Сумпор

Из Википедије, слободне енциклопедије
Сумпор (16S)
P - S - Cl
 
O
S
Se  
 
 
S-TableImage.png

Sulfur.jpg

Општи подаци
Припадност скупу неметали
група, периода VIA, 3
густина, тврдоћа 1960 kg/m3, 2
боја светложута
Особине атома
атомска маса 32,065 u
атомски радијус 100 (88) pm
ковалентни радијус 102 pm
ван дер Валсов радијус 180 pm
електронска конфигурација [Ne]3s23p4
e- на енергетским нивоима 2, 8, 6
оксидациони број ±2, 4, 6
Особине оксида јако кисели
Кристална структура променљива: ромбоидна,
или пластична
Физичке особине
агрегатно стање чврсто
температура топљења 388,36 K
(115,21 °C)
температура кључања 717,87 K
(444,72 °C)
молска запремина 15,53×10-3 m³/mol
топлота испаравања без података
топлота топљења 1,7175 kJ/mol
брзина звука без података
Остале особине
Електронегативност 2,58 (Паулинг)
2,44 (Алред)
специфична топлота 710 J/(kg*K)
специфична проводљивост 5,0×10-16 S/m
топлотна проводљивост 0,269 W/(m*K)
I енергија јонизације 999,6 kJ/mol
II енергија јонизације 2.252 kJ/mol
III енергија јонизације 3.357 kJ/mol
IV енергија јонизације 4.556 kJ/mol
V енергија јонизације 7004,3 kJ/mol
VI енергија јонизације 8495,8 kJ/mol
Најстабилнији изотопи

Сумпор (S, латински sulphur) је неметал VIA групе.[1] Стабилни изотопи сумпора су: 32S, 33S, 34S и 36S.

Сумпор је неопходан за живот човека. Улази у састав две аминокиселине као и у многа битна биолошка једињења, као што су на пример витамини. Важнија једињења сумпора су сумпорна киселина, сумпораста киселина, њихове соли, сумпор(IV)оксид и сумпор(VI)оксид. Познати су и оксиди сумпора: SO2(I), SO(II) и SO3(VI).[1]

Сумпор се јавља и у чистом облику и у облику минерала сулфида и сулфита. Сем из сумпорних руда сумпор се у великој количини добија и пречишћавањем каменог угља и пречишћавањем индустријског пепела.

Примена сумпора[уреди]

Сумпор и његова једињења су битне сировине за добијање сумпорне киселине, основног састојка многих процеса хемијске индустрије. Већи део сумпора који се добије користи се у производњи сумпорне киселине. Велике количине сумпора се користе и у вулканизацији у процесима у којима се каучук претвара у гуму. Природни каучук кроз тетирање сумпором губи своју лепљивост и постаје еластичнији. Овај процес се одиграва при температури између 100 – 150 °C. Зависно од процента сумпора добија се мека или потпуно тврда гума.[2][3]

Soufresicile2.jpg

Због релативно мале запаљивости сумпор се користи за израду вештачких пламенова. У медицини се сумпор користи за лечење кожних болести. Користи се и као средство за уништавање корова. Користи се и за производњу лекова,[4] шибица, пестицида и папира. Мале количине сумпора се користе и за производњу специјалне врсте бетона. Тај бетон, за разлику од обичних, не подлеже дејству киселина, тако да се користи у неким фабрикама у којима постоји опасност од изливања киселина.

Заступљеност[уреди]

У чистом облику јавља се у великим количинама у Пољској око Тарнобрега (Tarnobrzeg), на Сицилији, у Луизијани и Тексасу (САД), у Јапану, у Туркменистану и Узбекистану. Сем тога сумпор је састојак бројних једињења од којих су најпознатија:

  • FeS
  • FeS2 - пирит
  • ZnS
  • CuFeS2
  • CaSO4 * 2H2O - гипс
  • SrSO2
  • BaSO4
  • Na2SO4 * MgSO4 * 4H2O
  • K2SO4 * 2MgSO4
  • K2SO4 * MgSO4 * 2CaSO4

Добијање[уреди]

Налазиште сумпора

Сумпор се добија из два извора: Већина сумпора се добија из подземних залиха. Одређена количина сумпора се налази у нафти и у земном гасу (непрерађена нафта и земни гас који се добијају у одређеним рејонима садрже велике количине сумпора. При њиховом спаљивању настаје сумпордиоксид који изазива загађење ваздуха и киселе кише. Због тога пре него што ова горива пусте у промет рафинерије су дужне да уклоне сумпор из њега). Сумпор који се налази у чистом облику испод земље се отапа загрејаном воденом паром и вади на земљину површину помоћу ваздуха под притиском. Битан извор сумпора су такође и његова једињења која се налазе у индустријским гасовима. Сумпор се у индустрији добија и редукцијом сумпордиоксида помоћу угљенмоноксида.[5]

Количина сумпора у каменом угљу долази до неколико процената и он такође представља извор овог елемента. Мале количине сумпора се налазе у животињским беланчевинама.

Физичко-хемијске особине сумпора и њихових једињења[уреди]

Алотропија и физичке особине сумпора[уреди]

Сумпор је елемент који се јавља у неколико алотропских модификација. Његове две основне модификације су ромбоидна и монолитна. Сем ње је позната и једна непостојана - перласта. Као даље модификације могу се јавити субмикрокристална (то јест безоблична), као и пурпуран сумпор која настаје кондензацијом сумпорних пара при температури течног ваздуха. Ромбоидни сумпор је постојан до температуре од 95,5°C, а на тој температури се услед притиска властите паре претвара у монолитан сумпор. При температури од 119°C монолитан сумпор прелази у течно стање. При притиску од преко 1200 атмосфера постоји само једна модификација сумпора - ромбоидна.

Уколико ромбоидан сумпор загревамо веома брзо прелазећи температуру од 95,5 °C, сумпор се може сачувати у стању непостојане равнотеже и он неће прећи у монолитну модификацију. На аналоган начин може се сачувати течан сумпор на температури испод 119°C. Сумпор се раствара у неким растварачима као што су CS2. Посебно је понашање сумпора у течном стању. Преко температуре топљења сумпор гради светложуту течност. Са порастом температуре течност постаје све гушћа и мења боју у тамно смеђу. При температури од 187°C сумпор добија максималну лепљивост која је око 10000 пута већа од првобитне. На тој температури сумпор има толику густину да се не може просути из посуде окренуте дном на горе. При даљем загревању сумпор постаје опет лако запаљив и достиже температуру кључања на температури од 444,6°C. Течан сумпор који се нагло охлади (на пример сипањем у хладну воду) постаје еластичан (пластичан) слично каучуку. Механичким развлачењем пластичног сумпора настаје влакнаста структура.

Кристал сумпора

Даљим повећањем температуре настаје, као и обично, смањење лепљивости. Обе модификације сумпора се разликују у растворљивости у CS2. Развлачен пластичан сумпор садржи спирално укрштене елементе грађе сложене у влакна. Пластичан сумпор може се вулканизирати као и каучук. Паре сумпора на температури близу кључања се састоје из S8 и делимично S6 молекула. Повишавањем температуре честице се смањују. На температури од 800°C паре сумпора се састоје само из двоатомних молекула. Дисоцијација двоатомских честица на појединачне атоме захтева значајну потрошњу енергије. Степен дисоцијације двоатомских честица износи 3,7% на температури од 1727°C а 72,6% на температури од 2727°C.

Колоидни сумпор[уреди]

Ако се паре сумпора нагло охладе, оне се кондензују у облику ситног, жутог праха — сумпорног цвета. Он се знатним делом састоји од аморфног (безобличног) сумпора. Безобличан сумпор при повишењу температуре прелази у кристалан, при чему је ова промена иреверзибилна. Безобличан сумпор се такође јавља и при издвајању из раствора у току хемијске реакције.

Na2S2O3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2 + S + H2O

Том приликом настаје раствор сумпора у води. У таквом раствору су честице сумпора веома мале, али веће него што је то случај код правих раствора, па овакви системи имају специфичне особине и означавају се као колоидни раствори.

Хемијске особине сумпора[уреди]

На обичној температури сумпор је слабо активан. Тачка паљења сумпора је на температури од 250°C. Сумпор се веома лако једини само са флуором, а са хлором већ доста теже. Са другим елементима као на пример водоником тек при повишеној температури. Реагује и са металима али тек на повишеној температури, и те реакције су егзотермне тако да се отпочета реакције синтезе сама наставља даље неретко са жарењем мешавине.

Токсичност сумпора[уреди]

Сумпор изазива надражаје слузокоже носних канала и очију. Он не изазива јака тровања. Већина његових једињења је отровна.

Сумпордиоксид[уреди]

Сумпордиоксид настаје спаљивањем сумпора на ваздуху. Он је безбојан гас, загушљивог мириса. Тежи је од ваздуха. Раствара се у води. Раствор који настаје је кисео јер гас реагује са водом градећи сумпорасту киселину (H2SO3). То доказује да је сумпордиоксид кисели оксид. Сумпораста киселина је нестабилна и лако се поново разлаже на сумпордиоксид и на воду.

Сумпордиоксид у облику раствора или у влажном окружењу делује као избељивач. Сумпор диоксид избељује разне ствари редукујући састојке који се у њима налазе.

Сумпордиоксид се испушта као споредни продукат из аутомобила и из димњака фабрика загађујући животну средину. Напада систем за дисање људи и животиња. Растварајући се у ваздуху узрокује киселе кише које уништавају биљке, металне конструкције и грађевине.

Примена сумпордиоксида[уреди]

Одређене количине се користе за избељивање вуне и дрвене масе при продукцији папира. Одређене количине се користе и за продукцију безалкохолних пића, џемова и за сушење воћа, јер зауставља развој бактерија и гљивица. Већина сумпордиоксида се користи за продукцију сумпорасте киселине.

Референце[уреди]

  1. ^ а б Housecroft C. E., Sharpe A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3rd ed.). Prentice Hall. ISBN 978-0131755536. 
  2. ^ Lide David R., ed. (2006). CRC Handbook of Chemistry and Physics (87th ed.). Boca Raton, FL: CRC Press. 0-8493-0487-3. 
  3. ^ Susan Budavari, ed. (2001). The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals (13th ed.). Merck Publishing. ISBN 0911910131. 
  4. ^ David L. Nelson, Michael M. Cox (2005). Principles of Biochemistry (4th ed.). New York: W. H. Freeman. ISBN 0-7167-4339-6. 
  5. ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga. 

Литература[уреди]

Види још[уреди]

Спољашње везе[уреди]

Викиостава
Викимедијина остава има још мултимедијалних датотека везаних за: Сумпор