Tính chất vật lý của lưu huỳnh. Mô tả lưu huỳnh

Lưu huỳnh - một chất mà hiện tại đang được nghiên cứu bởi nhân loại gần như hoàn toàn. Ngày xưa nó được coi là một bí ẩn, được bao quanh bởi những bí ẩn, truyền thuyết và huyền thoại đã phát sinh vì sự sợ hãi mê tín của người dân chưa biết đến tổng thể. Tuy nhiên, rất nhiều các tính chất vật lý của lưu huỳnh được biết đến với những người thậm chí trước khi Mendeleev đưa các yếu tố trong bảng tuần hoàn và cho ông số 16. Chất này được sử dụng rộng rãi trong thời đại của Homer, ngoài ra, một số thông tin (tương đối đáng tin cậy) của nó có thể được tìm thấy trong mới và Cựu Ước.

nguyên tố hóa học

Nghỉ đêm hệ thống hóa nhiều thế kỷ tích lũy thông tin về vấn đề này, như lưu huỳnh, nó là khá khó khăn. Điều này đã được thực hiện bởi nhiều nhà khoa học, nhưng để xác định rằng nó thuộc về một lớp các nguyên tố hóa học có thể D. I. Mendeleevu. Trong hệ thống hàng loạt được chỉ định bằng cách tham khảo số 16. Lưu huỳnh Nằm trong giai đoạn thứ ba, một nhóm con thứ sáu của nhóm chính, khối lượng nguyên tử - 32 tuổi, mật độ (trong điều kiện bình thường) - 2070 kg / m ^3.

Lịch sử của việc sử dụng

Người cổ đại đã tích cực sử dụng các tính chất vật lý của lưu huỳnh, được biết đến với họ. Nguồn gốc xuất xứ của nó được coi là vị thần của trái đất, hoặc những người mặt đất, ưu đãi với những phẩm chất đặc biệt. Mùi đặc trưng của chất và dễ đánh lửa bằng cách thờ hữu ích trong việc thực hiện các nghi lễ tôn giáo khác nhau và trục xuất "linh hồn ma quỷ". Sau đó lưu huỳnh bắt đầu được sử dụng cho các mục đích quân sự, nó là một phần của hỗn hợp dễ cháy. Với xác suất cao, chúng tôi có thể nói rằng nó được sử dụng để tạo ra các "lửa Hy Lạp", điều này gợi ý một khủng bố thánh cho kẻ thù. Trong lưu huỳnh hộ gia đình và các hợp chất của nó được áp dụng trong mỹ phẩm, nông nghiệp, với sự giúp đỡ của mô tẩy trắng và ký sinh trùng bị thu hồi. Ở Trung Quốc cổ đại, các thí nghiệm pháo hoa đầu tiên được thực hiện với sự giúp đỡ của lưu huỳnh. Các hỗn hợp kết quả vẫn chưa bột lỏng lẻo, nhưng phục vụ như một cơ sở cho việc tạo ra các công thức của nó, trong đó, tình cờ, trong điều kiện hiện nay đã được nâng cấp. Tuy nhiên, ở giai đoạn đầu của nền tảng của nó là lưu huỳnh. Hóa học, hay đúng hơn là Alchemy thời điểm đó, gọi yếu tố này "cha đẻ của tất cả các kim loại." Kết luận này được dựa trên sự hiện diện của lưu huỳnh trong nhiều quặng và dễ cháy nâng cao của nó. Xua tan huyền thoại này không thành công Lavoisier năm 1789. Các nhà khoa học mất yếu tố để các phi kim loại, và, như thể hiện bởi nghiên cứu sâu hơn, ông đã đúng. Trong y học, các hợp chất lưu huỳnh được sử dụng như một tác nhân khử trùng và chống ký sinh trùng.

Trong tự nhiên,

Các đá của lưu huỳnh lớp vỏ không phải là hiếm. Theo mức độ sẵn có và phổ biến của nó ở vị trí thứ 16 trong số tất cả các nguyên tố hóa học. Cấu trúc của nguyên tử lưu huỳnh phép chất là ở dạng nguyên chất (trong điều kiện môi trường nhất định). Nhưng trong nhiều trường hợp nó là một phần của quặng khác nhau, trong các hợp chất tạo thành sulfide và sunfat. Phổ biến nhất của kết nối của nó với các kim loại: pirit sắt (pyrit), HgS, galenit (galena), kẽm Blende (sphalerit). Trong đại dương qua magie sunfat, canxi, natri. Cho đến nay, hơn 200 xác định khoáng sản. Thứ hai - nội dung phần tin đại chúng - nhóm là thạch cao, kieserite, muối Glauber. Lưu huỳnh được bao gồm trong các thành phần của phân tử protein, tức là. E. Được tìm thấy trong cơ thể động vật. Rất rộng rãi các hợp chất hữu cơ có sẵn là dầu, khí thiên nhiên và than đá. Các nguồn chính của lưu huỳnh và các dẫn xuất của nó là núi lửa, nhưng hoạt động của con người (công nghiệp, hộ gia đình) tăng tốc và làm giàu quá trình này. Một số lượng đáng kể các chất tích lũy trong nước ngầm, đất sét, thạch cao, ở dưới cùng của biển và hồ, dầu, khí thiên nhiên và than đá, đồng muối và nước biển. Lưu thông của lưu huỳnh trong sinh quyển xảy ra bằng phương pháp vi sinh vật, và điều này góp phần vào độ ẩm mà bốc hơi từ bề mặt của một cơ thể khổng lồ của nước, rơi như mưa và từ chất thải suối sông đi trở lại xuống biển và đại dương.

tên

Trong giai đoạn phát triển của thuật giả kim, đã có nhiều tên mà biểu thị lưu huỳnh nguyên tố hóa học hiện đại. chất nghĩa là gì họ - không hoàn toàn rõ ràng, có lẽ, đó là một câu hỏi về kết nối, quặng hoặc khí sulfua. Trong kỳ hệ thống Mendeleev lưu huỳnh được biểu tượng S (lưu huỳnh). Tên Latin này không có nguồn gốc rõ ràng, có lẽ, nó được vay mượn từ tiếng Hy Lạp và dịch nó có thể là "đốt cháy". Trong ngữ sử dụng trong tiếng Nga là rễ rất xa xưa. Từ "lưu huỳnh" biểu thị chất khó chịu mùi, hỗn hợp dễ cháy. Ngoài ra còn có một phiên bản của nguồn gốc của tên của chất màu: .. "màu vàng nhạt", "màu xám", tức là không xác định. Vì vậy, chúng tôi gọi tất cả các loại nhựa. Tên thứ hai của chất không được sử dụng trong thời hiện đại - "ma quỉ". Cũng mang định nghĩa của các khái niệm về tính dễ cháy và một mùi khó chịu. Nhà ngôn ngữ học đã đi đến kết luận rằng trong từ gốc tiếng Phạn "giết", mà có lẽ do tính chất của lưu huỳnh dioxit.

tính chất vật lý lưu huỳnh

Tùy thuộc vào những sửa đổi thù hình trong phạm vi giao tiếp di động. Được chia thành ba hình thức hình thành mạng (chuỗi nguyên tử ổn định): thoi, nhựa, đơn tà. Màu sắc, tính chất vật lý của các chất phụ thuộc vào sự biến đổi lưu huỳnh. Phổ biến nhất là ổn định và S ₈ hợp chất cyclic. Đây là loại dây chuyền là đặc trưng cho lưu huỳnh tinh thể - nguyên liệu giòn có màu vàng. Nhựa và sửa đổi đơn tà là không ổn định và biến đổi thành một cấu trúc vòng một cách tự nhiên sau một thời gian sau khi nhận. Formula lưu huỳnh trong trường hợp này bao gồm một biểu tượng S ₄ và S _6. Trong điều kiện bình thường (nhiệt độ phòng), hợp chất ổn định là chuỗi thoi: trong làm nóng chất thay đổi vào một trạng thái lỏng của tập hợp, sau đó dày. làm mát dần dần hình thành kim lưu huỳnh đơn tà có một màu vàng sâu. Trong phản ứng của vật liệu nóng chảy với các hình thức nước lạnh sửa đổi thù hình nhựa, trong đó có một cấu trúc tương tự như cao su và bao gồm một số chuỗi polymer, nó có một (tối) màu bẩn vàng. Các thường gặp nhất của lưu huỳnh như một mô tả của vàng rắn mà không tương tác với các nước còn lại trên bề mặt của nó. Làm dung môi có thể được sử dụng các hợp chất hữu cơ: .. Turpentine, carbon disulfide, vv lưu huỳnh như một chất đơn giản trong điều kiện bình thường có các tính chất nhiệt động lực học sau đây:

1. Relative Density - 2,070 g / cm ^3.
2. Nhiệt độ dẫn - 300 K.
3. Điểm nóng chảy - 112 ° ^C.
4. nhiệt dung mol - J 22,6.
5. Sôi điểm - 444 ° ^C.
6. khối lượng mol - 15,5 ^cm3 / mol.

Trong sưởi ấm, số nguyên tử lưu huỳnh mỗi phân tử giảm. Ở 300 ^C nó đang tích cực di chuyển chất lỏng, tiếp nhận nhiệt độ hơi tăng lên đến 450 ° ^C lưu huỳnh đơn nguyên tử có thể thu được trong quá trình làm nóng chất để 1760 ^C (S ₈ - S ₆ - S ₄ - S ₂ - S). Tài liệu này là một dây dẫn kém điện và nhiệt, được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng của nó.

tính chất hóa học

Lưu huỳnh phản ứng với tất cả các kim loại dẫn đến hình thành sulfide. Trong hầu hết các trường hợp, các phản ứng hóa học đòi hỏi một chất xúc tác có tác dụng như sưởi ấm. Trong điều kiện bình thường (nhiệt độ phòng), các hợp chất chỉ xảy ra với thủy ngân. Khách sạn này được sử dụng để trung hòa hơi của nó, mà được hình thành bởi sự tương tác của kim loại với giọt oxy. Nó không tương tác với các yếu tố platin, iridi, vàng. Các sulfide kết quả là hợp chất dễ cháy mà cháy khi đốt cháy đủ chuyên sâu. Lưu huỳnh, tinh khiết ngoài trời phản ứng với oxy. Quá trình Hợp chất này được đặc trưng bởi sự hình thành của một chất khí không màu (sulfur dioxide) và đốt. Phản ứng đảo ngược với hydro diễn ra trong hệ thống sưởi (bằng cách tương tự với carbon và silicon), các chất khí được hình thành bởi hydrogen sulfide được gọi, carbon disulfide. Giống như tất cả các yếu tố khác của nhóm VI của bảng tuần hoàn, lưu huỳnh được phản ứng trong một ống kín với halogen (flo, brom, clo, phốt pho). Ở nhiệt độ phòng, phản ứng có thể chỉ với flo. lưu huỳnh clorua là một loại vật liệu sử dụng rộng rãi nhất trong ngành công nghiệp hóa chất. Với nước và axit giải pháp đã không phản ứng, với một hợp chất kiềm có thể đảo ngược - chúng được hình thành dưới tác động của chất xúc tác. Nhiều axit tồn tại và muối hình thành bởi sự kết hợp của (một điều kiện tiên quyết là nhiệt độ) của lưu huỳnh với oxy và hydro.

cấu trúc điện tử

Cấu trúc của nguyên tử lưu huỳnh cho phép các phần tử đơm hoa kết trái như một tác nhân oxy hóa và một chất khử, và các phản ứng hóa học có một hóa trị khác nhau. Điều này là do sự phân bố nồng độ electron. hạt nhân nguyên tử có điện tích 16 khi trọng lượng nguyên tử của 32 (16 proton và neutron) bán kính - 127 pm. Đề án lưu huỳnh (e) như sau: S + 16) 2) 8) 6; ở phần còn lại - 1S ² 2S ² 2P 3S ^{6 2 4} 3P. Ở cấp độ thứ ba nguyên tử lưu huỳnh có năm quỹ đạo trống do đó hóa trị của các hợp chất của nó thay đổi trong phạm vi sau đây: -2, + 2, + 4, + 6, mà phụ thuộc vào mức độ kích thích.

huy động

Lượng lưu huỳnh được sản xuất đang gia tăng hàng năm. Này được liên kết với một loạt các ứng dụng, mà là liên tục phát triển do những tiến bộ về công nghệ và nghiên cứu kỹ lưỡng hơn về nguyên tố hóa học đã được biết đến. Bản chất của lưu huỳnh chứa trong các hình thức bản địa và là một phần của một số lượng lớn quặng. Tùy thuộc vào điều này, phương pháp khác nhau được sử dụng trong sản xuất của nó. tiền gửi stratiform phân phối tại Hoa Kỳ, Iraq, Trung Volga và vùng Carpathian. Họ là những lợi nhuận cao nhất về tỷ trọng, có được sản xuất từ 50 đến 60% lưu huỳnh. Các thành tạo đá cacbonat và sulfate nói dối khổng lồ, đạt hàng chục mét theo chiều sâu và vài trăm - chiều dài. tiền gửi Soljanokupolnyh là đặc trưng của khu vực sản xuất dầu mỏ dữ dội. Đối với các khoản tiền gửi lớn nhất của khu vực bao gồm Vịnh Mexico, đó là song song với phát triển Mỹ, Chile và Mexico. Hiện đại nhất, tiền gửi mới thành lập là tiền gửi của núi lửa. nguồn gốc của họ được kết nối với đứt gãy kiến tạo vỏ trái đất và hành động núi lửa. Theo đó, các khoản tiền gửi nằm ở Thái Bình Dương. Tích cực khai thác dữ liệu Nhật Bản và khu vực của Nga. Trong Eurasia mỏ lưu huỳnh tự nhiên phổ biến hơn, trong đó có một nguồn gốc đầy đủ cổ và được ưu tiên nằm trong các lớp bề mặt. Ural Mountains, đảo Sicily, khu vực Volga, khu vực Lviv là phát triển các mỏ, được phát triển cho đến ngày nay. sản thế giới của lưu huỳnh là hơn 50 triệu tấn mỗi năm, với 30% - cốm, 33% - xăng dầu, 14% - chế biến khí thải công nghiệp, 16% - từ các sunfua, 6% - của sunfat.

Phương pháp sản xuất

Tùy thuộc vào độ sâu của lưu huỳnh có chứa quặng sử dụng phương pháp khác nhau khai thác và chế biến tiếp. Các tính chất vật lý của lưu huỳnh ở mặt trước, không phụ thuộc vào phương pháp sản xuất, quá trình sản xuất an toàn. Thông thường, các hồ chứa chất kèm theo một tích lũy lớn các khí độc không bị loại trừ trường hợp tự bốc cháy. lớp bề mặt của lớp quặng được lấy ra sử dụng máy xúc - phương pháp này là đơn giản nhất nguy hiểm (phù hợp với tất cả các yêu cầu công nghệ). Lưu huỳnh tinh khiết kết quả từ tiếp tục xử lý tại các nhà máy tương ứng, nơi mà nó được gửi từ một mỏ đá. Phương pháp thanh lọc và nồng độ khác nhau: nhiệt, máy ly tâm, lọc, hơi nước, khai thác.

Đó là khó khăn hơn nhiều để làm cho quá trình chiết suất lưu huỳnh, được chứa trong các lớp dưới lòng đất. phương pháp Mine - thông qua việc cung cấp khí đồng hành - là gần như không thể tiếp cận, vì vậy khá thành công Germana Frasha phương pháp sử dụng từ năm 1895. Ông là hiệu quả nhất trong việc phát triển các mỏ phong phú và cung cấp tiết kiệm đáng kể chi phí vận chuyển và chi phí cho việc xử lý tiếp theo của quặng, vì nó ngụ ý sản phẩm của một chất tinh khiết. nguyên tắc phù hợp rất đơn giản: lớp quặng có chứa lưu huỳnh, được xử lý bằng nước nóng được cung cấp qua các ống. Sắp xếp bên trong nó hai riêng biệt tàu hình trụ, được thiết kế để cung cấp khí đốt và phát hành của sản phẩm đã hoàn thành. Do nhiệt độ nóng chảy thấp của bề mặt chịu áp lực ra khỏi lưu huỳnh với một lượng nhỏ tạp chất.

ứng dụng

Người tiêu dùng chính là hóa chất lưu huỳnh, mà không thể tồn tại mà không axit dựa trên yếu tố này. Dệt may, dầu, thực phẩm, bột giấy, phân khúc sản lượng khai thác không thể làm mà không có chất này. Formula lưu huỳnh làm cho nó có thể áp dụng các hợp chất của nó để sản xuất thuốc nổ, phù hợp, cao su, mỹ phẩm, thuốc men và vân vân. D. Trong nông nghiệp, chúng tôi đang xem xét một chất có trong thành phần của phân bón vào đất (tăng tỷ lệ đồng hóa phốt pho) và các chất độc mà xử lý hạt giống từ khác nhau sâu bệnh. Để sản xuất thuốc nhuộm và tác phẩm phát quang sử dụng lưu huỳnh tinh khiết. Theo mức độ khai thác, chế biến và sử dụng các yếu tố này có thể được nhìn thấy trên tiềm năng công nghiệp của toàn bộ tiểu bang. Hầu hết các diễn biến mới nhất trong nhiều lĩnh vực kiến thức chuyên sâu của nền kinh tế dựa trên việc sử dụng lưu huỳnh và các hợp chất của nó. Rất khó để đánh giá đầy đủ tiềm năng của việc áp dụng các nguyên tố hóa học này, được sử dụng bởi loài người từ thời cổ đại và tiếp tục tham gia tích cực trong quá trình tiến hóa công nghệ.