Čistá žltá síra

Minerál z triedy prírodných prvkov. Síra je príkladom dobre definovaného enantiomorfného polymorfizmu. V prírode tvorí 2 polymorfné modifikácie: kosoštvorcovú a-síru a monoklinickú b-síru. Pri atmosférickom tlaku a teplote 95,6°C sa a-síra premieňa na b-síru. Síra je životne dôležitá pre rast rastlín a živočíchov, je súčasťou živých organizmov a produktov ich rozkladu, hojne sa vyskytuje napríklad vo vajciach, kapuste, chrene, cesnaku, horčici, cibuli, vlasoch, vlne atď. Je prítomný aj v uhlí a oleji.

Pozri tiež:

ŠTRUKTÚRA

Natívna síra je zvyčajne reprezentovaná a-sírou, ktorá kryštalizuje v kosoštvorcovej syngónii, kosoštvorcovej dipyramídovej symetrii. Kryštalická síra má dve modifikácie; jeden z nich, kosoštvorcový, sa získava z roztoku síry v sírouhlíku (CS 2) odparením rozpúšťadla pri teplote miestnosti. V tomto prípade sa vytvoria priesvitné kryštály v tvare diamantu svetložltej farby, ľahko rozpustné v CS 2 . Táto modifikácia je stabilná do 96°C, pri vyšších teplotách je stabilná monoklinická forma. Pri prirodzenom ochladzovaní roztavenej síry vo valcových téglikoch rastú veľké kryštály kosoštvorcovej modifikácie s deformovaným tvarom (oktaedróny, v ktorých sú rohy alebo steny čiastočne „odrezané“). Takýto materiál sa v priemysle nazýva kusová síra. Monoklinická modifikácia síry je dlhý priehľadný tmavožltý ihličkovitý kryštál, rozpustný aj v CS 2 . Keď sa monoklinická síra ochladí pod 96 ° C, vytvorí sa stabilnejšia žltá kosoštvorcová síra.

VLASTNOSTI

Natívna síra je žltá, v prítomnosti nečistôt - žltohnedá, oranžová, hnedá až čierna; obsahuje inklúzie bitúmenu, uhličitanov, síranov, ílu. Kryštály čistej síry sú priehľadné alebo priesvitné, pevné hmoty sú na okrajoch priesvitné. Lesk je živicový až mastný. Tvrdosť 1-2, bez štiepenia, lastúrovitý lom. Hustota 2,05 -2,08 g / cm 3, krehký. Ľahko rozpustný v kanadskom balzame, terpentíne a petroleji. V HCl a H 2 SO 4 je nerozpustný. HNO 3 a aqua regia oxidujú síru a premieňajú ju na H 2 SO 4. Síra sa výrazne líši od kyslíka svojou schopnosťou vytvárať stabilné reťazce a cykly atómov.
Najstabilnejšie sú cyklické molekuly S 8 v tvare koruny, tvoriace kosoštvorcovú a jednoklonnú síru. Toto je kryštalická síra - krehká žltá látka. Okrem toho sú možné molekuly s uzavretými (S4, S6) reťazcami a otvorenými reťazcami. Takéto zloženie má plastickú síru, hnedú látku, ktorá sa získava prudkým ochladením taveniny síry (plastová síra po niekoľkých hodinách skrehne, zožltne a postupne sa zmení na kosoštvorcovú). Vzorec pre síru sa najčastejšie píše jednoducho ako S, pretože hoci má molekulárnu štruktúru, ide o zmes jednoduchých látok s rôznymi molekulami.
Tavenie síry je sprevádzané výrazným nárastom objemu (asi 15%). Roztavená síra je žltá, vysoko pohyblivá kvapalina, ktorá sa pri teplote nad 160 °C mení na veľmi viskóznu tmavohnedú hmotu. Najvyššiu viskozitu získava sírová tavenina pri teplote 190 °C; ďalšie zvýšenie teploty je sprevádzané poklesom viskozity a nad 300 °C sa roztavená síra opäť stáva mobilnou. Je to spôsobené tým, že keď sa síra zahrieva, postupne polymerizuje, čím sa zvyšuje dĺžka reťazca so zvyšujúcou sa teplotou. Keď sa síra zahreje nad 190 °C, polymérne jednotky sa začnú rozkladať.
Síra je najjednoduchším príkladom elektretu. Pri trení získava síra silný záporný náboj.

MORFOLOGY

Tvorí skrátené-dipyramídové, zriedkavo dipyramídové, pinakooidné alebo hruboprizmatické kryštály, ako aj husté kryptokryštalické, konfluentné, zrnité, menej často jemnovláknité agregáty. Hlavné formy na kryštáloch: dipyramídy (111) a (113), hranoly (011) a (101), pinakoid (001). Tiež zrasty a drúzy kryštálov, kostrové kryštály, pseudostalaktity, prachovité a zemité hmoty, nálety a mazanice. Kryštály sa vyznačujú viacerými paralelnými zrastmi.

ORIGIN

Síra vzniká pri sopečných erupciách, pri zvetrávaní sulfidov, pri rozklade sadrovcových sedimentárnych vrstiev a tiež v súvislosti s činnosťou baktérií. Hlavné typy pôvodných ložísk síry sú vulkanogénne a exogénne (chemogénno-sedimentárne). Prevažujú exogénne ložiská; sú spojené s anhydritmi sadry, ktoré sa vplyvom emisií uhľovodíkov a sírovodíka redukujú a nahrádzajú sírovo-kalcitovými rudami. Všetky najväčšie ložiská majú túto infiltračno-metasomatickú genézu. Natívna síra vzniká často (okrem veľkých akumulácií) v dôsledku oxidácie H 2 S. Geochemické procesy jej vzniku výrazne aktivujú mikroorganizmy (sulfátredukujúce a tionové baktérie). Pridružené minerály sú kalcit, aragonit, sadra, anhydrit, celestit a niekedy aj bitúmen. Spomedzi vulkanických ložísk pôvodnej síry majú prvoradý význam hydrotermálno-metasomatické (napr. v Japonsku), tvorené síronosnými kremencami a opalitmi, a vulkanogénno-sedimentárne síronosné kaly kráterových jazier. Vzniká aj pri aktivite fumarolu. Pôvodná síra, ktorá vzniká v podmienkach zemského povrchu, je stále málo stabilná a postupnou oxidáciou vznikajú sírany, Ch. ako omietka.
Používa sa pri výrobe kyseliny sírovej (asi 50% extrahovaného množstva). V roku 1890 Hermann Frasch navrhol taviť síru pod zemou a ťažiť ju na povrch vrtmi a v súčasnosti sa ložiská síry rozvíjajú najmä tavením prírodnej síry z podzemných vrstiev priamo v miestach jej výskytu. Síra sa vo veľkom množstve nachádza aj v zemnom plyne (vo forme sírovodíka a oxidu siričitého), pri výrobe plynu sa usadzuje na stenách potrubí, čím ich vyraďuje z činnosti, takže sa z plynu zachytáva hneď ako možné po výrobe.

APLIKÁCIA

Približne polovica vyrobenej síry sa používa na výrobu kyseliny sírovej. Síra sa používa na vulkanizáciu kaučuku, ako fungicíd v poľnohospodárstve a ako koloidná síra - droga. Tiež síra v zložení sírovo-bitúmenových kompozícií sa používa na získanie sírneho asfaltu a ako náhrada za portlandský cement - na získanie sírového betónu. Síra sa používa pri výrobe pyrotechnických zloží, predtým sa používala pri výrobe pušného prachu, používa sa pri výrobe zápaliek.

Síra - S

KLASIFIKÁCIA

Strunz (8. vydanie)	1/B.03-10
Nickel-Strunz (10. vydanie)	1.CC.05
Dana (7. vydanie)	1.3.4.1
Dana (8. vydanie)	1.3.5.1
Ahoj, CIM Ref.	1.51

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 – „horieť“.

Historická perspektíva

Kedy 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 vyrábali bohovia žijúci najmä 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 „výpary“, ktoré mali na človeka pri horení škodlivý vplyv.

Historici naznačujú, že síra bola základným prvkom takzvaného „gréckeho ohňa“, ktorý vyvolával strach v nepriateľoch.

V ôsmom storočí sa v Číne začal používať na prípravu pyrotechnických zmesí vrátane horľavých látok pripomínajúcich pušný 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

Prírodná 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 štipľavý dusivý zápach.

Popisy sírneho minerálu 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 je ľahko rozpoznateľný.

Sopečná síra je jasne žltá, zelenkastá, oranžová. V prírode ho nájdete v podobe rôznych hmôt, hutné, zemité, púdrové. V prírode sa vyskytujú aj kryštalické zarastené 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 sírne vrstvy.

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, nie je s určitosťou stanovené.

Podľa jednej verzie sa predpokladá, že síra je dôsledkom vylúhovania síranov, ktoré sa stali odpadovými produktmi jednotlivých baktérií. Posledne menované používajú minerálne zlúčeniny ako potravu.

Výskumníci zvažujú rôzne verzie o procesoch nahrádzania síry v zemskej kôre, ktoré vedú k jej uvoľňovaniu a hromadeniu. Ale zatiaľ nie je možné jednoznačne pochopiť povahu výskytu.

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, pričom spočiatku naberá ihličkovité formy. Táto forma však nie je stabilná. S poklesom teploty síra rekryštalizuje a vytvára objemové priesvitné útvary citrónovo-žltého alebo zlatého odtieňa.

Ložiská, výroba síry

Hlavným zdrojom ťažby nerastu síry sú ložiská. Podľa prepočtov geológov z toho vyplýva, že jeho svetové zásoby sú asi 1,4 miliardy ton.

Starovekí ľudia, ale aj baníci v stredoveku ťažili síru kopaním veľkej hlinenej nádoby do hĺbky. 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 uskutočňuje povrchovou ťažbou, ako aj taviacimi metódami z podzemia.

Veľké ložiská síry na území Eurázie sa nachádzajú v Turkménsku, v regióne Volga a na iných miestach. Významné ložiská v Rusku boli objavené na ľavom brehu rieky Volga, ktorá sa tiahne od Samary po Kazaň.

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 jama. Zároveň sa horná časť hornín odstraňuje banským zariadením. Pri drvení rudnej časti sa vykonávajú výbušné práce. Potom sa frakcie posielajú do podniku na proces obohacovania a potom do taviacich závodov na získanie čistej síry.

Ak minerál leží hlboko a jeho objemy sú významné, na ťažbu sa používa 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 nízku predstavu inžiniera bol úspešne testovaný 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 stúpanie v kvapalnom stave k povrchu.

Síra sa vo veľkom množstve nachádza v zemných plynoch. Na jeho extrakciu je vhodná Clausova metóda. Používajú sa špeciálne sírové jamy, v ktorých sa vykonáva odplyňovanie. Výsledkom je pevný modifikovaný produkt s vysokým obsahom síry.

Aplikácia

Približne polovica všetkej vyrobenej síry sa používa na výrobu kyseliny sírovej. Tento minerál je tiež potrebný na výrobu gumy, liečiv, ako fungicídov v poľnohospodárstve. Minerál našiel uplatnenie aj ako konštrukčný prvok v obľúbenom sírovom asfalte a náhrade portlandského cementu – sírovom betóne. Aktívne sa používa pri výrobe rôznych pyrotechnických kompozícií, pri výrobe zápaliek.

Biologická úloha

Síra je dôležitým biogénnym prvkom. 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 anhydrid, sírovodík atď.

Požiarne vlastnosti

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.

Síra je prvkom 16. skupiny (podľa zastaranej klasifikácie - hlavná podskupina VI. skupiny), tretieho obdobia periodického systému chemických prvkov D. I. Mendelejeva, s atómovým číslom 16.

Síra vykazuje nekovové vlastnosti. Označuje sa symbolom S (latinská síra). V zlúčeninách vodíka a kyslíka je súčasťou rôznych iónov, tvorí veľa kyselín a solí. Mnohé soli obsahujúce síru sú vo vode ťažko rozpustné.

Síra je šestnástym najrozšírenejším prvkom v zemskej kôre. Vyskytuje sa vo voľnej (natívnej) forme a vo viazanej forme.

Najvýznamnejšie prírodné zlúčeniny síry: FeS2 - pyrit alebo pyrit železa, ZnS - zmes zinku alebo sfalerit (wurtzit), PbS - lesk alebo galenit olovnatý, HgS - rumelka, Sb2S3 - antimonit. Okrem toho je síra prítomná v rope, prírodnom uhlí, zemných plynoch a bridliciach.

Síra je šiestym prvkom v prírodných vodách, vyskytuje sa najmä vo forme síranového iónu a spôsobuje „trvalú“ tvrdosť sladkej vody.

Síra - životne dôležitý prvok pre vyššie organizmy, neoddeliteľná súčasť mnohých bielkovín, sa koncentruje vo vlasoch.

Najväčší záujem je o prírodnú síru - nádherný minerál, najčastejšie jasne žltej farby, často tvoriaci dobre fazetované formy.

Natívna síra je nepriehľadná až priehľadná (zriedkavo). V priehľadnej forme môže mať vysokú hru farieb - disperziu (to je však typické len pre vzorky zo Samary).

Príležitostne sa síra reže pre zberačov. Na to je vhodný materiál z dvoch ložísk: z blízkosti Samary a zo Sicílie. Rezanie priehľadných kryštálov síry je najťažšou skúškou na testovanie umenia frézy, pretože síra je taká krehká a citlivá na teplo, že teplo prstov stačí na to, aby kryštál praskol.

Vzorky síry by sa mali skladovať na suchom mieste.

Najlepšia síra na svete je z blízkosti Samary. Je výrazne horšia ako síra zo Sicílie (Taliansko). Červenkasté, ružovkasté alebo oranžovo-ružové kryštály s malými priehľadnými plochami vhodné na rezanie kameňov s hmotnosťou niekoľkých karátov sa nachádzajú aj na Mount Saint-Hilaire (Quebec, Kanada). Samarská síra je zjavne najpriehľadnejšia na svete.

V SNŠ sa pôvodná síra nachádza na Ukrajine a v Turkménsku.

Magické vlastnosti síry

Podľa psychológov a bioenergetiky je to farba optimizmu a konštruktívnosti, dáva odpočinok a podporuje pozitívne emócie.

Staroveký človek dobre poznal sintrové a mohutné sírne útvary v blízkosti aktívnych sopiek (je to dôsledok vulkanických sublimácií – emanácie).

Veľmi ochotne sa usadil v blízkosti sopiek, pretože pôda je tu obzvlášť úrodná. Od dávnych čias bola samotná sopka považovaná za prah pekla, rovnako ako produkty jej erupcie - jej deriváty.

Preto bola síra v dávnych dobách široko používaná čarodejníkmi, veštcami a veštcami, ktorí si želali privolať „hovoriť“ nadpozemské sily, sily zla a pekla.

Alchymisti potrebovali pre svoje experimenty síru a potrebovali ju aj lekári.

Liečivé vlastnosti síry

Z čiernych vlasov urobila biele, atrament strieborné, „zjemnila ľudskú prirodzenosť a spôsobila mu rumenec na tvári“, zahriala telo, pomohla pri bolestiach zubov a furunkulóze, astme a vredoch na hlave.

Aristoteles tiež povedal, že síra pomáha pri epilepsii (spôsobuje pacientovi kýchanie), mŕtvici a migréne, ak si ju kvapnete do nosa.

Sírovou fumigáciou sa liečili prechladnutia, pľúcne choroby a chronický kašeľ, bolesti hlavy a hemoroidy.

Príznaky nedostatku síry: zápcha, alergie, tuposť a vypadávanie vlasov, lámavé nechty, vysoký krvný tlak, bolesti kĺbov, tachykardia, vysoká hladina cukru v krvi a vysoké triglyceridy v krvi. Mastná degenerácia pečene, krvácania - v obličkách, poruchy metabolizmu bielkovín a sacharidov, nadmerná excitácia nervového systému, podráždenosť. Síra je minerál, ktorý robí z cesnaku „kráľa rastlín“.

Atómy síry sú neoddeliteľnou súčasťou molekúl esenciálnych aminokyselín (cystín, cysteín, metionín), hormónov (inzulín, kalcitonín), vitamínov (biotín, tiamín), glutatiónu, taurínu a ďalších pre telo dôležitých zlúčenín. V ich zložení sa síra zúčastňuje redoxných reakcií, tkanivového dýchania, výroby energie, prenosu genetickej informácie a plní mnoho ďalších dôležitých funkcií. Síra je súčasťou štruktúrneho proteínu kolagénu. Chondroitín sulfát je prítomný v koži, chrupavke, nechtoch, väzivách a chlopniach myokardu. Metabolity obsahujúce síru sú hemoglobín, heparín, cytochrómy, fibrinogén a sulfolipidy.

Chalkogény sú skupinou prvkov, do ktorých patrí síra. Jeho chemický symbol je S, prvé písmeno latinského názvu Sulphur. Zloženie jednoduchej látky je napísané pomocou tohto symbolu bez indexu. Zvážte hlavné body týkajúce sa štruktúry, vlastností, výroby a použitia tohto prvku. Charakterizácia síry bude prezentovaná čo najpodrobnejšie.

Spoločné znaky a rozdiely chalkogénov

Síra patrí do podskupiny kyslíka. Ide o 16. skupinu v modernej dlhoperiodickej forme periodickej tabuľky (PS). Zastaraná verzia čísla a indexu je VIA. Názvy chemických prvkov skupiny, chemické znaky:

• kyslík (O);
• síru (S);
• selén (Se);
• telúr (Te);
• polónium (Po).

Vonkajší elektrónový obal vyššie uvedených prvkov má rovnakú štruktúru. Celkovo ich obsahuje 6, ktoré sa môžu podieľať na tvorbe chemickej väzby s inými atómami. Vodíkové zlúčeniny zodpovedajú zloženiu H2R, napríklad H2S je sírovodík. Názvy chemických prvkov, ktoré tvoria dva typy zlúčenín s kyslíkom: síra, selén a telúr. Všeobecné vzorce oxidov týchto prvkov sú RO 2, RO 3.

Chalkogény zodpovedajú jednoduchým látkam, ktoré sa výrazne líšia fyzikálnymi vlastnosťami. Najbežnejšími chalkogénmi v zemskej kôre sú kyslík a síra. Prvý prvok tvorí dva plyny, druhý - pevné látky. Polónium, rádioaktívny prvok, sa v zemskej kôre vyskytuje len zriedka. V skupine od kyslíka po polónium klesajú nekovové vlastnosti a zvyšujú sa vlastnosti kovov. Napríklad síra je typický nekov, zatiaľ čo telúr má kovový lesk a elektrickú vodivosť.

Prvok č. 16 D.I. Mendelejev

Relatívna atómová hmotnosť síry je 32,064. Z prírodných izotopov je najbežnejší 32 S (viac ako 95 % hmotnosti). V menšom množstve sa nachádzajú nuklidy s atómovými hmotnosťami 33, 34 a 36. Charakteristika síry podľa polohy v PS a atómovej štruktúry:

• sériové číslo - 16;
• náboj jadra atómu je +16;
• atómový polomer - 0,104 nm;
• ionizačná energia -10,36 eV;
• relatívna elektronegativita - 2,6;
• oxidačný stav v zlúčeninách - +6, +4, +2, -2;
• valencia - II (-), II (+), IV (+), VI (+).

Síra je v treťom období; elektróny v atóme sú umiestnené na troch energetických úrovniach: na prvej - 2, na druhej - 8, na tretej - 6. Všetky vonkajšie elektróny sú valenčné. Pri interakcii s viacerými elektronegatívnymi prvkami síra odovzdáva 4 alebo 6 elektrónov, pričom nadobúda typické oxidačné stavy +6, +4. Pri reakciách s vodíkom a kovmi atóm priťahuje chýbajúce 2 elektróny, kým sa oktet nenaplní a nedosiahne sa ustálený stav. v tomto prípade klesne na -2.

Fyzikálne vlastnosti rombických a monoklinických alotropných foriem

Za normálnych podmienok sú atómy síry navzájom šikmo spojené do stabilných reťazcov. Môžu byť uzavreté v kruhoch, čo nám umožňuje hovoriť o existencii cyklických molekúl síry. Ich zloženie odráža vzorce S 6 a S 8 .

Charakterizáciu síry je vhodné doplniť popisom rozdielov medzi alotropnými modifikáciami s rôznymi fyzikálnymi vlastnosťami.

Najstabilnejšia kryštalická forma je kosoštvorcová alebo α-síra. Sú to jasne žlté kryštály zložené z molekúl S 8 . Hustota kosoštvorcovej síry je 2,07 g/cm3. Svetložlté jednoklonné kryštály sú tvorené β-sírou s hustotou 1,96 g/cm3. Bod varu dosahuje 444,5 °C.

Získanie amorfnej síry

Akú farbu má síra v plastovom stave? Je to tmavohnedá hmota, úplne odlišná od žltého prášku alebo kryštálov. Aby ste ju získali, musíte roztaviť kosoštvorcovú alebo monoklinickú síru. Pri teplotách nad 110°C vzniká kvapalina, ďalším zahrievaním tmavne, pri 200°C sa stáva hustá a viskózna. Ak rýchlo nalejete roztavenú síru do studenej vody, stuhne a vytvoria sa cikcakové reťazce, ktorých zloženie sa odráža vo vzorci S n.

Rozpustnosť síry

Niektoré modifikácie sírouhlíka, benzénu, toluénu a kvapalného amoniaku. Ak sa organické roztoky ochladzujú pomaly, vytvárajú sa ihličkovité kryštály jednoklonnej síry. Pri odparovaní tekutín sa uvoľňujú priehľadné citrónovo žlté kryštály kosoštvorcovej síry. Sú krehké a dajú sa ľahko rozdrviť na prášok. Síra sa vo vode nerozpúšťa. Kryštály klesnú na dno nádoby a prášok môže plávať na povrchu (nezmáčaný).

Chemické vlastnosti

Reakcie vykazujú typické nekovové vlastnosti prvku č.16:

• síra oxiduje kovy a vodík, redukuje sa na ión S 2-;
• pri spaľovaní na vzduchu a kyslíku vzniká di- a oxid sírový, čo sú anhydridy kyselín;
• pri reakcii s iným elektronegatívnejším prvkom - fluórom - síra tiež stráca svoje elektróny (oxiduje sa).

Voľná ​​síra v prírode

Z hľadiska prevalencie v zemskej kôre je síra na 15. mieste medzi chemickými prvkami. Priemerný obsah atómov S v je 0,05 % hmotnosti zemskej kôry.

Akú farbu má síra v prírode (pôvodnú)? Je to svetložltý prášok s charakteristickým zápachom alebo žltými kryštálmi so sklovitým leskom. Ložiská vo forme rozsypov, kryštalických vrstiev síry sa nachádzajú v oblastiach starovekého a moderného vulkanizmu: v Taliansku, Poľsku, Strednej Ázii, Japonsku, Mexiku a USA. Pri ťažbe sa často nachádzajú nádherné drúzy a obrovské monokryštály.

Sírovodík a oxidy v prírode

V oblastiach vulkanizmu sa na povrch dostávajú plynné zlúčeniny síry. Čierne more v hĺbke cez 200 m je bez života v dôsledku uvoľňovania sírovodíka H 2 S. Vzorec oxidu síry je dvojmocný - SO 2, trojmocný - SO 3. Uvedené plynné zlúčeniny sú prítomné v niektorých ropných, plynových a prírodných vodných poliach. Síra je súčasťou uhlia. Je nevyhnutný pre stavbu mnohých organických zlúčenín. Pri hnilobe vaječných bielkov sa uvoľňuje sírovodík, preto sa často hovorí, že tento plyn má zápach po skazených vajciach. Síra je biogénny prvok, je potrebná pre rast a vývoj ľudí, zvierat a rastlín.

Význam prírodných sulfidov a síranov

Charakterizácia síry bude neúplná, ak nie, že prvok sa vyskytuje nielen vo forme jednoduchej látky a oxidov. Najbežnejšími prírodnými zlúčeninami sú soli sírovodíka a kyseliny sírovej. Sulfidy medi, železa, zinku, ortuti, olova sa nachádzajú v mineráloch sfalerit, rumelka a galenit. K síranom patria sodné, vápenaté, báryové a horečnaté soli, ktoré v prírode tvoria minerály a horniny (mirabilit, sadra, seleničitan, baryt, kieserit, epsomit). Všetky tieto zlúčeniny sa používajú v rôznych odvetviach hospodárstva, používajú sa ako suroviny na priemyselné spracovanie, hnojivá, stavebné materiály. Medicínska hodnota niektorých kryštalických hydrátov je veľká.

Potvrdenie

Žltá látka vo voľnom stave sa v prírode vyskytuje v rôznych hĺbkach. V prípade potreby sa síra taví z hornín bez toho, aby sa zdvihli na povrch, ale vytlačením prehriatych hornín do hĺbky. Ďalší spôsob je spojený so sublimáciou z drvených hornín v špeciálnych peciach. Iné metódy zahŕňajú rozpúšťanie sírouhlíkom alebo flotáciu.

Potreby priemyslu na síru sú veľké, preto sa jej zlúčeniny používajú na získavanie elementárnej hmoty. V sírovodíku a sulfidoch je síra v redukovanej forme. Oxidačný stav prvku je -2. Síra sa oxiduje, čím sa táto hodnota zvýši na 0. Napríklad podľa Leblancovej metódy sa síran sodný redukuje uhlím na sulfid. Potom sa z neho získa sulfid vápenatý, ktorý sa spracuje oxidom uhličitým a vodnou parou. Výsledný sírovodík sa oxiduje vzdušným kyslíkom v prítomnosti katalyzátora: 2H 2 S + O 2 = 2H 2 O + 2S. Stanovenie síry získanej rôznymi metódami niekedy poskytuje nízke hodnoty čistoty. Rafinácia alebo čistenie sa vykonáva destiláciou, rektifikáciou, spracovaním so zmesami kyselín.

Použitie síry v modernom priemysle

Síra granulovaná sa používa pre rôzne výrobné potreby:

1. Získavanie kyseliny sírovej v chemickom priemysle.
2. Výroba siričitanov a síranov.
3. Výroba prípravkov na výživu rastlín, kontrola chorôb a škodcov poľnohospodárskych plodín.
4. Rudy obsahujúce síru sa spracúvajú v banských a chemických závodoch na získanie neželezných kovov. Sprievodnou výrobou je kyselina sírová.
5. Úvod do zloženia niektorých druhov ocelí na dodanie špeciálnych vlastností.
6. Ďakujem za gumu.
7. Výroba zápaliek, pyrotechniky, výbušnín.
8. Použitie na prípravu farieb, pigmentov, umelých vlákien.
9. Bielenie tkanín.

Toxicita síry a jej zlúčenín

Prachovité čiastočky s nepríjemným zápachom dráždia sliznice nosovej dutiny a dýchacích ciest, oči a pokožku. Ale toxicita elementárnej síry sa nepovažuje za zvlášť vysokú. Vdýchnutie sírovodíka a oxidu uhličitého môže spôsobiť ťažkú ​​otravu.

Ak sa počas praženia rúd obsahujúcich síru v metalurgických závodoch nezachytia výfukové plyny, potom sa dostanú do atmosféry. V kombinácii s kvapkami a vodnou parou, oxidmi síry a dusíka vznikajú takzvané kyslé dažde.

Síra a jej zlúčeniny v poľnohospodárstve

Rastliny absorbujú síranové ióny spolu s pôdnym roztokom. Zníženie obsahu síry vedie k spomaleniu metabolizmu aminokyselín a bielkovín v zelených bunkách. Preto sa sírany používajú na hnojenie plodín.

Na dezinfekciu hydinární, pivníc, skladov zeleniny sa spáli jednoduchá látka alebo sa priestory ošetria modernými prípravkami obsahujúcimi síru. Oxid sírový má antimikrobiálne vlastnosti, ktoré sa už dlho využívajú pri výrobe vín, pri skladovaní zeleniny a ovocia. Sírne prípravky sa používajú ako pesticídy na kontrolu chorôb a škodcov plodín (múčnatka a roztoče).

Aplikácia v medicíne

Veľkí liečitelia staroveku Avicenna a Paracelsus pripisovali veľkú dôležitosť štúdiu liečivých vlastností žltého prášku. Neskôr sa zistilo, že človek, ktorý s jedlom neprijíma dostatok síry, slabne, má zdravotné problémy (medzi ne patrí svrbenie a šupinatenie kože, oslabenie vlasov a nechtov). Faktom je, že bez síry je syntéza aminokyselín, keratínu a biochemických procesov v tele narušená.

Síra lekárska je obsiahnutá v mastiach na liečbu kožných ochorení: akné, ekzémy, psoriáza, alergie, seborea. Sírové kúpele môžu zmierniť bolesti pri reume a dne. Pre lepšie vstrebávanie organizmom boli vytvorené vo vode rozpustné prípravky s obsahom síry. Toto nie je žltý prášok, ale biela kryštalická látka. Pri vonkajšom použití sa táto zlúčenina začlení do kozmetických prípravkov na starostlivosť o pleť.

Sadra sa už dlho používa na imobilizáciu poranených častí ľudského tela. predpisuje sa ako preháňadlo. Magnézia znižuje krvný tlak, čo sa využíva pri liečbe hypertenzie.

Síra v histórii

Už v dávnych dobách priťahovala pozornosť človeka nekovová žltá látka. Ale až v roku 1789 veľký chemik Lavoisier zistil, že prášky a kryštály nájdené v prírode sú zložené z atómov síry. Verilo sa, že nepríjemný zápach, ktorý vzniká pri spálení, odpudzuje všetkých zlých duchov. Vzorec pre oxid sírový, ktorý sa získava pri spaľovaní, je SO 2 (dioxid). Je to toxický plyn a pri vdýchnutí je zdraviu nebezpečný. Niekoľko prípadov hromadného vymierania ľudí celými dedinami na pobreží, v nížinách, vedci vysvetľujú uvoľňovanie sírovodíka alebo oxidu siričitého zo zeme alebo vody.

Vynález čierneho prášku zvýšil vojenský záujem o žlté kryštály. Mnoho bitiek bolo vyhraných vďaka schopnosti remeselníkov spájať síru s inými látkami vo výrobnom procese.Najdôležitejšia zlúčenina - kyselina sírová - sa tiež naučili používať už veľmi dávno. V stredoveku sa táto látka nazývala vitriolový olej a soli sa nazývali vitriol. Síran meďnatý CuSO 4 a síran železnatý FeSO 4 stále nestratili svoj význam v priemysle a poľnohospodárstve.

kryštál síry

Natívna síra(Sulphur) sú nádherné svetložlté, citrónovo žlté, sýto žlté kryštály, ktoré svojou slnečnou farbou ozdobia každú kolekciu minerálov. Vyskytujú sa agregáty hnedastej farby, toto sfarbenie je spôsobené prímesou organickej hmoty. Kryštály síry môžu mať veľkosť zlomku milimetrov, ale môžu dosahovať aj dosť veľké veľkosti – až desiatky centimetrov.

citrónovo žlté kryštály síry

fyzikálne vlastnosti. Kryštály síry majú jednoklonné alebo kosoštvorcové syngónia, vzhľad kryštálov je kombináciou kocky a kosoštvorca. Kryštály majú sklovitú svietiť. Tvrdosť tohto minerálu je malý - 1-2 jednotky na desaťbodovej Mohsovej stupnici. Hustota kryštálov síry je 2,05 - 2,08 gramov na centimeter kubický. Kryštály sú krehké a pri náraze sa ľahko rozbijú.

Kryštály síry majú nízka elektrická vodivosť a môže byť použitý ako elektrický izolátor. Tento minerál zle vedie teplo a je výborným tepelným izolantom.

Natívna síra môže obsahovať selén, astatín a telúr ako izomorfná nečistota. Pri trení sa tento minerál nabije statickou elektrinou a môže k sebe priťahovať ľahké predmety, ako sú malé kúsky papiera.

Síra sa dá roztaviť zahriatím na teplotu 115,2 stupňov Celzia, pri vysokých teplotách tento minerál aktívne oxiduje a horí. Zároveň zvýrazňuje anhydrid kyseliny sírovej SO3- plyn s dusivým zápachom.

Alchymisti pri svojich pokusoch používali prírodnú síru a toto zamestnanie sa medzi obyvateľstvom vtedajších európskych krajín rovnalo čarodejníctvu. V stredoveku a renesancii organizovala inkvizícia skutočný hon na čarodejnice a kúzelníkov. Preto sa pach horiacej síry spájal so zlými duchmi a diablom.

Ostrovčeky síry, sopka Dallol, Etiópia

Síra vznikajúce pri zvetrávaní sulfidických ložísk kovov.

V blízkosti niektorých utlmených (alebo vychladnutých) sopiek sa na zemský povrch dostávajú roztoky nasýtené iónmi sulfidov kovov. Pri ich zrážaní vzniká aj natívna síra ( sopečný).

Tento minerál môže vzniknúť aj pri rozklade niektorých solí. Natívna síra teda vzniká počas oxidácie a rozkladu minerálu sadra(CaS04 2H20). Takéto ložiská sú na južnom a severnom pobreží Talianska.

Nánosy síry sa aktívne rozvíjajú v Rusku (región Volga) av zahraničí v Spojených štátoch (v Texase a Louisiane). Používa sa na výrobu kyseliny sírovej.

V Japonsku a Etiópii sú ložiská sopečnej síry. Ale v týchto krajinách sa tento minerál neťaží.

Ložiská vulkanickej síry zaberajú veľké plochy, zatiaľ čo žlté, oranžové, červené vrstvy a potoky tvoria najkrajšie fantastické krajiny.

Sopečná erupcia na Io, satelite Saturnu (foto kozmickej lode Voyager). Povrch planéty je pokrytý vrstvou síry.

Síra je bežný minerál na Zemi aj na iných planétach. Napríklad Saturnov mesiac A o je malá planéta (objemovo porovnateľná s Mesiacom) s roztaveným jadrom. Na Io často vybuchujú sopky, keď sa ochladí, uvoľní sa veľa elementárnej (pôvodnej) síry. Tento minerál spôsobuje, že povrch planéty vyzerá ako vaječný žĺtok.

Horniny, ktoré tvoria kôru Venuša- prevažne sivé bazalty. Ale na tejto planéte je veľa oblastí, v ktorých sú aktívne sopky. Podľa skenovania tejto planéty kozmickou loďou je povrch v týchto oblastiach tiež pokrytý vrstvou natívnej síry.

Extrakcia natívnej síry. USA, Texas.

Kryštály tohto žiarivo žltého minerálu sú veľmi pekné, no zberateľ by si mal uvedomiť, že sú krehké a bojí sa vystavenia vysokým teplotám.