Žveplo je kemični element, ki je v šesti skupini in tretji period periodnega sistema. V tem članku si bomo podrobno ogledali njegove kemične in fizikalne lastnosti, proizvodnjo, uporabo itd. Fizikalna značilnost vključuje lastnosti, kot so barva, nivo električne prevodnosti, žveplovo vrelišče itd. Kemična opisuje njeno interakcijo z drugimi snovmi.
Žveplo v smislu fizike
To je krhka snov. V normalnih pogojih je v trdnem agregacijskem stanju. Žveplo ima limonasto rumeno barvo.
In večinoma imajo vse njegove spojine rumene odtenke. Ne raztopi se v vodi. Ima nizko toplotno in električno prevodnost. Te lastnosti ga označujejo kot tipično nekovino. Kljub temu, da kemična sestava žvepla sploh ni zapletena, ima lahko ta snov več različic. Vse je odvisno od strukture kristalne mreže, s pomočjo katere so atomi povezani, vendar ne tvorijo molekul.
Torej, prva možnost je rombično žveplo. Slučajno jenajbolj stabilen. Vrelišče te vrste žvepla je štiristo petinštirideset stopinj Celzija. Da pa določena snov preide v plinasto agregacijsko stanje, mora najprej preiti skozi tekoče stanje. Torej, taljenje žvepla poteka pri temperaturi, ki je sto trinajst stopinj Celzija.
Druga možnost je monoklinično žveplo. Gre za kristale v obliki igle s temno rumeno barvo. Taljenje žvepla prve vrste in nato njegovo počasno ohlajanje vodi do nastanka te vrste. Ta sorta ima skoraj enake fizične lastnosti. Na primer, vrelišče žvepla te vrste je še vedno enakih štiristo petinštirideset stopinj. Poleg tega obstaja taka raznolikost te snovi, kot je plastika. Pridobivamo ga tako, da vlijemo v hladno vodo, segreto skoraj do rombičnega vrenja. Vrelišče žvepla te vrste je enako. Toda snov se lahko raztegne kot guma.
Druga komponenta fizične lastnosti, o kateri bi rad govoril, je temperatura vžiga žvepla.
Ta številka se lahko razlikuje glede na vrsto materiala in njegov izvor. Na primer, temperatura vžiga tehničnega žvepla je sto devetdeset stopinj. To je precej nizka številka. V drugih primerih je plamenišče žvepla lahko dvesto oseminštirideset stopinj in celo dvesto šestinpetdeset. Vse je odvisno od tega, iz kakšnega materiala je bil izkopan, kakšno gostoto ima. Lahko pa se zaključida je temperatura zgorevanja žvepla precej nizka, v primerjavi z drugimi kemičnimi elementi je vnetljiva snov. Poleg tega se včasih žveplo lahko združi v molekule, sestavljene iz osmih, šestih, štirih ali dveh atomov. Zdaj, ko smo obravnavali žveplo z vidika fizike, pojdimo na naslednji razdelek.
Kemijska karakterizacija žvepla
Ta element ima relativno nizko atomsko maso, znaša dvaintrideset gramov na mol. Značilnost žveplovega elementa vključuje tako lastnost te snovi, kot je sposobnost različnih stopenj oksidacije. V tem se razlikuje od recimo vodika ali kisika. Glede na vprašanje, kakšna je kemična lastnost žveplovega elementa, je nemogoče ne omeniti, da ima glede na pogoje tako redukcijske kot oksidacijske lastnosti. Torej, po vrstnem redu, razmislite o interakciji dane snovi z različnimi kemičnimi spojinami.
Žveplo in preproste snovi
Enostavne so snovi, ki imajo v svoji sestavi samo en kemični element. Njegovi atomi se lahko združijo v molekule, kot na primer v primeru kisika, ali pa se ne združijo, kot je to pri kovinah. Torej lahko žveplo reagira s kovinami, drugimi nekovinami in halogeni.
Interakcija s kovinami
Ta vrsta postopka zahteva visoko temperaturo. Pod temi pogoji pride do adicijska reakcija. To pomeni, da se kovinski atomi združujejo z atomi žvepla in tako tvorijo kompleksne snovi sulfide. Na primer, če segrejetedva mola kalija, pomešana z enim molom žvepla, dobimo en mol sulfida te kovine. Enačbo lahko zapišemo na naslednji način: 2K + S=K2S.
reakcija s kisikom
To je kurjenje žvepla. Kot rezultat tega procesa nastane njegov oksid. Slednji je lahko dveh vrst. Zato lahko zgorevanje žvepla poteka v dveh stopnjah. Prvi je, ko en mol žvepla in en mol kisika tvorita en mol žveplovega dioksida. Enačbo te kemijske reakcije lahko zapišete na naslednji način: S + O2=SO2. Druga stopnja je dodajanje še enega atoma kisika dioksidu. To se zgodi, ko se en mol kisika doda dvema moloma žveplovega dioksida pri visokih temperaturah. Rezultat sta dva mola žveplovega trioksida. Enačba za to kemično interakcijo je videti takole: 2SO2 + O2=2SO3. Kot rezultat te reakcije nastane žveplova kislina. Tako je z izvajanjem obeh opisanih postopkov mogoče prepustiti nastali trioksid skozi curek vodne pare. In dobimo sulfatno kislino. Enačba za takšno reakcijo je zapisana na naslednji način: SO3 + H2O=H2 SO 4.
Interakcija s halogeni
Kemične lastnosti žvepla, tako kot drugih nekovin, omogočajo, da reagira s to skupino snovi. Vključuje spojine, kot so fluor, brom, klor, jod. Žveplo reagira s katerim koli od njih, razen z zadnjim. Primer je postopek fluoriranja obravnavaneganam je element periodnega sistema. S segrevanjem omenjene nekovine s halogenom lahko dobimo dve različici fluorida. Prvi primer: če vzamemo en mol žvepla in tri mole fluora, dobimo en mol fluorida, katerega formula je SF6. Enačba izgleda takole: S + 3F2=SF6. Poleg tega obstaja še druga možnost: če vzamemo en mol žvepla in dva mola fluora, dobimo en mol fluorida s kemijsko formulo SF4. Enačba je zapisana na naslednji način: S + 2F2=SF4. Kot lahko vidite, je vse odvisno od razmerij, v katerih so sestavine mešane. Povsem na enak način je mogoče izvesti postopek kloriranja žvepla (nastaneta lahko tudi dve različni snovi) ali bromiranja.
Interakcija z drugimi preprostimi snovmi
Opis žveplovega elementa se s tem ne konča. Snov lahko vstopi tudi v kemično reakcijo z vodikom, fosforjem in ogljikom. Zaradi interakcije z vodikom nastane sulfidna kislina. Kot rezultat njegove reakcije s kovinami se lahko pridobijo njihovi sulfidi, ki pa se pridobijo tudi z neposredno reakcijo žvepla z isto kovino. Dodajanje vodikovih atomov žveplovim atomom se pojavi le v pogojih zelo visoke temperature. Ko žveplo reagira s fosforjem, nastane njegov fosfid. Ima naslednjo formulo: P2S3. Da bi dobili en mol te snovi, morate vzeti dva mola fosforja in trije mole žvepla. Ko žveplo sodeluje z ogljikom, nastane karbid obravnavane nekovine. Njegova kemična formula izgleda takole: CS2. Da bi dobili en mol te snovi, morate vzeti en mol ogljika in dva mola žvepla. Vse zgoraj opisane adicijske reakcije se pojavijo le, če se reaktanti segrejejo na visoke temperature. Razmišljali smo o interakciji žvepla s preprostimi snovmi, zdaj pa pojdimo na naslednji odstavek.
Žveplo in kompleksne spojine
Kompleksne so tiste snovi, katerih molekule so sestavljene iz dveh (ali več) različnih elementov. Kemične lastnosti žvepla omogočajo, da reagira s spojinami, kot so alkalije, pa tudi koncentrirana sulfatna kislina. Njegove reakcije s temi snovmi so precej nenavadne. Najprej razmislite, kaj se zgodi, ko se zadevna nekovina pomeša z alkalijo. Na primer, če vzamete šest molov kalijevega hidroksida in jim dodate tri mole žvepla, dobite dva mola kalijevega sulfida, en mol tega kovinskega sulfita in tri mole vode. To vrsto reakcije je mogoče izraziti z naslednjo enačbo: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 O. Po istem principu pride do interakcije, če dodamo natrijev hidroksid. Nato razmislite o obnašanju žvepla, ko mu dodamo koncentrirano raztopino sulfatne kisline. Če vzamemo en mol prve in dva mola druge snovi, dobimo naslednje produkte: žveplov trioksid v količini treh molov in tudi vodo - dva mola. Ta kemična reakcija lahko poteka samo, če se reaktanti segrejejo na visoko temperaturo.
Pridobivanje zadevnega predmetanekovinska
Obstaja več osnovnih načinov za pridobivanje žvepla iz različnih snovi. Prva metoda je izolacija iz pirita. Kemična formula slednjega je FeS2. Ko se ta snov segreje na visoko temperaturo brez dostopa kisika, lahko dobimo še en železov sulfid - FeS - in žveplo. Reakcijska enačba je zapisana takole: FeS2=FeS + S. Druga metoda pridobivanja žvepla, ki se pogosto uporablja v industriji, je zgorevanje žveplovega sulfida pod pogojem majhna količina kisika. V tem primeru lahko dobite obravnavano nekovino in vodo. Za izvedbo reakcije morate vzeti komponente v molskem razmerju dva proti ena. Kot rezultat dobimo končne izdelke v razmerju dva proti dva. Enačbo za to kemično reakcijo lahko zapišemo takole: O. Poleg tega je žveplo mogoče pridobiti med različnimi metalurškimi procesi, na primer pri proizvodnji kovin, kot so nikelj, baker in druge.
Industrijska uporaba
Nekovina, o kateri razmišljamo, je našla najširšo uporabo v kemični industriji. Kot je navedeno zgoraj, se tukaj uporablja za pridobivanje sulfatne kisline iz nje. Poleg tega se žveplo uporablja kot sestavina za izdelavo vžigalic, ker je vnetljiv material. Nepogrešljiv je tudi pri proizvodnji razstreliva, smodnika, bleščic itd. Poleg tega se žveplo uporablja kot ena od sestavin v izdelkih za zatiranje škodljivcev. ATmedicine, se uporablja kot sestavina pri izdelavi zdravil za kožne bolezni. Zadevna snov se uporablja tudi pri proizvodnji različnih barvil. Poleg tega se uporablja pri proizvodnji fosforja.
Elektronska struktura žvepla
Kot veste, so vsi atomi sestavljeni iz jedra, ki vsebuje protone – pozitivno nabite delce – in nevtrone, torej delce z nič nabojem. Elektroni se vrtijo okoli jedra z negativnim nabojem. Da je atom nevtralen, mora imeti v svoji strukturi enako število protonov in elektronov. Če je slednjih več, je to že negativni ion – anion. Če je, nasprotno, število protonov večje od števila elektronov, je to pozitiven ion ali kation. Žveplov anion lahko deluje kot kislinski ostanek. Je del molekul snovi, kot so sulfidna kislina (vodikov sulfid) in kovinski sulfidi. Anion nastane med elektrolitsko disociacijo, ki nastane, ko se snov raztopi v vodi. V tem primeru se molekula razpade na kation, ki ga lahko predstavimo kot kovinski ali vodikov ion, pa tudi na kation – ion kislega ostanka ali hidroksilne skupine (OH-).
Ker je redna številka žvepla v periodnem sistemu šestnajst, lahko sklepamo, da je to število protonov v njegovem jedru. Na podlagi tega lahko rečemo, da se okrog vrti tudi šestnajst elektronov. Število nevtronov lahko ugotovimo tako, da od molske mase odštejemo zaporedno številko kemičnega elementa: 32- 16=16. Vsak elektron se ne vrti naključno, ampak v določeni orbiti. Ker je žveplo kemični element, ki spada v tretjo obdobje periodnega sistema, so okrog jedra tri krožnice. Prvi ima dva elektrona, drugi osem, tretji pa šest. Elektronska formula žveplovega atoma je zapisana na naslednji način: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Prevalenca v naravi
V osnovi se obravnavani kemični element nahaja v sestavi mineralov, ki so sulfidi različnih kovin. Najprej je to pirit - železova sol; je tudi svinec, srebro, bakrov lesk, cinkova mešanica, cinobar - živosrebrov sulfid. Poleg tega je žveplo lahko tudi del mineralov, katerih strukturo predstavljajo trije ali več kemičnih elementov.
Na primer, halkopirit, mirabilit, kieserit, mavec. Vsako od njih lahko podrobneje razmislite. Pirit je železov sulfid ali FeS2. Ima svetlo rumeno barvo z zlatim sijajem. Ta mineral lahko pogosto najdemo kot nečistočo v lapis lazuli, ki se pogosto uporablja za izdelavo nakita. To je posledica dejstva, da imata ta dva minerala pogosto skupno nahajališče. Bakreni sijaj - halkocit ali halkozin - je modrikasto siva snov, podobna kovini. Svinčeni lesk (galena) in srebrni lesk (argentit) imata podobne lastnosti: oba sta videti kot kovine in imata sivo barvo. Cinobar je rjavkasto rdeč, dolgočasen mineral s sivimi lisami. Halkopirit, kemikalijakaterega formula je CuFeS2, - zlato rumena, imenujemo jo tudi zlata mešanica. Cinkova mešanica (sfalerit) ima lahko barvo od jantarne do ognjeno oranžne. Mirabilite - Na2SO4x10H2O - prozorni ali beli kristali. Imenuje se tudi glauberjeva sol, ki se uporablja v medicini. Kemična formula kieserita je MgSO4xH2O. Videti je kot bel ali brezbarven prah. Kemična formula mavca je CaSO4x2H2O. Poleg tega je ta kemični element del celic živih organizmov in je pomemben element v sledovih.
