Характеристики на сярата. Приложение на сяра. Медицинска сяра

Chalcogenes - група елементи, която включва сяра. Нейният химически знак е S, първата буква на латинското име Сяра. Съставът на обикновено вещество се записва с този символ без индекс. Нека разгледаме основните моменти относно структурата, свойствата, приемането и приложението на дадения елемент. Характеристиките на сярата ще бъдат представени най-подробно.

Общи признаци и различия на халкогени

Сярата се отнася до подгрупа кислород. Това е 16-та група в съвременната дългосрочна форма на образа на периодичната система (PS). Неактуалната версия на номера и индекса е VIA. Наименования на химичните елементи на групата, химически признаци:

• кислород (О);
• сяра (S);
• селен (Se);
• телур (Te);
• полоний (Po).

Външната електронна обвивка на горните елементи е разположена идентично. Общо съдържа 6 валентни електрони, които могат да участват в образуването на химическа връзка с други атоми. Водородните съединения отговарят на състава Н₂R, например, Н₂S е сероводород. Наименованията на химичните елементи, образуващи с кислородни съединения от два вида: сяра, селен и телур. Общите формули за оксидите на тези елементи са RO₂, RO₃.

Халкогенът отговаря на прости вещества, които се различават значително по отношение на физичните свойства. Най-често срещаните в земната кора са от всички халкогени кислород и сяра. Първият елемент образува два газове, а вторият - твърди вещества. Полониум - радиоактивен елемент - рядко се среща в земната кора. В групата от кислород до полоний, неметалните свойства намаляват и металните свойства се увеличават. Например, сярата е типичен неметал, а телурът има метален блясък и електрическа проводимост.

Елемент номер 16 на периодичната таблица D.I. Менделеев

Относителната атомна маса на сярата е 32,064. От естествените изотопи най-често срещани ³²S (повече от 95% спрямо теглото). Съществуват по-малки количества нуклиди с атомна маса 33, 34 и 36. Характеристиките на сярата по позиция в PS и структурата на атома:

• серийният номер е 16;
• зарядът на ядрото на атома е +16;
• радиусът на атома е 0.104 nm;
• йонизационната енергия е -10.36 eV;
• относителната електронегодност е 2,6;
• степента на окисление в съединенията е + 6, +4, +2, -2;
• валентност - II (-), II (+), IV (+), VI (+).

Сярата е в третия период, електроните в атома са разположени на три енергийни нива: на първия - 2, на втория - на 8, на третия - 6. Всички външни електрони са валентни. Когато взаимодейства с повече електронеогъващи елементи, сярата дава 4 или 6 електрона, получавайки типични оксидационни състояния от +6, +4. В реакциите с водород и метали, атомът привлича липсващите 2 електрона, преди да запълни октета и да достигне равновесно състояние. Степен на окисление в този случай той пада до -2.

Физични свойства на ромбични и моноклонични алоотропични форми

При обикновени условия, серните атоми се свързват под ъгъл към стабилни вериги. Те могат да бъдат затворени в пръстени, което ни позволява да говорим за съществуването на циклични молекули на сярата. Съставът им отразява формулата S₆ и S₈.

Характеристиката на сярата трябва да бъде допълнена с описание на разликите между алоотропните модификации с различни физични свойства.

Или алфа-сярата е най-стабилната кристална форма. Това са яркожълти кристали, състоящи се от S₈. Плътността на ромбичната сяра е 2,07 g / cm3. Светло жълти кристали от моноклонална форма се образуват бета-сиво с плътност 1,96 g / cm3. Точката на кипене достига 444,5 ° С.

Приготвяне на аморфна сяра

Какъв цвят е сярата в пластмасово състояние? Това е тъмно кафява маса, доста различна от жълт прах или кристали. За да го получите, трябва да разтопите ромбична или моноклинова сяра. При температура над 110 ° C се образува течност, като при допълнително нагряване става по-тъмна, при 200 ° С става дебела и вискозна. Ако разтопената сяра бързо се излива в студена вода, тя ще се втвърди с образуването на зигзагови вериги, чийто състав отразява формулата S_п.

Разтворимост на сярата

Някои модификации на веществото се разтварят в въглероден дисулфид, бензен, толуен и течен амоняк. Ако органичните разтвори се охлаждат бавно, се образуват игловидни кристали от моноклонална сяра. По време на изпаряването на течности се изолират прозрачни лимоножълти кристали от ромбична сяра. Те са крехки, лесно могат да се смилат на прах. Сярата не се разтваря във вода. Кристалите се спускат до дъното на съда и прахът може да се излива на повърхността (не се намокря).

Химични свойства

Типичните неметални свойства на елемент № 16 се появяват в реакциите:

• сярата окислява металите и водорода, се редуцира до йон S^2-;
• при горене във въздуха и кислорода се образуват ди- и серен триоксид, които са киселинни анхидриди;
• в реакция с друг, по-елекрореагрегативен елемент - флуорът - сярата също губи електроните си (той се окислява).

Свободна сяра в природата

Като разпространение в земната кора, сярата е на 15-то място сред химичните елементи. Средното съдържание на S атоми в скали и минерали е 0.05% от масата на земната кора.

Какъв цвят е сярата в природата (роден)? Това е светло жълт прах с характерна миризма или жълти кристали, които имат блестящ блясък. Депозити под формата на пластификатори, кристални слоеве на сяра, се намират в райони с древен и модерен вулканизъм: в Италия, Полша, Централна Азия, Япония, Мексико, САЩ. Често по време на извличането се откриват красиви колчета и гигантски единични кристали.

Въглерод сулфид и оксиди в природата

В областта на вулканизма газовите серни съединения напускат повърхността. Черно море на дълбочина над 200 метра е безжизнено поради еволюцията на сероводорода Н₂S. Формулата на серен диоксид е бивалентен - SO₂, тривалентен - SO₃. Изброените газообразни съединения присъстват в някои находища на нефт, газ и естествени води. Сярата е част от въглищата. Необходимо е за изграждането на много органични съединения. При гниене на протеини от пилешки яйца се отделя сероводород, така че често се казва, че този газ мирише на изгнили яйца. Сярата се отнася за биогенни елементи, тя е необходима за растежа и развитието на хората, животните и растенията.

Значението на природните сулфиди и сулфати

Сярната характеристика ще бъде непълна, ако не се каже, че елементът се намира не само под формата на проста субстанция и оксиди. Най-често срещаните природни съединения са солите на сероводород и сярна киселина. Сулфиди от мед, желязо, цинк, живак, олово се срещат в минералите на халкопирит, пирит, сфалерит, цинабар и галена. От сулфати могат да бъдат споменати натриеви, калциеви, бариеви и магнезиеви соли, които се образуват в природни минерали и скали (мирабилит, гипс, селенит, барит, кизерит, epsomite). Всички тези съединения се използват в различни отрасли на икономиката, се използват като суровини за промишлена преработка, торове, строителни материали. Медицинската стойност на някои кристални хидрати е от голямо значение.

приемане

Съдържанието на жълт цвят в свободното състояние се открива в природата на различни дълбочини. Ако е необходимо, сярата се разтопи от скалите, без да ги повдига на повърхността, а чрез изпомпване до дълбочината на прегрятата водна пара и сгъстен въздух. Друг метод включва сублимирането на фрактурираните скали в специални пещи. Други методи включват разтваряне с въглероден дисулфид или флотация.

Поради това нуждите на промишлеността в сярата са големи, за да се получи елементарно вещество, което се използва от съединенията. В серен сулфид и сулфиди сярата се възстановява. Степента на окисление на елемента е -2. Окислението на сярата се извършва, като тази стойност се повишава до 0. Например, съгласно метода на Leblan, натриевият сулфат се редуцира до въглен чрез сулфид. След това се получава калциев сулфид, обработен с въглероден диоксид и водни пари. Полученият сероводород се окислява чрез въздушен кислород в присъствието на катализатор: 2Н₂S + O₂ = 2Н₂О + 2S. Определянето на сярата, получено по различни методи, понякога дава стойности с ниска чистота. Рафинирането или пречистването се извършва чрез дестилация, ректификация, третиране с киселинни смеси.

Приложение на сярата в модерната индустрия

Сяровите гранули се използват за различни производствени нужди:

1. Получаване на сярна киселина в химическата промишленост.
2. Производство на сулфити и сулфати.
3. Освобождаване на препарати за торене на растения, борба с болести и вредители на селскостопански култури.
4. Рудите, съдържащи сяра в минните и химическите заводи, се обработват за производство на цветни метали. Придружаващото производство е сярна киселина.
5. Въведение в състава на някои видове стомани за даване на специални свойства.
6. Благодарение на гумената вулканизация се получава каучук.
7. Производство на кибрит, пиротехника, взривни вещества.
8. Използва се за приготвяне на бои, пигменти, изкуствени влакна.
9. Избелване на тъкани.

Токсичност на сярата и нейните съединения

Прашни частици с неприятна миризма дразнят лигавиците на носната кухина и дихателните пътища, очите, кожата. Токсичността на елементарната сяра обаче не се счита за особено висока. Вдишването на сероводород и диоксид може да причини тежко отравяне.

Ако по време на изгарянето на сяра съдържащи руди в металургичните заводи, изпусканите газове не се улавят, а след това влизат в атмосферата. Комбинирайки с капчици и водни пари сярата и азотните оксиди водят до така наречените киселинни дъждове.

Сяра и нейните съединения в селското стопанство

Растенията абсорбират сулфатните йони заедно с почвения разтвор. Намаляването на съдържанието на сяра води до забавяне на метаболизма на аминокиселините и протеините в зелените клетки. Ето защо, сулфатите се използват за торене на селскостопански култури.

За дезинфекция на домашни птици, мазета, зеленчукови храни, просто вещество се изгаря или обработва със съвременни съдържащи сяра препарати. Серният оксид има антимикробни свойства, които отдавна се използват при производството на вина при съхранение на зеленчуци и плодове. Сяровите препарати се използват като пестициди за борба с болести и вредители на селскостопански култури (прах и паяк).

Приложение в медицината

Големите лечители на древността Авицена и Парацелз придават голямо значение на изучаването на лечебните свойства на жълтия прах. По-късно е установено, че човек, който не получава достатъчно количество сяра с храна, отслабва, има здравословни проблеми (това включва сърбеж и лющене на кожата, отслабване на косата и ноктите). Факт е, че без сяра синтезата на аминокиселини, кератин и биохимични процеси в тялото се нарушава.

Медицинската сяра е включена в мехлемите за лечение на кожни заболявания: акне, екзема, псориазис, алергии, себорея. Баните със сяра могат да облекчат болките при ревматизъм и подагра. За по-добро асимилиране на тялото се създават водоразтворими сяра съдържащи наркотици. Това не е жълт прах, а фино кристално вещество с бял цвят. Когато се използва външно, това съединение се включва в козметичен продукт за грижа за кожата.

Гипсът отдавна се използва при имобилизирането на увредени части от човешкото тяло. Солта на Глаубер предписват като лаксативно лекарство. Магнезия намалява кръвното налягане, което се използва при лечението на хипертония.

Сярата в историята

Дори в древни времена неметалната жълта материя привлича вниманието на човека. Но едва през 1789 г. великият химик Лавоазие установява, че праха и кристалите, намиращи се в природата, се състоят от серни атоми. Смятало се, че неприятната миризма, произтичаща от изгарянето му, плаши всички зли духове. Формулата на серен оксид, която се получава по време на изгарянето, е SO₂ (Silica). Това е токсичен газ, неговата вдишване е опасно за здравето. Няколко случая на масово изчезване на хора от цели села по бреговете, в низините, обясняват учени, като извличат от земята или водата сероводород или серен диоксид.

Изобретението на черен прах увеличава интереса към жълтите кристали от военните. Много битки бяха спечелени благодарение на способността на капитаните да комбинират сярата с други вещества в производствения процес взривни вещества. Най-важното съединение - сярна киселина - също се научи да прилага много дълго време. През Средновековието това вещество се наричаше витрилово масло, а солите - витриол. Меден сулфат CuSO_{4 и} железен сулфат FeSO₄ не са загубили значението си в промишлеността и селското стопанство.