Sēra ķīmiskās īpašības. Sēra raksturojums un viršanas temperatūra

Sērs ir ķīmiskais elements, kas ir sesijas grupā un periodiskajā tabulā trešajā periodā. Šajā rakstā mēs rūpīgāk apskatīsim ķīmiskās un fizikālās īpašības, iegūsim, izmantosim utt. Fizikālās īpašības ietver tādas pazīmes kā krāsa, elektrovadītspējas līmenis, sēra viršanas temperatūra utt. Ķīmiskā viela tomēr raksturo tās mijiedarbību ar citām vielām.

Sērs fiziķu ziņā

Tā ir trausla viela. Normālos apstākļos tas paliek stabilā agregāta stāvoklī. Sērs ir citronzeltens krāsa. Un lielākoties visiem tā savienojumiem ir dzeltenas nokrāsas. Tas neizšķīst ūdenī. Tas ir zems siltuma un elektrovadītspējas. Šīs īpašības raksturo to kā tipisku nemetālu. Neskatoties uz to, ka sēra ķīmiskais sastāvs vispār nav sarežģīts, šai vielai var būt vairākas variācijas. Viss atkarīgs no kristālu režģa struktūras, ar kuru savienojumi ir saistīti, tie neveido molekulas.

Tātad, pirmā iespēja ir rombveida sērs. Tas ir visaktīvākais. Šā tipa sēra viršanas temperatūra ir četri simti četrdesmit pieci grādi pēc Celsija. Bet, lai šī viela nonāktu gāzveida agregāta stāvoklī, tai vispirms jāšķērso šķidrums. Tātad sēra kausēšana notiek temperatūrā, kas ir simts trīspadsmit grādi pēc Celsija.

Otrais variants ir monokliniskais sērs. Tas ir adatas formas kristāls ar tumši dzeltenu krāsu. Pirmā tipa sēra kušana un tad tās lēna atvēsināšana noved pie šīs sugas veidošanās. Šai šķirnei ir gandrīz tādas pašas fiziskās īpašības. Piemēram, šāda veida sēra viršanas temperatūra ir vienāda ar četriem simtiem četrdesmit pieciem grādiem. Turklāt ir arī dažādas šīs vielas, piemēram, plastmasas. To iegūst, aukstajā ūdenī ielejot viršanas temperatūru ar gandrīz viršanas temperatūru. Šāda veida sēra viršanas temperatūra ir vienāda. Bet vielai ir stiepjas īpašības, piemēram, gumija.

Vēl viena fizisko īpašību sastāvdaļa, kuru es gribētu teikt, ir sēra aizdedzes temperatūra. Šis rādītājs var atšķirties atkarībā no materiāla veida un tā izcelsmes. Piemēram, tehniskā sēra aizdegšanās temperatūra ir simts un deviņi grādi. Tas ir diezgan zems likmes. 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, kāda blīvuma tā ir. Bet mēs varam secināt, ka sēra sadegšanas temperatūra salīdzinājumā ar citiem ķīmiskajiem elementiem ir diezgan zema, tā ir uzliesmojoša viela. Turklāt dažreiz sēru var apvienot molekulās, kurās ir astoņi, seši, četri vai divi atomi. Tagad, pārbaudot sēru no fizikas viedokļa, mēs pārietam uz nākamo sadaļu.

Sēra ķīmiskais raksturojums

Šis elements ir relatīvi zems atommass, tas ir vienāds ar trīsdesmit diviem gramiem uz molu. Sēra elementa raksturlielumam ir tāda šīs vielas iezīme kā spēja iegūt citu oksidācijas pakāpi. Tas atšķiras no, teiksim, ūdeņraža vai skābekļa. Ņemot vērā jautājumu par to, kāda ir sēra elementa ķīmiskā īpašība, nav iespējams neminēt, ka atkarībā no apstākļiem tas izpaužas gan kā samazinošās, gan oksidējošās īpašības. Tātad, lai noteiktu attiecīgās vielas mijiedarbību ar dažādiem ķīmiskiem savienojumiem.

Sērs un vienkāršas vielas

Vienkāršas vielas ir vielas, kurām to sastāvā ir tikai viens ķīmiskais elements. Tās atomus var apvienot molekulās, piemēram, skābekļa gadījumā, vai arī tās nevar apvienot, tāpat kā metālu gadījumā. Tādējādi sērs var reaģēt ar metāliem, citiem nemetāliem un halogēniem.

Mijiedarbība ar metāliem

Lai veiktu šāda veida procesu, ir nepieciešama augsta temperatūra. Šajos apstākļos notiek pievienošanās reakcija. Tas nozīmē, ka metālu atomi apvienojas ar sēra atomus, vienlaikus veidojot sulfīdus. Piemēram, ja jūs sildāt divus kālija molu, sajaucot tos ar vienu molu sēra, mēs iegūstam vienu molu attiecīgā metāla sulfīda. Vienādojumu var ierakstīt šādā formā: 2K + S = K ₂ S.

Reakcija ar skābekli

Tas ir sēra degšana. Šī procesa rezultātā tā oksīda formas. Pēdējais var būt divu veidu. Tādēļ sēra sadegšana var notikt divos posmos. Pirmais ir tas, kad viens mols sēra dioksīds tiek veidots no viena mola sēra un viena mola skābekļa. Šīs ķīmiskās reakcijas vienādojumu var rakstīt šādi: S + O2 = SO2. Otrajā posmā ir pievienots vēl viens skābekļa atoms uz dioksīdu. Tas notiek, ja augstas temperatūras apstākļos tiek pievienots viens mols skābekļa diviem molekulārajiem sēra dioksīdiem . Rezultātā iegūstam divus sērskābes trioksīda molu. Šīs ķīmiskās mijiedarbības vienādojums izskatās šādi: 2SO2 + O2 = 2SO3. Šīs reakcijas rezultātā veidojas sērskābe. Tādējādi pēc divu aprakstīto procesu veikšanas iegūtā trioksīda ir iespējams iziet caur ūdens tvaiku strūklu. Un mēs iegūstam sulfāta skābi. Šādas reakcijas vienādojums ir šāds: SO ₃ + H ₂ O = H ₂ SO ₄ .

Mijiedarbība ar halogēniem

Sēra ķīmiskās īpašības, tāpat kā citi nemetāli, ļauj tai reaģēt ar šo vielu grupu. Tas ietver tādus savienojumus kā fluors, broms, hlors, jods. Sērs reaģē ar jebkuru no tiem, izņemot pēdējo. Piemēram, mēs varam atsaukties uz izskatāmais Mendelejevas tabulas elementa fluorizēšanas procesu. Sildot minēto nemetālu ar halogēnu, var iegūt divas fluorīda variācijas. Pirmais gadījums: ja mēs ņemam vienu molu sēra un trīs molu fluora, mēs iegūstam vienu molu fluorīdu, kura formula ir SF ₆ . Vienādojums ir šāds: S + 3F ₂ = SF ₆ . Turklāt ir arī otrā iespēja: ja mēs ņemam vienu molu sēra un divus fluora molu, tad iegūstam vienu molu fluora ar ķīmisko formulu SF ₄ . Vienādojumu var ierakstīt šādā formā: S + 2F ₂ = SF ₄ . Kā redzat, tas viss ir atkarīgs no komponentu sajaukšanas proporcijām. Tieši tāpat ir iespējams veikt hlorēšanas procesu sienā (var veidot arī divas dažādas vielas) vai bromēšanu.

Mijiedarbība ar citām vienkāršām vielām

Šajā sakarā sēra elementa īpašības nebeidzas. Viela ķīmiski reaģē arī ar ūdeņradi, fosforu un oglekli. Sakarā ar mijiedarbību ar ūdeņradi veidojas sulfīda skābe. Reakcijas rezultātā ar metāliem ir iespējams iegūt to sulfīdus, kurus savukārt iegūst tieši ar sēra mijiedarbību ar to pašu metālu. Ūdeņraža atomu pievienošana sēra atomiem notiek tikai ļoti augstas temperatūras apstākļos. Sēra reakcijā ar fosforu tā veido fosfīdu. Tam ir šāda formula: P ₂ S _3. Lai iegūtu vienu molu šīs vielas, nepieciešams ņemt divus fosfora molu un trīs sēra molu. Sēra ar oglekli mijiedarbībā tiek veidots aplūkotā nemetāla karbīds. Tā ķīmiskā formula ir šāda: CS ₂ . Lai iegūtu vienu molu šīs vielas, jums ir nepieciešams ņemt vienu molu oglekļa un divus molu sēra. Visas iepriekš aprakstītās pievienošanas reakcijas rodas tikai tad, ja reaģenti tiek sasildīti līdz augstām temperatūrām. Mēs esam apsvēruši sēra mijiedarbību ar vienkāršām vielām, tagad pārejiet pie nākamā punkta.

Sēra un kompleksie savienojumi

Kompleksu sauc par vielām, kuru molekulas sastāv no diviem (vai vairākiem) dažādiem elementiem. Sēra ķīmiskās īpašības ļauj reaģēt ar tādiem savienojumiem kā sārņi, kā arī koncentrēta sulfāta skābe. Tās reakcijas ar šīm vielām ir diezgan īpatnējas. Vispirms apsveram, kas notiek, ja attiecīgo nemetālu sajauc ar sārmu. Piemēram, ja mēs ņemam sešus mīnusus kālija hidroksīda un pievienojam trīs sēru molu, mēs iegūstam divus mālus no kālija sulfīda, vienu molu metāla sulfītu un trīs molu ūdens. Šo reakcijas veidu var izteikt ar šādu vienādojumu: 6KOH + 3S = 2K ₂ S + K2SO3 + 3H2O. Ar to pašu principu mijiedarbība rodas, ja pievieno nātrija hidroksīdu. Pēc tam apsveriet sēra darbību, pievienojot tai koncentrētu sulfāta skābes šķīdumu. Ja mēs ņemam vienu molu no pirmās un otrās mola otrās vielas, iegūstam šādus produktus: sēra trioksīds trijos molu daudzumos, kā arī ūdens - divi moli. Šo ķīmisko reakciju var veikt tikai, reaģentus sasildot augstā temperatūrā.

Paredzētā nemetāla sagatavošana

Ir vairāki pamata veidi, kā iegūt sēru no dažādām vielām. Pirmā metode ir izolēt to no pirīta. Pēdējās ķīmiskās formulas ir FeS ₂ . Ja šo vielu sasilda līdz augstai temperatūrai bez piekļuves skābekļa iegūšanai, var iegūt citu dzelzs sulfīdu, FeS un sēru. Reakcijas vienādojums ir rakstīts šādā formā: FeS ₂ = FeS + S. Otrā sēra iegūšanas metode, kas bieži tiek izmantota rūpniecībā, ir sēra sulfīda sadedzināšana nelielā skābekļa daudzumā. Šajā gadījumā ir iespējams iegūt aplūkoto nemetālu un ūdeni. Lai veiktu reakciju, ir nepieciešams ņemt sastāvdaļas molāro attiecību divi uz vienu. Rezultātā mēs saņemam gala produktus divās vai divās proporcijās. Šīs ķīmiskās reakcijas vienādojumu var formulēt šādi: 2H2S + O2 = 2S + 2H2O. Turklāt sēru var iegūt dažādos metalurģiskajos procesos, piemēram, metālu, tādu kā niķelis, varš un citi, ražošanā.

Lietošana rūpniecībā

Plašākais nemetāla pielietojums, ko mēs apsveram, ir ķīmiskajā rūpniecībā. Kā jau minēts iepriekš, šeit no tā tiek izmantota sulfāta skābe. Turklāt sēru izmanto kā sastāvdaļu spēļu izgatavošanai, jo tas ir uzliesmojošs materiāls. Tas ir neaizstājams sprāgstvielu, šaujampulveru, Bengālijas lukturu uc ražošanā. Turklāt sēru izmanto kā vienu no kaitēkļu apkarošanas sastāvdaļām. Medicīnā to lieto kā sastāvdaļu ādas slimību zāļu ražošanā. Arī attiecīgo vielu lieto dažādu krāsvielu ražošanā. Turklāt to lieto fosforu ražošanā.

Sēra elektroniskā struktūra

Kā zināms, visi atomi sastāv no kodola, kurā atrodas protoni - pozitīvi lādētas daļiņas - un neitroni, ti, daļiņas ar nulles lādiņu. Apkārt kodolam rotē elektronus, kuru uzlāde ir negatīva. Lai atoms būtu neitrāls, tā struktūrai vajadzētu būt vienādam skaitam protonu un elektronu. Ja pēdējais ir lielāks, tas jau ir negatīvs jonu anions. Ja gluži pretēji - protonu skaits ir lielāks par elektronu skaitu - tas ir pozitīvs jons vai kation. Sēra anjonu var darboties kā skābes atlikumu. Tā ir daļa no tādu vielu molekulām kā sulfīda skābe (sērūdeņradis) un metālu sulfīdi. Anijons veidojas elektrolīzes disociācijas laikā, kas rodas, kad viela tiek izšķīdināta ūdenī. Šajā gadījumā molekula sadalās katijonā, ko var attēlot kā metāla jonu vai ūdeņradi, kā arī skābes atlikuma vai hidroksilgrupas (OH-) katjonu. Tā kā sērijas sērijas numurs periodiskajā tabulā ir sešpadsmit, var secināt, ka tā kodolā ir tieši tik daudz protonu. Tad mēs varam teikt, ka apkārt ir arī sešpadsmit elektroni. Neitronu skaitu var noteikt, atņemot ķīmiskā elementa kārtas numuru no molārās masas: 32-16 = 16. Katrs elektrons rotē nevis haotiski, bet noteiktā orbītā. Tā kā sērs ir ķīmiskais elements, kas pieder pie periodiskās tabulas trešā perioda, ap kodolu ir trīs orbītas. Pirmajā no tām atrodas divi elektroni, otrajā - astoņi, trešajā - seši. Sēra atoma elektroniskā formula ir šāda: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Izplatība dabā

Parasti attiecīgo ķīmisko elementu ir minerālēs, kas ir dažādu metālu sulfīdi. Pirmkārt, šis piirts ir dzelzs sāls; Arī tas ir svins, sudrabs, vara spīdums, cinka maisījums, cinnabar - dzīvsudraba sulfīds. Turklāt sērs var iekļūt arī minerālvielu sastāvā, kura struktūru veido trīs vai vairāk ķīmisku elementu. Piemēram, chalcopyrite, mirabilite, kieserīts, ģipsis. Jūs varat apsvērt katru no tiem sīkāk. Pirets ir dzelzs sulfīds vai FeS ₂ . Tas ir gaiši dzeltenā krāsā ar zeltainu spīdumu. Šo minerālu bieži var uzskatīt par piemaisījumu lapis lazuli, ko plaši izmanto juvelierizstrādājumu izgatavošanai. Tas ir saistīts ar faktu, ka šīm divām minerālvielām bieži ir kopīgs nogulsnes. Vara spīdums - halkocite vai halkosīns - ir zilgani pelēka viela, kas līdzinās metālam. Svina spīdums (galena) un sudraba spīdums (argentite) ir līdzīgas īpašības: tie abi ir līdzīgi metāliem pēc izskata, tiem ir pelēka krāsa. Cinnabar ir brūngani sarkans, mitrs minerāls ar pelēku impregnēšanu. Halkopirīts, kura ķīmiskā formula CuFeS ₂ ir zeltaini dzeltena, to sauc arī par zelta maisījumu. Cinka blendēm (sphalerītiem) var būt krāsa no dzintara līdz ugunīgai oranžai. Mirabilīts - Na ₂ SO ₄ x 10H ₂ O - caurspīdīgi vai balti kristāli. To sauc arī par glaubera sāli, ko lieto medicīnā. Kieserīta ķīmiskā formula ir MgSO ₄ xH ₂ O. Tas izskatās balts vai bezkrāsains pulveris. Ģipša ķīmiskā formula ir CaSO ₄ x 2H ₂ O. Turklāt šis ķīmiskais elements ir daļa no dzīvo organismu šūnām un ir svarīgs mikroelements.