Síra je chemický prvok, ktorý sa nachádza v šiestej skupine a tretej perióde periodickej tabuľky. V tomto článku sa podrobne pozrieme na jeho chemické a fyzikálne vlastnosti, výrobu, použitie a pod. Fyzikálna charakteristika zahŕňa také vlastnosti ako farba, úroveň elektrickej vodivosti, bod varu síry atď. Chemická charakteristika popisuje jej interakciu s inými látkami.
Síra z hľadiska fyziky
Toto je krehká látka. Za normálnych podmienok je v pevnom stave agregácie. Síra má citrónovo žltú farbu.
A z väčšej časti majú všetky jeho zlúčeniny žlté odtiene. Nerozpúšťa sa vo vode. Má nízku tepelnú a elektrickú vodivosť. Tieto vlastnosti ho charakterizujú ako typický nekov. Napriek tomu, že chemické zloženie síry nie je vôbec zložité, táto látka môže mať viacero variácií. Všetko závisí od štruktúry kryštálovej mriežky, pomocou ktorej sú atómy spojené, ale netvoria molekuly.
Prvou možnosťou je teda kosoštvorcová síra. Náhodou jenajstabilnejší. Bod varu tohto typu síry je štyristoštyridsaťpäť stupňov Celzia. Ale aby daná látka prešla do plynného skupenstva agregácie, musí najskôr prejsť cez kvapalné skupenstvo. K topeniu síry teda dochádza pri teplote stotrinásť stupňov Celzia.
Druhou možnosťou je monoklinická síra. Ide o ihličkovité kryštály s tmavožltou farbou. Tavenie síry prvého typu a jej pomalé ochladzovanie vedie k vytvoreniu tohto typu. Táto odroda má takmer rovnaké fyzikálne vlastnosti. Napríklad bod varu síry tohto typu je stále rovnakých štyristoštyridsaťpäť stupňov. Okrem toho existuje taká rozmanitosť tejto látky ako plast. Získava sa zaliatím do studenej vody zohriatej takmer do varu kosoštvorcový. Teplota varu síry tohto typu je rovnaká. Ale látka má schopnosť natiahnuť sa ako guma.
Ďalšou zložkou fyzikálnych vlastností, o ktorej by som chcel hovoriť, je teplota vznietenia síry.
Tento údaj sa môže líšiť v závislosti od typu materiálu a jeho pôvodu. Napríklad teplota vznietenia technickej síry je stodeväťdesiat stupňov. Toto je pomerne nízke číslo. V iných prípadoch môže byť bod vzplanutia síry dvestoštyridsaťosem stupňov a dokonca dvestopäťdesiatšesť. Všetko závisí od toho, z akého materiálu sa ťažilo, akú má hustotu. Ale dá sa to uzavrieťže teplota spaľovania síry je dosť nízka, v porovnaní s inými chemickými prvkami ide o horľavú látku. Okrem toho sa niekedy síra môže spojiť do molekúl pozostávajúcich z ôsmich, šiestich, štyroch alebo dvoch atómov. Teraz, keď sme zvážili síru z hľadiska fyziky, prejdime k ďalšej časti.
Chemická charakterizácia síry
Tento prvok má relatívne nízku atómovú hmotnosť, je to tridsaťdva gramov na mol. Charakteristika sírneho prvku zahŕňa taký znak tejto látky, ako je schopnosť mať rôzne stupne oxidácie. V tomto sa líši napríklad od vodíka alebo kyslíka. Vzhľadom na otázku, aká je chemická charakteristika prvku síry, nemožno nespomenúť, že v závislosti od podmienok vykazuje redukčné aj oxidačné vlastnosti. Takže, v poradí, zvážte interakciu danej látky s rôznymi chemickými zlúčeninami.
Síra a jednoduché látky
Jednoduché sú látky, ktoré majú vo svojom zložení iba jeden chemický prvok. Jeho atómy sa môžu spájať do molekúl, ako napríklad v prípade kyslíka, alebo sa nemusia spájať, ako je to v prípade kovov. Takže síra môže reagovať s kovmi, inými nekovmi a halogénmi.
Interakcia s kovmi
Tento druh procesu vyžaduje vysokú teplotu. Za týchto podmienok prebieha adičná reakcia. To znamená, že atómy kovov sa spájajú s atómami síry, čím vytvárajú komplexné látky sulfidy. Napríklad, ak vykurujetedva móly draslíka, zmiešané s jedným mólom síry, získame jeden mól sulfidu tohto kovu. Rovnicu možno napísať takto: 2K + S=K2S.
Reakcia s kyslíkom
Toto je spaľovanie síry. V dôsledku tohto procesu vzniká jeho oxid. Posledne menované môžu byť dvoch typov. Preto spaľovanie síry môže prebiehať v dvoch stupňoch. Prvým je, keď jeden mól síry a jeden mól kyslíka tvorí jeden mól oxidu siričitého. Rovnicu tejto chemickej reakcie môžete napísať takto: S + O2=SO2. Druhým stupňom je pridanie ďalšieho atómu kyslíka k oxidu. To sa stane, keď sa jeden mól kyslíka pridá k dvom mólom oxidu siričitého pri vysokých teplotách. Výsledkom sú dva móly oxidu sírového. Rovnica pre túto chemickú interakciu vyzerá takto: 2SO2 + O2=2SO3. V dôsledku tejto reakcie vzniká kyselina sírová. Uskutočnením dvoch opísaných procesov je teda možné nechať výsledný trioxid prejsť prúdom vodnej pary. A získame síranovú kyselinu. Rovnica pre takúto reakciu je napísaná takto: SO3 + H2O=H2 SO 4.
Interakcia s halogénmi
Chemické vlastnosti síry, podobne ako iných nekovov, jej umožňujú reagovať s touto skupinou látok. Zahŕňa zlúčeniny ako fluór, bróm, chlór, jód. Síra reaguje s ktorýmkoľvek z nich, okrem posledného. Príkladom je proces fluorácie uvažovanéhonás prvok periodickej tabuľky. Zahriatím uvedeného nekovu s halogénom možno získať dve varianty fluoridu. Prvý prípad: ak vezmeme jeden mól síry a tri móly fluóru, dostaneme jeden mól fluoridu, ktorého vzorec je SF6. Rovnica vyzerá takto: S + 3F2=SF6. Okrem toho existuje druhá možnosť: ak vezmeme jeden mól síry a dva móly fluóru, dostaneme jeden mól fluoridu s chemickým vzorcom SF4. Rovnica je napísaná takto: S + 2F2=SF4. Ako vidíte, všetko závisí od pomerov, v ktorých sú zložky zmiešané. Presne rovnakým spôsobom je možné uskutočniť proces chlorácie síry (môžu vzniknúť aj dve rôzne látky) alebo bromácie.
Interakcia s inými jednoduchými látkami
Tým sa charakterizácia prvku síry nekončí. Látka môže tiež vstúpiť do chemickej reakcie s vodíkom, fosforom a uhlíkom. V dôsledku interakcie s vodíkom vzniká sulfidová kyselina. V dôsledku jeho reakcie s kovmi je možné získať ich sulfidy, ktoré sa zase získavajú priamou reakciou síry s rovnakým kovom. K adícii atómov vodíka k atómom síry dochádza len za podmienok veľmi vysokej teploty. Keď síra reaguje s fosforom, vzniká jej fosfid. Má nasledujúci vzorec: P2S3. Aby ste získali jeden mól tejto látky, musíte vziať dva móly fosforu a tri móly síry. Keď síra interaguje s uhlíkom, vytvorí sa karbid uvažovaného nekovu. Jeho chemický vzorec vyzerá takto: CS2. Aby ste získali jeden mól tejto látky, musíte vziať jeden mól uhlíka a dva móly síry. Všetky vyššie opísané adičné reakcie prebiehajú iba vtedy, keď sa reaktanty zahrievajú na vysoké teploty. Uvažovali sme o interakcii síry s jednoduchými látkami, teraz prejdime k ďalšiemu odseku.
Síra a komplexné zlúčeniny
Komplex sú tie látky, ktorých molekuly pozostávajú z dvoch (alebo viacerých) rôznych prvkov. Chemické vlastnosti síry jej umožňujú reagovať so zlúčeninami, ako sú alkálie, ako aj koncentrovaná kyselina síranová. Jeho reakcie s týmito látkami sú dosť zvláštne. Najprv zvážte, čo sa stane, keď sa príslušný nekov zmieša s alkáliou. Napríklad, ak vezmete šesť mólov hydroxidu draselného a pridáte k nim tri móly síry, získate dva móly sulfidu draselného, jeden mól tohto siričitanu kovu a tri móly vody. Tento druh reakcie možno vyjadriť nasledujúcou rovnicou: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 O. Rovnakým princípom dochádza k interakcii, ak sa pridá hydroxid sodný. Ďalej zvážte správanie síry, keď sa k nej pridá koncentrovaný roztok síranovej kyseliny. Ak vezmeme jeden mól prvej a dva móly druhej látky, získame nasledujúce produkty: oxid sírový v množstve troch mólov a tiež vodu - dva móly. Táto chemická reakcia môže prebehnúť iba vtedy, keď sa reaktanty zahrejú na vysokú teplotu.
Získanie predmetnej položkynekovové
Existuje niekoľko základných spôsobov, ktorými môžete extrahovať síru z rôznych látok. Prvým spôsobom je izolácia od pyritu. Chemický vzorec posledne menovaného je FeS2. Keď sa táto látka zahreje na vysokú teplotu bez prístupu kyslíka, môže sa získať ďalší sulfid železa - FeS - a síra. Reakčná rovnica je napísaná nasledovne: FeS2=FeS + S. Druhý spôsob získavania síry, ktorý sa často používa v priemysle, je spaľovanie sulfidu sírového za podmienok malé množstvo kyslíka. V tomto prípade môžete získať zvažovaný nekov a vodu. Na uskutočnenie reakcie je potrebné vziať zložky v molárnom pomere dva ku jednej. V dôsledku toho dostaneme konečné produkty v pomere dva až dva. Rovnicu pre túto chemickú reakciu možno napísať takto: O. Okrem toho sa dá síra získať pri rôznych metalurgických procesoch, napríklad pri výrobe kovov ako nikel, meď a iné.
Priemyselné využitie
Nekov, o ktorom uvažujeme, našiel svoje najširšie uplatnenie v chemickom priemysle. Ako je uvedené vyššie, tu sa používa na získanie síranovej kyseliny z nej. Okrem toho sa síra používa ako zložka na výrobu zápaliek, pretože ide o horľavý materiál. Je tiež nenahraditeľný pri výrobe výbušnín, pušného prachu, prskaviek atď. Okrem toho sa síra používa ako jedna zo zložiek v prípravkoch na ničenie škodcov. ATliek, používa sa ako zložka pri výrobe liekov na kožné choroby. Daná látka sa tiež používa pri výrobe rôznych farbív. Okrem toho sa používa pri výrobe fosforu.
Elektronická štruktúra síry
Ako viete, všetky atómy pozostávajú z jadra, ktoré obsahuje protóny – kladne nabité častice – a neutróny, teda častice s nulovým nábojom. Elektróny obiehajú okolo jadra so záporným nábojom. Aby bol atóm neutrálny, musí mať vo svojej štruktúre rovnaký počet protónov a elektrónov. Ak je tých druhých viac, ide už o záporný ión – anión. Ak je naopak počet protónov väčší ako počet elektrónov, ide o kladný ión alebo katión. Sírny anión môže pôsobiť ako kyslý zvyšok. Je súčasťou molekúl látok, ako je kyselina sulfidová (sírovodík) a sulfidy kovov. Anión vzniká pri elektrolytickej disociácii, ku ktorej dochádza, keď sa látka rozpustí vo vode. V tomto prípade sa molekula rozkladá na katión, ktorý môže byť reprezentovaný ako ión kovu alebo vodíka, ako aj katión - ión zvyšku kyseliny alebo hydroxylovej skupiny (OH-).
Keďže radový počet síry v periodickej tabuľke je šestnásť, môžeme usúdiť, že ide o počet protónov v jej jadre. Na základe toho môžeme povedať, že okolo rotuje aj šestnásť elektrónov. Počet neutrónov možno zistiť odčítaním poradového čísla chemického prvku od molárnej hmotnosti: 32- 16=16. Každý elektrón sa neotáča náhodne, ale po určitej dráhe. Keďže síra je chemický prvok, ktorý patrí do tretej periódy periodickej tabuľky, okolo jadra existujú tri obežné dráhy. Prvý má dva elektróny, druhý má osem a tretí má šesť. Elektronický vzorec atómu síry je napísaný takto: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Rozšírenie v prírode
Uvažovaný chemický prvok sa v podstate nachádza v zložení minerálov, ktorými sú sulfidy rôznych kovov. V prvom rade je to pyrit – soľ železa; ďalej je to olovo, striebro, medený lesk, zmes zinku, rumelka - sulfid ortuti. Okrem toho môže byť síra aj súčasťou minerálov, ktorých štruktúru predstavujú tri alebo viac chemických prvkov.
Napríklad chalkopyrit, mirabilit, kieserit, sadra. Každý z nich môžete zvážiť podrobnejšie. Pyrit je sulfid železitý alebo FeS2. Má svetložltú farbu so zlatým leskom. Tento minerál možno často nájsť ako nečistotu v lapis lazuli, ktorý sa široko používa na výrobu šperkov. Je to spôsobené tým, že tieto dva minerály majú často spoločné ložisko. Medený lesk – chalkocit, alebo chalkozín – je modrosivá látka, podobná kovu. Lesk olova (galenit) a strieborný lesk (argentit) majú podobné vlastnosti: oba vyzerajú ako kovy a majú sivú farbu. Cinnabar je hnedočervený matný minerál so sivými škvrnami. Chalkopyrit, chemickýktorého vzorec je CuFeS2, - zlatožltá, nazýva sa aj zlatá zmes. Zinková zmes (sfalerit) môže mať farbu od jantárovej až po ohnivo oranžovú. Mirabilite - Na2SO4x10H2O - priehľadné alebo biele kryštály. Nazýva sa aj Glauberova soľ, používa sa v medicíne. Chemický vzorec kieseritu je MgSO4xH2O. Vyzerá ako biely alebo bezfarebný prášok. Chemický vzorec sadry je CaSO4x2H2O. Okrem toho je tento chemický prvok súčasťou buniek živých organizmov a je dôležitým stopovým prvkom.
