สมบัติทางฟิสิกส์และเคมีของกำมะถัน
กำมะถัน - ค่อนข้างทั่วไปในธรรมชาติองค์ประกอบทางเคมี (ที่สิบหกในเนื้อหาในเปลือกโลกและที่หกในน่านน้ำธรรมชาติ) มีทั้งกำมะถันพื้นเมือง (สถานะอิสระของธาตุ) และสารประกอบของมัน
กำมะถันในธรรมชาติ
ในบรรดาแร่ธาตุธรรมชาติที่สำคัญที่สุดของกำมะถัน,ชื่อเหล็ก pyrites, sphalerite, galena, ชาด, antimonite ในมหาสมุทรส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของซัลเฟตแคลเซียมแมกนีเซียมและโซเดียมซึ่งเป็นตัวกำหนดความแข็งแกร่งของน่านน้ำธรรมชาติ
พวกเขาได้รับกำมะถันอย่างไร?
การสกัดแร่ซัลฟิวริกจะดำเนินการโดยวิธีต่าง ๆ วิธีหลักในการผลิตกำมะถันคือการหลอมเหลวลงบนพื้น
วิธีการสกัดแบบเปิดให้การใช้เครื่องขุดลอกการขจัดชั้นหินที่ครอบคลุมแร่ซัลฟิวริก หลังจากการบดชั้นแร่ต่างๆการระเบิดจะถูกส่งไปยังโรงถลุง
ในอุตสาหกรรมกำมะถันได้รับเป็นผลพลอยได้กระบวนการผลิตในเตาหลอมเพื่อหลอมระหว่างการกลั่นน้ำมัน ในปริมาณมากมันมีอยู่ในก๊าซธรรมชาติ (ในรูปของสารประกอบกำมะถันหรือไฮโดรเจนซัลไฟด์) ในระหว่างการสกัดซึ่งมันจะถูกวางลงบนผนังของอุปกรณ์ที่ใช้ กำมะถันที่ถูกแยกออกจากแก๊สถูกใช้ในอุตสาหกรรมเคมีเป็นวัตถุดิบในการผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ
สารนี้สามารถหาได้จากธรรมชาติก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ สำหรับวิธีนี้จะใช้วิธี Claus ประกอบด้วยการใช้ "หลุมกำมะถัน" ซึ่งมีซัลเฟต degasses ผลที่ได้คือกำมะถันดัดแปลงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตยางมะตอย
การปรับเปลี่ยนกำมะถัน allotropic พื้นฐาน
กำมะถันมีอยู่ใน allotropy จำนวนมากของการปรับเปลี่ยน allotropic เป็นที่รู้จักกัน ที่มีชื่อเสียงที่สุดคือรูปรอยัล (ผลึก) monoclinic (อะคริลิก) และกำมะถันพลาสติก การปรับเปลี่ยนครั้งแรกสองครั้งมีเสถียรภาพส่วนที่สามเมื่อแข็งตัวจะกลายเป็นรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน
คุณสมบัติทางกายภาพที่เป็นตัวกำมะถัน
โมเลกุลของการปรับเปลี่ยน orthorhombic (α-S) และ monoclinic (β-S) ประกอบด้วยอะตอมของกำมะถัน 8 ชนิดซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยวัฏจักรปิดด้วยพันธะโควาเลนต์เดี่ยว
ภายใต้สภาวะปกติกำมะถันมีการดัดแปลงเป็นก้อน เป็นสารผลึกสีเหลืองที่มีความหนาแน่น 2.07 กรัม / เซนติเมตร3. มันละลายที่อุณหภูมิ 113 องศาเซลเซียส ความหนาแน่นของกำมะถัน monoclinic คือ 1.96 กรัม / เซนติเมตร3, จุดหลอมเหลวของมันคือ 119.3 องศาเซลเซียส
เมื่อการหลอมละลายกำมะถันจะเพิ่มปริมาณและกลายเป็นของเหลวสีเหลืองที่แตกออกเป็นส่วน ๆ ที่อุณหภูมิ 160 องศาเซลเซียสและกลายเป็นแป้งสีน้ำตาลเข้มเมื่อถึงอุณหภูมิประมาณ 190 องศาเซลเซียส ที่อุณหภูมิสูงกว่าค่านี้ความหนืดของกำมะถันจะลดลง ที่อุณหภูมิประมาณ 300 องศาเซลเซียสจะกลายเป็นสถานะของเหลวแบบไหลเวียนได้อีกครั้ง นี่คือคำอธิบายโดยข้อเท็จจริงที่ว่าในระหว่างการให้ความร้อนซัลเฟอร์ polymerizes เพิ่มความยาวของโซ่ด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น และเมื่อค่าอุณหภูมิสูงกว่า 190 ° C หน่วยของโพลิเมอร์จะถูกทำลาย
เมื่อมีการระบายความร้อนด้วยกำมะถันตามธรรมชาติรูปทรงกระบอกที่เรียกว่าผลึกสีเทาเพชรที่มีรูปฟันผุที่มีรูปทรงบิดเบี้ยวในรูปแบบของ octahedra ที่มีขอบตัดบางส่วนหรือมุม
ถ้าสารหลอมละลายอยู่ในบริเวณที่มีคม(เช่นด้วยความช่วยเหลือของน้ำเย็น) เป็นไปได้ที่จะได้รับกำมะถันพลาสติกซึ่งเป็นยางที่มีความยืดหยุ่นของสีแดงหรือสีแดงเข้มมีความหนาแน่น 2,046 กรัม / ซม.3. การปรับเปลี่ยนนี้แตกต่างจากรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนและmonoclinic คือไม่เสถียร ค่อยๆเปลี่ยนภายในเป็นเวลาไม่กี่ชั่วโมงเปลี่ยนเป็นสีเหลืองกลายเป็นสีบอบบางและกลายเป็นรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน
เมื่อมีไอระเหยของกำมะถันที่แช่แข็ง (ให้ความร้อนสูง) กับไนโตรเจนเหลวการดัดแปลงสีม่วงจะเกิดขึ้นซึ่งเสถียรที่อุณหภูมิต่ำกว่า 80 องศาเซลเซียส
ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกำมะถันกำมะถันจะไม่ละลายในทางปฏิบัติ อย่างไรก็ตามมีความสามารถในการละลายได้ดีในสารละลายอินทรีย์ ไฟฟ้าและความร้อนต่ำ
จุดเดือดของกำมะถันคือ 444.6 องศาเซลเซียส กระบวนการเดือดจะมาพร้อมกับการปลดปล่อยไอระเหยสีส้มเหลืองโดยส่วนใหญ่จะประกอบด้วย8ซึ่งแยกตัวออกจากความร้อนตามมาส่งผลให้เกิดรูปแบบดุลยภาพของ S6, S4 และ S2. นอกจากนี้เมื่อความร้อนโมเลกุลขนาดใหญ่สลายตัวและที่อุณหภูมิสูงกว่า 900 องศาคู่ประกอบด้วยโมเลกุลของ S เท่านั้น2, แยกตัวออกเป็นอะตอมที่อุณหภูมิ 1500 องศาเซลเซียส
คุณสมบัติทางเคมีของกำมะถันคืออะไร?
กำมะถันเป็นโลหะที่ไม่ใช่โลหะทั่วไป เป็นสารเคมีที่ใช้งาน ออกซิเดชัน-ลดคุณสมบัติของกำมะถันลงไปความสัมพันธ์กับชุดขององค์ประกอบ เมื่อถูกให้ความร้อนสามารถเชื่อมต่อกับส่วนประกอบทั้งหมดซึ่งอธิบายถึงการปรากฏตัวที่จำเป็นในแร่โลหะ ข้อยกเว้นคือ Pt, Au, I2, N2 และก๊าซเฉื่อย องศาออกซิเดชันซึ่งแสดงถึงกำมะถันในสารประกอบ -2, +4, +6
คุณสมบัติของกำมะถันและออกซิเจนทำให้เกิดการเผาไหม้ในอากาศ ผลของปฏิสัมพันธ์นี้คือการก่อตัวของกำมะถัน (SO2) และกำมะถัน (SO3) แอนไฮไดรด์ที่ใช้สำหรับการผลิตกรดซัลฟิวริกและซัลเฟอร์
ที่อุณหภูมิห้องสมบัติการลดลงของกำมะถันจะแสดงออกเฉพาะกับฟลูออรีนในปฏิกิริยาที่มีกำมะถัน hexafluoride เกิดขึ้น:
- S + 3F2 = SF6.
เมื่อถูกให้ความร้อน (ในรูปของการหลอม) จะมีปฏิกิริยากับคลอรีนฟอสฟอรัสซิลิคอนคาร์บอน เป็นผลมาจากปฏิกิริยากับไฮโดรเจนนอกเหนือไปจากไฮโดรเจนซัลไฟด์จะก่อตัวเป็นซัลไฟด์รวมกันโดยสูตรทั่วไป H2Sเอช
สมบัติการออกซิเดชั่นของกำมะถันจะสังเกตได้เมื่อปฏิสัมพันธ์กับโลหะ ในบางกรณีสามารถสังเกตปฏิกิริยารุนแรงได้ อันเป็นผลมาจากการมีปฏิสัมพันธ์กับโลหะซัลไฟด์ (สารกำมะถัน) และโพลีซัลไฟด์ (โลหะหลายกำมะถัน) เกิดขึ้น
เมื่อให้ความร้อนเป็นเวลานานจะทำปฏิกิริยากับตัวทำละลายกรดเข้มข้นในขณะที่ออกซิไดซ์
ต่อไปเราจะพิจารณาคุณสมบัติหลักของสารประกอบกำมะถัน
ซัลเฟอร์ไดออกไซด์
กำมะถัน (IV) ออกไซด์หรือที่เรียกว่าซัลเฟอร์ไดออกไซด์และซัลไฟด์แอนไฮไดรด์เป็นแก๊ส (ไม่มีสี) มีกลิ่นที่ทำให้เกิดอาการฟุ้งกระจาย มีคุณสมบัติในการเป็นของเหลวภายใต้แรงดันที่อุณหภูมิห้อง SO2 เป็นกรดออกไซด์ที่เป็นกรด มีคุณสมบัติในการละลายได้ดีในน้ำ นี้ผลิตกรด sulfurous อ่อนแอไม่เสถียรซึ่งมีอยู่เฉพาะในสารละลายน้ำ อันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของซัลไฟด์แอนไฮไดรด์กับด่าง sulfites จะเกิดขึ้น
มีสารเคมีค่อนข้างสูงกิจกรรม ที่เด่นชัดที่สุดคือการลดคุณสมบัติทางเคมีของซัลเฟอร์ (IV) ออกไซด์ ปฏิกิริยาดังกล่าวมาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของระดับออกซิเดชันกำมะถัน
สมบัติทางเคมีที่เป็นออกซิเดชั่นของซัลเฟอร์ออกไซด์ปรากฏอยู่ในสารลดจำนวนมาก (เช่นคาร์บอนมอนอกไซด์)
ซัลเฟอร์ไดออกไซด์
กำมะถันไตรออกไซด์ (ซัลเฟอร์แอนไฮไดรด์) เป็นออกไซด์ที่สูงที่สุดกำมะถัน (VI) ภายใต้สภาวะปกติจะเป็นของเหลวที่ระเหยง่ายและไม่มีกลิ่น มีคุณสมบัติในการแช่แข็งที่อุณหภูมิต่ำกว่า 16.9 องศา มีส่วนผสมของการเปลี่ยนแปลงของผลึกที่เป็นของแข็งของกำมะถันไตรออกไซด์ที่เป็นของแข็ง คุณสมบัติในการดูดความชื้นสูงของซัลเฟอร์ออกไซด์ทำให้ "ควัน" ในอากาศชื้น เป็นผลให้เกิดหยดของกรดกำมะถัน
ไฮโดรเจนซัลไฟด์
ไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นสารประกอบทางเคมีแบบไบนารีของไฮโดรเจนและกำมะถัน H2S เป็นก๊าซพิษที่ไม่มีสีลักษณะลักษณะของที่มีรสหวานและกลิ่นของไข่เน่า มันละลายที่อุณหภูมิ 86 องศาเซลเซียสเดือดที่อุณหภูมิลบ 60 องศาเซลเซียส มีความร้อนไม่เสถียร ที่อุณหภูมิสูงกว่า 400 ° C ไฮโดรเจนซัลไฟด์จะสลายตัวเป็น S และ H2. มีคุณสมบัติในการละลายได้ดีในเอทานอล มันละลายไม่ดีในน้ำ อันเป็นผลมาจากการสลายตัวของน้ำไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่อ่อนแอจะเกิดขึ้น ไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นสารลดขนาดใหญ่
ไวไฟ เมื่อมันไหม้ไปในอากาศคุณจะเห็นเปลวไฟสีน้ำเงิน ในความเข้มข้นสูงมันสามารถทำปฏิกิริยากับโลหะหลายชนิดได้
กรดซัลฟูริค
กรดซัลฟิวริก (H2SO4) สามารถมีความเข้มข้นและความบริสุทธิ์แตกต่างกัน ในสภาพไม่มีน้ำมันเป็นของเหลวที่ไม่มีสีไม่มีกลิ่น
อุณหภูมิที่สารละลายเป็น 10 ° C จุดเดือดอยู่ที่ 296 องศาเซลเซียส มันละลายได้ดีในน้ำ เมื่อละลายกรดซัลฟิวริกจะเกิดไฮเดรตและปล่อยออกมาเป็นปริมาณมาก จุดเดือดของสารละลายที่ความดัน 760 มิลลิเมตรปรอท ศิลปะ เกิน 100 องศาเซลเซียส จุดเดือดเพิ่มขึ้นเมื่อความเข้มข้นของกรดเพิ่มขึ้น
คุณสมบัติเป็นกรดของสารจะปรากฏเมื่อปฏิสัมพันธ์กับออกไซด์และเบสขั้นพื้นฐาน H2SO4 เป็นกรด dibasic เป็นผลจากการที่มันสามารถสร้างทั้งสองซัลไฟด์ (เกลือกลาง) และ hydrosulphates (เกลือกรด) ซึ่งส่วนใหญ่จะละลายในน้ำ
คุณสมบัติที่เด่นชัดที่สุดของกรดซัลฟิวริกจะปรากฏในปฏิกิริยาการเกิดออกซิเดชันและการลดลง เนื่องจากในองค์ประกอบของ H2SO4 กำมะถันมีสถานะออกซิเดชันสูง (+6) เป็นตัวอย่างของการแสดงออกของคุณสมบัติการออกซิไดซ์ของกรดกำมะถันเราสามารถกล่าวถึงปฏิกิริยากับทองแดงได้:
- Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + 2H2O + SO2.
ซัลเฟอร์: คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์
กำมะถันเป็นจุลินทรีย์ที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิต มันเป็นส่วนสำคัญของกรดอะมิโน (methionine และ cysteine) เอนไซม์และวิตามิน องค์ประกอบนี้มีส่วนร่วมในการก่อตัวของโครงสร้างตติยภูมิของโปรตีน ปริมาณของกำมะถันที่เกี่ยวข้องกับสารเคมีที่มีอยู่ในโปรตีนอยู่ที่น้ำหนักประมาณ 0.8 ถึง 2.4% เนื้อหาของธาตุในร่างกายมนุษย์ประมาณ 2 กรัมต่อน้ำหนัก 1 กิโลกรัม (นั่นคือประมาณ 0.2% เป็นกำมะถัน)
คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ของ microelements ยากประเมินค่าสูงเกินไป การปกป้องโปรโตพลาสซึมของเลือดกำมะถันเป็นตัวช่วยที่สำคัญของร่างกายในการต่อสู้กับแบคทีเรียที่เป็นอันตราย ปริมาณของการแข็งตัวขึ้นอยู่กับปริมาณของธาตุนั่นคือองค์ประกอบช่วยรักษาระดับที่เพียงพอ กำมะถันมีบทบาทสำคัญในการรักษาความเข้มข้นของน้ำดีที่ร่างกายผลิตได้
มักเรียกว่า "แร่ธาตุความงาม" เพราะมันเป็นเพียงความจำเป็นในการรักษาสุขภาพของผิวเล็บและผม Chere มีความสามารถโดยธรรมชาติในการปกป้องสิ่งมีชีวิตจากอิทธิพลทางลบหลายด้านของสิ่งแวดล้อม ซึ่งจะช่วยชะลอกระบวนการชรา ซัลเฟอร์ทำความสะอาดร่างกายของสารพิษและป้องกันรังสีซึ่งเป็นความจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในขณะนี้โดยคำนึงถึงสถานการณ์ด้านสิ่งแวดล้อมในปัจจุบัน
ปริมาณธาตุอาหารที่ไม่เพียงพอในร่างกายอาจทำให้มีการขับถ่ายของตะกรันที่ไม่ดีลดภูมิคุ้มกันและความมีชีวิตชีวา
ซัลเฟอร์เป็นผู้มีส่วนร่วมในกระบวนการสังเคราะห์แสงของแบคทีเรีย เป็นส่วนประกอบของ bacteriochlorophyll และไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นแหล่งไฮโดรเจน
กำมะถัน: คุณสมบัติและการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม
กำมะถันที่ใช้กันมากที่สุดคือใช้สำหรับการผลิตกรดซัลฟิวริก นอกจากนี้สมบัติของสารนี้ยังช่วยให้สามารถใช้ยางวัลคาไนซ์เป็นสารกำจัดเชื้อราในการเกษตรและแม้กระทั่งสำหรับยา (กำมะถันคอลลอยด์) นอกจากนี้กำมะถันยังใช้สำหรับการผลิตไม้ขีดไฟและสารประกอบพลุซึ่งเป็นส่วนหนึ่งขององค์ประกอบของกำมะถัน - น้ำมันดินในการผลิตยางมะตอยกำมะถัน
</ p>
