Hva er svovel? Svovel gunstige egenskaper for mennesker

Beskrivelse og egenskaper av svovel

Svovel er et stoff som er i gruppe 16, under tredje periode og har et atomnummer på 16. Det kan finnes både i naturlig og bundet form. Svovel er betegnet med bokstaven S. Kjent svovelformel– (Ne)3s 2 3p 4 . Svovel som grunnstoff inngår i mange proteiner.

Bildet viser svovelkrystaller

Hvis vi snakker om atomstrukturen til grunnstoffet svovel, så i dens ytre bane er det elektroner hvis valensnummer når seks.

Dette forklarer elementets egenskap til å være maksimalt seksverdig i de fleste kombinasjoner. Det er fire isotoper i strukturen til et naturlig kjemisk grunnstoff, og disse er 32S, 33S, 34S og 36S. Apropos ytre elektronskall, atomet har et 3s2 3p4-skjema. Atomets radius er 0,104 nanometer.

Egenskaper til svovel er primært delt inn i fysiske typer. Dette inkluderer det faktum at elementet har en fast krystallinsk sammensetning. To allotropiske modifikasjoner er hovedtilstanden der dette svovelelementet er stabilt.

Den første modifikasjonen er rombisk, sitrongul i fargen. Stabiliteten er lavere enn 95,6 °C. Den andre er monoklinisk, med en honninggul farge. Motstanden varierer fra 95,6 °C og 119,3 °C.

Bildet viser mineralet svovel

Under smeltingen kjemisk element blir en flytende væske som har en gul farge. Den blir brun og når temperaturer på mer enn 160 °C. Og ved 190 °C svovel farge blir mørkebrunt. Etter å ha nådd 190 °C, observeres en reduksjon i viskositeten til stoffet, som likevel blir flytende etter oppvarming til 300 °C.

Andre egenskaper til svovel:

Leder praktisk talt ikke varme eller elektrisitet.

Løser ikke opp når den senkes i vann.

Det er løselig i ammoniakk, som har en vannfri struktur.

Det er også løselig i karbondisulfid og andre organiske løsningsmidler.

TIL egenskaper til grunnstoffet svovel det er viktig å legge det til også kjemiske egenskaper. Hun er aktiv i denne forbindelse. Hvis svovel varmes opp, kan det ganske enkelt kombineres med nesten hvilket som helst kjemisk element.

Bildet viser en prøve av svovel utvunnet i Usbekistan

Med unntak av inerte gasser. Ved kontakt med metaller, kjemikalier. grunnstoffet danner sulfider. Romtemperatur gjør at elementet kan reagere med. Økt temperatur øker aktiviteten til svovel.

La oss vurdere hvordan svovel oppfører seg med individuelle stoffer:

Med metaller er det et oksidasjonsmiddel. Danner sulfider.

Aktiv interaksjon skjer med hydrogen ved høye temperaturer – opptil 200 °C.

Med oksygen. Oksider dannes ved temperaturer opp til 280 °C.

Med fosfor, karbon - det er et oksidasjonsmiddel. Bare hvis det ikke er luft under reaksjonen.

Med fluor virker det som et reduksjonsmiddel.

Med stoffer som har en kompleks struktur – også som reduksjonsmiddel.

Svovelforekomster og produksjon

Hovedkilden for å oppnå svovel er forekomstene. Totalt er det 1,4 milliarder tonn reserver av dette stoffet på verdensbasis. Det utvinnes ved bruk av både åpne og underjordiske gruvemetoder, og ved smelting fra undergrunnen.

Bildet viser svovelutvinning i vulkanen Kawa Ijen

Hvis sistnevnte tilfelle gjelder, brukes vann, som overopphetes og smelter svovelet med det. I lavverdig malm er grunnstoffet inneholdt i omtrent 12 %. Rik – 25 % og mer.

Vanlige typer innskudd:

Stratiform – opptil 60 %.

Saltkuppel – opptil 35 %.

Vulkanogen – opptil 5 %.

Den første typen er assosiert med lag kalt sulfatkarbonat. Samtidig ligger malmlegemer som har en tykkelse på opptil flere titalls meter og en størrelse på opptil hundrevis av meter i sulfatbergarter.

Disse lagavsetningene kan også finnes blant bergarter av sulfat- og karbonatopprinnelse. Den andre typen er preget av innskudd grå, som er assosiert med saltkupler.

Sistnevnte type er assosiert med vulkaner som har en ung og moderne struktur. I dette tilfellet har malmelementet en arklignende, linseformet form. Det kan inneholde svovel i mengden 40%. Denne typen avsetning er vanlig i det vulkanske beltet i Stillehavet.

Svovelavsetning i Eurasia ligger det i Turkmenistan, Volga-regionen og andre steder. Svovelbergarter finnes nær den venstre bredden av Volga, som strekker seg fra Samara. Bredden på bergstripen når flere kilometer. Dessuten kan de bli funnet helt til Kazan.

Bildet viser svovel i stein

I Texas og Louisiana finnes enorme mengder svovel i takene på saltkupler. Spesielt vakre italienere av dette elementet finnes i Romagna og Sicilia. Og på øya Vulcano finner de monoklinisk svovel. Grunnstoffet, som ble oksidert av pyritt, ble funnet i Ural i Chelyabinsk-regionen.

For gruvedrift svovel kjemisk element bruke ulike metoder. Alt avhenger av betingelsene for forekomsten. Samtidig, selvfølgelig, spesiell oppmerksomhet ta hensyn til sikkerheten.

Siden hydrogensulfid akkumuleres sammen med svovelmalm, er det nødvendig å ta en spesielt seriøs tilnærming til enhver gruvemetode, fordi denne gassen er giftig for mennesker. Svovel har også en tendens til å antennes.

Oftest bruker de den åpne metoden. Så ved hjelp av gravemaskiner fjernes betydelige deler av steinene. Deretter knuses malmdelen ved hjelp av eksplosjoner. Klumpene sendes til fabrikken for anrikning. Deretter - til svovelsmelteanlegget, hvor svovel hentes fra konsentrat.

Bildet viser svovel i havnen, brakt sjøveien

Ved dyp forekomst av svovel i mange volumer benyttes Frasch-metoden. Svovelet smelter mens det fortsatt er under jorden. Deretter, som olje, pumpes den ut gjennom en ødelagt brønn. Denne tilnærmingen er basert på det faktum at elementet smelter lett og har lav tetthet.

En separasjonsmetode ved bruk av sentrifuger er også kjent. Bare denne metoden har en ulempe: svovel oppnås med urenheter. Og da er det nødvendig å utføre ytterligere rengjøring.

I noen tilfeller benyttes borehullsmetoden. Andre muligheter for utvinning av svovelelementet:

Damp-vann.

Filtrering.

Termisk.

Sentrifugal.

Utvinning.

Påføring av svovel

Det meste av utvunnet svovel brukes til å lage svovelsyre. Og rollen til dette stoffet er veldig stor i kjemisk produksjon. Det er bemerkelsesverdig at for å oppnå 1 tonn svovelholdig stoff, trengs 300 kg svovel.

stjernekastere, som lyser sterkt og har mange fargestoffer, produseres også ved bruk av svovel. Papirindustrien er et annet område hvor en betydelig del av det utvunnede stoffet går.

På bildet er svovelsalve

Oftere påføring av svovel finner når de møter produksjonsbehov. Her er noen av dem:

Bruk i kjemisk produksjon.

For produksjon av sulfitter, sulfater.

Produksjon av stoffer for gjødsling av planter.

For å oppnå ikke-jernholdige typer metaller.

For å gi stål ytterligere egenskaper.

For å lage fyrstikker, materialer til eksplosjoner og pyroteknikk.

Maling og fibre fra kunstige materialer produseres ved hjelp av dette elementet.

For bleking av tekstiler.

I noen tilfeller svovelelement inkludert i salver som behandler hudsykdommer.

Svovel pris

Ifølge de siste nyhetene vokser behovet for svovel aktivt. Kostnaden for et russisk produkt er 130 dollar. For den kanadiske versjonen – $145. Men i Midtøsten økte prisene til $8, noe som resulterte i en kostnad på $149.

Bildet viser et stort eksemplar av mineralet svovel

I apotek kan du finne malt svovelpulver til en pris på 10 til 30 rubler. I tillegg er det mulig å kjøpe det i bulk. Noen organisasjoner tilbyr lav pris kjøpe detaljert teknisk gass ​​svovel.

I fri stat svovel er et gult krystallinsk fast stoff. Svovel er preget av fenomenet allotropi, dvs. eksistens i form av flere enkle stoffer - allotropiske modifikasjoner. Allotropiske modifikasjoner av svovel er ortorhombiske (den mest stabile), monokliniske og plastiske. Svovelmolekyler i den ortorhombiske modifikasjonen består av 8 atomer.

Svovel tilhører familien av p-elementer. Den elektroniske konfigurasjonen av svovel er 3s 2 3p 4. Svovel er preget av tilstedeværelsen av tre oksidasjonstilstander "-2", "+4" og "+6".

For å oppnå svovel, bruk Wackenroeder-reaksjonen (1) eller oppnå den ved ufullstendig oksidasjon av hydrogensulfid (2):

2H 2S + SO 2 = 3S↓ + 2H 2O (1)

H 2 S + O 2 = 2S↓ + 2H 2 O (2)

På grunn av tilstedeværelsen av flere oksidasjonstilstander, er svovel i stand til å vise både oksiderende (i reaksjoner med metaller) og reduserende (i reaksjoner med sterke oksidasjonsmidler):

Fe 0 -2e = Fe 2+ - oksidasjonsprosess (reduksjonsmiddel)

S 0 +2e = S 2- - reduksjonsprosess (oksidasjonsmiddel)

S 0 – 4e = S 4+ - oksidasjonsprosess (reduksjonsmiddel)

O 2 0 + 2e = 2O 2- - reduksjonsprosess (oksidasjonsmiddel)

Svovel interagerer med konsentrerte løsninger av syrer (løses opp i dem) og med alkalier (disproporsjoner):

S +2H2SO4 = 3SO2 + 2H2O

3S + NaOH = K 2 SO 3 + 2K 2 S + 3H 2 O

Hydrogensulfid. Hydrogensulfidsyre. Sulfider

Når svovel varmes opp med hydrogen, oppstår en reversibel reaksjon som et resultat av at hydrogensulfid frigjøres - en fargeløs gass med lukten av råtne egg, giftig og dårlig løselig i vann:

S + H 2 ↔ H 2 S

Imidlertid er utbyttet av hydrogensulfid i denne reaksjonen lite, og for å oppnå det brukes reaksjonen av fortynnede syrer på sulfider (salter av hydrosulfidsyre) oftest:

FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S

En vandig løsning av hydrogensulfid er en veldig svak syre, hvis dissosiasjon skjer i to trinn:

H 2 S↔H + + HS —

HS - ↔ H + + S 2-

I denne forbindelse er hydrosulfidsyre preget av evnen til å danne salter av to typer - medium - sulfider (syrerest - S 2-) og sure - hydrosulfider (syrerest - HS -).

Hydrogensulfidsyre er et sterkt reduksjonsmiddel, fordi svovel, som er en del av dette stoffet, er i den laveste oksidasjonstilstanden og kan øke den til "+4" eller "+6", derfor bestemmes sammensetningen av reaksjonsproduktene av styrken og mengden av oksidasjonsmidlet:

H 2S + 4Cl 2 + 4H 2 O = H 2 SO 4 + 8HCl

H2S + 3H2SO4 = 4SO2 + 4H2O

H2S + 4Br2 = S + 3HBr

Sulfider, som salter dannet av en svak syre, er preget av evnen til å hydrolysere. Sulfider av metaller i aktivitetsserien til venstre for jern er løselige i sterke syrer:

ZnS + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 S

Den kvalitative reaksjonen på H 2 S og vannløselige sulfider er:

H 2 S + Pb(NO 3) 2 = PbS↓ + 2HNO 3

S 2- + Pb 2+ = PbS↓ (svart bunnfall)

Svovel(IV)oksid. Svovelholdig syre

I oksidasjonstilstanden "+4" danner svovel et oksid, som tilsvarer en syre. Svovel(IV)oksid er gassformig stoff(svoveldioksid) er fargeløs, men har en skarp lukt, svært løselig i vann.

Det finnes industrielle og laboratoriemetoder for å produsere svovel (IV) oksid. Så, i industrien (1), oppnås det ved å brenne sulfider, og i laboratoriet (2) - ved virkningen av sterke syrer på sulfitter:

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 (1)

Na 2 SO 3 + 2 HCl = 2 NaCl + SO 2 + H 2 O (2)

I en vandig løsning av svovel (IV) oksid er den samtidige eksistensen av flere kjemiske likevekter mulig:

H 2 O + SO 2 ↔ H 2 SO 3 ↔H + + HSO 3 — ↔ 2H + + SO 3 2-

Den resulterende svovelsyren (H 2 SO 3) er tobasisk, og er derfor i stand til å danne to typer salter - medium - sulfitter (syrerest SO 3 2) og sure - hydrosulfitter (syrerest HSO 2 -).

For svovel(IV)oksid, svovelsyrling og dets salter er karakteristiske kjemiske egenskaper, som kan deles inn i 3 grupper: syre-basereaksjoner (1), oksidasjonsreaksjoner (2) og reduksjonsreaksjoner (2):

Ca(OH) 2 + SO 2 = CaSO 3 ↓ + H 2 O (1)

Na 2 SO 3 + Cl 2 + H 2 O = Na 2 SO 4 + 2 HCl (2)

SO 2 + C= S↓ + CO 2 (3)

Kvalitativ reaksjon på SO 2 og sulfitter - misfarging av en løsning av kaliumpermanganat:

5SO 2 + 2KMnO 4 + 2H 2 O = 2H 2 SO 4 + K 2 SO 4 + MnSO 4

Svovel(VI)oksid. Svovelsyre

Svovel (VI) oksid er en fargeløs væske som oppnås ved oksidasjon av svovel (IV) oksid med oksygen i nærvær av en katalysator (V 2 O 5):

2SO 2 + O 2 ↔ 2SO 3

Svoveloksid (VI) er svært løselig i vann (former svovelsyre) og i 100 % svovelsyre (oleum dannes):

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

Svovelsyre er en tung, viskøs væske som blander seg godt med vann i alle proporsjoner. En vandig løsning av svovelsyre er en sterk syre. Siden H 2 SO 4 er en dibasisk syre, er den i stand til å danne to typer salter - medium - sulfater (syrerest SO 4 2-) og sure - hydrosulfitter (syrerest HSO 4 -).

Ved interaksjon med metaller (både i aktivitetsserien før og etter hydrogen), reduseres svovelsyre til svoveloksid (IV):

Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Cu +2H2SO4 = CuSO4 + SO2 +2H2O

Fortynnet svovelsyre oksiderer kun metaller i aktivitetsserien før hydrogen:

Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2

En kvalitativ reaksjon på svovelsyre og løselige sulfater er dannelsen av et bunnfall av bariumsulfat - sediment hvit, uløselig i alkalier og syrer:

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓

Eksempler på problemløsning

EKSEMPEL 1

EKSEMPEL 2

Øvelse	Når svovel reagerer med konsentrert salpetersyre ( massefraksjon 60 %, løsningstetthet 1,27 g, ml) svovelsyre og nitrogenoksid (II) med et volum på 67,2 l (n.s.) ble dannet. Beregn massen av svovel og volumet av løsningen salpetersyre som reagerte.
Løsning	La oss skrive reaksjonsligningen: S + 2HNO3 = 2NO + H2SO4 La oss finne mengden nitrogenoksid: muldvarp. La oss beregne massen av svovel:

Svovel er et viktig element i moderne industri.

Hva er svovel og hvordan ser det ut?

Svovel er et kjemisk grunnstoff, nummer 16 i D.I. Mendeleevs tabell og betegnet med bokstaven S (etter den første bokstaven i det latinske navnet Svovel).

Den molare massen av svovel er 32,065 g/mol, atommasse- 32.066 a. e.m. Dette stoffet kan enten være knallgult eller brunt.

Det er pulverisert (malt) og flytende svovel.

Kjennetegn på svovel

Svovel er et stoff med variabel oksidasjonstilstand. Det er seks valenselektroner i den ytre elektronorbitalen til svovel, to til mangler for å fylle den, så i forbindelser med metaller og hydrogen viser den en valens på -2.

Ved interaksjon med oksygen og halogener, dvs. med elementer med høyere elektronegativitet, kan svovel vise positiv valens, for eksempel +4 og +6.

Fysiske egenskaper

Som et enkelt stoff danner svovel flere allotropiske modifikasjoner:

1. Rombisk er det vi pleide å kalle vanlig svovel. Den er stabil under normale forhold og finnes oftest nær aktive eller utdødde vulkaner.
2. Plast - representerer lukkede eller åpne kjeder av sammenkoblet svovel, vanligvis oppnådd ved å brenne det. Har den største molekylvekt blant alle svovelvarianter.
3. Monoklin (S8) er en svovelforbindelse, som i molekylær form er en åttekant med svovelatomer i hjørnene. Det ser ut som mange nålelignende sylindre. På romtemperatur blir raskt til en rombisk form.

Tilnærmet molar masse ett molekyl monoklint svovel – 256 g/mol. I Russland kommer svovel hovedsakelig i bare to former: varetyper: granulær og klump.

Svovel er et smeltbart stoff, smeltepunktet er omtrent 120 grader. Uløselig i vann og blir ikke våt ved kontakt med det.

Har ikke elektrolytiske egenskaper og varmeledningsevne. Svoveltettheten er 2,070 g/cm³.

Kjemiske egenskaper

I forbindelser med hydrogen danner det svovelsyre ( kjemisk formel H2SO4) med oksidasjonstilstanden svovel +6 og svovelholdig (H2SO3) med oksidasjonstilstanden +4 syrer, som gir henholdsvis sulfater og sulfitter.

I normale forhold reagerer med aktive metaller og kvikksølv, og danner sulfider:

Danner også sulfider når de varmes opp med de fleste inaktive metaller bortsett fra platina og gull:

Fe + S (t) = Fe2S3

Det viser reduserende egenskaper i reaksjon med oksygen når det varmes opp, og danner et surt oksid:

I reaksjoner med hydrogen danner det svoveldioksid, et flyktig, fargeløst stoff med ubehagelig lukt råtne egg:

Søknader

I lave konsentrasjoner fremmer det dannelsen av nye epidermale celler, og det er derfor det ofte brukes til å behandle betennelse. I tillegg har svovel en avføringseffekt, og når det tas oralt har det en slimløsende effekt.

På grunn av dets brennbarhet og brennbare egenskaper, brenner svovel godt. For eksempel er det enkleste stedet å få svovel å åpne en full fyrstikkeske - svovel er en del av fyrstikkhodet.

Når det gnis, berører hodet en ru overflate (som sandpapir), og fyrstikken antennes lett.

Svovelsyre (H2SO4) er et viktig produkt fra den kjemiske industrien den brukes som elektrolytt i blybatterier og brukes til å produsere saltsyre, salpetersyre, borsyre og andre syrer.

Svovelsyre er et nødvendig sulfoneringsmiddel ved fremstilling av mange medisinske stoffer og maling.

Hydrogensulfid (H2S) brukes til å skille rent svovel, sulfitter og svovelsyre fra løsninger.

Svoveloksider (SO2 og SO3) brukes til produksjon av svovelsyre og salpetersyre, og brukes også i husholdningskjemikalier: inkludert i blekemidler og desinfeksjonsmidler.

Finne svovel i naturen

Oftest funnet i naturen er naturlig svovel (S), men dets forbindelser med andre elementer finnes også: FeS2 (jern(II)sulfat, pyritt), ZnS (sinksulfat, sinkblanding), CaSO4*2H2O (gips), PbS (blysulfat, blyglans) og andre.

Svovels biologiske rolle

Svovel finnes i levende organismer, spesielt i proteinene til negler, hår og hover. Totalvekt svovel i menneskekroppen er omtrent 130 gram. Dette stoffet finnes også i noen vitaminer og hormoner.

Svovel har unike kjemiske og fysiske egenskaper, noe som gjør det til en viktig komponent i industrien og uunnværlig i produksjonen av medisiner.

Miass Mekanisk ingeniørfakultet.

Institutt for maskinproduksjonsteknologier.

Endelig abstrakt.

"Kenskaper til et kjemisk element

nr. 16 (Svovel)"

Fullført av: Lobzev E.A.

Sjekket av: Melnechenko V.G.

Plan.

1. Historie om oppdagelsen av elementet.

2.Fordeling av grunnstoffet i naturen.

3. Fysiske egenskaper.

4. Kjemiske egenskaper.

5.Kvittering.

6. Søknad.

Historien om oppdagelsen av elementet. Svovel (engelsk svovel, fransk sufre, tysk Schwefel) i sin opprinnelige tilstand, så vel som i form av svovelforbindelser, har vært kjent siden antikken. Mennesket ble sannsynligvis kjent med lukten av brennende svovel, den kvelende effekten av svoveldioksid og den ekle lukten av hydrogensulfid tilbake i forhistorisk tid. Det var på grunn av disse egenskapene at svovel ble brukt av prester som en del av hellig røkelse under religiøse ritualer. Svovel ble ansett som arbeidet til overmenneskelige vesener fra åndenes verden eller underjordiske guder. For veldig lenge siden begynte svovel å bli brukt som en del av forskjellige brennbare blandinger til militære formål. Homer beskrev allerede "svovelholdige røyk" dødelig effekt utslipp av brennende svovel. Svovel var sannsynligvis en del av den "greske ilden" som skremte motstandere. Rundt 800-tallet Kineserne begynte å bruke det i pyrotekniske blandinger, spesielt i blandinger som krutt. Brennbarheten til svovel, hvor lett det kombineres med metaller for å danne sulfider (for eksempel på overflaten av metallbiter), forklarer hvorfor det ble ansett som "brennbarhetsprinsippet" og obligatorisk integrert del metallmalm. Presbyter Theophilus (11. århundre) beskriver metoden for oksidativ fyring av sulfid kobbermalm, sannsynligvis kjent tilbake i det gamle Egypt. I perioden med arabisk alkymi oppsto kvikksølv-svovel-teorien om sammensetningen av metaller, ifølge hvilken svovel ble æret som en essensiell komponent (far) av alle metaller. Senere ble det et av alkymistenes tre prinsipper, og senere ble "brennbarhetsprinsippet" grunnlaget for teorien om flogiston. Den elementære naturen til svovel ble etablert av Lavoisier i sine forbrenningseksperimenter. Med introduksjonen av krutt i Europa begynte utviklingen av naturlig svovelutvinning, samt utviklingen av en metode for å produsere det fra pyritt; sistnevnte ble distribuert i gamle russ. Det ble først beskrevet i litteraturen av Agricola. Opprinnelsen til lat. Svovel uklart. Det antas at dette navnet ble lånt fra grekerne. I litteraturen fra den alkymistiske perioden opptrer svovel ofte under forskjellige hemmelige navn. I Ruland kan man for eksempel finne navnene Zarnec (forklaring av «egg med ild»), Thucios (levende svovel), Terra foetida, spiritus foetens, Scorith, Pater, osv. Det gamle russiske navnet «svovel» er brukt. i veldig lang tid. Det betydde ulike brennbare og illeluktende stoffer, harpikser, fysiologiske sekreter (ørevoks osv.). Tilsynelatende kommer dette navnet fra sanskrit sira (lysegul). Ordet "grå" er assosiert med det, det vil si av en ubestemt farge, som spesielt refererer til harpiks. Det andre gamle russiske navnet på svovel - bogey (brennbart svovel) - inneholder også konseptet om ikke bare brennbarhet, men også en dårlig lukt. Som filologer forklarer, tysk. Schwefel har sanskrit rotsveip (å sove, angelsaksisk sweblan - å drepe), som kan ha sammenheng med giftige egenskaper svoveldioksid.(3)

Fordeling av grunnstoffet i naturen. Svovel er vidt distribuert i naturen. Den utgjør 0,05 % av massen jordskorpen. I en fri stat (innfødt svovel) finnes det i store mengder i Italia (øyene Sicilia) og USA. Forekomster av naturlig svovel er tilgjengelig i Volga-regionen, i statene Sentral-Asia, på Krim og andre områder.

Svovel forekommer ofte i forbindelser med andre grunnstoffer. Dens viktigste naturlige forbindelser er metallsulfider: FeS 2- jernkis, eller pyritt; ZnS- sinkblanding; PbS- blyglans; HgS- cinnaber, etc., samt svovelsyresalter (krystallinske hydrater): CaSO 4 × 2H2O- gips, Na2SO4 × 10H2O- Glaubers salt, МgSO 4 × 7H2O- bittert salt, etc.(2)

Fysiske egenskaper. Svovel er et hardt, sprøtt, gult stoff. Det er praktisk talt uløselig i vann, men løses godt opp i karbondisulfid, anilin og noen andre løsningsmidler. Leder varme og strøm dårlig. Svovel danner flere allotropiske modifikasjoner - svovel rombisk, monoklinisk, plastisk. Den mest stabile modifikasjonen er rombisk svovel; alle andre modifikasjoner forvandles spontant til det etter en tid.

Ved 444,6 °C koker svovel og danner mørkebrune damper. Hvis de raskt avkjøles, får man et fint pulver bestående av bittesmå svovelkrystaller, kalt svovel farge.

Kjemiske egenskaper. Svovel kan donere elektronene sine når de samhandler med sterkere oksidasjonsmidler:

I disse reaksjonene er svovel reduksjonsmidlet. Det må understrekes svoveloksid(VI) kan bare dannes i nærvær Pt eller V2O5 og høyt blodtrykk .

Hydrogensulfid . Når svovel varmes opp med hydrogen, oppstår en reversibel reaksjon:
med et svært lavt utbytte av hydrogensulfid H 2 S. Vanligvis oppnås H 2 S ved påvirkning av fortynnede syrer
Hydrogensulfid - typisk reduksjonsmiddel. Det brenner i oksygen. En løsning av hydrogensulfid i vann er en veldig svak hydrosulfidsyre, som dissosieres trinnvis og hovedsakelig i det første trinnet:

Hydrogensulfidsyre, som hydrogensulfid, er et typisk reduksjonsmiddel.

men også svakere, for eksempel svovelsyre H 2 SO 3:

Noen sulfider har en karakteristisk farge: CuS Og PbS- svart, CdS- gul, ZnS- hvit, MnS- rosa, SnS- brun, Sb 2 S 3- oransje osv. Kvalitativ analyse av kationer er basert på sulfiders forskjellige løselighet og de forskjellige fargene til mange av dem (4).

Svoveldioksid (IV) oksid, eller svoveldioksid, er under normale forhold en fargeløs gass med en skarp, kvelende lukt. Når den avkjøles til -10°C, blir den flytende til en fargeløs væske. I flytende form lagres den i stålsylindere.

SO 2 dannes når svovel brennes i oksygen eller når sulfider brennes. Det er svært løselig i vann (40 volumer i 1 volum vann ved 20 °C).

Svoveloksid (VI).SO 3 - svovelsyreanhydrid - et stoff med t pl = 16,8 °C og t bp = 44,8 °C. Svoveloksid (VI), eller svoveltrioksid, er en fargeløs væske som stivner ved temperaturer under 17°C til en fast krystallinsk masse. Svoveloksid (VI) har alle egenskapene til sure oksider. Det er et mellomprodukt i produksjonen av svovelsyre.

Svoveloksid (VI) oppnås ved oksidasjon av SO 2 med oksygen bare i nærvær av en katalysator:

Behovet for å bruke en katalysator i denne reversible reaksjonen skyldes det faktum at god vei ut SO 3 (dvs. en forskyvning av likevekt til høyre) kan bare oppnås ved å senke temperaturen, men med lave temperaturer Reaksjonshastigheten synker veldig betydelig.

SOLVEL

Oppløsning av svovel

Svovel, som er kjent for å være uløselig i vann og oppløses i små mengder i benzen, alkohol eller eter, er perfekt løselig i karbondisulfid cs2.

Hvis du sakte fordamper en løsning av en liten mengde svovel i karbondisulfid på et urglass, vil du få store krystaller av det såkalte rombiske eller a-svovel. Men la oss ikke glemme brennbarheten og toksisiteten til karbondisulfid, så la oss slå av alle brennerne og plassere urglasset under trekk eller foran vinduet.

En annen form - monoklinisk eller b-cepa - kan oppnås ved tålmodig å krystallisere nåler som er ca. 1 cm lange fra toluen (toluen er også brannfarlig!).

Produksjon av hydrogensulfid og eksperimenter med det

Plasser litt (omtrent på størrelse med en ert) av det resulterende jernsulfidet i et reagensrør og tilsett fortynnet saltsyre. Stoffer interagerer med voldsom gassutslipp:

fes + 2hcl = h2s + fecl2

En ubehagelig lukt av råtne egg kommer fra reagensrøret - dette er hydrogensulfid som fordamper. Hvis du fører den gjennom vann, vil den delvis løses opp. Det dannes en svak syre, en løsning som ofte kalles hydrogensulfidvann.

Ytterst forsiktighet må utvises når man arbeider med hydrogensulfid, da gassen er nesten like giftig som blåsyre hcn. Det forårsaker lammelser i luftveiene og død hvis konsentrasjonen av hydrogensulfid i luften er 1,2-2,8 mg/l.

Kjemisk påvises hydrogensulfid ved å bruke vått blyreagenspapir. For å oppnå det, fukter vi filterpapir med en fortynnet løsning av blyacetat eller nitrat, tørker det og skjærer det i strimler 1 cm brede. Hydrogensulfid reagerer med blyioner, noe som resulterer i dannelse av svart blysulfid. Denne metoden kan oppdage hydrogensulfid i bortskjemte matvarer (egg, kjøtt).

Vi anbefaler å produsere hydrogensulfid ved bruk av tørrmetoden, siden gasstrømmen i dette tilfellet enkelt kan justeres og stenges av til rett tid. For dette formål, smelt ca. 25 g parafin i en porselenskopp og bland 15 g svovel med smelten. Fjern deretter brenneren og rør blandingen til den stivner. Mal den faste massen og lagre den for videre eksperimenter.

Når det er nødvendig å skaffe hydrogensulfid, varmer vi opp flere stykker av en blanding av parafin og svovel i et reagensrør til en temperatur over 170°C. Når temperaturen stiger, øker gasseffekten, og hvis brenneren fjernes, stopper den. Under reaksjonen interagerer parafinhydrogen med svovel, noe som resulterer i dannelse av hydrogensulfid, og karbon forblir i reagensrøret, for eksempel:

c40h82 + 41s = 41h2s + 40c

Vi får sulfider

For å undersøke fargen på utfelte metallsulfider, la oss føre hydrogensulfid gjennom løsninger ulike salter metaller Sulfider av mangan, sink, kobolt, nikkel og jern vil utfelles dersom det skapes et alkalisk miljø i løsningen (for eksempel ved å tilsette ammoniumhydroksid). Bly, kobber, vismut, kadmium, antimon og tinnsulfider vil felle ut i saltsyreløsningen.

Hydrogensulfidforbrenning

Etter å ha gjort en foreløpig test for detonerende gass, la oss sette fyr på hydrogensulfidet som kommer ut av et glassrør trukket på slutten. Hydrogensulfid brenner med en blek flamme med en blå halo:

ЗН2s + ЗО2 = 2t2o + 2so2

Som et resultat av forbrenning produseres svoveloksid (iv) eller svoveldioksid. Det er lett å identifisere ved sin skarpe lukt og rødheten til vått blått lakmuspapir. Hvis det ikke er tilstrekkelig tilgang på oksygen, oksideres hydrogensulfid kun til svovel. Aktivert karbon akselererer denne prosessen katalytisk. Denne metoden brukes ofte til finrensing av industrielle gasser, hvis svovelinnhold ikke bør overstige 25 g/m3:

2h2s + O2 = 2H2O + 2s

Det er ikke vanskelig å gjenskape denne prosessen. Installasjonsskjemaet er vist i figuren. Det viktigste er å føre luft og hydrogensulfid gjennom aktivert karbon i forholdet 1: 3. Gult svovel vil frigjøres på karbonet.

Aktivt karbon kan renses for svovel ved å vaske det i karbondisulfid. I teknologien brukes oftest en løsning av ammoniumsulfid (nh4)2s til dette formålet.

Eksperimenter med svovelsyrling

Svoveloksid (iv) - svoveldioksid - er ekstremt løselig i vann, noe som resulterer i dannelsen av svovelsyre:

h2o + so2 = h2so3

Det dreper bakterier og har en blekende effekt; I bryggerier og vingårder desinfiseres fat med svovel. Svoveldioksid brukes også til å bleke flettede kurver, våt ull, halm, bomull og silke. Flekker

Fra blåbær fjernes de for eksempel if i lang tid holde det fuktige forurensede området i "dampen" av brennende svovel.

La oss sjekke blekeeffekten til svovelsyre. For å gjøre dette, la oss senke sylinderen, der svovelbiter har brent en stund, inn i forskjellige fargede gjenstander (blomster, våte stoffstykker, viktig lakmuspapir osv.), dekk sylinderen godt med en glassplate og vent. en stund.

Alle som noen gang har studert grunnstoffers atomstruktur vet at svovelatomet har seks såkalte valenselektroner i sin ytre bane. Derfor kan svovel være maksimalt seksverdig i forbindelser. Denne oksidasjonstilstanden tilsvarer svoveloksid (vi) med formelen so3. Det er et svovelsyreanhydrid:

h2o + so3 = h2so4

Når svovel brennes under normale forhold, produseres det alltid svoveloksid (iv). Og hvis en viss mengde svoveloksid (vi) dannes, brytes det oftest umiddelbart under påvirkning av varme til svoveloksid (iv) og oksygen:

2so3 = 2so2 + o2

Ved produksjon av svovelsyre hovedproblemet er transformasjonen av sO2 til so3. For dette formålet brukes nå to metoder: kammer (eller forbedret - tårn) og kontakt. (se eksperiment "Fremstilling av svovelsyre)

Fremstilling av svovelsyre

Kammermetode

La oss fylle en stor beholder (500 ml rundbunnet kolbe) med svoveloksid (iv) so2, plassere brennende svovelbiter i den en stund eller tilføre gass fra apparatet der det dannes. Svovel(iv)oksid kan også fremstilles relativt enkelt ved å droppe konsentrert svovelsyre i konsentrert løsning natriumsulfitt na2so3. I dette tilfellet vil svovelsyre, som er sterkere, fortrenge den svake syren fra dens salter.

Når kolben er fylt med gass, lukk den med en propp med tre hull. I den ene, som vist på figuren, setter vi inn et glassrør bøyd i rett vinkel, koblet til sideutløpet av reagensrøret, der det dannes nitrogenoksid når biter av kobber og salpetersyre samhandler (iv):

4hno3 + Сu = cu(no3)2 + 2h2o + 2no2

Syrekonsentrasjonen bør være ca. 60 % (vekt). Oppmerksomhet! no2 er en sterk gift!

I et annet hull skal vi sette inn et glassrør koblet til reagensrøret, som vanndamp senere vil strømme gjennom.

I det tredje hullet setter vi inn et kort stykke rør med en Bunsen-ventil - et kort stykke gummislange med et spor. La oss først lage en sterk tilstrømning av nitrogenoksid inn i kolben. (Forsiktig! Gift!) Men det er ingen reaksjon ennå. Kolben inneholder en blanding av brun no2 og fargeløs so2. Så snart vi passerer vanndamp, vil en fargeendring tyde på at reaksjonen har begynt. Under påvirkning av vanndamp oksiderer nitrogenoksid (iv) svoveloksid (iv) til svoveloksid (vi), som umiddelbart, i vekselvirkning med vanndamp, blir til svovelsyre:

2no2 + 2so2 = 2no + so3

Fargeløst kondensat vil samle seg i bunnen av kolben, og overflødig gass og damp vil slippe ut gjennom Bunsen-ventilen. La oss helle den fargeløse væsken fra kolben i et reagensrør, sjekke den sure reaksjonen med lakmuspapir og oppdage sulfationet so42- av den resulterende svovelsyren ved å tilsette en løsning av bariumklorid. Et tykt hvitt bunnfall av bariumsulfat vil indikere for oss at eksperimentet var vellykket.

Etter dette prinsippet, men i mye større skala, produseres svovelsyre i teknologi. Tidligere var reaksjonskamrene foret med bly, da det er motstandsdyktig mot svovelsyredamp. I moderne tårninstallasjoner brukes reaktorer keramisk base. Men flere Svovelsyre produseres nå ved hjelp av kontaktmetoden.

Kontaktmetode

Ulike oster brukes i produksjonen av svovelsyre. Ren svovel begynte å bli brukt først på 60-tallet. I de fleste tilfeller produserer bedrifter svoveloksid (iv) ved å brenne sulfidmalm. I en roterende rørovn eller flerdekksovn reagerer pyritt med atmosfærisk oksygen i henhold til følgende ligning:

4fes2 + 11O2 = 3fe2o3 + 8so2

Det resulterende jern(iii)oksidet fjernes fra ovnen som avleiring og bearbeides videre i jernproduksjonsanlegg. Knus flere stykker pyritt i en morter og legg dem i et ildfast glassrør, som vi lukker med en propp med et hull. Bruk deretter en brenner for å varme opp røret kraftig, samtidig som luft passerer gjennom det ved hjelp av en gummipære. For at det flyktige støvet fra brennegassen skal sette seg, tar vi det inn i et tomt glasskar, og fra det til et andre ildfast rør, som inneholder en katalysator oppvarmet til 400-500 °C. I teknologien brukes oftest vanadium(v)oksid v2o5 eller natriumvanadat navo3 som katalysator, og til dette formålet vil vi bruke rødt jernoksid (iii) fe2O3. Påfør finmalt jernoksid på glassull, som vi fordeler i et rør i et lag på 5 cm. Varm opp røret med katalysatoren til det når rød varme. På katalysatoren interagerer svoveloksid (iv) med atmosfærisk oksygen; som et resultat dannes svoveloksid (vi).

2so2 + o2 = 2so3

som vi utmerker oss ved dens evne til å danne tåke under fuktig luft. Samle so2 i en tom kolbe og rist kraftig og bland med en liten mengde vann. Vi vil få svovelsyre - vi vil bevise dens tilstedeværelse, som i forrige metode.

Du kan også plassere glassull og katalysator adskilt i et av glassrørene. Du kan også jobbe i et reagensrør med sideuttak. La oss legge pyritt på reagensrørene, et lag med glassull på det, og deretter glassull med en katalysator. Vi innfører luft ovenfra i røret, som skal passe nær katalysatoren. På sidegrenen skal vi feste et rør bøyd i vinkel, som leder inn i reagensrøret.

Hvis det ikke er pyritt, vil vi i et reagensrør med sideutløp få svoveloksid (iv) fra natriumsulfitt eller hydrosulfitt av svovelsyre, og deretter føre den resulterende gassen over katalysatoren sammen med en strøm av luft eller oksygen. Kromoksid (III) kan også brukes som katalysator, som skal kalsineres i en jerndigel og finknuses i en morter. For samme formål kan du bløtlegge en leireskår med en løsning av jern (ii) sulfat og deretter sterkt kalsinere den. I dette tilfellet dannes et fint pulver av oksydjern (iii) på leiren.

Syre fra gips

Hvis det er få metallsulfider (som for eksempel i Tyskland), kan startproduktene for produksjon av svovelsyre være caso4-anhydritt og caso4-h2o-gips. Metoden for å få svoveloksid (iv) fra disse produktene ble utviklet av Müller og Kuehne for 60 år siden.

Metoder for å produsere svovelsyre fra anhydritt vil være viktige i fremtiden, siden svovelsyre er den vanligste kjemisk produkt. Sulfater kan dekomponeres ved høye (opptil 2000 °C) temperaturer. Müller fant at nedbrytningstemperaturen til kalsiumsulfat kunne reduseres til 1200 °C ved å tilsette finmalt koks. Først, ved 900 °C, reduserer koks kalsiumsulfat til sulfid, som igjen, ved en temperatur på 1200 °C, reagerer med udekomponert sulfat; i dette tilfellet dannes svoveloksid (iv) og brent kalk:

caso4 + 2c = cas + 2co2

cas + 3caso4 = 4cao + 4so2

Det er mulig å dekomponere kalsiumsulfat under laboratorieforhold bare ved bruk av passende høy temperatur. Vi skal jobbe med utstyr som ligner på det som ble brukt til fyring av pyritt, bare vi tar et porselens- eller jernrør til forbrenning. Lukk røret med plugger pakket inn i asbeststoff for termisk isolasjon. Vi setter en kapillær inn i hullet i den første pluggen, og i den andre, et enkelt glassrør, som vi kobler til med en vaskeflaske halvfylt med vann eller en fuchsin-løsning.

La oss forberede reaksjonsblandingen som følger. Mal 10 g gips, 5 g kaolin (leire) og 1,5 g aktivt pulverisert karbon i en morter. Tørk blandingen ved å varme den en stund til 200 °C i en porselenskopp. Etter avkjøling (helst i en ekssikkator), tilsett blandingen til midten av forbrenningsrøret. Vær i dette tilfellet oppmerksom på at det ikke fyller hele tverrsnittet av røret. Deretter oppvarmer vi røret sterkt ved å bruke to brennere (en nedenfra, den andre skrått ovenfra), og når røret er oppvarmet, passerer vi en ikke for sterk luftstrøm gjennom hele systemet. Innen 10 minutter, på grunn av dannelsen av svovelsyre, vil fuksinløsningen i vaskeflasken bli misfarget. Slå av vannstrålepumpen og stopp oppvarmingen.

Bli høy temperatur det kan vi også hvis vi pakker porselensrøret så tett som mulig med en 750-1000 W varmespiral (se bilde). Vi kobler endene av spiralen med tykk kobbertråd, som vi også vikler rundt røret mange ganger, og deretter isolerer det med porselensperler og kobler det til pluggen. (Vær forsiktig når du arbeider med 220 V!) En glass- eller blåselykt kan naturligvis også være nyttig som varmekilde.

Teknikken fungerer med en blanding av anhydritt, koks, leire, sand og svovelkis fe2o3. En snekketransportør leverer blandingen til en 70 meter lang roterende rørovn, hvor det pulveriserte kullet brennes. Temperaturen ved enden av ovnen, ved forbrenningsstedet, er omtrent 1400 °C. Ved denne temperaturen blir brent kalk som dannes under reaksjonen smeltet sammen med leire, sand og pyrittslagg for å danne sementklinker. Den avkjølte klinkeren males og blandes med noen få prosent gips. Den resulterende høykvalitets Portland-sementen selges. Med nøye gjennomføring og kontroll av prosessen, fra 100 tonn anhydritt (pluss leire, sand, koks og svovelkis) kan du få rundt 72 tonn svovelsyre og 62 tonn sementklinker.

Svovelsyre kan også fås fra kieseritt (magnesiumsulfat mgso4 -H2O).

Til forsøket skal vi bruke samme oppsett som for nedbryting av gips, men denne gangen skal vi ta et rør laget av ildfast glass. Vi oppnår reaksjonsblandingen ved å kalsinere 5 g magnesiumsulfat i en porselensbolle, og 0,5 g aktivt kull i en jerndigel med lokk, og deretter blande dem og vokse i en morter til en støvete tilstand. Overfør blandingen til en porselensbåt og plasser den i reaksjonsrøret.

Den hvite massen som vil oppnås ved slutten av forsøket i en porselensbåt består av magnesiumoksid. I teknologien blir det bearbeidet til Sorel-sement, som er grunnlaget for produksjon av xylolitt.

Produksjon av derivatprodukter som sementklinker og xylolitt, som er viktige for byggebransjen, gjør produksjon av svovelsyre fra lokale råvarer spesielt økonomisk. Bearbeiding av mellomprodukter og biprodukter til verdifulle råvarer eller sluttprodukter er et viktig prinsipp for kjemisk industri.

La oss få xylolitt

Bland like deler magnesiumoksid og sagflis med en løsning av magnesiumklorid og påfør et lag av den resulterende slurryen ca. 1 cm tykk på underlaget. Etter 24-48 timer vil massen stivne som stein. Det brenner ikke, det kan bores, sages og spikres. Ved bygging av hus brukes xylolitt som gulvmateriale. Trefiber, herdet uten å fylle hullene med Sorel-sement (magnesiumsement), presset og limt til plater, brukt som en lettvekts-, varme- og lydbarriere byggemateriale(Heraklitus-plater).