תכונות פיסיקליות וכימיות של גופרית

גופרית - שכיחה למדי בטבעיסוד כימי (השש עשרה בתוכן בקרום כדור הארץ ושישי במים טבעיים). יש גם גופרית מקומית (מצב חופשי של האלמנט) ותרכובותיו.

גופרית בטבע

בין המינרלים הטבעיים החשובים ביותר של גופרית,שם pyrites ברזל, sphalerite, galena, cinnabar, antimonite. באוקיינוסים, הוא מכיל בעיקר בצורת סולפט של סידן, מגנזיום ונתרן, אשר קובעים את קשיחות של מים טבעיים.

איך הם מקבלים גופרית?

הפקת עפרות הגופרית מתבצעת בשיטות שונות. הדרך העיקרית לייצר גופרית היא להריח אותו ישירות באדמה.

השיטה הפתוחה של החילוץ מספקת עבורשימוש בחפירות, הסרת שכבות סלע המכסות עפרות גופרית. לאחר ריסוק שכבות של עפרות, פיצוצים נשלחים אל smelter.

בתעשייה, גופרית מתקבלת כתוצר לוואיתהליכים בתנורים להיתוך, במהלך זיקוק נפט. בכמויות גדולות, הוא נמצא בגז טבעי (בצורה של אנהידריד גופריתי או מימן גופרתי), במהלך החילוץ שבו הוא מופקד על קירות הציוד המשמש. הגופרית המפוזרת היטב שנתפסה מן הגז משמשת בתעשייה הכימית כחומר גלם לייצור מוצרים שונים.

חומר זה ניתן לקבל טבעיגז דו תחמוצת גופרית. לשם כך, השיטה קלאוס משמש. זה מורכב ביישום של "בורות גופרית" שבו degasses גופרית. התוצאה היא גופרית שונה, בשימוש נרחב בייצור של אספלט.

שינויים בסיסיים של גופרית allotropic

גופרית היא טבועה allotropy. מספר רב של שינויים allotropic ידועים. המפורסם ביותר הם רומבי (גבישי), מונוקליני (acicular) ופלסטיק גופרית. שני השינויים הראשונים הם יציבים, השלישי בהתמצקות הופך להיות אחד רומבי.

תכונות פיסיקליות המאפיינות גופרית

המולקולות של שינויים אורתורומבים (α-S) ו monoclinic (β-S) מכילים 8 אטומי גופרית, אשר מחוברים במחזור סגור על ידי קשרים קוולנטיים יחיד.

בתנאים רגילים, גופרית יש שינוי רומבי. זהו חומר גבישי מוצק צהוב עם צפיפות של 2.07 גרם / ס"מ³. הוא נמס ב 113 ° C. הצפיפות של גופרית monoclinic הוא 1.96 גרם / ס"מ³, נקודת ההתכה שלה היא 119.3 ° C.

כאשר המסה, גופרית מגביר נפח והופך לנוזל צהוב כי קרע בטמפרטורה של 160 מעלות צלזיוס והופך מסה חומה ויסקוס חום כאשר הוא מגיע כ 190 ° C. בטמפרטורות העולות על ערך זה, הצמיגות של גופרית יורדת. בסביבות 300 ° C, זה שוב הופך למצב flowable נוזלי. זה מוסבר על ידי העובדה כי במהלך חימום גופרית polymerizes, להגדיל את אורך השרשרת עם הטמפרטורה הגוברת. וכאשר ערך הטמפרטורה עולה על 190 מעלות צלזיוס, יחידות הפולימר נהרסות.

כאשר גופרית להמיס מקורר באופן טבעי בגליליים, גלילים משוננים אפורים-יהלום נוצרים, שיש להם צורה מעוותת בצורת אוקטאהדרה עם קצוות או זוויות חתוכים חלקית.

אם החומר מותך נתון חדקירור (לדוגמה, בעזרת מים קרים), ניתן להשיג גופרית מפלסטיק, שהיא מסה גומיית אלסטית של חום או צבע אדום כהה עם צפיפות של 2,046 גרם / ס"מ³. שינוי זה, להבדיל מעויןמונו-קליני, אינו יציב. בהדרגה (בתוך כמה שעות) הוא משנה צבע צהוב, הופך שביר הופך רומנטי.

כאשר הקפאת אדי גופרית (מחומם מאוד) עם חנקן נוזלי, שינוי סגול שלה נוצר, אשר יציב בטמפרטורות מתחת מינוס 80 ° C.

בסביבה מימית, גופרית הוא כמעט בלתי מסיס. עם זאת, הוא מאופיין מסיסות טובה ממיסים אורגניים. מסכן חשמל וחום.

נקודת הרתיחה של הגופרית היא 444.6 ° C. תהליך הרתחה מלווה בשחרור של אדים כתומים צהובים המורכבים בעיקר של S₈, אשר לנתק לאחר חימום, וכתוצאה מכך היווצרות של שיווי משקל צורות של S₆, S₄ ו S₂. יתר על כן, על חימום, מולקולות גדולות ריקבון, בטמפרטורות מעל 900 מעלות, זוגות מורכבים בעיקר של מולקולות S בלבד_2, ניתוק אטומים ב 1500 ° C.

מה הם התכונות הכימיות של גופרית?

גופרית היא טיפוסית שאינו מתכת. זה פעיל מבחינה כימית. חמצון-הפחתת המאפיינים של גופרית מוצגים על ידיביחס למערכת האלמנטים. כאשר מחומם, זה מתחבר בקלות עם כמעט כל האלמנטים, מה שמסביר נוכחותה חובה על עפרות מתכת. היוצאים מן הכלל הם Pt, Au, I₂N₂ גזים אינרטיים. מידת החמצון שגופרית מציגה בתרכובות היא -2, +4, +6.

המאפיינים של גופרית וחמצן גורמים לשריפתו באוויר. התוצאה של אינטראקציה זו היא היווצרות גופרית (SO₂) וגופרית (SO₃) anhydrides השתמשו כדי להשיג חומצות גופרית וגופרית.

בטמפרטורת החדר, הפחתת המאפיינים של גופרית להתבטא רק ביחס פלואור, בתגובה שבה hexafluoride גופרית נוצר:

• S + 3F₂ SF 49₆.

כאשר מחומם (בצורה של להמיס) זה אינטראקציה עם כלור, זרחן, סיליקון, פחמן. כתוצאה מתגובות עם מימן, בנוסף מימן גופרתי, זה צורות sulfanes מאוחדים על ידי הנוסחה הכללית H₂S_X.

תכונות חמצון של גופרית הם נצפו באינטראקציה עם מתכות. במקרים מסוימים ניתן להבחין בתגובות אלימות. כתוצאה של אינטראקציה עם מתכות, גופרית (תרכובות גופרית) ו polysulfides (מתכות גופרית רב) נוצרים.

עם חימום ממושך, הוא מגיב עם חומצות חמצון מרוכז, חמצון באותו זמן.

הבא, אנו רואים את המאפיינים הבסיסיים של תרכובות גופרית.

דו תחמוצת הגופרית

תחמוצת גופרית (IV), המכונה גם דו תחמוצת הגופריתואתיד דו תחמוצת אנהידריד, הוא גז (חסר צבע) עם ריח מחניק חזק. הוא נוטה לנזול תחת לחץ בטמפרטורת החדר. לכן₂ הוא תחמוצת חומצית. הוא מאופיין מסיסות טובה במים. זה יוצר חומצה גופרתית חלשה, לא יציבה, אשר קיים רק תמיסה מימית. כתוצאה אינטראקציה של אנהידריד גופרתי עם אלקליות, sulfites נוצרים.

מפזרים בכימיקלים גבוהים למדילפעילות הבולט ביותר הם הפחתת תכונות כימיות של תחמוצת גופרית (IV). תגובות אלו מלווה בעלייה במידת החמצון הגופרית.

תכונות כימיות חמצון של תחמוצת גופרית מתבטאים בנוכחות של סוכני הפחתת חזקה (למשל, חד תחמוצת הפחמן).

גופרית תלת חמצנית

גופרית תלת-חמצנית (גופרית אנהידריד) - התחמוצת הגבוהה ביותרגופרית (VI). בתנאים רגילים הוא נוזל נדיף חסר צבע, המאופיין בריח חנוק. זה נוטה להקפיא בטמפרטורות מתחת 16.9 מעלות. זה יוצר תערובת של שינויים גבישיים שונים של מוצק גופרית מוצקה. תכונות גבוהות hygroscopic של תחמוצת גופרית לגרום "עשן" שלה באוויר לח. כתוצאה מכך, טיפות חומצה גופרתית נוצרים.

מימן גופרתי

מימן גופרתי הוא תרכובת כימית בינארית של מימן וגופרית. ח₂S הוא גז רעיל חסר צבע, אופייניהמאפיינים של הטעם המתוק והריח של ביצים רקובות. הוא נמס ב מינוס 86 ° C, רותח ב מינוס 60 ° C. לא יציב מבחינה תרמית. בטמפרטורות מעל 400 מעלות צלסיוס, מימן גופרתי מתפרק לתוך S ו- H_2. הוא מאופיין על ידי מסיסות טובה באתנול. הוא מסיס היטב במים. כתוצאה של התפרקות במים, חומצה מימן גופרתי חלשה נוצר. מימן גופרתי הוא סוכן צמצום חזק.

דליק. כאשר הוא נשרף באוויר, אתה יכול לצפות בלהבה כחולה. בריכוזים גבוהים, הוא מסוגל להגיב עם מתכות רבות.

חומצה גופרתית

חומצה גופרתית (H₂לכן₄) עשוי להיות ריכוז שונה וטוהר. במצב הלאמימי, זהו נוזל שמנוני חסר צבע, חסר ריח.

הטמפרטורה שבה החומרנמס ב 10 ° C. נקודת הרתיחה היא 296 ° C. הוא מתמוסס היטב במים. כאשר חומצה גופרתית מומסת, הידרטים נוצרים, כמות גדולה של חום משתחרר. נקודת הרתיחה של כל פתרונות מימיים בלחץ של 760 מ"מ כספית. אמנות. עולה על 100 ° C. הגדלת נקודת הרתיחה מתרחשת עם עלייה בריכוז החומצה.

התכונות החומציות של חומר להתבטא כאשר אינטראקציה עם תחמוצות בסיסיות בסיסים. ח₂לכן₄ הוא חומצה dibasic, בשל אשר הוא יכול ליצור הן סולפטים (מלחים בינוניים) ו hydrosulfates (מלחי חומצה), שרובם מסיסים במים.

המאפיינים של חומצה גופרתית בולטים ביותר בתגובות החמצון. זאת בשל העובדה כי H₂לכן₄ גופרית יש את מצב החמצון הגבוה ביותר (+6). כדוגמה של הביטוי של תכונות חמצון של חומצה גופרתית עלולה לגרום לתגובה עם נחושת:

• Cu + 2H₂לכן₄ = CuSO₄ + 2H₂O + SO₂.

גופרית: תכונות שימושיות

גופרית היא מרכיב קורט הצורךאורגניזמים חיים. זהו חלק בלתי נפרד מחומצות אמינו (מתיונין וציסטאין), אנזימים וויטמינים. מרכיב זה מעורב ביצירת המבנה השלישני של החלבון. כמות של גופרית קשורה כימית הכלול חלבונים הוא, לפי משקל, מ 0.8 ל -2.4%. התוכן של אלמנט בגוף האדם הוא על 2 גרם לכל 1 ק"ג של משקל (כלומר, על 0.2% הוא גופרית).

תכונות מועילות של אלמנט עקבות קשהלהגזים. הגנה על פרוטופלסמה הדם, גופרית הוא עוזר פעיל של הגוף במאבק נגד חיידקים מזיקים. קרישת הדם תלויה בכמותו, כלומר, האלמנט מסייע לשמור על רמה מספקת. גופרית גם משחק תפקיד חשוב בשמירה על ערכים נורמליים של ריכוז מרה המיוצר על ידי הגוף.

זה נקרא לעתים קרובות "מינרל של יופי" כיזה פשוט הכרחי כדי לשמור על בריאות העור, מסמרים ושיער. גופרית מאופיינת ביכולת להגן על הגוף מפני סוגים שונים של השפעות סביבתיות שליליות. זה עוזר להאט את תהליך ההזדקנות. גופרית מטהר את הגוף של רעלים ומגן מפני קרינה, וזה חשוב במיוחד עכשיו, בהתחשב במצב הנוכחי הסביבה.

כמות מספקת של יסודות קורט בגוף יכולה להוביל להסרה גרועה של רעלים, חסינות מופחתת וחיוניות.

גופרית - משתתף בפוטוסינתזה חיידקית. זהו מרכיב של חיידקופילופיל, ומימן גופרתי הוא מקור של מימן.

גופרית: תכונות ויישומים תעשייתיים

הנפוץ ביותר הוא גופרית.ייצור חומצה גופרתית. כמו כן, המאפיינים של חומר זה מאפשר לו לשמש גיפור של גומי, כמו פטריות בחקלאות, ואפילו כתרופה (קולואיד גופרית). בנוסף, גופרית משמש לייצור של התאמות יצירות פירוטכניק, הוא חלק היצירות ביטומן גופרית לייצור אספלט גופרית.