Күкірт – табиғатта кең таралған химиялық элемент (жер қыртысында он алтыншы және табиғи суларда алтыншы). Мұнда табиғи күкірт (элементтің бос күйі) және оның қосылыстары бар.
Табиғаттағы күкірт
Табиғи күкірт минералдарының ішінде темір колчеданы, сфалерит, галена, киноварь, антимонит бар. Дүниежүзілік мұхит құрамында негізінен кальций, магний және натрий сульфаттары бар, олар табиғи сулардың кермектігін тудырады.
Күкірт қалай алынады?
Күкірт кендерін алу әртүрлі әдістермен жүзеге асырылады. Күкіртті алудың негізгі жолы – оны тікелей далада балқыту.
Ашық әдіспен өндіру күкірт кенін жауып тұрған тау жыныстарының қабаттарын алып тастау үшін экскаваторларды пайдалануды қамтиды. Кен қабаттарын жарылыс арқылы ұсақтағаннан кейін олар күкірт балқыту зауытына жіберіледі.
Өнеркәсіпте күкіртті балқыту пештеріндегі, мұнай өңдеу кезіндегі процестердің қосымша өнімі ретінде алады. Ол табиғи газда көп мөлшерде болады (мысалыкүкірт диоксиді немесе күкіртті сутегі), оның экстракциясы қолданылатын жабдықтың қабырғаларында шөгеді. Газдан алынған ұсақ дисперсті күкірт химия өнеркәсібінде әртүрлі өнімдерді өндіру үшін шикізат ретінде пайдаланылады.
Бұл затты табиғи күкірт диоксидінен де алуға болады. Ол үшін Клаус әдісі қолданылады. Ол күкірт газсыздандырылған «күкірт шұңқырларын» пайдаланудан тұрады. Нәтижесінде асфальт өнеркәсібінде кеңінен қолданылатын модификацияланған күкірт.
Күкірттің негізгі аллотропиялық модификациялары
Күкірттің аллотропиясы бар. Көптеген аллотроптық модификациялар белгілі. Ең танымал ромбты (кристалды), моноклиникалық (акцикулярлық) және пластикалық күкірт. Алғашқы екі модификация тұрақты, үшіншісі қатқан кезде ромб тәрізді түрге айналады.
Күкіртті сипаттайтын физикалық қасиеттер
Орторомбты (α-S) және моноклиникалық (β-S) модификацияларының молекулаларының әрқайсысында 8 күкірт атомы бар, олар жабық циклде бір коваленттік байланыстар арқылы қосылған.
Қалыпты жағдайда күкірттің ромб тәрізді модификациясы болады. Бұл тығыздығы 2,07 г/см3 сары түсті қатты кристалды зат. 113°C температурада ериді. Моноклиникалық күкірттің тығыздығы 1,96 г/см3, балқу температурасы 119,3 °C.
Еріген кезде күкірт кеңейіп, 160 °C температурада қоңыр түске боялатын сары сұйықтыққа айналады жәнешамамен 190 °C жеткенде тұтқыр қара қоңыр массаға айналады. Бұл мәннен жоғары температурада күкірттің тұтқырлығы төмендейді. Шамамен 300 °C температурада ол қайтадан сұйық сұйық күйге өтеді. Бұл қыздыру кезінде күкірт температураның жоғарылауымен тізбектің ұзындығын арттыра отырып, полимерленетініне байланысты. Ал температура 190 ° C-тан жоғары болған кезде полимер бірліктерінің бұзылуы байқалады.
Күкіртті балқыманы цилиндрлік тигельдерде табиғи түрде салқындатқанда кесек күкірт деп аталатындар түзіледі - беттері немесе бұрыштары жартылай «кесілген» октаэдр түріндегі бұрмаланған пішіні бар үлкен өлшемді ромб тәрізді кристалдар.
Егер балқытылған зат тез салқындатылса (мысалы, суық суды пайдалану), онда пластикалық күкіртті алуға болады, ол тығыздығы 2,046 г қоңыр немесе қою қызыл түсті серпімді резеңке тәрізді масса. /см 3. Бұл модификация, ромбтық және моноклиникалықтан айырмашылығы, тұрақсыз. Біртіндеп (бірнеше сағат ішінде) түсі сарыға өзгереді, сынғыш болады және ромбқа айналады.
Күкірт буын (қатты қыздырылған) сұйық азотпен мұздатқанда оның минус 80 °C төмен температурада тұрақты күлгін модификациясы пайда болады.
Күкірт су ортасында іс жүзінде ерімейді. Бірақ ол органикалық еріткіштерде жақсы ерігіштігімен сипатталады. Электр және жылу өткізгіштігі нашар.
Күкірттің қайнау температурасы 444,6 °C. Қайнау процесі негізінен S8 молекулалардан тұратын сарғыш-сары булардың бөлінуімен қатар жүреді, олар кейіннен қыздыру кезінде диссоциацияланады, нәтижесінде S тепе-теңдік формалары түзіледі. 6, S4 және S2. Одан әрі қыздырған кезде үлкен молекулалар ыдырайды, ал 900 градустан жоғары температурада жұптар іс жүзінде тек S2 молекулаларынан тұрады, 1500 ° С температурада атомдарға диссоциацияланады.
Күкірттің химиялық қасиеттері қандай?
Күкірт – әдеттегі бейметал. химиялық белсенді. Күкірттің тотықтырғыш-тотықсыздандырғыш қасиеті әртүрлі элементтерге қатысты көрінеді. Қыздырылған кезде ол барлық дерлік элементтермен оңай біріктіріледі, бұл оның металл кендерінде міндетті болуын түсіндіреді. Ерекшеліктер - Pt, Au, I2, N2 және инертті газдар. Тотығу күкірттің қосылыстардағы экспонаттары -2, +4, +6 екенін көрсетеді.
Күкірт пен оттегінің қасиеттері оның ауада жануын тудырады. Бұл әрекеттесу нәтижесінде күкіртті (SO2) және күкірт (SO3) ангидридтері түзіледі, олар күкіртті және күкіртті алу үшін қолданылады. қышқылдар.
Бөлме температурасында күкірттің тотықсыздандырғыш қасиеті тек фторға қатысты көрінеді, оның реакциясында күкірт гексафториді түзіледі:
S + 3F2=SF6.
Қызған кезде (балқыма түрінде) хлор, фосфор, кремний, көміртекпен әрекеттеседі. Сутекпен әрекеттесу нәтижесінде күкіртсутектен басқа, ортақ сутекпен қосылып сульфандар түзеді.формула H2SX.
Күкірттің тотықтырғыш қасиеті металдармен әрекеттескенде байқалады. Кейбір жағдайларда өте күшті реакциялар байқалуы мүмкін. Металдармен әрекеттесу нәтижесінде сульфидтер (күкіртті қосылыстар) және полисульфидтер (поликүкіртті металдар) түзіледі.
Ұзақ уақыт қыздырғанда концентрлі тотықтырғыш қышқылдармен әрекеттеседі, бір мезгілде тотықтырады.
Содан кейін күкірт қосылыстарының негізгі қасиеттерін қарастырыңыз.
Күкірт диоксиді
Күкірт оксиді (IV), күкірт диоксиді және күкірт ангидриді деп те аталады, өткір, тұншықтырғыш иісі бар газ (түссіз). Ол бөлме температурасында қысыммен сұйылтуға бейім. SO2 – қышқыл оксиді. Ол суда жақсы ерігіштігімен сипатталады. Бұл жағдайда әлсіз, тұрақсыз күкірт қышқылы түзіледі, ол тек сулы ерітіндіде болады. Күкірт диоксидінің сілтілермен әрекеттесуі нәтижесінде сульфиттер түзіледі.
Оның жеткілікті жоғары химиялық белсенділігі бар. Күкірт оксидінің (IV) тотықсыздандырғыш химиялық қасиеттері айқын көрінеді. Мұндай реакциялар күкірттің тотығу дәрежесінің жоғарылауымен бірге жүреді.
Күкірт оксидінің тотықтырғыш химиялық қасиеттері күшті тотықсыздандырғыштардың (мысалы, көміртегі тотығы) қатысуымен көрінеді.
Күкірт триоксиді
Күкірт триоксиді (күкірт ангидриді) – күкірттің ең жоғары оксиді (VI). Қалыпты жағдайда бұл тұншықтырғыш иісі бар түссіз, ұшпа сұйықтық. Температурада қатып қалу мүмкіндігі бар16,9 градустан төмен. Бұл жағдайда қатты күкірт триоксидінің әртүрлі кристалдық модификацияларының қоспасы түзіледі. Күкірт оксидінің жоғары гигроскопиялық қасиеттері оның ылғалды ауада «түтіндеуіне» әкеледі. Нәтижесінде күкірт қышқылының тамшылары түзіледі.
Күкіртсутегі
Күкіртсутек – сутегі мен күкірттің екілік химиялық қосылысы. H2S – тәтті дәммен және шіріген жұмыртқа иісімен сипатталатын улы түссіз газ. Минус 86 °С температурада ериді, минус 60 °С қайнайды. Термиялық тұрақсыз. 400 °C жоғары температурада күкіртсутек S және H2-ға ыдырайды. Ол этанолда жақсы ерігіштігімен сипатталады. Ол суда нашар ериді. Суда еру нәтижесінде әлсіз гидрокүкірт қышқылы түзіледі. Күкіртсутек – күшті тотықсыздандырғыш.
Тұтанғыш. Ол ауада жанған кезде көгілдір жалын байқалады. Жоғары концентрацияда ол көптеген металдармен әрекеттесе алады.
Күкірт қышқылы
Күкірт қышқылы (H2SO4) әртүрлі концентрация мен тазалықта болуы мүмкін. Сусыз күйде бұл түссіз, иіссіз, майлы сұйықтық.
Заттың балқу температурасы 10 °C. Қайнау температурасы 296 ° C. Ол суда жақсы ериді. Күкірт қышқылын еріткен кезде гидраттар түзіліп, көп мөлшерде жылу бөлінеді. Барлық сулы ерітінділердің қайнау температурасықысым 760 мм рт.ст. Өнер. 100 °C асады. Қайнау температурасының жоғарылауы қышқыл концентрациясының жоғарылауымен жүреді.
Заттың қышқылдық қасиеті негізгі оксидтермен және негіздермен әрекеттескенде көрінеді. H2SO4 – екі негізді қышқыл, соның арқасында ол сульфаттарды да (орташа тұздар) да, гидросульфаттарды да (қышқыл тұздар) түзе алады, олардың көпшілігі олар суда ериді.
Күкірт қышқылының қасиеттері тотығу-тотықсыздану реакцияларында айқын көрінеді. Бұл H2SO4 күкірт құрамындағы тотығу дәрежесі ең жоғары (+6) болуына байланысты. Күкірт қышқылының тотықтырғыш қасиеттерінің көрінісі мысалы мыспен реакция:
Cu + 2H2SO4 =CuSO4 + 2H 2O + SO2.
Күкірт: пайдалы қасиеттері
Күкірт – тірі ағзалар үшін қажетті микроэлемент. Ол аминқышқылдарының (метионин және цистеин), ферменттер мен витаминдердің құрамдас бөлігі болып табылады. Бұл элемент белоктың үшінші реттік құрылымын қалыптастыруға қатысады. Белоктардың құрамындағы химиялық байланысқан күкірттің мөлшері салмағы бойынша 0,8-ден 2,4%-ға дейін. Адам ағзасындағы элементтің мөлшері 1 кг салмаққа шаққанда шамамен 2 граммды құрайды (яғни, шамамен 0,2% күкірт).
Микроэлементтің пайдалы қасиеттерін асыра бағалау мүмкін емес. Қан протоплазмасын қорғайтын күкірт зиянды бактериялармен күресуде дененің белсенді көмекшісі болып табылады. Қанның ұюы оның санына байланысты, яғни элемент көмектеседіжеткілікті деңгейде ұстап тұру. Күкірт сондай-ақ организм шығаратын өт концентрациясының қалыпты мәндерін сақтауда маңызды рөл атқарады.
Терінің, тырнақтың және шаштың саулығын сақтау үшін өте маңызды болғандықтан «сұлулық минералы» деп аталады. Күкірттің ағзаны қоршаған ортаның әртүрлі жағымсыз әсерлерінен қорғайтын қасиеті бар. Бұл қартаю процесін бәсеңдетуге көмектеседі. Күкірт ағзаны токсиндерден тазартады және радиациядан қорғайды, бұл қазіргі кездегі экологиялық жағдайды ескере отырып, әсіресе маңызды.
Ағзадағы микроэлементтердің жеткіліксіз мөлшері токсиндердің нашар шығарылуына, иммунитеттің және өміршеңдіктің төмендеуіне әкелуі мүмкін.
Күкірт – бактериялық фотосинтездің қатысушысы. Ол бактериохлорофиллдің құрамдас бөлігі, ал күкіртсутек сутегінің көзі болып табылады.
Күкірт: қасиеттері және өнеркәсіптік қолданылуы
Ең көп қолданылатын күкірт – күкірт қышқылын алу. Сондай-ақ, бұл заттың қасиеттері оны каучукты вулканизациялау үшін, ауыл шаруашылығында фунгицид ретінде, тіпті дәрілік (коллоидты күкірт) ретінде пайдалануға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, күкірт сіріңке және пиротехникалық композициялар алу үшін пайдаланылады, ол күкіртті асфальт өндіруге арналған күкірт-битум композицияларының бір бөлігі болып табылады.
