Charakteristika síry. Aplikace síry. Lékařská síra

Chalcogenes - skupina prvků, která zahrnuje síru. Jeho chemickým znamením je S, první písmeno latinského názvu Síra. Složení jednoduché látky se zaznamená s tímto symbolem bez indexu. Uvažujme základní momenty týkající se struktury, vlastností, příjmu a aplikace daného prvku. Charaktery síry budou prezentovány nejpodrobněji.

Společné znaky a rozdíly chalkogenů

Síra označuje podskupinu kyslíku. Toto je 16. skupina moderní obrazové podoby periodického systému (PS). Zastaralá verze čísla a indexu je VIA. Názvy chemických prvků skupiny, chemické značky:

• kyslík (O);
• síra (S);
• selen (Se);
• telur (Te);
• polonium (Po).

Vnější elektronový obal výše uvedených prvků je uspořádán identicky. Celkem obsahuje 6 valenční elektrony, které se mohou podílet na tvorbě chemické vazby s jinými atomy. Sloučeniny vodíku odpovídají složení H₂R, například H₂S je sirovodík. Názvy chemických prvků tvořících se dvěma typy kyslíkových sloučenin: síra, selén a telur. Obecné vzorce pro oxidy těchto prvků jsou RO₂, RO₃.

Chalkogen odpovídá jednoduchým látkám, které se významně liší fyzikálními vlastnostmi. Nejvíce obyčejné v zemské kůře všech chalkogenů jsou kyslík a síra. První prvek tvoří dva plyny, druhý - tuhé látky. Polonium - radioaktivní prvek - se zřídka vyskytuje v zemské kůře. Ve skupině od kyslíku po polonium klesají nekovové vlastnosti a vlastnosti kovu se zvyšují. Například síra je typická nekovová a teluru má kovový lesk a elektrickou vodivost.

Prvek číslo 16 periodické tabulky D.I. Mendelejeva

Relativní atomová hmotnost síry je 32 064. Z nejrozšířenějších přírodních izotopů ³²S (více než 95% hmotnostních). Tam jsou menší množství nuklidů s atomovou hmotností 33, 34 a 36. Charaktery síry pozicí v PS a struktura atomu:

• sériové číslo je 16;
• náboj jádra atomu je +16;
• poloměr atomu je 0,104 nm;
• ionizační energie je -10,36 eV;
• relativní elektroegativita je 2,6;
• stupeň oxidace ve sloučeninách je +6, +4, +2, -2;
• valence - II (-), II (+), IV (+), VI (+).

Síra je ve třetím periode- elektronu v atomu jsou umístěny na třech úrovních energie: první - 2, druhá - 8, - třetí 6. valenční elektrony jsou externí. Při interakci s více elektronegativními prvky získává síra 4 nebo 6 elektronů, získání typických oxidačních stavů +6, +4. Při reakcích s vodíkem a kovy přitahuje atom chybějící 2 elektrony před tím, než vyplní oktet a dosáhne rovnovážného stavu. Stupeň oxidace v tomto případě klesne na -2.

Fyzikální vlastnosti kosočtvercových a monoklinických alotropických forem

Za běžných podmínek jsou atomy síry spojeny dohromady pod úhlem vůči stabilním řetězcům. Mohou být uzavřeny v kruzích, což nám dovoluje mluvit o existenci cyklických molekul síry. Jejich složení odráží vzorec S_6. a S_8..

Charakteristika síry by měla být doplněna popisem rozdílů mezi allotropními modifikacemi, které mají různé fyzikální vlastnosti.

Kosmický, nebo alfa-síra je nejstabilnější krystalická forma. Jedná se o jasně žluté krystaly sestávající ze S_8.. Hustota křemičité síry je 2,07 g / cm3. Vznikají světle žluté krystaly monoklinické formy beta-šedá s hustotou 1,96 g / cm3. Teplota varu dosahuje 444,5 ° C.

Příprava amorfní síry

Jaká barva je síra v plastickém stavu? Jedná se o tmavě hnědou hmotu, zcela na rozdíl od žlutého prášku nebo krystalů. K získání toho musíte roztavit kosočtverečnou nebo monoklinickou síru. Při teplotě vyšší než 110 ° C vzniká kapalina a při dalším zahřátí se stává tmavší, při 200 ° C se stává tlustá a viskózní. Pokud se rychle nalije roztavené síry do studené vody, ztvrdne pro vytvoření cikcak řetězce, jejichž struktura odpovídá vzorci S_n.

Rozpustnost síry

Některé modifikace látky jsou rozpuštěny v sirníku, benzenu, toluenu a kapalném amoniaku. Pokud se organické roztoky pomalu ochlazují, vytvářejí se jehlicí krystaly monoklinické síry. Během odpařování tekutin jsou izolovány průsvitné citronově žluté krystaly křemičité síry. Jsou křehké, mohou být snadno rozemleté ​​na prášek. Síra se nerozpouští ve vodě. Krystaly klesají na dno nádoby a prášek může plavat na povrchu (není navlhčen).

Chemické vlastnosti

Typické nekovové vlastnosti prvku č. 16 se objevují v reakcích:

• síra oxiduje kovy a vodík, redukuje na iont S^2-;
• při spalování ve vzduchu a kyslíku vzniká di- a oxid sírový, což jsou anhydridy kyselin;
• v reakci s jiným elektro-negativním prvkem - fluorem - síra také ztrácí své elektrony (oxiduje se).

Volná síra v přírodě

Jako prevalence zemské kůry je síra na 15. místě mezi chemickými prvky. Průměrný obsah atomů S v kg skály a minerály je 0,05% hmotnosti zemské kůry.

Jaká je barva síry v přírodě? Jedná se o světle žlutý prášek s charakteristickým zápachem nebo žlutými krystaly, které mají skleněný lesk. Vklady ve formě vkladů, krystalické vrstvy síry nalezený v oblastech starověké a moderní vulkanismu v Itálii, Polsku, na Středním východě, Japonsko, Mexiko, Spojené státy americké. Často se při extrakci objevují krásné kopy a obří krystaly.

Sírovodík a oxidy v přírodě

V oblastech vulkanizmu opouštějí povrchy plynné sloučeniny síry. Černé moře v hloubce přes 200 metrů je bez života vzhledem k vývoji sirovodíku H₂S. Vzorec oxidu siřičitého je bivalentní - SO₂, trivalentní - SO₃. Uvedené plynné sloučeniny jsou přítomny v některých ložiskách ropy, plynu a přírodních vod. Síra je součástí uhlí. Je nezbytné pro konstrukci mnoha organických sloučenin. Při hnilobě bílkovin z kuřecích vajec se uvolňuje sírovodík, takže se často říká, že tento plyn voní zhnité vejce. Síra se týká biogenních prvků, je nezbytná pro růst a rozvoj lidí, zvířat a rostlin.

Význam přírodních sulfidů a síranů

Charakteristika síry bude neúplná, pokud neříká, že prvek se nachází nejen ve formě jednoduché látky a oxidů. Nejběžnějšími přírodními sloučeninami jsou soli sírovodíku a kyseliny sírové. Sulfidy mědi, železa, zinku, rtuti, olova nalézt v složení minerálů chalkopyrit, pyrit, sfalerit, galenit, a rumělkou. Z sírany je možno uvést sodík, vápník, baryum a hořečnaté soli, které tvoří v přírodních minerálů a hornin (mirabilit, sádrovec, seleničitan, baryt, síran hořečnatý, epsomit). Všechny tyto sloučeniny jsou použity v různých odvětvích ekonomiky, používají se jako suroviny pro průmyslové zpracování, hnojiva, stavební materiály. Lékařská hodnota některých krystalických hydrátů má velký význam.

Příjem

Podklad žluté barvy ve volném stavu se nachází v přírodě v různých hloubkách. Pokud je to nutné, síra je tavena z hornin, aniž by se zvedla na povrch, ale čerpáním do hloubky přehřátého vodní páry a stlačený vzduch. Další metoda zahrnuje sublimaci zlomených hornin ve speciálních pecích. Jiné metody zahrnují rozpuštění s disulfidem nebo flotací.

Potřeby průmyslu v síře jsou velké, proto, aby se získala základní látka, její sloučeniny se používají. V síru síry a sulfidech se získává síra. Stupeň oxidace prvku je -2. Oxidace síry se provádí zvyšováním této hodnoty na hodnotu 0. Například podle Leblanovy metody se síran sodný redukuje na dřevěné uhlí pomocí sulfidu. Poté se získá sulfid vápenatý, zpracuje se oxidem uhličitým a vodní párou. Vzniklý sirovodík se oxiduje vzdušným kyslíkem v přítomnosti katalyzátoru: 2H₂S + O₂ = 2H₂O + 2S. Stanovení síry získané různými metodami někdy poskytuje nízkou čistotu. Rafinace nebo čištění se provádí destilací, rektifikací, úpravou kyselých směsí.

Aplikace síry v moderním průmyslu

Sírové granule se používají pro různé výrobní potřeby:

1. Získání kyseliny sírové v chemickém průmyslu.
2. Výroba siřičitanů a síranů.
3. Uvolňování přípravků pro hnojení rostlin, potírání chorob a škůdců zemědělských plodin.
4. Rudy obsahující síru v těžebních a chemických zařízeních jsou zpracovány za účelem výroby neželezných kovů. Doprovodná výroba je kyselina sírová.
5. Úvod do složení některých stupňů ocelí pro získání zvláštních vlastností.
6. V důsledku gumové vulkanizace se vyrábí kaučuk.
7. Výroba zápalek, pyrotechniky, výbušnin.
8. Používá se k přípravě barev, pigmentů, umělých vláken.
9. Bělidlo tkání.

Toxicita síry a jejích sloučenin

Prachové částice s nepříjemným zápachem dráždí sliznice nosní dutiny a dýchacího traktu, oči, kůži. Ale toxicita elementární síry není považována za zvláště vysokou. Vdechnutí sirovodíku a dioxidu může způsobit těžkou otravu.

Pokud při spalování rud obsahujících síru v metalurgických závodech odpadní plyny nejsou zachyceny, pak vstupují do atmosféry. V kombinaci s kapičkami a vodními parami vytvářejí oxidy síry a dusíku tzv. Kyselé deště.

Síra a její sloučeniny v zemědělství

Rostliny absorbují síranové ionty společně s půdním roztokem. Snížení obsahu síry vede ke zpomalení metabolismu aminokyselin a proteinů v zelených buňkách. Proto se sulfáty používají k hnojení zemědělských plodin.

Pro dezinfekci drůbežářských domů, sklepů, zeleninových skladů je jednoduchá látka spálena nebo ošetřena moderními přípravky obsahujícími síru. Oxid siřičitý má antimikrobiální vlastnosti, které se již dlouho používají při výrobě vín při skladování zeleniny a ovoce. síry léky se používají jako pesticidy, pro potírání chorob a škůdců (padlí a svilušek).

Použití v medicíně

Velcí healeři starověku Avicenna a Paracelsus přikládali velkou důležitost studiím léčivých vlastností žlutého prášku. Později bylo zjištěno, že osoba, která nedostává dostatečnou síru s jídlem, oslabuje, má zdravotní problémy (mezi ně patří svědění a odlupování kůže, oslabení vlasů a nehtů). Faktem je, že bez síry je narušena syntéza aminokyselin, keratinu a biochemických procesů v těle.

Lékařská síra je zahrnuta v mascích pro léčbu kožních onemocnění: akné, ekzém, psoriáza, alergie, seborrhea. Vany se sírou mohou zmírnit bolesti v revmatismu a dnu. Pro lepší asimilaci těla vznikly ve vodě rozpustné léky obsahující síru. Není to žlutý prášek, ale jemná krystalická látka bílé barvy. Při externím použití se tato sloučenina zabudovává do kosmetického výrobku pro péči o pokožku.

Sádra se již dlouho používá při imobilizaci poškozených částí lidského těla. Glauberova sůl předepisovat jako laxativní lék. Magnezie snižuje krevní tlak, který se používá při léčbě hypertenze.

Síra v historii

Již v dávných dobách přilákala nectálová žlutá hmota pozornost člověka. Ale teprve v roce 1789 zjistil velký chemik Lavoisier, že prášek a krystaly nacházející se v přírodě se skládají z atomů síry. Bylo věřeno, že nepříjemný zápach vznikající při jeho spálení děsí všechny zlé duchy. Vzorec oxidu síry, který se získává spalováním, je SO₂ (dioxid). Jedná se o toxický plyn, jeho inhalace je nebezpečná pro zdraví. Několik případů hromadného vyhynutí lidí celými vesnicemi na pobřeží, na nížinách, vědci vysvětlují vytažením siřičitanu nebo oxidu siřičitého ze země nebo vody.

Vynález černého prachu zvýšil zájem o žluté krystaly z armády. Mnoho bitev bylo získáno díky schopnosti mistrů kombinovat síru s jinými látkami ve výrobním procesu výbušnin. Nejdůležitější sloučenina - kyselina sírová - se také naučila používat velmi dlouhou dobu. Ve středověku se tato látka nazývala vitriolový olej a soli - vitriol. Síran měďnatý CuSO_{4 a} síran železnatý FeSO₄ neztratili svůj význam v průmyslu a zemědělství.