Сторінка
1

Хімічна та агрохімічна сировина (Сірка)

Сірка. Сірка за стандартних умов – крихка кристалічна речовина жовтого кольору. Погано проводить теплоту і не проводить електричного струму. У воді не розчиняється краще розчиняється в деяких розчинниках (у сірковуглеці CS2, бензині, етері та ін.).

І в розчинах, і в кристалах сірка складається з циклічних молекул S8, які за формою нагадують корону. Але в кристалах ці молекули можуть бути упаковані по-різному.

Якщо молекули розташовані щільно, утворюється алотропна форма ромбічна сірка. Менш щільне упакування молекул спричинює виникнення іншої алотропної форми – моноклінної сірки.

Якщо сірку розплавити і швидко охолодити, утворюється ще одна алотропна форма: пластична сірка – коричнева губоподібна маса.

Властивості ромбічної і моноклінної сірки

Хімічні властивості сірки

Хімічна активність сірки доволі висока. При нагрівання вона реагує майже з усіма елементами.

1. Взаємодія з металами.

2Cu + S = Cu2S

2. Взаємодія з неметалами.

S + O2 = SO2↑

H2 + S = H2S ↑

Застосування. Найбільша маса сірки і природних сульфідів витрачається на вироблення сульфатної кислоти.

Оксиди сульфуру.

Сульфур утворює два кислотні оксиди: оксид сульфуру (IV) SO2 і оксид сульфуру (VI) SO3/

Оскид сульфуру (IV) SO2 (діоксид сульфуру, сірчастий газ) – це безбарвний важкий газ (у 2,2 раза важчий за повітря), з різким запахом, що викликає кашель. Негорючий. Дуже легко розчиняється у воді (в 1л води при 200С розчиняється 43 л SO2.

Застосування. Найважливіша галузь застосування оксиду сульфуру (IV) SO2 – це виробництво сульфатної кислоти H2SO4.

Фізіологічна дія. Оксид сульфуру (IV) SO2 токсичний. Невелика концентрація його у повітрі викликає подразнення слизових оболонок дихальних органів і очей.

Вплив на навколишнє середовище. Діоксид сульфуру SO2 один з основних забрудників повітря, він отруює навколишнє середовище.

Звідки ж береться діоксид сульфуру SO2 у повітрі?

Природним джерелом SO2 є окислення сірководню H2S атмосферним киснем й озоном:

2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O

H2S + O3 = SO2 + H2O

Діоксид сульфуру SO2, потрапляючи у повітря, викликає утворення “кислотних дощів”, шкідливих для усього живого.

Оксид сульфуру (IV) SO3 (триоксид сульфуру) – безбарвна рідина, яка за температури, нижчої від 170С, кристалізується, перетворюючись на довгі шовковисті кристали. Дуже легка речовина, сильний окисник. Токсичний, уражує слизові оболонки й дихальні шляхи, викликає тяжкі опіки шкіри, енергійно руйнує органічні сполуки. Зберігають його у запаяних скляних посудинах.

Оксид сульфуру (VІ) на повітрі димить, бурхливо взаємодіє з водою з виділенням великої кількості теплоти, утворюючи сульфатну кислоту:

SO3 + H2O = H2SO4

Застосовується оксид сульфуру (IV) SO3 у виробництві сульфатної кислоти H2SO4. У лабораторній практиці він використовується як водовбирний засіб.

Сульфатна кислота.

Сульфатна кислота H2SO4 (безводна, 100%-ва) – важка безбарвна оліїста рідина. Густина її концентрованого розчину (w(H2SO4) = 98%) за стандартних умов 1,84 г/см3. вона нелегка, запаху не має. Надзвичайно гігроскопічна. Активно вбирає вологу. Змішується з водою у будь-яких співвідношеннях. Розчинення сульфатної кислоти у воді супроводжується виділенням великої куль ості теплоти, що може призвести до закипання води і розбризкування кислоти.

Розбавлена сульфатна кислота виявляє всі хімічні властивості, характерні для кислот.

1. Зміна кольору індикатора.

2. Дисоціація кислоти.

І ступінь H2SO4 D Н+ + HSO -4 – гідрогенсульфат-іон

ІІ ступінь HSO –4 D Н+ + SO -24 – сульфат-іон.

3. Взаємодія з основами.

4. Взаємодію з оксидами металів.

MgO + H2SO4 = MgSO4 + H2O

ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O

5. Взаємодія з солями.

Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2# + H2O

2KNO3 + H2SO4 = K2SO4 + 2HNO3#

6. Взаємодія з металами.

Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2#

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2#

Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2#

Застосування сульфатної кислоти і сульфатів. Сульфатна кислота є важливим продуктом хімічної промисловості. Вона у великих кількостях застосовується у виробництві мінеральних добрив, волокон, пластмас, барвників, вибухових речовин, у металургії в процесі добування міді. Нікелю, урану та інших металів. Використовується також як осушувач газів.

Серед сульфатів велике практичне значення мають мідний і залізний купороси CuSO4 ® 5H2O i FeSO4 ® 7H2O.

Родовища сірки.

Посеред вулканогенних родовищ сірки розрізняють (40):

а) гідротермальні - руди, які придставлені сірними кварцитами, поклади локалізуються уздовж розломів крихких та пористих агломеративних порід, форма покладу переважно пласто- або лінзообразна, вміст сірки в рудах до 30-40%;

б) ексгаляционні - сірка відкладається в кратерах вулканів у вигляді пластів,покровів;

в) вулканогенно-осадкові - сформовані в кратерах озер, поклади сформовані у вигляді плоских лінз.

Екзогенні родовища поділяються на: сингенетичні - сформовані осадковим біохімічним шляхом, мають пластообразну форму та лінзовидну форму покладу, потужність покладу – метри та перші десятки метрів, сіркові руди – карбонатні, вміст сірки 15-25%; епігенетичні – формуються інфільтраційнім біохімічним шляхом, поклади мають лінзо- та штокообразну форму (потужністю від 1 до 20м), розположені вздовж областей розломів в дрібних куполообразних зготках з порушеними сводами, руди карбонатні, пісчані, глиняні, вміст сірки в них 12-15%.