1.1. Latar belakang sejarah

Belerang adalah salah satu dari sedikit zat yang telah dikenal sejak zaman kuno; belerang digunakan oleh ahli kimia pertama. Salah satu alasan popularitas belerang adalah prevalensi belerang asli di negara-negara peradaban kuno. Ini dikembangkan oleh orang Yunani dan Romawi, dan produksi belerang meningkat secara signifikan setelah ditemukannya bubuk mesiu.

1.2. Tempat belerang dalam Tabel Periodik unsur kimia Mendeleev

Belerang terletak di golongan 16 Tabel Periodik Unsur Kimia Mendeleev.

Tingkat energi terluar atom belerang mengandung 6 elektron yang memiliki konfigurasi elektronik 3s 2 3p 4 . Dalam senyawa dengan logam, belerang menunjukkan bilangan oksidasi negatif unsur -2, dalam senyawa dengan oksigen dan non-logam aktif lainnya - positif +2, +4, +6. Belerang merupakan zat non-logam; tergantung pada jenis transformasinya, ia dapat menjadi zat pengoksidasi dan zat pereduksi.

1.3. Prevalensi di alam

Belerang tersebar luas di alam. Isinya di kerak bumi adalah 0,0048%. Sebagian besar belerang ditemukan di negara asalnya.

Belerang juga ditemukan dalam bentuk sulfida: pirit, kalkopirit dan sulfat: gipsum, celestine dan barit.

Senyawa belerang banyak ditemukan dalam minyak (tiofena C 4 H 4 S, sulfida organik) dan gas minyak bumi (hidrogen sulfida).

1.4. Modifikasi alotropik belerang

Keberadaan modifikasi alotropik belerang dikaitkan dengan kemampuannya membentuk homochain yang stabil – S – S –. Stabilitas rantai dijelaskan oleh fakta bahwa ikatan – S – S – lebih kuat daripada ikatan pada molekul S 2. Homochain belerang memiliki bentuk zigzag, karena elektron dari orbital p yang saling tegak lurus mengambil bagian dalam pembentukannya.

Molekul S8 berbentuk mahkota, panjang semua ikatan – S – S – sama dengan 0,206 nm dan sudutnya mendekati tetrahedral 108°.

Pada belerang ortorombik, volume unsur terkecil berbentuk paralelepiped persegi panjang, dan dalam kasus belerang monoklinik, volume unsur menonjol dalam bentuk paralelepiped miring.

Kristal belerang ortorombik Kristal belerang monoklinik

Modifikasi plastis belerang dibentuk oleh rantai heliks atom belerang dengan sumbu rotasi kiri dan kanan. Rantai ini dipelintir dan ditarik ke satu arah.

Pada suhu kamar belerang belah ketupat stabil. Ketika dipanaskan, ia meleleh, berubah menjadi cairan kuning yang mudah bergerak; dengan pemanasan lebih lanjut, cairan tersebut mengental, karena rantai polimer panjang terbentuk di dalamnya. Ketika lelehan didinginkan perlahan, kristal belerang monoklinik berbentuk jarum berwarna kuning tua terbentuk, dan jika Anda menuangkan belerang cair ke dalam air dingin, Anda mendapatkan belerang plastik - struktur seperti karet yang terdiri dari rantai polimer. Belerang plastik dan monoklinik tidak stabil dan secara spontan berubah menjadi belerang ortorombik.

1.5. Sifat fisik belerang

Belerang merupakan zat padat, rapuh, berwarna kuning, praktis tidak larut dalam air, tidak dibasahi oleh air dan mengapung di permukaannya. Ia larut dengan baik dalam karbon disulfida dan pelarut organik lainnya, dan merupakan konduktor panas dan arus listrik yang buruk. Ketika dicairkan, belerang membentuk cairan kuning yang mudah bergerak, yang menjadi gelap pada suhu 160°C, viskositasnya meningkat, dan pada suhu 200°C belerang menjadi coklat tua dan kental, seperti resin. Hal ini dijelaskan oleh penghancuran molekul cincin dan pembentukan rantai polimer. Pemanasan lebih lanjut menyebabkan putusnya rantai, dan belerang cair kembali menjadi lebih mobile. Warna uap belerang bervariasi dari oranye-kuning hingga kuning jerami. Uap terdiri dari molekul dengan komposisi S 8, S 6, S 4, S 2. Pada suhu di atas 150 °C, molekul S2 terdisosiasi menjadi atom.

Sifat fisik modifikasi alotropik belerang diberikan dalam tabel:

Milik

Belerang belah ketupat

Belerang monoklinik

Belerang plastik

Bubuk kuning muda

Bukan Logam.

Nonlogam adalah unsur kimia yang membentuk benda sederhana yang tidak mempunyai sifat-sifat yang khas dari logam. Bukan logam mencakup 22 unsur. Hanya dua nonlogam - karbon dan belerang - yang dikenal di zaman kuno. Pada abad ke-13 Arsenik diperoleh pada abad ke-17. Hidrogen dan fosfor ditemukan pada akhir abad ke-18. - oksigen, nitrogen, klorin, telurium. Pada tahun 1789, A.L. Lavoisier memasukkan unsur-unsur bukan logam ini ke dalam daftar zat sederhana (kecuali klorin, yang kemudian dianggap sebagai zat teroksidasi. asam klorida). Pada paruh pertama abad ke-19. brom, yodium, selenium, silikon, dan boron diperoleh. Fluor dan gas inert dapat diisolasi hanya pada akhir abad ke-19. Astatin diperoleh secara artifisial pada tahun 1940.

1. Posisi bukan logam di PS.

Unsur bukan logam terletak di pojok kanan atas PS di atas diagonal B – At.

Mereka berada di subkelompok utama 4 - 8 kelompok.

Sifat fisik.

a) Keadaan fisik.

Padatan: boron, karbon, silikon, fosfor, belerang, arsenik, selenium, telurium, yodium, astatin;
Cairan: brom – cairan berwarna merah kecokelatan dengan bau tidak sedap yang menyengat;
Gas: hidrogen, nitrogen, oksigen, fluor, klor dan gas inert.

Gas inert atau gas mulia bersifat istimewa. Gas inert tidak berwarna dan tidak berbau. Dan mereka bersifat monoatomik. Gas mulia dianggap sebagai gas mulia. Mereka memiliki konduktivitas listrik yang lebih tinggi (dibandingkan dengan yang lain) dan bersinar terang ketika arus melewatinya.

Neon adalah lampu merah menyala.
Helium - cahaya kuning terang.
Argon - cahaya biru.
Krypton – cahaya kuning muda.
Xenon – cahaya ungu.

Meskipun bersifat inert, gas-gas berikut ini banyak digunakan:

Helium digunakan untuk mengisi balon dan kapal udara.

Argon sebagai media pelindung untuk pengelasan (busur, laser, kontak, dll) baik logam maupun non logam.

Semua nonlogam ini (hidrogen, oksigen, nitrogen, fluor, dan klor) memiliki molekul diatomik. Hidrogen, oksigen dan nitrogen tidak berwarna, fluor berwarna hijau muda, klorin berwarna kuning-hijau.

b) Tidak memiliki kilau logam (pengecualian - grafit, yodium)

c) Sebagian besar tidak menghantarkan listrik (kecuali silikon dan grafit)

d) Rapuh.

Alotropi.

Suatu fenomena dimana satu unsur kimia membentuk beberapa zat sederhana.

Penyebab alotropi:

Komposisi molekul yang berbeda (O2 dan O3)

Struktur berbeda (berlian, grafit)

Modifikasi alotropik oksigen

O 3 = O 2 + O

Modifikasi alotropik belerang

Ada tiga modifikasi alotropik belerang: ortorombik, monoklinik, dan plastik. Modifikasi belah ketupat dan monoklinik dibangun dari molekul S8 siklik yang terletak di lokasi kisi belah ketupat dan monoklinik. Molekul S8 berbentuk mahkota, panjang semua ikatan – S – S – sama dengan 0,206 nm dan sudutnya mendekati tetrahedral 108°.
Modifikasi plastis belerang dibentuk oleh rantai heliks atom belerang dengan sumbu rotasi kiri dan kanan. Rantai ini dipelintir dan ditarik ke satu arah.
Belerang ortorombik stabil pada suhu kamar. Ketika dipanaskan, ia meleleh, berubah menjadi cairan kuning yang mudah bergerak; dengan pemanasan lebih lanjut, cairan tersebut mengental, karena rantai polimer panjang terbentuk di dalamnya. Ketika lelehan didinginkan perlahan, kristal belerang monoklinik berbentuk jarum berwarna kuning tua terbentuk, dan jika Anda menuangkan belerang cair ke dalam air dingin, Anda mendapatkan belerang plastik - struktur seperti karet yang terdiri dari rantai polimer. Belerang plastik dan monoklinik tidak stabil dan secara spontan berubah menjadi belerang ortorombik.

alotropi berzelius avogadro

	Modifikasi alotropik
	Banyak modifikasi: intan, grafit, fullerene, carbyne, graphene, carbon nanotube, lonsdaleite, dll. Sulit untuk menunjukkan jumlah pasti modifikasi karena beragamnya bentuk ikatan atom karbon satu sama lain. Struktur molekul yang paling banyak jumlahnya adalah fullerene dan nanotube.
	Sejumlah besar modifikasi alotropik, nomor dua setelah karbon. Modifikasi utama: belerang belah ketupat, monoklinik, dan plastis. Hidrogen dapat eksis sebagai orto- dan para-hidrogen.
	Ada 11 modifikasi alotropik fosfor yang diketahui. Modifikasi utama: fosfor putih, merah dan hitam. Fosfor putih beracun, bersinar dalam gelap, dan mampu menyala sendiri; fosfor merah tidak beracun, tidak bersinar dalam gelap, dan tidak menyala dengan sendirinya.
Oksigen:	Dua modifikasi alotropik: O2 - oksigen dan O3 - ozon. Oksigen tidak berwarna dan tidak berbau; Ozon memiliki bau yang khas, berwarna ungu pucat, dan lebih bersifat bakterisidal.

Modifikasi alotropik belerang

Keberadaan modifikasi alotropik belerang dikaitkan dengan kemampuannya membentuk homochain yang stabil - S - S -. Stabilitas rantai dijelaskan oleh fakta bahwa ikatan - S - S - lebih kuat daripada ikatan pada molekul S2. Homochain belerang memiliki bentuk zigzag, karena elektron dari orbital p yang saling tegak lurus mengambil bagian dalam pembentukannya.

Molekul S8 berbentuk mahkota, panjang semua ikatan - S - S - sama dengan 0,206 nm dan sudutnya mendekati tetrahedral 108°.

Pada belerang ortorombik, volume unsur terkecil berbentuk paralelepiped persegi panjang, dan dalam kasus belerang monoklinik, volume unsur menonjol dalam bentuk paralelepiped miring.

Modifikasi plastis belerang dibentuk oleh rantai heliks atom belerang dengan sumbu rotasi kiri dan kanan. Rantai ini dipelintir dan diregangkan dalam satu arah (Gbr.).

Belerang ortorombik stabil pada suhu kamar. Ketika dipanaskan, ia meleleh, berubah menjadi cairan kuning yang mudah bergerak; dengan pemanasan lebih lanjut, cairan tersebut mengental, karena rantai polimer panjang terbentuk di dalamnya. Ketika lelehan didinginkan perlahan, kristal belerang monoklinik berbentuk jarum berwarna kuning tua terbentuk, dan jika Anda menuangkan belerang cair ke dalam air dingin, Anda mendapatkan belerang plastik - struktur seperti karet yang terdiri dari rantai polimer. Belerang plastik dan monoklinik tidak stabil dan secara spontan berubah menjadi belerang ortorombik.

Posisi oksigen dan belerang di tabel periodik unsur kimia, struktur atomnya. Ozon adalah modifikasi alotropik oksigen

SUBGROUP OKSIGEN (KHALCOGEN) Subkelompok oksigen meliputi unsur-unsur: oksigen, belerang, selenium, telurium, polonium.

KHALCOGEN DI ALAM Posisi dalam tabel Sifat-sifat unsur subkelompok VI-A.

Oksigen dan belerang memiliki struktur tingkat energi eksternal yang sama –ns 2 np 4, dengan n adalah nomor periode.

Oksigen O2

(CW Scheele 1772, J. Priestley 1774) Elemen paling umum di Bumi

di udara - 21% volume; di kerak bumi - 49% massa; di hidrosfer - 89% massa; pada organisme hidup - hingga 65% berat.

ALOTROPI OKSIGEN

Struktur atom

Sifat kimia Interaksi zat dengan oksigen disebut.

oksidasi

Semua unsur bereaksi dengan oksigen kecuali Au, Pt, He, Ne dan Ar; dalam semua reaksi (kecuali interaksi dengan fluor), oksigen adalah zat pengoksidasi.

Dengan non-logam

S + O 2 → JADI 2

2H 2 + O 2 → 2H 2 O

Dengan logam

2Mg + O 2 → 2MgO

2Cu + O 2 →2CuO (bila dipanaskan) Bersama

zat kompleks

4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2H 2 S + 3O 2 → 2SO 2 + 2H 2 O

CH 4 + 2O 2 →CO 2 + 2H 2 O

Pembakaran dalam oksigen

2. Kerja asam sulfat pada barium peroksida

3BaO 2 + 3H 2 JADI 4 → 3BaSO 4 + 3H 2 O + O 3

Struktur atom

Produksi dan deteksi ozon

Ozon lebih aktif secara kimia daripada oksigen. Aktivitas ozon dijelaskan oleh fakta bahwa penguraiannya menghasilkan molekul oksigen dan atom oksigen, yang secara aktif bereaksi dengan zat lain.

O 3 → O 2 + O (ozon tidak stabil)

Misalnya, ozon mudah bereaksi dengan perak, sedangkan oksigen tidak bergabung dengannya meskipun dipanaskan:

6Ag + O 3 → 3Ag 2 O

Artinya, ozon adalah zat pengoksidasi kuat:

2KI + O 3 + H 2 O → 2KOH + I 2 + O 2

Mengubah warna pewarna, memantulkan sinar UV, menghancurkan mikroorganisme. Ozon merupakan komponen permanen atmosfer bumi dan berperan penting dalam menunjang kehidupan di dalamnya. Di lapisan permukaan atmosfer bumi, konsentrasi ozon sangat rendah dan berkisar antara 10-7 - 10-6%. Namun seiring bertambahnya ketinggian, konsentrasi ozon meningkat tajam hingga mencapai maksimum pada ketinggian 20-30 km. Kandungan ozon total di atmosfer dapat ditandai dengan berkurangnya lapisan ozon menjadi kondisi normal(0°С, 1 ATM), dan tebalnya sekitar 0,4-0,6 cm. Kandungan total ozon di atmosfer bervariasi dan berfluktuasi tergantung musim dan garis lintang geografis. Biasanya, konsentrasi ozon lebih tinggi di daerah lintang tinggi dan tertinggi pada musim semi dan terendah pada musim gugur. Diketahui bahwa ozon di atmosfer memainkan peran penting dalam menjaga kehidupan di bumi, bertindak sebagai komponen pelindung bagi organisme hidup dari radiasi ultraviolet Matahari yang keras. Di sisi lain, ozon adalah gas rumah kaca yang sangat efektif, dan dengan menyerap radiasi infra merah dari permukaan bumi, ozon mencegah pendinginannya. Keberadaan dan pergerakan massa ozon di atmosfer bumi telah diketahui secara signifikan mempengaruhi situasi meteorologi di planet ini.

Penggunaan ozon karena sifat-sifatnya

1. zat pengoksidasi kuat:

untuk sterilisasi produk medis

· ketika memperoleh banyak zat di laboratorium dan praktek industri

untuk memutihkan kertas

untuk pemurnian minyak

2. desinfektan yang kuat:

· untuk memurnikan air dan udara dari mikroorganisme (ozonasi)

untuk desinfeksi tempat dan pakaian

Salah satu keuntungan signifikan ozonasi dibandingkan klorinasi adalah tidak adanya racun setelah pengolahan. Sedangkan dengan klorinasi, pembentukan sejumlah besar racun dan racun, misalnya dioksin, dapat terbentuk.

Sulfur. Alotropi belerang. Sifat fisik dan kimia belerang. Aplikasi

SULFUR S Belerang di alam Belerang asli Ukraina, wilayah Volga, Asia Tengah, dll. Sulfida PbS - kilap timbal Cu 2 S - kilap tembaga ZnS - campuran seng FeS 2 - pirit, pirit belerang, emas kucing H 2 S - hidrogen sulfida (dalam mata air mineral dan gas alam) Tupai Rambut, kulit, paku… sulfat CaSO 4 x 2H 2 O - gipsum MgSO 4 x 7H 2 O - garam pahit (Epsom) Na 2 SO 4 x 10H 2 O - Garam Glauber (mirabilite) Sifat Fisika Padat zat kristal berwarna kuning, tidak larut dalam air, tidak dibasahi air (mengambang di permukaan), titik didih = 445°C Alotropi Sulfur dicirikan oleh beberapa modifikasi alotropik:

Interkonversi modifikasi alotropik belerang

Struktur atom belerang

Menempatkan elektron pada level dan sublevel

Memperoleh belerang

1. Metode industri - peleburan bijih menggunakan uap.

2. Oksidasi tidak sempurna hidrogen sulfida (dengan kekurangan oksigen).

2H 2 S + O 2 = 2S + 2H 2 O

3. Reaksi Wackenroeder

2H 2 S + JADI 2 = 3S + 2H 2 O

Sifat kimia belerang

Belerang di alam

Belerang asli

Ukraina, wilayah Volga, Asia Tengah dan dll.

Sulfida

PbS - timah bersinar

Cu 2 S – kilau tembaga

ZnS – campuran seng

FeS 2 – pirit, pirit belerang, emas kucing

H2S – hidrogen sulfida (dalam mata air mineral dan gas alam)

Tupai

Rambut, kulit, kuku...

sulfat

CaSO 4 x 2 H 2 O - gipsum

MgSO 4 x 7 H 2 O – garam pahit (Bahasa Inggris)

Na 2 JADI 4 x 10 H 2 O – Garam Glauber (mirabilit)

Sifat fisik

Padatan kristal berwarna kuning, tidak larut dalam air, tidak dibasahi air (mengambang di permukaan), t ° kip = 445°С

Alotropi

Belerang dicirikan oleh beberapa modifikasi alotropik:

Berbentuk belah ketupat

(a - belerang) - S 8

t ° hal. = 113°C;

ρ = 2,07 gram/cm3.

Modifikasi paling stabil.

Monoklinik

(b - belerang) - S 8

jarum kuning tua,

t ° hal. = 119°C; ρ = 1,96 gram/cm3. Stabil pada suhu di atas 96°C; dalam kondisi normal berubah menjadi belah ketupat.

Plastik

S n

massa seperti karet coklat (amorf). Tidak stabil, ketika mengeras berubah menjadi massa belah ketupat.

dengan logam lain (kecuali Au, Pt) - pada peningkatan t°:

2Al + 3S – t° -> Al 2 S 3

Zn + S – t°-> PENGALAMAN ZnS

Cu + S – t °-> PENGALAMAN CuS

2) Dengan beberapa nonlogam, belerang membentuk senyawa biner:

H 2 + S -> H 2 S

2P + 3S -> P 2 S 3

C + 2S -> CS 2

1) dengan oksigen:

S + O 2 – t ° -> S +4 O 2

2S + 3O 2 – t°; pt -> 2S +6 O 3

2) dengan halogen (kecuali yodium):

S + Cl 2 -> S +2 Cl 2

3) dengan asam - zat pengoksidasi:

S + 2H 2 SO 4 (konsentrasi) -> 3S +4 O 2 + 2H 2 O

S + 6HNO 3 (konsentrasi) -> H 2 S +6 O 4 + 6NO 2 + 2H 2 O

Aplikasi

Vulkanisasi karet, produksi ebonit, produksi korek api, bubuk mesiu, pengendalian hama pertanian, untuk keperluan medis (salep belerang untuk pengobatan penyakit kulit), untuk produksi asam sulfat, dll.

Penerapan belerang dan senyawanya

TUGAS

No.1. Lengkapi persamaan reaksinya:
S+O2
S + Tidak
S+H2
Susunlah koefisien-koefisiennya dengan menggunakan metode keseimbangan elektronik, tunjukkan zat pengoksidasi dan zat pereduksi.

No.2. Lakukan transformasi sesuai skema:
H 2 S → S → Al 2 S 3 → Al(OH) 3

№3. Lengkapi persamaan reaksinya, tunjukkan sifat apa yang ditunjukkan belerang (zat pengoksidasi atau zat pereduksi):

Al + S = (bila dipanaskan)

S + H 2 = (150-200)

S + O 2 = (bila dipanaskan)

S + F 2 = (dalam kondisi normal)

S + H 2 JADI 4 (k) =

S + KOH =

S + HNO3 =

Ini menarik...

Kandungan belerang dalam tubuh manusia dengan berat 70 kg adalah 140 g.

Seseorang membutuhkan 1 g belerang per hari.

Kacang polong, buncis, oatmeal, gandum, daging, ikan, buah-buahan dan jus mangga kaya akan belerang.

Belerang merupakan bagian dari hormon, vitamin, protein, ditemukan pada jaringan tulang rawan, rambut, dan kuku. Dengan kekurangan belerang dalam tubuh, kuku dan tulang rapuh serta rambut rontok diamati.

Jaga kesehatan Anda!

Tahukah kamu...

Senyawa belerang dapat berfungsi sebagai obat

· Belerang merupakan bahan dasar salep untuk pengobatan penyakit kulit akibat jamur dan untuk memerangi kudis. Natrium tiosulfat Na 2 S 2 O 3 digunakan untuk melawannya

·Banyak garam asam sulfat mengandung air kristalisasi: ZnSO 4 ×7H 2 O dan CuSO 4 ×5H 2 O. Mereka digunakan sebagai antiseptik untuk menyemprot tanaman dan mengolah biji-bijian dalam memerangi hama pertanian

Besi sulfat FeSO 4 × 7H 2 O digunakan untuk anemia

BaSO 4 digunakan untuk pemeriksaan radiografi lambung dan usus

Kalium aluminium tawas KAI(SO 4) 2 ×12H 2 O - agen hemostatik untuk luka

·Mineral Na 2 SO 4 ×10H 2 O disebut “garam Glauber” untuk menghormati ahli kimia Jerman I.R. Glauber tiba-tiba jatuh sakit selama perjalanannya. Dia tidak bisa makan apa pun, perutnya menolak menerima makanan. Salah satu warga setempat mengarahkannya ke sumbernya. Begitu dia meminum air garam yang pahit, dia segera mulai makan. Glauber memeriksa air ini, dan garam Na 2 SO 4 × 10H 2 O mengkristal darinya. Sekarang digunakan sebagai pencahar dalam pengobatan, saat mewarnai kain katun. Garam juga digunakan dalam produksi kaca

Yarrow memiliki peningkatan kemampuan untuk mengekstraksi belerang dari tanah dan merangsang penyerapan unsur ini oleh tanaman di sekitarnya

· Bawang putih melepaskan zat – albusida, senyawa belerang kaustik. Zat ini mencegah kanker, memperlambat penuaan, dan mencegah penyakit jantung.