Svovl er et kemisk grundstof, der er i den sjette gruppe og tredje periode i det periodiske system. I denne artikel vil vi tage et detaljeret kig på dets kemiske og fysiske egenskaber, produktion, brug og så videre. Den fysiske egenskab omfatter sådanne egenskaber som farve, elektrisk ledningsevne, svovlkogepunkt osv. Den kemiske beskriver dens interaktion med andre stoffer.
Svovl i form af fysik
Dette er et skrøbeligt stof. Under normale forhold er det i en fast aggregeringstilstand. Svovl har en citrongul farve.
Og for det meste har alle dets forbindelser gule nuancer. Opløses ikke i vand. Den har lav termisk og elektrisk ledningsevne. Disse funktioner karakteriserer det som et typisk ikke-metal. På trods af at den kemiske sammensætning af svovl slet ikke er kompliceret, kan dette stof have flere variationer. Det hele afhænger af strukturen af krystalgitteret, ved hjælp af hvilke atomer er forbundet, men de danner ikke molekyler.
Så den første mulighed er rombisk svovl. Det er hun tilfældigvisden mest stabile. Kogepunktet for denne type svovl er fire hundrede og femogfyrre grader Celsius. Men for at et givet stof kan gå over i en gasformig aggregeringstilstand, skal det først passere gennem en flydende tilstand. Så smeltningen af svovl sker ved en temperatur, der er et hundrede og tretten grader Celsius.
Den anden mulighed er monoklinisk svovl. Det er en nåleformet krystaller med en mørkegul farve. Afsmeltningen af svovl af den første type og derefter dens langsomme afkøling fører til dannelsen af denne type. Denne sort har næsten de samme fysiske egenskaber. For eksempel er kogepunktet for svovl af denne type stadig det samme fire hundrede og femogfyrre grader. Derudover er der en række af dette stof som plastik. Det opnås ved at hælde det i koldt vand opvarmet næsten til kogende rombe. Kogepunktet for svovl af denne type er det samme. Men stoffet har evnen til at strække sig som gummi.
En anden komponent af den fysiske egenskab, som jeg gerne vil tale om, er svovlens antændelsestemperatur.
Dette tal kan variere afhængigt af materialetypen og dets oprindelse. For eksempel er antændelsestemperaturen for teknisk svovl hundrede og halvfems grader. Dette er et ret lavt tal. I andre tilfælde kan flammepunktet for svovl være to hundrede og otteogfyrre grader og endda to hundrede og seksoghalvtreds. Det hele afhænger af, hvilket materiale det blev udvundet af, hvilken tæthed det har. Men det kan konkluderesat forbrændingstemperaturen for svovl er ret lav, sammenlignet med andre kemiske grundstoffer er det et brandfarligt stof. Derudover kan svovl nogle gange kombineres til molekyler bestående af otte, seks, fire eller to atomer. Lad os nu, efter at have overvejet svovl fra et fysiks synspunkt, gå videre til næste afsnit.
Kemisk karakterisering af svovl
Dette grundstof har en relativt lav atommasse, det er 32 gram pr. mol. Karakteristikken for svovlelementet inkluderer en sådan egenskab ved dette stof som evnen til at have forskellige grader af oxidation. Heri adskiller den sig fra f.eks. brint eller oxygen. I betragtning af spørgsmålet om, hvad der er den kemiske egenskab ved svovlelementet, er det umuligt ikke at nævne, at det afhængigt af betingelserne udviser både reducerende og oxiderende egenskaber. Så overvej i rækkefølge vekselvirkningen mellem et givet stof og forskellige kemiske forbindelser.
Svovl og simple stoffer
Simple er stoffer, der kun har ét kemisk element i deres sammensætning. Dets atomer kan kombineres til molekyler, som for eksempel i tilfælde af ilt, eller de kan ikke kombineres, som det er tilfældet med metaller. Så svovl kan reagere med metaller, andre ikke-metaller og halogener.
Interaktion med metaller
Denne form for proces kræver en høj temperatur. Under disse betingelser opstår der en additionsreaktion. Det vil sige, metalatomer kombineres med svovlatomer og danner således komplekse stoffer, sulfider. For eksempel hvis du varmerto mol kalium, blandet med et mol svovl, får vi et mol af sulfidet af dette metal. Ligningen kan skrives som følger: 2K + S=K2S.
Reaktion med ilt
Dette er svovlbrænding. Som et resultat af denne proces dannes dets oxid. Sidstnævnte kan være af to typer. Derfor kan forbrændingen af svovl ske i to trin. Den første er, når et mol svovl og et mol oxygen danner et mol svovldioxid. Du kan skrive ligningen for denne kemiske reaktion som følger: S + O2=SO2. Det andet trin er tilføjelsen af et iltatom mere til dioxidet. Dette sker, når et mol ilt tilsættes to mol svovldioxid ved høje temperaturer. Resultatet er to mol svovltrioxid. Ligningen for denne kemiske interaktion ser sådan ud: 2SO2 + O2=2SO3. Som et resultat af denne reaktion dannes svovlsyre. Så ved at udføre de to beskrevne processer er det muligt at føre det resulterende trioxid gennem en stråle af vanddamp. Og vi får sulfatsyre. Ligningen for en sådan reaktion er skrevet som følger: SO3 + H2O=H2 SO 4.
Interaktion med halogener
Svovls kemiske egenskaber, ligesom andre ikke-metaller, gør det muligt for det at reagere med denne gruppe af stoffer. Det omfatter forbindelser som fluor, brom, klor, jod. Svovl reagerer med nogen af dem, undtagen den sidste. Et eksempel er processen med fluorering af den betragtedeos et element i det periodiske system. Ved at opvarme det nævnte ikke-metal med et halogen, kan der opnås to variationer af fluorid. Det første tilfælde: hvis vi tager et mol svovl og tre mol fluor, får vi et mol fluor, hvis formel er SF6. Ligningen ser sådan ud: S + 3F2=SF6. Derudover er der en anden mulighed: Hvis vi tager et mol svovl og to mol fluor, får vi et mol fluor med den kemiske formel SF4. Ligningen er skrevet som følger: S + 2F2=SF4. Som du kan se, afhænger det hele af proportionerne, hvori komponenterne er blandet. På nøjagtig samme måde er det muligt at udføre processen med chlorering af svovl (der kan også dannes to forskellige stoffer) eller bromering.
Interaktion med andre simple stoffer
Karakteriseringen af svovlelementet slutter ikke der. Stoffet kan også indgå i en kemisk reaktion med brint, fosfor og kulstof. På grund af interaktionen med brint dannes sulfidsyre. Som et resultat af dets reaktion med metaller kan deres sulfider opnås, som til gengæld også opnås ved direkte reaktion af svovl med det samme metal. Tilsætningen af brintatomer til svovlatomer sker kun under forhold med meget høj temperatur. Når svovl reagerer med phosphor, dannes dets phosphid. Det har følgende formel: P2S3. For at få et mol af dette stof skal du tage to mol fosfor og tre mol svovl. Når svovl interagerer med kulstof, dannes carbidet af det betragtede ikke-metal. Dens kemiske formel ser sådan ud: CS2. For at få et mol af dette stof skal du tage et mol kulstof og to mol svovl. Alle de ovenfor beskrevne additionsreaktioner forekommer kun, når reaktanterne opvarmes til høje temperaturer. Vi har overvejet vekselvirkningen mellem svovl og simple stoffer, lad os nu gå videre til næste afsnit.
Svovl og komplekse forbindelser
Komplekse er de stoffer, hvis molekyler består af to (eller flere) forskellige grundstoffer. Svovlens kemiske egenskaber gør det muligt for det at reagere med forbindelser som alkalier såvel som koncentreret sulfatsyre. Dets reaktioner med disse stoffer er ret ejendommelige. Overvej først, hvad der sker, når det pågældende ikke-metal blandes med alkali. For eksempel, hvis du tager seks mol kaliumhydroxid og tilføjer tre mol svovl til dem, får du to mol kaliumsulfid, et mol af dette metalsulfit og tre mol vand. Denne form for reaktion kan udtrykkes ved følgende ligning: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 O. Efter samme princip sker interaktion, hvis natriumhydroxid tilsættes. Overvej derefter svovls opførsel, når en koncentreret opløsning af sulfatsyre tilsættes det. Hvis vi tager et mol af det første og to mol af det andet stof, får vi følgende produkter: svovltrioxid i mængden af tre mol, og også vand - to mol. Denne kemiske reaktion kan kun finde sted, når reaktanterne opvarmes til en høj temperatur.
Henter den pågældende vareikke-metal
Der er flere grundlæggende måder, hvorpå du kan udvinde svovl fra en række forskellige stoffer. Den første metode er at isolere det fra pyrit. Den kemiske formel for sidstnævnte er FeS2. Når dette stof opvarmes til en høj temperatur uden adgang til ilt, kan der opnås et andet jernsulfid - FeS - og svovl. Reaktionsligningen er skrevet som følger: FeS2=FeS + S. Den anden metode til at opnå svovl, som ofte bruges i industrien, er forbrænding af svovlsulfid under betingelse af en lille mængde ilt. I dette tilfælde kan du få den betragtede ikke-metal og vand. For at udføre reaktionen skal du tage komponenterne i et molforhold på to til en. Som et resultat får vi de endelige produkter i proportioner på to til to. Ligningen for denne kemiske reaktion kan skrives som følger: O. Derudover kan svovl opnås under forskellige metallurgiske processer, for eksempel ved fremstilling af metaller som nikkel, kobber og andre.
Industriel brug
Det ikke-metal, vi overvejer, har fundet sin bredeste anvendelse i den kemiske industri. Som nævnt ovenfor bruges det her til at opnå sulfatsyre fra det. Derudover bruges svovl som en komponent til fremstilling af tændstikker, på grund af det faktum, at det er et brandfarligt materiale. Det er også uundværligt i fremstillingen af sprængstoffer, krudt, stjernekastere osv. Derudover bruges svovl som en af ingredienserne i skadedyrsbekæmpelsesprodukter. PÅmedicin, det bruges som en komponent i fremstillingen af lægemidler til hudsygdomme. Desuden bruges det pågældende stof til fremstilling af forskellige farvestoffer. Derudover bruges det til fremstilling af fosfor.
Svovls elektroniske struktur
Som du ved, består alle atomer af en kerne, som indeholder protoner - positivt ladede partikler - og neutroner, altså partikler med nulladning. Elektroner kredser omkring kernen med en negativ ladning. For at et atom er neutr alt, skal det have det samme antal protoner og elektroner i sin struktur. Hvis der er flere af sidstnævnte, er dette allerede en negativ ion - en anion. Hvis antallet af protoner derimod er større end antallet af elektroner, er dette en positiv ion eller kation. Svovlanionen kan fungere som en syrerest. Det er en del af molekylerne af stoffer som sulfidsyre (hydrogensulfid) og metalsulfider. En anion dannes under elektrolytisk dissociation, som opstår, når et stof opløses i vand. I dette tilfælde nedbrydes molekylet til en kation, der kan repræsenteres som en metal- eller hydrogenion, samt en kation - en ion af en syrerest eller en hydroxylgruppe (OH-).
Da ordinære tal for svovl i det periodiske system er seksten, kan vi konkludere, at dette er antallet af protoner i dens kerne. Ud fra dette kan vi sige, at der også er seksten elektroner, der roterer rundt. Antallet af neutroner kan findes ved at trække det kemiske grundstofs serienummer fra den molære masse: 32- 16=16. Hver elektron roterer ikke tilfældigt, men i en bestemt bane. Da svovl er et kemisk grundstof, der hører til den tredje periode i det periodiske system, er der tre baner omkring kernen. Den første har to elektroner, den anden har otte, og den tredje har seks. Den elektroniske formel for svovlatomet er skrevet som følger: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Udbredelse i naturen
Grundlæggende findes det betragtede kemiske grundstof i sammensætningen af mineraler, som er sulfider af forskellige metaller. Først og fremmest er det pyrit - jerns alt; det er også bly, sølv, kobberglans, zinkblanding, cinnober - kviksølvsulfid. Derudover kan svovl også være en del af mineraler, hvis struktur er repræsenteret af tre eller flere kemiske grundstoffer.
For eksempel kalkpyrit, mirabilitet, kieserit, gips. Du kan overveje hver af dem mere detaljeret. Pyrit er et ferrumsulfid eller FeS2. Den har en lys gul farve med en gylden glans. Dette mineral kan ofte findes som en urenhed i lapis lazuli, som er meget brugt til at lave smykker. Dette skyldes, at disse to mineraler ofte har en fælles forekomst. Kobberglans - chalcocit eller chalcosin - er et blågrå stof, der ligner metal. Blyglans (galena) og sølvglans (argentit) har lignende egenskaber: de ligner begge metaller og har en grå farve. Cinnober er et brunrødt kedeligt mineral med grå pletter. Kalkopirit, kemiskhvis formel er CuFeS2, - gyldengul, det kaldes også gylden blende. Zink blende (sphalerite) kan have en farve fra rav til brændende orange. Mirabilitet - Na2SO4x10H2O - gennemsigtige eller hvide krystaller. Det kaldes også Glaubers s alt, der bruges i medicin. Den kemiske formel for kieserit er MgSO4xH2O. Det fremstår som et hvidt eller farveløst pulver. Den kemiske formel for gips er CaSO4x2H2O. Derudover er dette kemiske element en del af cellerne i levende organismer og er et vigtigt sporstof.
