Једињења сумпора: својства и примери
Шеста група периодичног система Д.И. Менделејев, подгрупа кисеоника, укључује неколико елемената који се називају халцогени. Они укључују сумпор. Уобичајена је у живој и неживој природи и налази се у слободној држави, као иу комплексним неорганским и органским супстанцама. У нашем чланку ћемо проучити сумпорна једињења и дати примере њихове употребе у индустрији.
Ширење сумпора у природи
Елемент је око 0,05 масе земљине коре. Једноставна супстанца у облику природног сумпора ископава се на Криму, у региону Волге, у државама централне Азије, као иу Италији и Сједињеним Државама. Као део ових једињења, елемент се налази у стенама и минералима: у гвожђевим пиритима, цинабаритима, оловним сјајима и цинк блендама. Као макроћелије, молекули сумпора су део протеина биљака, животиња и људи. У малим количинама, једињења сумпора се могу наћи у течним природним угљоводоницима, као што је уље.
Карактеристике структуре атома
Хемијски симбол елемента је С, налази се у трећем периоду. Сумпор је неметални, то јест, то је п-елемент. На последњем енергетском нивоу његовог атома је шест електрона. Они формирају два електронска пара, а још две негативно набијене честице остају неспарене. Ово стање атома је неистражено. На пример, хемијско једињење сумпора - водоник сулфид Х 2 С, садржи честицу С, која има стање оксидације -2. Код других супстанци, као што је сумпор диоксид СО2, степен оксидације елемента је +4. У узбуђеном стању атома, свих шест електрона постају валенца. На пример, у сумпорна киселина Х2С04 сумпор ће имати оксидационо стање од +6.
Физичке карактеристике
Жута чврста материја, која се лако мрви механичким ударцем, није навлажена водом - то је сумпор. Четири његова перзистентна изотопа су пронађена у природи. Може се растворити у анилину, угљиков дисулфид, слабо проводи електричну струју и топлину. Размотримо алотропна једињења сумпора. Хемија следећих типова: ромбична, пластична и моноклинска. Први је представљен кристалима у облику октаедра, карактеристичан је за природну супстанцу. Тачка топљења је 113 °, густина је 2,07 г / цм3. Да бисте добили део моноклиничног сумпора, морате растопити супстанцу, а затим је полако охладити. Кристали се формирају у облику иглица, тамно жуте боје, задржавајући своја својства (тачка топљења 119⁰, густина - 1.96 г / цм 3 ) само на температури изнад 96 °.
Ако се супстанца охлади, она прелази у ромбичну модификацију. Постоји још један облик - аморфни, браон, пластични сумпор. Екстерно, врло је сличан гуми, може узети било који облик, па чак и растезати у облику нити. Супстанца се добија прскањем растопљеног сумпора у хладну воду. Дуго је на зраку, стврдњава и губи пластичност, постаје ромбичан облик. Сумпор карактерише не само чврста или течна фаза, већ и гасовито стање. Дакле, на температури од 444,6 ° Ц, прокључа и претвара се у тамно браон пару. Када се оштро охлади, појављује се сумпорна боја - прах који се састоји од љускастих, малих сумпорних кристала.
Молекуларна структура
Чврсти ромбични сумпор има молекуле који се састоје од осам атома. Они су међусобно повезани ковалентним неполарним везама, формирајући прстенасту структуру, која се уништава током грејног периода. Супстанца ће имати облик остатака ланаца са честицама С, а полимерна структура се формира са својствима гуме. Паре сумпора се могу сматрати системом у којем су инсталиране. хемијска равнотежа између молекула који садрже различите количине атома сумпора: два, четири, шест или осам. Постојање различитих физичких облика сумпора може се објаснити структуром његових молекула.
Спојеви сумпора са кисеоником
Формула оксида хемијског елемента С зависи од тога шта оксидационо стање има атом сумпора у себи. На пример, СО2 је сумпор диоксид, који показује степен оксидације од +4. Ова гасовита супстанца је безбојна и има загушљиви мирис. Већ на -10 ° Ц прелази у течну фазу. У хемијским процесима понаша се као редукциони агенс. Сумпор диоксид се добија на неколико начина, на пример, сагоревањем сумпора:
С + О2 → СО2 + К
Сумпор диоксид може се такође произвести у реакцији бакра са концентрованом сулфатном киселином када се загрева:
Цу + 2Х2С04 = ЦуС04 + СО2 + 2Х2О
Индустријски процес за производњу сумпор диоксида је спаљивање пирита или других минерала који садрже сумпор, као што су оловни сјај или цинк бленде. Ово једињење се користи као главна сировина у производњи сулфатне киселине.
Сулфур триокиде
Настављајући са разматрањем једињења кисеоника сумпора, фокусираћемо се на сумпорни анхидрид. То је течност без боје, на температури испод + 17⁰ претвара се у чврсте кристале. Показује јака хигроскопна својства, и апсорбује паре воде, претвара се у сумпорну киселину:
СО3 + Х20 → Х2СО4
Сумпорни анхидрид се складишти у херметички затвореним контејнерима, обично у запечаћеним боцама. Супстанца има својства ацид окиде и представља међупроизвод у производњи сулфата.
Соли сумпороводика и сулфидне киселине
Састав компоненти вулканских гасова и минералних извора често укључује молекуле Х 2 С. Водонично сумпорно једињење - сумпороводик - гас са мирисом покварених јаја, отровних, добро растворљивих у води. То је производ распада протеина присутних у биљним и животињским организмима. Гас се добија у лабораторији под поклопцем водоника и сумпора, загревајући мешавину почетних реагенса. Уобичајенији начин добијања водоник-сулфида у лабораторији је дејство разблаженог хлорида или сулфатне киселине на сулфид гвожђа.
У технологији производње, уз формирање сумпороводика, потребно је поштовати сигурносне прописе. Концентрација гаса у радионици или другој просторији не би требало да прелази 0,01 на 1 л ваздуха, јер супстанца уништава, пре свега, људски нервни систем. Раствор водоник-сулфида у води се зове сулфидна киселина, слаб је електролит и формира два типа соли: сулфиде и хидросулфиде. Једињења сумпора, која садрже атоме алкалног метала и земноалкалних метала, као и скоро све соли киселина, добро се растварају у води. Да би се одредило присуство слободних С2 јона у раствору, врши се квалитативна реакција растворљивих соли које садрже ионе олова. Преципитација црног оловног сулфида указује да је испитивана супстанца сулфидна киселина или њена сол.
Сулфиди се добијају пропуштањем Х2С кроз сулфатни раствор одговарајућег метала. Већина средњих соли има карактеристичну боју: на пример, манганов сулфид је ружичаст, соли олова или бакра су црне, а кадмијум сулфид је жута. Ова особина се користи у аналитичкој хемији за анализу катиона.
Сулфатна киселина
Шта је најважније сумпорно једињење у хемији? Наравно, ово је сулфатна киселина. То је тонажни хемијски производ и тражен је у већини подручја људске активности. Сумпорна киселина се користи у пречишћавању нафтних деривата, у производњи минералних ђубрива, пластике, бојила, лекова, као иу пољопривреди. Технологија за производњу Х2С04 састоји се од три фазе: производња сумпорног диоксида сагоревањем пирита, оксидација до сумпорног анхидрида, његова апсорпција концентрованом сумпорном киселином и формирање олеума. Разблажује се водом и добија се сулфатна киселина одређене концентрације. Чувајте га у посебним челичним резервоарима који се могу транспортовати до места будуће употребе.