תכונות פיסיקליות וכימיות של גופרית

גופרית - שכיחה למדי בטבעיסוד כימי (השש עשרה בתוכן בקרום כדור הארץ ושישי במים טבעיים). יש גם גופרית מקומית (מצב חופשי של האלמנט) ותרכובותיו.

גופרית בטבע

בין המינרלים הטבעיים החשובים ביותר של גופרית,שם pyrites ברזל, sphalerite, galena, cinnabar, antimonite. באוקיינוסים, הוא מכיל בעיקר בצורת סולפט של סידן, מגנזיום ונתרן, אשר קובעים את קשיחות של מים טבעיים.

איך הם מקבלים גופרית?

הפקת עפרות הגופרית מתבצעת בשיטות שונות. הדרך העיקרית לייצר גופרית היא להריח אותו ישירות באדמה.

השיטה הפתוחה של החילוץ מספקת עבורשימוש בחפירות, הסרת שכבות סלע המכסות עפרות גופרית. לאחר ריסוק שכבות של עפרות, פיצוצים נשלחים אל smelter.

בתעשייה, גופרית מתקבלת כתוצר לוואיתהליכים בתנורים להיתוך, במהלך זיקוק נפט. בכמויות גדולות, הוא נמצא בגז טבעי (בצורה של אנהידריד גופריתי או מימן גופרתי), במהלך החילוץ שבו הוא מופקד על קירות הציוד המשמש. הגופרית המפוזרת היטב שנתפסה מן הגז משמשת בתעשייה הכימית כחומר גלם לייצור מוצרים שונים.

חומר זה ניתן לקבל טבעיגז דו תחמוצת גופרית. לשם כך, השיטה קלאוס משמש. זה מורכב ביישום של "בורות גופרית" שבו degasses גופרית. התוצאה היא גופרית שונה, בשימוש נרחב בייצור של אספלט.

שינויים בסיסיים של גופרית allotropic

גופרית היא טבועה allotropy. מספר רב של שינויים allotropic ידועים. המפורסם ביותר הם רומבי (גבישי), מונוקליני (acicular) ופלסטיק גופרית. שני השינויים הראשונים הם יציבים, השלישי בהתמצקות הופך להיות אחד רומבי.

תכונות פיסיקליות המאפיינות גופרית

המולקולות של שינויים אורתורומבים (α-S) ו monoclinic (β-S) מכילים 8 אטומי גופרית, אשר מחוברים במחזור סגור על ידי קשרים קוולנטיים יחיד.

בתנאים רגילים, גופרית יש שינוי רומבי. זהו חומר גבישי מוצק צהוב עם צפיפות של 2.07 גרם / ס"מ³. הוא נמס ב 113 ° C. הצפיפות של גופרית monoclinic הוא 1.96 גרם / ס"מ³, נקודת ההתכה שלה היא 119.3 ° C.

כאשר המסה, גופרית מגביר נפח והופך לנוזל צהוב כי קרע בטמפרטורה של 160 מעלות צלזיוס והופך מסה חומה ויסקוס חום כאשר הוא מגיע כ 190 ° C. בטמפרטורות העולות על ערך זה, הצמיגות של גופרית יורדת. בסביבות 300 ° C, זה שוב הופך למצב flowable נוזלי. זה מוסבר על ידי העובדה כי במהלך חימום גופרית polymerizes, להגדיל את אורך השרשרת עם הטמפרטורה הגוברת. וכאשר ערך הטמפרטורה עולה על 190 מעלות צלזיוס, יחידות הפולימר נהרסות.

כאשר גופרית להמיס מקורר באופן טבעי בצילינדרים גליליים, גופרית תרמית כביכול נוצרת - גבישים רומביים בגדלים גדולים, בעלי צורה מעוותת בצורת אוקטאהדרה עם חלקות "חתוכות" חלקית או זוויות.

אם החומר מותך נתון חדקירור (לדוגמה, בעזרת מים קרים), ניתן להשיג גופרית מפלסטיק, שהיא מסה גומיית אלסטית של חום או צבע אדום כהה עם צפיפות של 2,046 גרם / ס"מ³. שינוי זה, להבדיל מעויןמונו-קליני, אינו יציב. בהדרגה (בתוך כמה שעות) הוא משנה צבע צהוב, הופך שביר הופך רומנטי.

כאשר הקפאת אדי גופרית (מחומם מאוד) עם חנקן נוזלי, שינוי סגול שלה נוצר, אשר יציב בטמפרטורות מתחת מינוס 80 ° C.

בסביבה מימית, גופרית הוא כמעט בלתי מסיס. עם זאת, הוא מאופיין מסיסות טובה ממיסים אורגניים. מסכן חשמל וחום.

נקודת הרתיחה של הגופרית היא 444.6 ° C. תהליך הרתחה מלווה בשחרור של אדים כתומים צהובים המורכבים בעיקר של S₈, אשר לנתק לאחר חימום, וכתוצאה מכך היווצרות של שיווי משקל צורות של S₆, S₄ ו S₂. יתר על כן, על חימום, מולקולות גדולות ריקבון, בטמפרטורות מעל 900 מעלות, זוגות מורכבים בעיקר של מולקולות S בלבד_2, ניתוק אטומים ב 1500 ° C.

מה הם התכונות הכימיות של גופרית?

גופרית היא טיפוסית שאינו מתכת. זה פעיל מבחינה כימית. חמצון-הפחתת המאפיינים של גופרית מתבטאים בביחס למערכת האלמנטים. כאשר מחומם, הוא קשור בקלות עם כמעט כל האלמנטים, אשר מסביר את נוכחותו חובה עפרות מתכת. היוצאים מן הכלל הם Pt, Au, I₂, נ₂ גזים אינרטיים. מידת החמצון, אשר מראה גופרית בתרכובות, -2, +4, +6.

המאפיינים של גופרית וחמצן גורמים לשריפתו באוויר. התוצאה של אינטראקציה זו היא היווצרות של גופרית (SO₂) וגופרית (SO₃) anhydrides המשמש לייצור חומצה גופרתית וגופרית.

בטמפרטורת החדר, הפחתת המאפיינים של גופרית מתבטאים רק ביחס לפלואורין, בתגובה שבה נוצר הקספלואוריד גופרית:

• S + 3F₂ SF 49₆.

כאשר מחומם (בצורה של להמיס) אינטראקציה עם כלור, זרחן, סיליקון, פחמן. כתוצאה מתגובות עם מימן, בנוסף מימן גופרתי, זה יוצר סולפטים בשילוב על ידי הנוסחה הכללית H₂S_X.

תכונות חמצון של גופרית הם נצפו כאשראינטראקציה עם מתכות. במקרים מסוימים, תגובות אלימות למדי ניתן לצפות. כתוצאה של אינטראקציה עם מתכות, גופרית (תרכובות גופרית) ו polysulfides (מתכות גופרית רב) נוצרים.

עם חימום ממושך, הוא מגיב עם מרוכזים חומצה חומצה מרוכזים, בעוד חמצון.

הבא, אנו רואים את המאפיינים העיקריים של תרכובות גופרית.

דו תחמוצת הגופרית

גופרית (IV) תחמוצת, המכונה גם דו תחמוצת הגופריתוגופרית אנהידריד, הוא גז (חסר צבע) עם ריח חריף חד. יש לו את המאפיין של להיות נוזלי תחת לחץ בטמפרטורת החדר. לכן₂ הוא תחמוצת חומצית. מאופיין על ידי מסיסות טובה במים. זה מייצר חומצה גופרית חלשה, לא יציבה, אשר קיים רק תמיסה מימית. כתוצאה אינטראקציה של אנהידריד גופרתי עם אלקליות, sulfites נוצרים.

Differs כימי גבוהלפעילות הבולט ביותר הם הפחתת תכונות כימיות של תחמוצת גופרית (IV). תגובות אלו מלווה בעלייה במידת החמצון הגופרית.

תכונות כימיות חמצון של תחמוצת גופרית מתבטאים בנוכחות של סוכני הפחתת חזקה (למשל, חד תחמוצת הפחמן).

גופרית תלת חמצנית

גופרית טריוקסיד (גופרית אנהידריד) הוא תחמוצת הגבוהה ביותרגופרית (VI). בתנאים רגילים, זה נוזל חסר צבע, נדיף עם ריח מחניק. יש לו את המאפיין של הקפאה בטמפרטורות מתחת 16.9 מעלות. תערובת של שינויים גבישיים שונים של גופרית מוצקה גופרית נוצר. תכונות hygroscopic גבוהות של תחמוצת גופרית לגרום לזה "עשן" באוויר לח. כתוצאה מכך, טיפות של חומצה גופרתית נוצרים.

מימן גופרתי

מימן גופרתי הוא תרכובת כימית בינארית של מימן וגופרית. ח₂S הוא גז רעיל, חסר צבע, אופייניהמאפיינים של טעמם המתוק וריח הביצים הרקובות. הוא נמס ב מינוס 86 ° C, רותח ב מינוס 60 ° C. האם לא יציב מבחינה תרמית. בשעה ערכי טמפרטורה מעל 400 מעלות צלזיוס, מימן גופרתי מתפרק לתוך S ו- H_2. הוא מאופיין על ידי מסיסות טובה באתנול. הוא מתמוסס בצורה גרועה במים. כתוצאה של התפרקות במים, מימן גופרתי חלש נוצר. מימן גופרתי הוא סוכן צמצום חזק.

דליק. כאשר הוא נשרף באוויר, אתה יכול לראות להבה כחולה. בריכוזים גבוהים הוא מסוגל להגיב עם מתכות רבות.

חומצה גופרתית

חומצה גופרתית (H₂לכן₄) יכול להיות ריכוז שונה וטוהר. במצב נטול מים הוא נוזל שמנוני חסר צבע, שאין לו ריח.

הטמפרטורה שבה החומרנמס, הוא 10 ° C. נקודת הרתיחה היא 296 ° C. הוא מתמוסס היטב במים. כאשר ממיסים חומצה גופרתית, הידרטים נוצרים, כמות גדולה של חום משתחרר. נקודת הרתיחה של כל פתרונות מימיים בלחץ של 760 מ"מ כספית. אמנות. עולה על 100 מעלות צלזיוס נקודת רתיחה עולה עם ריכוז חומצה הגוברת.

תכונות חומציות של החומר מתבטאות כאשר אינטראקציה עם תחמוצות בסיסיות בסיסים. ח₂לכן₄ היא חומצה דיבאסית, וכתוצאה מכך היא יכולה ליצור הן סולפטות (מלחי ביניים) ו hydrosulphates (מלחי חומצה), אשר רובם מסיסים במים.

המאפיינים הבולטים ביותר של חומצה גופרתית מתבטאים בתגובות הפחתת חמצון. הסיבה לכך היא בהרכב של H₂לכן₄ גופרית יש מצב חמצון גבוה יותר (+6). כדוגמה של הביטוי של תכונות חמצון של חומצה גופרתית, אנו יכולים לצטט את התגובה עם נחושת:

• Cu + 2H₂לכן₄ = CuSO₄ + 2H₂O + SO₂.

גופרית: תכונות שימושיות

גופרית היא microelement הצורךאורגניזמים חיים. זהו חלק בלתי נפרד מחומצות אמינו (מתיונין וציסטאין), אנזימים וויטמינים. מרכיב זה לוקח חלק בהיווצרות של המבנה השלישני של החלבון. כמות של גופרית קשורה כימית הכלול חלבונים הוא על בסיס משקל של 0.8 עד 2.4%. התוכן של אלמנט בגוף האדם הוא על 2 גרם לכל 1 ק"ג של משקל (כלומר, על 0.2% הוא גופרית).

תכונות שימושיות של microelements קשהכדי להפריז. הגנה על פרוטופלסמה של דם, גופרית הוא עוזר פעיל של הגוף במאבק נגד חיידקים מזיקים. כמות הקרישה תלויה בכמותו, כלומר, האלמנט מסייע לשמור על רמה מספקת. כמו כן, גופרית משחק תפקיד חשוב בשמירה על ריכוז נורמלי של מרה המיוצר על ידי הגוף.

זה נקרא לעתים קרובות "מינרל היופי", כיזה פשוט הכרחי כדי לשמור על בריאות העור, מסמרים ושיער. Chere הוא היכולת הטבועה להגן על אורגניזם מפני סוגים שונים של השפעה שלילית של הסביבה. זה עוזר להאט את תהליך ההזדקנות. גופרית מנקה את הגוף של רעלים ומגן מפני קרינה, וזה נכון במיוחד עכשיו, בהתחשב במצב הנוכחי הסביבה.

כמות מספקת של יסודות קורט בגוף יכולה להוביל הפרשת עניים של סיגים, הפחתת חסינות וחיוניות.

גופרית היא משתתפת בפוטוסינתזה חיידקית. זהו מרכיב של חיידקופילופיל, ומימן גופרתי הוא מקור של מימן.

גופרית: תכונות ויישומים בתעשייה

גופרית בשימוש נרחב ביותר משמשייצור חומצה גופרתית. כמו כן, המאפיינים של החומר הזה מאפשרים לו לשמש עבור גיפור גומי, כמו פטריות בחקלאות ואפילו עבור סמים (קולואיד גופרית). בנוסף, גופרית משמש לייצור התאמות ותרכובות פירוטכניקות, הוא חלק של קומפוזיציות גופרית ביטומן לייצור אספלט גופרית.