie sa vyskytujú iba vtedy, keď sa činidlá zohrejú na vysoké teploty. Zvážili sme interakciu síry s jednoduchými látkami, teraz pokračujeme k ďalšiemu bodu.

Síra a zložité zlúčeniny

Komplex sa nazýva tie látky, ktorých molekuly pozostávajú z dvoch (alebo viacerých) rôznych prvkov. Chemické vlastnosti síry umožňujú reakciu so zlúčeninami, ako sú zásady, ako aj koncentrovaná kyselina sírová. Jeho reakcie s týmito látkami sú dosť podivné. Po prvé, zvážme, čo sa stane pri zmiešaní predmetného nekovového materiálu s alkáliou. Napríklad, ak vezmeme šesť molov hydroxidu draselného a pridajme k nim tri triedy síry, získavame dva móly sulfidu draselného, jeden mol siričitanu kovu a tri móly vody. Tento druh reakcie možno vyjadriť nasledujúcou rovnicou: 6KOH + 3S = 2K2S + K2SO3 + 3H2O. Rovnakým princípom dochádza k interakcii, ak sa pridá hydroxid sodný. Ďalej zvážte správanie sa síry, keď do nej pridáte koncentrovaný roztok kyseliny sulfátovej. Ak vezmeme jeden mól prvého a dvoch mólov druhej látky, získame nasledujúce produkty: oxid sírový v množstve troch mólov a tiež vodu - dva moly. Táto chemická reakcia sa môže uskutočniť iba zahrievaním reakčných činidiel na vysokú teplotu.

Príprava nekovového materiálu

Existuje niekoľko základných spôsobov, ktorými môžete získať síru z rôznych látok. Prvá metóda je izolovať ho od pyritu. Chemický vzorec tohto druhu je FeS2. Keď sa táto látka zahrieva na vysokú teplotu bez prístupu kyslíku, môže sa získať ďalší sulfid železa, FeS a síra. Reakčná rovnica je napísaná v nasledujúcej forme: FeS ₂ = FeS + S. Druhý spôsob získavania síry, ktorý sa často používa v priemysle, je spaľovanie síry síry za malého množstva kyslíka. V tomto prípade je možné získať uvažovaný nekov a vodu. Na uskutočnenie reakcie je potrebné zložky odobrať v molárnom pomere dva na jeden. V dôsledku toho získame konečné produkty v pomere dva až dva. Rovnica tejto chemickej reakcie môže byť napísaná nasledovne: 2H2S + 02 = 2S + 2H20. Okrem toho sa síra môže získať v rôznych metalurgických procesoch, napríklad pri výrobe kovov, ako je nikel, meď a iné.

Použitie v priemysle

Najširšia aplikácia nemetalového materiálu, ktorý uvažujeme, sa nachádza v chemickom priemysle. Ako už bolo uvedené vyššie, tu sa používa na získanie kyseliny sulfátovej. Okrem toho sa ako zložka na výrobu zápaliek používa síra, pretože ide o horľavý materiál. Je nevyhnutný pri výrobe výbušnín, střelného prachu, bengálskych svetiel atď. Okrem toho sa síra používa ako jedna zo zložiek kontroly škodcov. V medicíne sa používa ako zložka pri výrobe liekov na kožné ochorenia. Tá látka sa tiež používa pri výrobe rôznych farbív. Okrem toho sa používa pri výrobe fosforu.

Elektrická štruktúra síry

Ako je známe, všetky atómy pozostávajú z jadra, v ktorom sú umiestnené protóny - pozitívne nabité častice - a neutróny, tj častice s nulovým nábojom. Okolo jadra sa elektróny otáčajú, ktorých náboj je negatívny. Aby bol atóm neutrálny, jeho štruktúra mala mať rovnaký počet protónov a elektrónov. Ak je druhá väčšia, je to už negatívny iónový anión. Ak je naopak - počet protónov väčší ako počet elektrónov - je to pozitívny ión alebo katión. Sírový anión môže pôsobiť ako kyslý zvyšok. Je súčasťou molekúl látok, ako sú kyselina sulfidová (sulfid) a sulfidy kovov. Anion vzniká počas elektrolytickej disociácie, ku ktorej dochádza pri rozpustení látky vo vode. V tomto prípade sa molekula rozkladá na katión, ktorý môže byť reprezentovaný ako kovový ión alebo vodík, rovnako ako katión-ión zvyšku kyseliny alebo hydroxylovej skupiny (OH-). Pretože sériové číslo síry v periodickej tabuľke je šestnásť, možno usúdiť, že v jej jadre je presne také množstvo protónov. Vychádzajúc z toho môžeme povedať, že sa okolo nich pohybuje aj šestnásť elektrónov. Počet neutrónov možno určiť odpočítaním poradového čísla chemického prvku od molárnej hmotnosti: 32-16 = 16. Každý elektrón sa neotáča chaoticky, ale na určitej obežnej dráhe. Keďže síra je chemický prvok, ktorý patrí do tretieho obdobia periodickej tabuľky, okolo jadra sú tri dráhy. Na prvom z nich sa nachádzajú dva elektróny, druhý - osem, tretí - šesť. Elektronický vzorec atómu síry je napísaný nasledovne: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Prevalencia v prírode

Vo všeobecnosti sa predmetný chemický prvok nachádza v minerálnych látkach, ktorými sú sulfidy rôznych kovov. Po prvé, tento pyrit je železná soľ; Tiež to je olovo, striebro, medený lesk, zinková zmes, cinabán - sulfid ortuti. Okrem toho síra môže tiež vstúpiť do zloženia minerálov, ktorých štruktúra je reprezentovaná tromi alebo viacerými chemickými prvkami. Napríklad chalkopyrit, mirabilit, kieserit, sadra. Každý z nich môžete zvážiť podrobnejšie. Pyrit je sulfid ferrum alebo FeS ₂ . Má svetlo žltú farbu so zlatým leskom. Tento minerál sa často nachádza ako nečistota v lapis lazuli, ktorá sa široko používa na výrobu šperkov. Je to spôsobené tým, že tieto dva minerály majú často spoločný vklad. Medený lesk - chalcocit alebo chalkozín - je modrošedá látka, podobná kovu. Olovnatý lesk (galena) a strieborný lesk (argentite) majú podobné vlastnosti: oboje sa podobajú na vzhľad kovov, majú šedú farbu. Cinnabar je hnedo-červený matný minerál so šedými impregnáciami. Chalcopyrit, ktorého chemický vzorec CuFeS ₂ je zlatožltý, sa nazýva aj zlatá zmes. Zinková zmes (sfalit) môže mať farbu od oranžovej až po oranžovú. Mirabilit - Na ₂ SO ₄ x 10H ₂ O - priehľadné alebo biele kryštály. Tiež sa nazýva glaukerova soľ používaná v medicíne. Chemický vzorec kieseritu je MgS04 x H20. Vyzerá to ako biely alebo bezfarebný prášok. Chemický vzorec sadry je CaSO4 x2H2O. Okrem toho tento chemický prvok je súčasťou buniek živých organizmov a je dôležitým mikroelementom.