Síra je prvkom periodickej sústavy D. I. Mendelejeva, jej atómové číslo je šestnásť. Má nekovové vlastnosti. Označuje sa latinským písmenom S. Názov má pravdepodobne indoeurópsky koreň - "spáliť."
Historický pohľad
Keď bola síra objavená a začala sa jej ťažba, nie je jasné. Je známe len to, že starovekí ľudia o ňom vedeli dávno pred naším letopočtom. Prví kňazi ho používali pri svojich kultových rituáloch, zaraďovali ho do vydymovacích zmesí. Minerálna síra bola pripisovaná produktu, ktorý vyrobili bohovia žijúci väčšinou v podsvetí.
Po dlhú dobu, ako dokazujú historické dokumenty, sa používal ako základná zložka horľavých zmesí, ktoré sa používali na vojenské účely. Homer tiež neignoroval minerál síru. V jednom zo svojich diel opísal „vyparovanie“, ktoré malo na človeka pri popálení škodlivý účinok.
Historici tvrdia, že síra bola základným prvkom takzvaného „gréckeho ohňa“, ktorý vyvolával strach v nepriateľoch.
V ôsmom storočí sa v Číne používal na výrobu pyrotechnikyzmesi vrátane horľavých látok pripomínajúcich strelný prach.
V stredoveku to bol jeden z troch hlavných prvkov alchymistov. Pri výskume aktívne využívali minerálnu prírodnú síru. Často to viedlo k tomu, že experimenty s ňou boli prirovnávané k čarodejníctvu, a to zase viedlo k prenasledovaniu starovekých chemikov a ich nasledovníkov inkvizíciou. Práve od tých čias, od stredoveku a renesancie, sa pach horiacej síry, ich plynov, začal spájať s činmi zlých duchov a diabolskými prejavmi.
Vlastnosti
Natívna minerálna síra má molekulárnu mriežku, ktorú iné podobné prvky nemajú. To vedie k tomu, že má nízku tvrdosť, nedochádza k štiepeniu, je to dosť krehký materiál. Špecifická hmotnosť síry je 2,7 gramu na centimeter kubický. Minerál má zlú elektrickú a tepelnú vodivosť a nízky bod topenia. Voľne sa zapáli, keď je vystavený otvorenému plameňu, vrátane zápalky, farba plameňa je modrá. Dobre sa zapaľuje pri teplote okolo 248 stupňov Celzia. Pri horení uvoľňuje oxid siričitý, ktorý má ostrý dusivý zápach.
Popisy minerálu síry sú rôzne. Má odtiene svetložltej, slamenej, medovej, zelenkavej. V síre, ktorá má vo svojej štruktúre organické látky, je hnedá, šedá alebo čierna farba. Na fotografii minerál síry v pevnej, čistej, kryštalickej forme vždy priťahuje oko a ľahkorozpoznateľné.
Vulkanická síra je jasne žltá, zelenkastá, oranžová. V prírode ho nájdete v podobe rôznych hmôt, hutné, zemité, púdrové. V prírode sa vyskytujú aj kryštalické prerastené kryštály síry, ale pomerne zriedkavo.
Síra v prírode
Prírodná síra v čistom stave je vzácna. Ale v zemskej kôre sú jeho zásoby veľmi významné. Ide najmä o rudy, kde sú vo veľkom množstve prítomné vrstvy síry.
Veda doteraz nerozhodla o príčine výskytu ložísk síry. Niektoré verzie sa navzájom vylučujú. Berúc do úvahy skutočnosť, že síra vykazuje vysokú chemickú aktivitu, predpokladá sa, že pri tvorbe povrchu zemskej kôry sa opakovane viazala a uvoľňovala. Ako tieto reakcie prebiehali, nebolo s určitosťou stanovené.
Podľa jednej z verzií sa predpokladá, že síra je výsledkom vylúhovania síranov, ktoré sa stali odpadovými produktmi jednotlivých baktérií. Tí druhí používajú minerálne zlúčeniny ako potravu.
Výskumníci zvažujú rôzne verzie procesov nahrádzania síry v zemskej kôre, ktoré vedú k jej uvoľňovaniu a hromadeniu. Zatiaľ však nie je možné jednoznačne pochopiť povahu udalosti.
Fyzikálne a chemické vlastnosti síry
Prvý vedecký výskum sa uskutočnil až v XVIII. storočí. Dôkladnú štúdiu vlastností sírneho minerálu vykonal francúzsky vedec Antoine Lavoisier. Zistil teda, že kryštalizuje z tavenín, spočiatku v tvare ihlydruhy. Táto forma však nie je stabilná. Keď teplota klesá, síra rekryštalizuje a vytvára objemové priesvitné útvary citrónovožltého alebo zlatého odtieňa.
Vklady, ťažba síry
Hlavným zdrojom výroby sírnych minerálov sú ložiská. Podľa výpočtov geológov z toho vyplýva, že jeho svetové zásoby sú asi 1,4 miliardy ton.
Starí ľudia, ako aj baníci v stredoveku, ťažili síru tak, že kopali do hĺbky veľkú hlinenú nádobu. Na ňu bola umiestnená ďalšia, v ktorej bola na dne diera. Horná nádoba bola naplnená horninou, ktorá obsahovala síru. Táto konštrukcia bola vyhrievaná. Síra sa začala topiť a prúdiť do spodnej nádoby.
V súčasnosti sa ťažba vykonáva povrchovou ťažbou, ako aj taviacimi metódami z podzemia.
Veľké ložiská síry na území Eurázie sú v Turkménsku, v regióne Volga a na iných miestach. Na ľavom brehu rieky Volga, ktorá sa tiahne od Samary po Kazaň, boli objavené významné ložiská v Rusku.
Pri vývoji minerálu síry sa osobitná pozornosť venuje bezpečnosti. Je to spôsobené tým, že ruda je vždy sprevádzaná akumuláciou sírovodíka, ktorý je veľmi škodlivý pre dýchanie. Samotný minerál má tendenciu sa vznietiť a vytvárať výbušné zlúčeniny.
Najbežnejšou metódou ťažby je povrchová ťažba. Zároveň sa horná časť hornín odstraňuje banským zariadením. Pri drvení rudnej časti sa vykonávajú výbušné práce. Potomfrakcie sa posielajú do podniku na proces obohacovania a potom do taviacich závodov na získanie čistej síry.
Ak minerál leží hlboko a jeho objemy sú značné, na ťažbu sa použije Fraschova metóda.
Koncom roku 1890 inžinier Frasch navrhol roztaviť síru pod zemou a po jej prevedení do tekutého stavu ju odčerpať. Tento proces je porovnateľný s výrobou ropy. Vzhľadom na pomerne nízky bod topenia síry bol inžinierov nápad úspešne otestovaný a priemyselná ťažba tohto minerálu sa začala týmto spôsobom.
V druhej polovici 20. storočia sa začala aktívne využívať metóda ťažby pomocou vysokofrekvenčných prúdov. Ich vplyv vedie aj k taveniu síry. Následné vstrekovanie stlačeného horúceho vzduchu umožňuje urýchliť jeho výstup v kvapalnom stave na povrch.
Síra sa vo veľkých množstvách nachádza v zemných plynoch. Na jeho extrakciu je vhodná Clausova metóda. Používajú sa špeciálne sírne jamy, v ktorých sa vykonáva odplynenie. Výsledkom je pevný modifikovaný produkt s vysokým obsahom síry.
Aplikácia
Približne polovica všetkej vyrobenej síry ide na výrobu kyseliny sírovej. Tento minerál je tiež potrebný na výrobu gumy, liekov, ako fungicídov v poľnohospodárstve. Minerál našiel uplatnenie aj ako konštrukčný prvok v obľúbenom sírovom asf alte a náhrade portlandského cementu – sírovom betóne. Aktívne sa používa pri výrobe rôznychpyrotechnické zmesi pri výrobe zápaliek.
Biologická úloha
Síra je dôležitý biogénny prvok. Je súčasťou významného počtu aminokyselín. Neoddeliteľný prvok pri tvorbe proteínových štruktúr. Pri bakteriálnej fotosyntéze sa minerál zúčastňuje redoxných reakcií organizmu a je zdrojom energie. V ľudskom tele sú asi dva gramy síry na kilogram hmotnosti.
Síra vo svojej čistej forme nie je toxická látka, na rozdiel od prchavých plynov, medzi ktoré patrí oxid siričitý, anhydrid kyseliny sírovej, sírovodík atď.
Vlastnosti plameňa
Síra je horľavý minerál. Jeho jemne mleté frakcie sú schopné samovznietenia v prítomnosti vlhkosti, v prítomnosti kontaktov s oxidačnými činidlami a tiež pri vytváraní zmesí s uhlím, tukmi, olejmi. Síru haste striekanou vodou a vzduchovo-mechanickou penou.
