Sērs ir ķīmisks elements, kas ir periodiskās tabulas sestajā grupā un trešajā periodā. Šajā rakstā mēs detalizēti aplūkosim tā ķīmiskās un fizikālās īpašības, ražošanu, izmantošanu un tā tālāk. Fizikālās īpašības ietver tādas pazīmes kā krāsa, elektriskās vadītspējas līmenis, sēra viršanas temperatūra utt. Ķīmiskais raksturo tās mijiedarbību ar citām vielām.
Sērs fizikā
Šī ir trausla viela. Normālos apstākļos tas ir cietā agregācijas stāvoklī. Sēram ir citrondzeltena krāsa.
Un lielākoties visiem tā savienojumiem ir dzeltenas nokrāsas. Nešķīst ūdenī. Tam ir zema siltuma un elektriskā vadītspēja. Šīs īpašības raksturo to kā tipisku nemetālu. Neskatoties uz to, ka sēra ķīmiskais sastāvs nemaz nav sarežģīts, šai vielai var būt vairākas variācijas. Viss ir atkarīgs no kristāliskā režģa struktūras, ar kuras palīdzību atomi ir savienoti, bet tie neveido molekulas.
Tātad, pirmā iespēja ir rombiskais sērs. Viņa gadāsvisstabilākais. Šāda veida sēra viršanas temperatūra ir četri simti četrdesmit pieci grādi pēc Celsija. Bet, lai dotā viela nonāktu gāzveida agregācijas stāvoklī, tai vispirms ir jāiziet cauri šķidram stāvoklim. Tātad sēra kušana notiek temperatūrā, kas ir simts trīspadsmit grādi pēc Celsija.
Otrā iespēja ir monoklīniskais sērs. Tie ir adatas formas kristāli ar tumši dzeltenu krāsu. Pirmā tipa sēra kušana un pēc tam tā lēna dzesēšana izraisa šāda veida veidošanos. Šai šķirnei ir gandrīz tādas pašas fiziskās īpašības. Piemēram, šāda veida sēra viršanas temperatūra joprojām ir tie paši četri simti četrdesmit pieci grādi. Turklāt šai vielai ir tāda dažādība kā plastmasa. To iegūst, ielejot aukstā ūdenī, kas uzkarsēts gandrīz līdz vārīšanās temperatūrai, rombveida. Šāda veida sēra viršanas temperatūra ir vienāda. Bet vielai ir spēja stiepties kā gumijai.
Vēl viena fizikālās īpašības sastāvdaļa, par kuru es vēlētos runāt, ir sēra aizdegšanās temperatūra.
Šis rādītājs var atšķirties atkarībā no materiāla veida un tā izcelsmes. Piemēram, tehniskā sēra aizdegšanās temperatūra ir simts deviņdesmit grādi. Tas ir diezgan zems rādītājs. Citos gadījumos sēra uzliesmošanas temperatūra var būt divi simti četrdesmit astoņi grādi un pat divi simti piecdesmit seši. Tas viss ir atkarīgs no tā, no kāda materiāla tas tika iegūts, kāds ir tā blīvums. Bet tā var secinātka sēra sadegšanas temperatūra ir diezgan zema, salīdzinot ar citiem ķīmiskajiem elementiem, tā ir uzliesmojoša viela. Turklāt dažreiz sērs var apvienoties molekulās, kas sastāv no astoņiem, sešiem, četriem vai diviem atomiem. Tagad, aplūkojot sēru no fizikas viedokļa, pāriesim uz nākamo sadaļu.
Sēra ķīmiskais raksturojums
Šim elementam ir salīdzinoši zema atommasa, tā ir trīsdesmit divi grami uz molu. Sēra elementa īpašība ietver tādu šīs vielas īpašību kā spēju iegūt dažādas oksidācijas pakāpes. Ar to tas atšķiras, teiksim, no ūdeņraža vai skābekļa. Ņemot vērā jautājumu par sēra elementa ķīmisko īpašību, nevar nepieminēt, ka atkarībā no apstākļiem tam piemīt gan reducējošas, gan oksidējošas īpašības. Tātad secībā apsveriet dotās vielas mijiedarbību ar dažādiem ķīmiskiem savienojumiem.
Sērs un vienkāršas vielas
Vienkāršas ir vielas, kuru sastāvā ir tikai viens ķīmiskais elements. Tā atomi var apvienoties molekulās, kā, piemēram, skābekļa gadījumā, vai arī nesavienoties, kā tas ir metālu gadījumā. Tātad sērs var reaģēt ar metāliem, citiem nemetāliem un halogēniem.
Mijiedarbība ar metāliem
Šādam procesam nepieciešama augsta temperatūra. Šādos apstākļos notiek pievienošanas reakcija. Tas ir, metāla atomi savienojas ar sēra atomiem, tādējādi veidojot sarežģītas vielas sulfīdus. Piemēram, ja jūs sildātdivus molus kālija, sajaucot ar vienu molu sēra, mēs iegūstam vienu molu šī metāla sulfīda. Vienādojumu var uzrakstīt šādi: 2K + S=K2S.
Reakcija ar skābekli
Šī ir sēra dedzināšana. Šī procesa rezultātā veidojas tā oksīds. Pēdējais var būt divu veidu. Tāpēc sēra sadegšana var notikt divos posmos. Pirmais ir tad, kad viens mols sēra un viens mols skābekļa veido vienu molu sēra dioksīda. Šīs ķīmiskās reakcijas vienādojumu var uzrakstīt šādi: S + O2=SO2. Otrais posms ir vēl viena skābekļa atoma pievienošana dioksīdam. Tas notiek, ja diviem moliem sēra dioksīda augstā temperatūrā pievieno vienu molu skābekļa. Rezultāts ir divi moli sēra trioksīda. Šīs ķīmiskās mijiedarbības vienādojums izskatās šādi: 2SO2 + O2=2SO3. Šīs reakcijas rezultātā veidojas sērskābe. Tātad, veicot divus aprakstītos procesus, iegūto trioksīdu ir iespējams izlaist caur ūdens tvaiku strūklu. Un mēs iegūstam sulfātskābi. Šādas reakcijas vienādojums ir uzrakstīts šādi: SO3 + H2O=H2 SO 4.
Mijiedarbība ar halogēniem
Sēra, tāpat kā citu nemetālu, ķīmiskās īpašības ļauj tam reaģēt ar šo vielu grupu. Tas ietver tādus savienojumus kā fluors, broms, hlors, jods. Sērs reaģē ar jebkuru no tiem, izņemot pēdējo. Piemērs ir aplūkojamo fluorēšanas processmēs esam periodiskās tabulas elements. Sildot minēto nemetālu ar halogēnu, var iegūt divas fluora variācijas. Pirmais gadījums: ja mēs ņemam vienu molu sēra un trīs molus fluora, mēs iegūstam vienu molu fluorīda, kura formula ir SF6. Vienādojums izskatās šādi: S + 3F2=SF6. Turklāt ir otrs variants: ja ņemam vienu molu sēra un divus molus fluora, mēs iegūstam vienu molu fluorīda ar ķīmisko formulu SF4. Vienādojumu raksta šādi: S + 2F2=SF4. Kā redzat, tas viss ir atkarīgs no sastāvdaļu sajaukšanas proporcijām. Tieši tādā pašā veidā ir iespējams veikt sēra hlorēšanas (var veidoties arī divas dažādas vielas) vai bromēšanas procesu.
Mijiedarbība ar citām vienkāršām vielām
Sēra elementa raksturojums ar to nebeidzas. Viela var arī nonākt ķīmiskā reakcijā ar ūdeņradi, fosforu un oglekli. Mijiedarbojoties ar ūdeņradi, veidojas sulfīda skābe. Tā reakcijas rezultātā ar metāliem var iegūt to sulfīdus, kurus, savukārt, iegūst arī tiešā sēra reakcijā ar to pašu metālu. Ūdeņraža atomu pievienošana sēra atomiem notiek tikai ļoti augstas temperatūras apstākļos. Sēram reaģējot ar fosforu, veidojas tā fosfīds. Tam ir šāda formula: P2S3. Lai iegūtu vienu molu šīs vielas, ir jāuzņem divi moli fosfora un trīs moli sēra. Sēram mijiedarbojoties ar oglekli, veidojas attiecīgā nemetāla karbīds. Tā ķīmiskā formula izskatās šādi: CS2. Lai iegūtu vienu molu šīs vielas, jums jāņem viens mols oglekļa un divi moli sēra. Visas iepriekš aprakstītās pievienošanas reakcijas notiek tikai tad, ja reaģenti tiek uzkarsēti līdz augstām temperatūrām. Mēs esam apsvēruši sēra mijiedarbību ar vienkāršām vielām, tagad pāriesim pie nākamās rindkopas.
Sērs un kompleksie savienojumi
Kompleksi ir tās vielas, kuru molekulas sastāv no diviem (vai vairākiem) dažādiem elementiem. Sēra ķīmiskās īpašības ļauj tam reaģēt ar tādiem savienojumiem kā sārmi, kā arī koncentrēta sulfātskābe. Tās reakcijas ar šīm vielām ir diezgan savdabīgas. Vispirms apsveriet, kas notiek, ja attiecīgais nemetāls tiek sajaukts ar sārmu. Piemēram, ja ņemat sešus molus kālija hidroksīda un pievienojat tiem trīs molus sēra, jūs iegūstat divus molus kālija sulfīda, vienu molu šī metāla sulfīta un trīs molus ūdens. Šāda veida reakciju var izteikt ar šādu vienādojumu: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 O. Pēc tāda paša principa mijiedarbība notiek, ja pievieno nātrija hidroksīdu. Pēc tam apsveriet sēra uzvedību, kad tam pievieno koncentrētu sulfātskābes šķīdumu. Ja ņemam vienu molu pirmās un divus molus otrās vielas, iegūstam šādus produktus: sēra trioksīdu trīs molu apjomā un arī ūdeni - divus molus. Šī ķīmiskā reakcija var notikt tikai tad, ja reaģenti tiek uzkarsēti līdz augstai temperatūrai.
Notiek attiecīgās preces iegūšananemetāls
Ir vairāki pamata veidi, kā iegūt sēru no dažādām vielām. Pirmā metode ir izolēt to no pirīta. Pēdējā ķīmiskā formula ir FeS2. Ja šo vielu karsē līdz augstai temperatūrai, nepiekļūstot skābeklim, var iegūt citu dzelzs sulfīdu - FeS - un sēru. Reakcijas vienādojumu raksta šādi: FeS2=FeS + S. Otrā sēra iegūšanas metode, ko bieži izmanto rūpniecībā, ir sēra sulfīda sadedzināšana ar nosacījumu neliels skābekļa daudzums. Šajā gadījumā jūs varat iegūt uzskatīto nemetālu un ūdeni. Lai veiktu reakciju, jums ir jāņem komponenti molārā attiecībā no divi pret vienu. Rezultātā mēs iegūstam gala produktus proporcijās divi pret divi. Šīs ķīmiskās reakcijas vienādojumu var uzrakstīt šādi: O. Turklāt sēru var iegūt dažādos metalurģijas procesos, piemēram, ražojot metālus, piemēram, niķeli, varu un citus.
Rūpnieciskai lietošanai
Nemetāls, kuru apsveram, ir atradis visplašāko pielietojumu ķīmiskajā rūpniecībā. Kā minēts iepriekš, šeit to izmanto, lai no tā iegūtu sulfātu skābi. Turklāt sēru izmanto kā sastāvdaļu sērkociņu ražošanā, jo tas ir viegli uzliesmojošs materiāls. Tas ir neaizstājams arī sprāgstvielu, šaujampulvera, dzirksteļu uc ražošanā. Turklāt sērs tiek izmantots kā viena no kaitēkļu apkarošanas līdzekļu sastāvdaļām. ATmedicīnā, to izmanto kā sastāvdaļu ādas slimību zāļu ražošanā. Tāpat attiecīgo vielu izmanto dažādu krāsvielu ražošanā. Turklāt to izmanto fosfora ražošanā.
Sēra elektroniskā struktūra
Kā jūs zināt, visi atomi sastāv no kodola, kurā ir protoni - pozitīvi lādētas daļiņas - un neitroni, ti, daļiņas ar nulles lādiņu. Elektroni riņķo ap kodolu ar negatīvu lādiņu. Lai atoms būtu neitrāls, tā struktūrā jābūt vienādam protonu un elektronu skaitam. Ja pēdējo ir vairāk, tas jau ir negatīvs jons - anjons. Ja, gluži pretēji, protonu skaits ir lielāks par elektronu skaitu, tas ir pozitīvs jons vai katjons. Sēra anjons var darboties kā skābes atlikums. Tā ir daļa no tādu vielu molekulām kā sulfīda skābe (sērūdeņradis) un metālu sulfīdi. Anjons veidojas elektrolītiskās disociācijas laikā, kas rodas, vielai izšķīdinot ūdenī. Šajā gadījumā molekula sadalās katjonā, ko var attēlot kā metāla vai ūdeņraža jonu, kā arī katjonā - skābes atlikuma vai hidroksilgrupas jonu (OH-).
Tā kā sēra kārtas skaitlis periodiskajā tabulā ir sešpadsmit, mēs varam secināt, ka tas ir protonu skaits tā kodolā. Pamatojoties uz to, mēs varam teikt, ka apkārt rotē arī sešpadsmit elektroni. Neitronu skaitu var atrast, no molmasas atņemot ķīmiskā elementa kārtas numuru: 32- 16=16. Katrs elektrons negriežas nejauši, bet gan noteiktā orbītā. Tā kā sērs ir ķīmisks elements, kas pieder periodiskās tabulas trešajam periodam, ap kodolu ir trīs orbītas. Pirmajā ir divi elektroni, otrajā ir astoņi, bet trešajā ir seši. Sēra atoma elektronisko formulu raksta šādi: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Izplatība dabā
Pamatā aplūkotais ķīmiskais elements ir atrodams minerālu sastāvā, kas ir dažādu metālu sulfīdi. Pirmkārt, tas ir pirīts - dzelzs sāls; tas ir arī svins, sudrabs, vara spīdums, cinka maisījums, cinobra - dzīvsudraba sulfīds. Turklāt sērs var būt arī daļa no minerāliem, kuru struktūru attēlo trīs vai vairāk ķīmiskie elementi.
Piemēram, halkopirīts, mirabilīts, kizerīts, ģipsis. Jūs varat apsvērt katru no tiem sīkāk. Pirīts ir dzelzs sulfīds jeb FeS2. Tam ir gaiši dzeltena krāsa ar zeltainu spīdumu. Šo minerālu bieži var atrast kā piemaisījumu lapis lazuli, ko plaši izmanto rotaslietu ražošanā. Tas ir saistīts ar faktu, ka šiem diviem minerāliem bieži ir kopīga atradne. Vara spīdums – halkocīts jeb halkozīns – ir zilgani pelēka viela, līdzīga metālam. Svina spīdumam (galēna) un sudraba spīdumam (argentītam) ir līdzīgas īpašības: tie abi izskatās kā metāli un tiem ir pelēka krāsa. Cinobra ir brūngani sarkans blāvs minerāls ar pelēkiem plankumiem. Halkopirīts, ķīmiskskura formula ir CuFeS2, - zeltaini dzeltena, to sauc arī par zelta maisījumu. Cinka maisījumam (sfalerītam) var būt krāsa no dzintara līdz ugunīgi oranžai. Mirabilite - Na2SO4x10H2O - caurspīdīgi vai b alti kristāli. To sauc arī par Glaubera sāli, ko izmanto medicīnā. Kizerīta ķīmiskā formula ir MgSO4xH2O. Tas izskatās kā b alts vai bezkrāsains pulveris. Ģipša ķīmiskā formula ir CaSO4x2H2O. Turklāt šis ķīmiskais elements ir daļa no dzīvo organismu šūnām un ir svarīgs mikroelements.
