Žveplo je element periodičnega sistema D. I. Mendelejeva, njegovo atomsko število je šestnajst. Ima nekovinske lastnosti. Označeno z latinsko črko S. Ime ima verjetno indoevropski koren - "goreti."
Zgodovinska perspektiva
Kdaj so odkrili žveplo in začeli njegovo pridobivanje, ni jasno. Znano je le, da so stari ljudje vedeli za to že dolgo pred našo dobo. Zgodnji duhovniki so ga uporabljali v svojih kultnih obredih, vključili v mešanice zaplinjevanja. Mineralno žveplo je bilo pripisano izdelku, ki so ga proizvajali bogovi, ki so večinoma živeli v podzemlju.
Dolgo časa so ga, kot dokazujejo zgodovinski dokumenti, uporabljali kot sestavni element gorljivih mešanic, ki so se uporabljale v vojaške namene. Homer tudi ni prezrl mineralnega žvepla. V enem od svojih del je opisal "izhlapevanja", ki so pri sežiganju škodljivo vplivala na človeka.
Zgodovinarji domnevajo, da je bilo žveplo sestavni element v tako imenovanem "grškem ognju", ki je vzbujal strah v sovražnike.
V osmem stoletju na Kitajskem so ga uporabljali za izdelavo pirotehničnihmešanice, vključno z gorljivimi snovmi, podobnimi smodniku.
V srednjem veku je bil eden od treh glavnih elementov alkimistov. V svojih raziskavah so aktivno uporabljali mineral samorodno žveplo. Pogosto je to privedlo do dejstva, da so bili poskusi z njo enačeni s čarovništvom, kar pa je povzročilo preganjanje starodavnih kemikov in njihovih privržencev s strani inkvizicije. Od tistih časov, iz srednjega veka in renesanse, so začeli vonj gorečega žvepla, njihovih plinov povezovati z dejanji zlih duhov in hudičevimi manifestacijami.
Lastnosti
Samorodno mineralno žveplo ima molekularno mrežo, ki je drugi podobni elementi nimajo. To vodi v dejstvo, da ima nizko trdoto, ni cepitve, je precej krhek material. Specifična teža žvepla je 2,7 grama na kubični centimeter. Mineral ima slabo električno in toplotno prevodnost ter nizko tališče. Prosto se vname, ko je izpostavljen odprtemu ognju, tudi iz vžigalice, barva plamena je modra. Dobro se vžge pri temperaturi okoli 248 stopinj Celzija. Pri gorenju oddaja žveplov dioksid, ki ima oster, zadušljiv vonj.
Opisi žveplovega minerala so različni. Ima odtenke svetlo rumene, slamnate, medene, zelenkaste. V žvepu, ki ima v svoji strukturi organske snovi, je rjava, siva ali črna barva. Na fotografiji mineral žvepla v trdni, čisti kristalni obliki vedno pritegne pogled in zlahkaprepoznaven.
Vulkansko žveplo je svetlo rumeno, zelenkasto, oranžno. V naravi ga najdemo v obliki različnih množic, gostih, zemeljskih, praškastih. V naravi so tudi kristalni zaraščeni žveplovi kristali, vendar precej redko.
Žveplo v naravi
Naravno žveplo v čistem stanju je redko. Toda v zemeljski skorji so njegove zaloge zelo pomembne. To so predvsem rude, kjer so plasti žvepla prisotne v velikih količinah.
Znanost se do zdaj še ni odločila o vzroku za nastanek nahajališč žvepla. Nekatere različice se med seboj izključujejo. Ob upoštevanju dejstva, da ima žveplo visoko kemično aktivnost, se domneva, da je bilo med nastajanjem površine zemeljske skorje večkrat vezano in sproščeno. Kako so se te reakcije nadaljevale, ni zagotovo ugotovljeno.
Po eni od različic se domneva, da je žveplo posledica izpiranja sulfatov, ki so postali odpadni produkti posameznih bakterij. Slednji uporabljajo mineralne spojine kot hrano.
Raziskovalci razmišljajo o različnih različicah procesov nadomeščanja žvepla v zemeljski skorji, ki vodijo do njegovega sproščanja in kopičenja. Vendar še ni mogoče nedvoumno razumeti narave pojava.
Fizikalne in kemijske lastnosti žvepla
Prve znanstvene raziskave so bile izvedene šele v XVIII stoletju. Temeljito študijo lastnosti žveplovega minerala je opravil francoski znanstvenik Antoine Lavoisier. Tako je ugotovil, da kristalizira iz taline, sprva je dobil igličasto oblikovrste. Vendar ta oblika ni stabilna. Ko se temperatura zniža, žveplo rekristalizira in tvori volumetrične prosojne formacije limonasto rumene ali zlate barve.
Naloge, rudarjenje žvepla
Glavni vir pridobivanja žveplovih mineralov so nahajališča. Po izračunih geologov izhaja, da so njegove svetovne zaloge približno 1,4 milijarde ton.
Starodavni ljudje, pa tudi srednjeveški rudarji, so kopali žveplo z izkopavanjem velike glinene posode do globine. Nanjo je bila postavljena druga, v kateri je bila na dnu luknja. Zgornja posoda je bila napolnjena s kamnino, ki je vsebovala žveplo. Ta struktura je bila ogrevana. Žveplo se je začelo topiti in teči v spodnjo posodo.
Trenutno se rudarjenje izvaja z odprtim kopanjem, pa tudi z uporabo metod taljenja iz podzemlja.
Velika nahajališča žvepla na ozemlju Evrazije so v Turkmenistanu, na območju Volge in drugih krajih. Na levem bregu reke Volge, ki se razteza od Samare do Kazana, so bila odkrita pomembna nahajališča v Rusiji.
Pri razvoju žveplovega minerala je posebna pozornost namenjena varnosti. To je posledica dejstva, da rudo vedno spremlja kopičenje vodikovega sulfida, ki je zelo škodljiv za dihanje. Mineral se sam vžge in tvori eksplozivne spojine.
Najpogostejša metoda rudarjenja je odprta. Hkrati se z rudarsko opremo odstrani zgornji del kamnin. Eksplozivna dela se izvajajo z drobljenjem rudnega dela. Potemfrakcije se pošljejo v podjetje za proces obogatitve in nato v talilnice za pridobitev čistega žvepla.
Če mineral leži globoko in je njegova količina velika, se za ekstrakcijo uporablja metoda Frasch.
Konec leta 1890 je inženir Frasch predlagal, da se žveplo stopi pod zemljo in ga po pretvorbi v tekoče stanje izčrpa. Ta proces je primerljiv s proizvodnjo olja. Glede na precej nizko tališče žvepla je bila inženirjeva ideja uspešno preizkušena in na ta način se je začelo industrijsko pridobivanje tega minerala.
V drugi polovici 20. stoletja se je začela aktivno uporabljati metoda rudarjenja z uporabo visokofrekvenčnih tokov. Njihov vpliv vodi tudi do taljenja žvepla. Naknadno vbrizgavanje stisnjenega vročega zraka omogoča pospešitev njegovega dviga v tekočem stanju na površje.
Žveplo se nahaja v velikih količinah v zemeljskih plinih. Za njegovo ekstrakcijo je primerna Clausova metoda. Uporabljajo se posebne žveplove jame, v katerih se izvaja razplinjevanje. Rezultat je trden modificiran izdelek z visoko vsebnostjo žvepla.
Prijava
Približno polovica vsega proizvedenega žvepla gre za proizvodnjo žveplove kisline. Ta mineral je potreben tudi za proizvodnjo gume, zdravil, kot fungicidov v kmetijstvu. Mineral je bil uporabljen tudi kot strukturni element v priljubljenem žveplovem asf altu in nadomestek za portlandski cement - žveplo beton. Aktivno se uporablja pri izdelavi različnihpirotehničnih sestavkov, pri izdelavi vžigalic.
biološka vloga
Žveplo je pomemben biogeni element. Je del velikega števila aminokislin. Sestavni element pri tvorbi beljakovinskih struktur. Pri bakterijski fotosintezi mineral sodeluje pri redoks reakcijah telesa in je vir energije. V človeškem telesu je približno dva grama žvepla na kilogram teže.
Žveplo v svoji čisti obliki ni strupena snov, za razliko od hlapnih plinov, ki vključujejo žveplov dioksid, žveplov anhidrid, vodikov sulfid itd.
Lastnosti plamena
Žveplo je vnetljiv mineral. Njegove fino zmlete frakcije so sposobne spontanega zgorevanja v prisotnosti vlage, v stiku z oksidanti, pa tudi pri ustvarjanju mešanic s premogom, maščobami, olji. Žveplo pogasiti z razpršeno vodo in zračno-mehansko peno.
