Chemické vlastnosti síry. Charakterizace a teplota varu síry

Síra je chemický prvek, který je v šesté a třetí periodě periodické tabulky. V tomto článku se budeme podrobněji zabývat jeho chemickými a fyzikálními vlastnostmi, získáním, použitím a podobně. Fyzická charakteristika zahrnuje takové vlastnosti jako barvu, úroveň elektrické vodivosti, bod varu síry atd. Chemikálie však popisuje její interakci s jinými látkami.

Síra z hlediska fyziky

Je to křehká látka. Za normálních podmínek zůstává v pevném agregátním stavu. Síra má citronově-žlutou barvu. A většina z nich má žluté odstíny. Neuvádí se ve vodě. Má nízkou tepelnou a elektrickou vodivost. Tyto charakteristiky ji charakterizují jako typické nekovové. I přes skutečnost, že chemické složení síry není vůbec komplikované, může tato látka mít několik variant. Vše závisí na struktuře krystalové mřížky, s níž jsou atomy spojené, netvoří molekuly.

Takže první možností je kosočtverečná síra. Je to nejstabilnější. Bod varu síry tohoto typu je čtyř set čtyřicet pět stupňů Celsia. Ale aby tato látka mohla projít do stavu plynného agregátu, musí nejdříve projít kapalinou. Takže tání síry probíhá při teplotě sto třináct stupňů Celsia.

Druhou možností je monoklinická síra. Je to jehlovitý krystal s tmavě žlutou barvou. Tavení síry prvního typu a jeho pomalé chlazení vede k tvorbě tohoto druhu. Tato odrůda má téměř stejné fyzikální vlastnosti. Například bod varu síry tohoto typu je stejný čtyř set čtyřicet pět stupňů. Navíc existuje řada této látky, jako je plast. Získává se tím, že se do studené vody nalít vroucí kosočtverec téměř do bodu varu. Teplota varu síry tohoto druhu je stejná. Ale látka má vlastnost protažení, jako kaučuk.

Další složkou fyzikálních vlastností, kterou bych chtěl říci, je teplota vznícení síry. Tento indikátor se může lišit v závislosti na typu materiálu a jeho původu. Například technická teplota vznícení síry je sto devadesát stupňů. To je poměrně nízká sazba. V jiných případech může mít bod vzplanutí síry dvě stě čtyřicet osm stupňů a dokonce dvě stě padesát šest. Vše závisí na tom, z jakého materiálu byl extrahován, jakou hustotu má. Ale můžeme konstatovat, že teplota spalování síry je poměrně nízká ve srovnání s jinými chemickými prvky, je to hořlavá látka. Navíc se síra může někdy kombinovat do molekul sestávajících z osmi, šesti, čtyř nebo dvou atomů. Nyní, po zkoumání síry z hlediska fyziky, pokračujeme k další části.

Chemická charakterizace síry

Tento prvek má poměrně nízkou hmotnost, je rovna třicet dva gramům na mol. Vlastnost prvku síry zahrnuje takový rys této látky jako schopnost mít jiný stupeň oxidace. To se liší například od vodíku nebo kyslíku. Vzhledem k otázce chemické charakteristiky prvku síry je nemožné nezmínit, že v závislosti na podmínkách vykazuje jak redukční, tak oxidační vlastnosti. Takže za účelem zohlednění interakce dané látky s různými chemickými sloučeninami.

Síra a jednoduché látky

Jednoduché látky jsou látky, které mají ve svém složení pouze jeden chemický prvek. Její atomy mohou být spojeny do molekul, jako například v případě kyslíku, nebo se nemusí kombinovat, jako tomu je u kovů. Síra tedy může reagovat s kovy, jinými nekovy a halogeny.

Interakce s kovy

K provedení tohoto druhu procesu je zapotřebí vysoká teplota. Za těchto podmínek dochází k adici reakce. To znamená, že atomy kovu se spojují s atomy síry a vytvářejí současně sulfidy. Například pokud zahříváte dva krtky draslíku a mícháte je s jedním molům síry, získáme jeden mol sulfidu daného kovu. Rovnici lze zapsat následujícím způsobem: 2K + S = K ₂ S.

Reakce s kyslíkem

Toto je spalování síry. Výsledkem tohoto procesu je jeho oxid. Ty mohou být dvou druhů. Spalování síry proto může probíhat ve dvou fázích. První je, když se jeden mol oxidu siřičitého tvoří z jednoho molu síry a jednoho molu kyslíku. Rovnici pro tuto chemickou reakci lze psát následovně: S + O ₂ = SO ₂ . Druhým stupněm je přidání ještě jednoho atomu kyslíku k dioxidu. K tomu dochází, pokud se jeden mol kyslíku přidá na dva mol oxidu siřičitého za vysokých teplot. Výsledkem je získání dvou molekul oxidu siřičitého. Rovnice této chemické interakce vypadá takto: 2SO ₂ + O ₂ = 2SO ₃ . Výsledkem této reakce je tvorba kyseliny sírové. Takže po provedení dvou popsaných způsobů je výsledný oxid křemičitý veden proudem vodní páry. A my dostáváme kyselinu sírovou. Rovnice pro tuto reakci je napsána následovně: SO ₃ + H ₂ O = H ₂ SO ₄ .

Interakce s halogeny

Chemické vlastnosti síry, stejně jako jiné nekovy, jí umožňují reagovat s touto skupinou látek. Zahrnuje sloučeniny jako je fluor, brom, chlor, jod. Síra reaguje s některým z nich, s výjimkou druhého. Jako příklad můžeme uvést fluoridační proces prvku tabulky Mendeleyev. Zahříváním uvedeného nekovu halogenem lze získat dvě varianty fluoridu. První případ: pokud vezmeme jeden mol síry a tři molů fluoru, získáme jeden mol fluoridu, jehož vzorec je SF ₆ . Rovnice je následující: S + 3F ₂ = SF ₆ . Kromě toho existuje druhá možnost: pokud vezmeme jeden mol síry a dva moly fluoru, získáme jeden mol fluoridu chemickým vzorkem SF ₄ . Rovnici lze zapsat následujícím způsobem: S + 2F ₂ = SF ₄ . Jak vidíte, to vše závisí na poměru, ve kterém se mají komponenty mísit. Stejným způsobem je možné provádět proces chlorace síry (mohou se také vytvořit dvě různé látky) nebo bromace.

Interakce s jinými jednoduchými látkami

Tímto se charakteristika prvku síry nekončí. Látka může také chemicky reagovat s vodíkem, fosforem a uhlíkem. Vzhledem k interakci s vodíkem vzniká kyselina sulfidová. V důsledku reakce s kovy je možné získat jejich sulfidy, které se naopak také získávají přímo interakcí síry se stejným kovem. Přidání atomů vodíku k atomům síry probíhá pouze za velmi vysokých teplot. Při reakci síry s fosforem se tvoří její fosfid. Má tento vzorec: P ₂ S _3. K získání jednoho mólu této látky je nutné vzít dva moly fosforu a tři moly síry. Při interakci síry s uhlíkem se vytváří karbid nekovového materiálu. Jeho chemický vzorec vypadá takto: CS ₂ . Abyste získali jeden mol této látky, musíte vzít jeden mol uhlíku a dva krtky síry. Všechny výše popsané adiční reakce se vyskytují pouze tehdy, když se reakční činidla zahřívají na vysoké teploty. Zvažovali jsme interakci síry s jednoduchými látkami, nyní pokračujeme k dalšímu bodu.

Síra a složité sloučeniny

Komplex se nazývá látky, jejichž molekuly se skládají ze dvou (nebo více) různých prvků. Chemické vlastnosti síry umožňují reakci se sloučeninami, jako jsou alkálie, stejně jako s koncentrovanou sulfátovou kyselinou. Jeho reakce s těmito látkami jsou poněkud zvláštní. Za prvé, uvažujme, co se stane při smíchání dotyčných nekovů s alkalickými látkami. Například pokud vezmeme šest molů hydroxidu draselného a přidáme k němu tři molové síry, získáme dva molům sulfidu draselného, jeden mol sulfitu kovu a tři moly vody. Tento druh reakce lze vyjádřit následující rovnicí: 6KOH + 3S = 2K2S + K2SO3 + 3H2O. Podle stejného principu dochází k interakci, pokud se přidá hydroxid sodný. Dále zvážit chování síry při přidání koncentrovaného roztoku kyseliny sírové. Pokud vezmeme jeden mol prvního a dvou molů druhé látky, získáme následující produkty: oxid sírový v množství tří molů a také vodu - dva mol. Tato chemická reakce může být provedena pouze zahříváním činidel na vysokou teplotu.

Příprava nekovového materiálu

Existuje několik základních způsobů, kterými můžete extrahovat síru z různých látek. První metodou je jeho izolace od pyritu. Chemický vzorec posledně jmenovaného je FeS ₂ . Když se tato látka zahřeje na vysokou teplotu bez přístupu kyslíku, lze získat jiný sulfid železa, FeS a síru. Reakční rovnice je napsána v následující formě: FeS ₂ = FeS + S. Druhý způsob získání síry, který se často používá v průmyslu, je spalování síry síry za malého množství kyslíku. V tomto případě je možné získat zvážený nekov a vodu. Pro provedení reakce je nutné, aby složky byly převzaty v molárním poměru 2: 1. V důsledku toho získáme konečné produkty v poměru dva až dva. Rovnice této chemické reakce může být zapsána následovně: 2H ₂ S + O ₂ = 2S + 2H ₂ O. Síra může být navíc dosažena v různých metalurgických procesech, například při výrobě kovů, jako je nikl, měď a další.

Použití v průmyslu

Nejrozsáhlejší využití nekovových materiálů, které uvažujeme, se nachází v chemickém průmyslu. Jak již bylo uvedeno výše, zde se používá k získání kyseliny sírové. Síra se navíc používá jako součást pro výrobu zápalek, protože je to hořlavý materiál. Je nepostradatelný při výrobě výbušnin, střelného prachu, bengálských světel atd. Síra se navíc používá jako jedna ze složek kontroly škůdců. V medicíně se používá jako součást při výrobě léků na kožní onemocnění. Dotčená látka se také používá při výrobě různých barviv. Kromě toho se používá při výrobě fosforu.

Elektronická struktura síry

Jak je známo, všechny atomy se skládají z jádra, ve kterém jsou umístěny protony - kladně nabité částice - a neutrony, tj. Částice, které mají nulový náboj. Kolem jádra se elektrony otáčejí, jejichž náboj je záporný. Aby atom byl neutrální, jeho struktura by měla mít stejný počet protonů a elektronů. Pokud je druhá větší, je to již negativní iontový anion. Pokud je naopak - počet protonů větší než počet elektronů - je to pozitivní ion nebo kation. Síranový anion může působit jako zbytek kyseliny. Je součástí molekul látek, jako je kyselina sulfidová (sulfid) a sulfidy kovů. Anion vzniká během elektrolytické disociace, k níž dochází, když je látka rozpuštěna ve vodě. V tomto případě se molekula rozkládá na kation, který může být reprezentován jako kovový ion nebo vodík, stejně jako kationt iontového zbytku kyseliny nebo hydroxylové skupiny (OH-). Vzhledem k tomu, že pořadové číslo síry v periodické tabulce je šestnáct, lze usoudit, že v jádru existuje přesně takové množství protonů. Vycházíme z toho, že tam je také šestnáct elektronů rotujících kolem. Počet neutronů lze určit odečtením pořadového čísla chemického prvku z molární hmotnosti: 32-16 = 16. Každý elektron se otáčí ne chaoticky, ale na určité dráze. Protože síra je chemický prvek, který patří do třetího období periodické tabulky, existují tři dráhy kolem jádra. Na prvním z nich se nacházejí dva elektrony, druhý - osm, třetí - šest. Elektronický vzorec atomu síry je napsán následovně: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Prevalence v přírodě

Obecně se dotyčný chemický prvek nachází v minerálech, které jsou sulfidy různých kovů. Především je tento pyrit solí železa; Také to je olovo, stříbro, měděný lesk, směs zinku, cinnabar - sulfid rtuťnatý. Kromě toho síra může také vstoupit do složení minerálů, jejichž struktura je reprezentována třemi nebo více chemickými prvky. Například chalcopyrit, mirabilit, kieserit, sádra. Každou z nich můžete posoudit podrobněji. Pyrit je sulfid železitý nebo FeS ₂ . Má světle žlutou barvu se zlatým leskem. Tento minerál se často vyskytuje jako nečistota v lapis lazuli, která se široce používá k výrobě šperků. To je způsobeno skutečností, že tyto dva minerály mají často společný vklad. Měděný lesk - chalcocit nebo chalkozin - je modravě šedá látka, podobná kovu. Olovnatý lesk (galena) a stříbrný lesk (argentite) mají podobné vlastnosti: oba připomínají kovy ve vzhledu, mají šedou barvu. Cinnabar je hnědočervený matný minerál se šedými impregnacemi. Chalcopyrite, jehož chemický vzorec CuFeS ₂ je zlatožlutý, se nazývá také zlatá směs. Zinkovou směs (sfalerit) může mít barvu od oranžové až po oranžovou. Mirabilite - Na ₂ SO ₄ x 10H ₂ O - průhledné nebo bílé krystaly. To je také nazýváno glauberova sůl, používaná v medicíně. Chemický vzorec kieseritu je MgSO ₄ x H ₂ O. Vypadá jako bílý nebo bezbarvý prášek. Chemický vzorec sádry je CaSO ₄ x ₂ H ₂ O. Kromě toho je tento chemický prvek částí buněk živých organismů a je důležitým mikroelementem.