Sumpor je hemijski element koji se nalazi u šestoj grupi i trećem periodu periodnog sistema. U ovom članku ćemo detaljno pogledati njegova kemijska i fizička svojstva, proizvodnju, upotrebu itd. Fizička karakteristika uključuje karakteristike kao što su boja, nivo električne provodljivosti, tačka ključanja sumpora, itd. Hemijska opisuje njegovu interakciju sa drugim supstancama.
Sumpor u smislu fizike
Ovo je krhka supstanca. U normalnim uslovima, nalazi se u čvrstom agregacionom stanju. Sumpor ima limun žutu boju.
I uglavnom, svi njegovi spojevi imaju žute nijanse. Ne rastvara se u vodi. Ima nisku toplotnu i električnu provodljivost. Ove karakteristike ga karakterišu kao tipičan nemetal. Unatoč činjenici da kemijski sastav sumpora nije nimalo kompliciran, ova tvar može imati nekoliko varijacija. Sve zavisi od strukture kristalne rešetke, uz pomoć koje su atomi povezani, ali ne formiraju molekule.
Dakle, prva opcija je rombični sumpor. Slučajno jestenajstabilniji. Tačka ključanja ove vrste sumpora je četiri stotine četrdeset i pet stepeni Celzijusa. Ali da bi određena supstanca prešla u gasovito agregatno stanje, prvo mora proći kroz tečno stanje. Dakle, topljenje sumpora se dešava na temperaturi od sto trinaest stepeni Celzijusa.
Druga opcija je monoklinski sumpor. To je igličasti kristal tamno žute boje. Otapanje sumpora prve vrste, a zatim njegovo sporo hlađenje dovodi do stvaranja ove vrste. Ova sorta ima gotovo iste fizičke karakteristike. Na primjer, tačka ključanja sumpora ove vrste je i dalje ista četiri stotine četrdeset pet stepeni. Osim toga, postoji takva raznolikost ove tvari kao što je plastika. Dobija se sipanjem u hladnu vodu zagrijanu gotovo do rombičnog ključanja. Tačka ključanja sumpora ove vrste je ista. Ali supstanca ima sposobnost rastezanja poput gume.
Još jedna komponenta fizičke karakteristike o kojoj bih želeo da govorim je temperatura paljenja sumpora.
Ova brojka može varirati u zavisnosti od vrste materijala i njegovog porijekla. Na primjer, temperatura paljenja tehničkog sumpora je sto devedeset stepeni. Ovo je prilično niska brojka. U drugim slučajevima, tačka paljenja sumpora može biti dvesta četrdeset osam stepeni, pa čak i dvesta pedeset i šest. Sve zavisi od kog materijala je iskopano, koje gustine ima. Ali može se zaključitida je temperatura sagorevanja sumpora dosta niska, u poređenju sa drugim hemijskim elementima, on je zapaljiva supstanca. Osim toga, ponekad se sumpor može kombinirati u molekule koje se sastoje od osam, šest, četiri ili dva atoma. Sada, nakon razmatranja sumpora sa stanovišta fizike, pređimo na sljedeći odjeljak.
Hemijska karakterizacija sumpora
Ovaj element ima relativno nisku atomsku masu, iznosi trideset dva grama po molu. Karakteristika sumpornog elementa uključuje takvu osobinu ove tvari kao što je sposobnost različitih stupnjeva oksidacije. Po tome se razlikuje od, recimo, vodonika ili kiseonika. S obzirom na pitanje koje su hemijske karakteristike sumpornog elementa, nemoguće je ne spomenuti da, u zavisnosti od uslova, ispoljava i redukciona i oksidaciona svojstva. Dakle, po redu, razmotrite interakciju date supstance sa raznim hemijskim jedinjenjima.
Sumpor i jednostavne supstance
Jednostavne su supstance koje imaju samo jedan hemijski element u svom sastavu. Njegovi atomi se mogu kombinovati u molekule, kao, na primer, u slučaju kiseonika, ili se ne mogu kombinovati, kao što je slučaj sa metalima. Dakle, sumpor može da reaguje sa metalima, drugim nemetalima i halogenima.
Interakcija sa metalima
Ova vrsta procesa zahtijeva visoku temperaturu. U ovim uslovima dolazi do reakcije adicije. Odnosno, atomi metala se kombinuju sa atomima sumpora, formirajući tako složene supstance sulfide. Na primjer, ako grijetedva mola kalijuma, pomešana sa jednim molom sumpora, dobijamo jedan mol sulfida ovog metala. Jednačina se može napisati na sljedeći način: 2K + S=K2S.
Reakcija sa kiseonikom
Ovo je sagorevanje sumpora. Kao rezultat ovog procesa nastaje njegov oksid. Potonji mogu biti dvije vrste. Stoga se sagorijevanje sumpora može odvijati u dvije faze. Prvi je kada jedan mol sumpora i jedan mol kiseonika formiraju jedan mol sumpor-dioksida. Možete napisati jednačinu ove hemijske reakcije na sljedeći način: S + O2=SO2. Druga faza je dodavanje još jednog atoma kisika dioksidu. To se događa kada se jedan mol kisika doda na dva mola sumpor-dioksida na visokim temperaturama. Rezultat su dva mola sumpor trioksida. Jednačina za ovu hemijsku interakciju izgleda ovako: 2SO2 + O2=2SO3. Kao rezultat ove reakcije nastaje sumporna kiselina. Dakle, provođenjem dva opisana procesa moguće je proći nastali trioksid kroz mlaz vodene pare. I dobijamo sulfatnu kiselinu. Jednačina za takvu reakciju se piše na sljedeći način: SO3 + H2O=H2 SO 4.
Interakcija sa halogenima
Hemijska svojstva sumpora, kao i drugih nemetala, omogućavaju mu da reaguje sa ovom grupom supstanci. Uključuje spojeve kao što su fluor, brom, hlor, jod. Sumpor reaguje sa bilo kojim od njih, osim sa poslednjim. Primjer je proces fluoriranja razmatranognam je element periodnog sistema. Zagrevanjem pomenutog nemetala sa halogenom mogu se dobiti dve varijante fluorida. Prvi slučaj: ako uzmemo jedan mol sumpora i tri mola fluora, dobićemo jedan mol fluorida, čija je formula SF6. Jednačina izgleda ovako: S + 3F2=SF6. Osim toga, postoji i druga opcija: ako uzmemo jedan mol sumpora i dva mola fluora, dobićemo jedan mol fluorida sa hemijskom formulom SF4. Jednačina se piše na sljedeći način: S + 2F2=SF4. Kao što vidite, sve ovisi o proporcijama u kojima se komponente miješaju. Na potpuno isti način moguće je provesti proces hloriranja sumpora (mogu nastati i dvije različite tvari) ili bromiranja.
Interakcija sa drugim jednostavnim supstancama
Karakterizacija elementa sumpora se tu ne završava. Supstanca također može ući u kemijsku reakciju s vodonikom, fosforom i ugljikom. Usljed interakcije s vodikom nastaje sulfidna kiselina. Kao rezultat njegove reakcije s metalima, mogu se dobiti njihovi sulfidi, koji se, pak, također dobivaju direktnom reakcijom sumpora sa istim metalom. Dodavanje atoma vodika atomima sumpora događa se samo u uslovima vrlo visoke temperature. Kada sumpor reaguje sa fosforom, nastaje njegov fosfid. Ima sledeću formulu: P2S3. Da biste dobili jedan mol ove supstance, potrebno je da uzmete dva mola fosfora i tri mola sumpora. Kada sumpor stupi u interakciju s ugljikom, nastaje karbid razmatranog nemetala. Njegova hemijska formula izgleda ovako: CS2. Da biste dobili jedan mol ove supstance, potrebno je uzeti jedan mol ugljika i dva mola sumpora. Sve gore opisane reakcije adicije odvijaju se samo kada se reaktanti zagriju na visoke temperature. Razmotrili smo interakciju sumpora sa jednostavnim supstancama, a sada pređimo na sljedeći paragraf.
Sumpor i kompleksna jedinjenja
Složene su one supstance čiji se molekuli sastoje od dva (ili više) različita elementa. Hemijska svojstva sumpora omogućavaju mu da reaguje sa jedinjenjima kao što su alkalije, kao i koncentrovana sulfatna kiselina. Njegove reakcije sa ovim supstancama su prilično neobične. Prvo, razmotrite šta se dešava kada se dotični nemetal pomeša sa alkalijom. Na primjer, ako uzmete šest molova kalijevog hidroksida i dodate im tri mola sumpora, dobićete dva mola kalijum sulfida, jedan mol ovog metalnog sulfita i tri mola vode. Ova vrsta reakcije može se izraziti sljedećom jednačinom: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 O. Po istom principu dolazi do interakcije ako se doda natrijum hidroksid. Zatim razmotrite ponašanje sumpora kada mu se doda koncentrirana otopina sulfatne kiseline. Ako uzmemo jedan mol prve i dva mola druge supstance, dobijamo sledeće proizvode: sumpor trioksid u količini od tri mola, a takođe i vodu - dva mola. Ova hemijska reakcija se može odvijati samo kada se reaktanti zagreju na visoku temperaturu.
Dobivanje predmetne stavkenemetalni
Postoji nekoliko osnovnih načina na koje možete izdvojiti sumpor iz raznih supstanci. Prva metoda je da se izoluje od pirita. Hemijska formula potonjeg je FeS2. Kada se ova tvar zagrije na visoku temperaturu bez pristupa kisiku, može se dobiti drugi željezni sulfid - FeS - i sumpor. Jednačina reakcije je napisana na sljedeći način: FeS2=FeS + S. Drugi način dobivanja sumpora, koji se često koristi u industriji, je sagorijevanje sumpor-sulfida pod uslovom mala količina kiseonika. U ovom slučaju možete dobiti smatrani nemetal i vodu. Da biste izvršili reakciju, trebate uzeti komponente u molarnom omjeru dva prema jedan. Kao rezultat, dobijamo finalne proizvode u omjerima dva prema dva. Jednačina za ovu hemijsku reakciju može se napisati na sledeći način: O. Osim toga, sumpor se može dobiti tokom raznih metalurških procesa, na primjer, u proizvodnji metala kao što su nikl, bakar i drugi.
Industrijska upotreba
Nemetal koji razmatramo našao je svoju najširu primenu u hemijskoj industriji. Kao što je gore spomenuto, ovdje se koristi za dobivanje sulfatne kiseline iz nje. Osim toga, sumpor se koristi kao komponenta za proizvodnju šibica, zbog činjenice da je zapaljiv materijal. Nezamjenjiv je i u proizvodnji eksploziva, baruta, bljeskalica itd. Osim toga, sumpor se koristi kao jedan od sastojaka u proizvodima za suzbijanje štetočina. ATmedicine, koristi se kao komponenta u proizvodnji lijekova za kožne bolesti. Također, predmetna supstanca se koristi u proizvodnji raznih boja. Osim toga, koristi se u proizvodnji fosfora.
Elektronska struktura sumpora
Kao što znate, svi atomi se sastoje od jezgra, koje sadrži protone - pozitivno nabijene čestice - i neutrone, tj. čestice sa nultim nabojem. Elektroni kruže oko jezgra sa negativnim nabojem. Da bi atom bio neutralan, mora imati isti broj protona i elektrona u svojoj strukturi. Ako ima više ovih potonjih, to je već negativan ion - anion. Ako je, naprotiv, broj protona veći od broja elektrona, radi se o pozitivnom jonu ili kationu. Anion sumpora može djelovati kao kiselinski ostatak. Dio je molekula tvari kao što su sulfidna kiselina (vodonik sulfid) i metalni sulfidi. Anion nastaje tokom elektrolitičke disocijacije, koja se javlja kada se supstanca otopi u vodi. U ovom slučaju, molekul se raspada na kation, koji se može predstaviti kao ion metala ili vodonika, kao i na kation - ion kiselinskog ostatka ili hidroksilne grupe (OH-).
Pošto je redni broj sumpora u periodnom sistemu šesnaest, možemo zaključiti da je to broj protona u njegovom jezgru. Na osnovu ovoga možemo reći da okolo rotiraju i šesnaest elektrona. Broj neutrona se može naći oduzimanjem serijskog broja hemijskog elementa od molarne mase: 32- 16=16. Svaki elektron se ne rotira nasumično, već u određenoj orbiti. Pošto je sumpor hemijski element koji pripada trećem periodu periodnog sistema, postoje tri putanje oko jezgra. Prvi ima dva elektrona, drugi osam, a treći šest. Elektronska formula atoma sumpora je napisana na sljedeći način: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Prevalencija u prirodi
U osnovi, razmatrani hemijski element nalazi se u sastavu minerala, koji su sulfidi različitih metala. Prije svega, to je pirit - željezna sol; takođe je olovo, srebro, bakar sjaj, cink blende, cinobar - živin sulfid. Osim toga, sumpor može biti i dio minerala čiju strukturu predstavljaju tri ili više hemijskih elemenata.
Na primjer, halkopirit, mirabilit, kiserit, gips. Svaki od njih možete detaljnije razmotriti. Pirit je ferum sulfid, ili FeS2. Ima svijetlo žutu boju sa zlatnim sjajem. Ovaj mineral se često može naći kao nečistoća u lapis lazuli, koji se naširoko koristi za izradu nakita. To je zbog činjenice da ova dva minerala često imaju zajedničko ležište. Bakarni sjaj - halkocit ili halkozin - je plavkasto-siva supstanca, slična metalu. Olovni sjaj (galena) i srebrni sjaj (argentit) imaju slična svojstva: oba izgledaju kao metali i imaju sivu boju. Cinnabar je smeđe-crveni mineral sa sivim mrljama. Halkopirit, hemčija je formula CuFeS2, - zlatno žuta, naziva se i zlatna blenda. Cinkova mešavina (sfalerit) može imati boju od jantarne do vatreno narandžaste. Mirabilite - Na2SO4x10H2O - prozirni ili bijeli kristali. Zove se i Glauberova so, koristi se u medicini. Hemijska formula kieserita je MgSO4xH2O. Izgleda kao bijeli ili bezbojni prah. Hemijska formula gipsa je CaSO4x2H2O. Osim toga, ovaj hemijski element je dio ćelija živih organizama i važan je element u tragovima.
