Svovel er lokalisert i gruppe VIa i det periodiske system kjemiske elementer DI. Mendeleev.
Det ytre energinivået til svovel inneholder 6 elektroner, som har 3s 2 3p 4. I forbindelser med metaller og hydrogen viser svovel en negativ oksidasjonstilstand av grunnstoffene -2, i forbindelser med oksygen og andre aktive ikke-metaller - positive +2, +4, +6. Svovel er et typisk ikke-metall, avhengig av type transformasjon, det kan være et oksidasjonsmiddel og et reduksjonsmiddel.

Finne svovel i naturen

Svovel finnes i en fri (native) tilstand og bundet form.

De viktigste naturlige svovelforbindelsene:

FeS 2 - jernkis eller pyritt,

ZnS - sinkblanding eller sfaleritt (wurtzite),

PbS - blyglans eller galena,

HgS - cinnaber,

Sb 2 S 3 - stibnitt.

I tillegg er svovel tilstede i petroleum, naturlig kull, naturgasser, i naturlig vann (i form av sulfation og bestemmer den "konstante" hardheten til ferskvann). Et viktig element for høyere organismer, komponent mange proteiner er konsentrert i håret.

Allotropiske modifikasjoner av svovel

Allotropi- dette er evnen til det samme elementet til å eksistere i forskjellige molekylære former (molekyler inneholder forskjellige antall atomer av samme element, for eksempel O 2 og O 3, S 2 og S 8, P 2 og P 4, etc. ).

Svovel utmerker seg ved sin evne til å danne stabile kjeder og sykluser av atomer. De mest stabile er S8, som danner ortorombisk og monoklinisk svovel. Dette er krystallinsk svovel - et sprøtt gult stoff.

Åpne kjeder har plastsvovel, et brunt stoff, som oppnås ved skarp avkjøling av smeltet svovel (plastsvovel blir sprøtt etter noen timer, får en gul farge og blir gradvis til rombisk).

1) rombisk - S 8

t° pl. = 113°C; r = 2,07 g/cm 3

Den mest stabile modifikasjonen.

2) monoklinisk - mørkegule nåler

t° pl. = 119°C; r = 1,96 g/cm 3

Stabil ved temperaturer over 96°C; under normale forhold blir det rombisk.

3) plast - brun gummilignende (amorf) masse

Ustabil, når den herdes blir den til en rombe

Innhenting av svovel

Den industrielle metoden er å smelte malmen ved hjelp av damp.
Ufullstendig oksidasjon av hydrogensulfid (med mangel på oksygen):

2H2S + O2 → 2S + 2H20

Wackenroeders reaksjon:

2H2S + SO2 → 3S + 2H20

Kjemiske egenskaper til svovel

Oksidative egenskaper svovel
(S 0 + 2ē→ S -2 )

1) Svovel reagerer med alkaliske stoffer uten oppvarming:

S + O 2 – t° → S +402

2S + 3O 2 – t °; pt → 2S +6 O 3

4) (unntatt jod):

S+Cl2 → S +2 Cl2

S + 3F 2 → SF 6

Med komplekse stoffer:

5) med syrer - oksidasjonsmidler:

S + 2H 2 SO 4 (kons.) → 3S +402 + 2H20

S+6HNO3(kons.) → H 2 S + 6 O 4 + 6NO 2 + 2 H 2 O

Uforholdsmessige reaksjoner:

6) 3S 0 + 6KOH → K 2 S + 4 O 3 + 2K 2 S -2 + 3H 2 O

7) svovel oppløses i en konsentrert løsning av natriumsulfitt:

S 0 + Na 2 S + 4 O 3 → Na 2 S 2 O 3 natriumtiosulfat

SOLVEL, S(svovel ), et ikke-metallisk kjemisk grunnstoff, et medlem av kalkogenfamilien (O, S, Se, Te og Po) - IVA undergrupper periodisk system elementer. C æra, så vel som mange av dens applikasjoner, har vært kjent siden antikken. A. Lavoisier hevdet at svovel er et grunnstoff. Svovel er viktig for vekst av planter og dyr, det er en del av levende organismer og deres nedbrytningsprodukter, for eksempel i egg, kål, pepperrot, hvitløk, løk, hår, ull, etc; . Det finnes også i kull og olje.Søknad. Omtrent halvparten av det årlige svovelforbruket går til produksjon av industrikjemikalier som f.eks svovelsyre, svoveldioksid og karbondisulfid (karbondisulfid). I tillegg er svovel mye brukt i produksjon av insektmidler, fyrstikker, gjødsel, eksplosiver, papir, polymerer, maling og fargestoffer, under vulkanisering av gummi. Den ledende plassen innen svovelproduksjon er okkupert av USA, CIS-land og Canada.Utbredelse i naturen. Svovel forekommer i fri tilstand (native svovel). I tillegg er det enorme reserver av svovel i form av sulfidmalmer, først og fremst malmene av bly (blyglans), sink (sinkblende), kobber (kobberglans) og jern (pyritt). Når metaller utvinnes fra disse malmene, blir de frigjort fra svovel, vanligvis ved steking i nærvær av oksygen, som produserer svoveldioksid (IV), som ofte slippes ut i atmosfæren uten bruk. I tillegg til sulfidmalm finnes ganske mye svovel i form av sulfater, for eksempel kalsiumsulfat (gips), bariumsulfat (baritt). Sjøvann og mange mineralvann inneholder vannløselige magnesium- og natriumsulfater. Hydrogensulfid (hydrogensulfid) finnes i noen mineralvann. I industrien kan svovel oppnås som et biprodukt av prosesser i smelteverk, koksovner, oljeraffinering, fra røykgasser eller naturgasser. Fra naturlig underjordiske forekomster svovel utvinnes ved å smelte det med overopphetet vann og levere det til overflaten ved hjelp av trykkluft og pumper. I flashprosessen for utvinning av svovel fra svovelavsetninger ved bruk av en konsentrisk rørinstallasjon, patentert av G. Frasch i 1891, oppnås svovel med en renhet på opptil 99,5 %. Egenskaper . Svovel har form av et gult pulver eller sprø krystallinsk masse, luktfri og smakløs og uløselig i vann. Svovel er preget av flere allotropiske modifikasjoner. De mest kjente er følgende: krystallinsk svovel - ortorombisk (native svovel,en -S) og monoklinisk (prismatisk svovel,b -S); amorf - kolloidal (svovelmelk) og plast; mellomliggende amorf-krystallinsk - sublimert (svovelfarge).

SVOLVENS EGENSKAPER
Svovelsyre er et av de viktigste produktene i den kjemiske industrien (produserer alkalier, syrer, salter, mineralgjødsel, klor). Det oppnås hovedsakelig ved kontakt eller tårnmetode i henhold til følgende prinsipp:
B Størstedelen av den resulterende syren brukes til produksjon av mineralgjødsel (superfosfat, ammoniumsulfat). Svovelsyre tjener som utgangsmateriale for produksjon av salter og andre syrer for syntesen organisk materiale, kunstige fibre, for rensing av parafin, petroleumsoljer, benzen, toluen, ved fremstilling av maling, beising av jernholdige metaller, i hydrometallurgi av uran og enkelte ikke-jernholdige metaller, for produksjon av vaskemidler og medisiner, som en elektrolytt i blybatterier og som tørkemiddel. Tiosvovelsyre H2S2O3 strukturelt lik svovelsyre bortsett fra erstatning av ett oksygen med et svovelatom. Det viktigste syrederivatet er natriumtiosulfat Na 2 S 2 O 3 - fargeløse krystaller dannet ved å koke natriumsulfitt Na 2 SO 3 med svovelfarge. Tiosulfat(eller hyposulfitt) natrium brukes i fotografering som fikseringsmiddel.Sulfonal(CH 3 ) 2 C (SO 2 C 2 H 5 ) 2 - hvit krystallinsk substans, luktfri, lett løselig i vann, er et narkotisk middel og brukes som et beroligende og hypnotisk middel.Hydrogensulfid H 2 S (hydrogensulfid) - en fargeløs gass med en skarp, ubehagelig lukt av råtne egg. Den er litt tyngre enn luft (tetthet 1,189 g/dm 3 ), blir lett flytende til en fargeløs væske og er svært løselig i vann. En løsning i vann er en svak syre med pH~ 4. Flytende hydrogensulfid brukes som løsningsmiddel. Løsningen og gassen er mye brukt i kvalitativ analyse for separasjon og bestemmelse av mange metaller. Innånding av små mengder hydrogensulfid gir hodepine og kvalme, store mengder eller kontinuerlig innånding av hydrogensulfid gir lammelser nervesystemet, hjerte og lunger. Lammelse oppstår uventet, som et resultat av forstyrrelse av kroppens vitale funksjoner.Svovelmonoklorid S 2 Cl 2 - en rykende, ravfarget oljeaktig væske med en skarp lukt, som river og gjør det vanskelig å puste. Det ryker i fuktig luft og brytes ned med vann, men er løselig i karbondisulfid. Svovelmonoklorid er et godt løsningsmiddel for svovel, jod, metallhalogenider og organiske forbindelser. Monokloridet brukes til vulkanisering av gummi, i produksjon av trykksverte og insektmidler. Reaksjon med etylen produserer en flyktig væske kjent som sennepsgass (ClC 2H4) 2 S er en giftig forbindelse som brukes som et kjemisk krigføringsmiddel med en irriterende effekt.Karbondisulfid CS 2 (karbondisulfid) - blekgul væske, giftig og brannfarlig. C.S. 2 oppnådd ved syntese fra grunnstoffer i en elektrisk ovn. Stoffet er uløselig i vann, har en høy brytningsindeks, høyt blodtrykk damper, lavt kokepunkt (46° C). Karbondisulfid - et effektivt løsningsmiddel for fett, oljer, gummi og gummi - er mye brukt til utvinning av oljer, i produksjon av kunstsilke, lakk, gummilim og fyrstikker, ødeleggelse av låvesnutebiller og klesmøll, og til jord desinfeksjon.Se også KJEMISKE ELEMENTER. LITTERATUR Svovelsyreprodusentens håndbok . M., 1971
Busev A.I., Simonova L.N.Analytisk kjemi av svovel . M., 1975

Kalkogener er en gruppe grunnstoffer som svovel tilhører. Dets kjemiske symbol er S, den første bokstaven i det latinske navnet Svovel. Sammensatt enkelt stoff skrevet med dette symbolet uten abonnement. La oss vurdere hovedpunktene angående strukturen, egenskapene, produksjonen og bruken av dette elementet. Egenskapene til svovel vil bli presentert så detaljert som mulig.

Generelle egenskaper og forskjeller av kalkogener

Svovel tilhører oksygenundergruppen. Dette er den 16. gruppen i den moderne langperiodeformen av det periodiske systemet (PS). Den utdaterte versjonen av nummeret og indeksen er VIA. Navn på kjemiske elementer i gruppen, kjemiske symboler:

oksygen (O);
svovel (S);
selen (Se);
tellur (Te);
polonium (Po).

Det ytre elektroniske skallet til elementene ovenfor har samme struktur. Totalt inneholder den 6 som kan delta i utdanning kjemisk binding med andre atomer. Hydrogenforbindelser tilsvarer sammensetningen H 2 R, for eksempel er H 2 S hydrogensulfid. Navn på kjemiske grunnstoffer som danner to typer forbindelser med oksygen: svovel, selen og tellur. Generelle formler oksider av disse elementene - RO 2, RO 3.

Kalkogener tilsvarer enkle stoffer som avviker betydelig i fysiske egenskaper. Mest vanlig i jordskorpen av alle kalkogener - oksygen og svovel. Det første elementet danner to gasser, det andre - faste stoffer. Polonium, et radioaktivt grunnstoff, finnes sjelden i jordskorpen. I gruppen fra oksygen til polonium reduseres ikke-metalliske egenskaper og metalliske egenskaper øker. For eksempel er svovel et typisk ikke-metall, mens tellur har en metallisk glans og elektrisk ledningsevne.

Grunnstoff nr. 16 i det periodiske system D.I. Mendeleev

Den relative atommassen til svovel er 32,064. Av de naturlige isotopene er 32 S den vanligste (mer enn 95 vektprosent). Nuklider med atommasse 33, 34 og 36 finnes i mindre mengder Kjennetegn på svovel etter posisjon i PS og atomstruktur:

serienummer - 16;
ladningen til atomkjernen er +16;
atomradius - 0,104 nm;
ioniseringsenergi -10,36 eV;
relativ elektronegativitet - 2,6;
oksidasjonstilstand i forbindelser - +6, +4, +2, -2;
valens - II(-), II(+), IV(+), VI (+).

Svovel er i tredje periode; elektroner i et atom er plassert på tre energinivåer: på den første - 2, på den andre - 8, på den tredje - 6. Alle eksterne elektroner er valens. Når det samhandler med mer elektronegative elementer, gir svovel fra seg 4 eller 6 elektroner, og får typiske oksidasjonstilstander på +6, +4. I reaksjoner med hydrogen og metaller tiltrekker atomet de manglende 2 elektronene til oktetten er fylt og en stabil tilstand oppnås. i dette tilfellet reduseres den til -2.

Fysiske egenskaper til rombiske og monokliniske allotrope former

Under normale forhold er svovelatomer koblet til hverandre i en vinkel for å danne stabile kjeder. De kan lukkes i ringer, noe som antyder eksistensen av sykliske svovelmolekyler. Sammensetningen deres gjenspeiles av formlene S 6 og S 8.

Karakteriseringen av svovel bør suppleres med en beskrivelse av forskjellene mellom allotropiske modifikasjoner med forskjellige fysiske egenskaper.

Rombisk, eller α-svovel, er den mest stabile krystallinske formen. Dette er knallgule krystaller som består av S 8-molekyler. Tettheten av rombisk svovel er 2,07 g/cm3. Lysegule monokliniske krystaller dannes av β-svovel med en tetthet på 1,96 g/cm3. Kokepunktet når 444,5°C.

Fremstilling av amorft svovel

Hvilken farge har svovel i plastisk tilstand? Det er en mørkebrun masse, helt forskjellig fra det gule pulveret eller krystallene. For å få det, må du smelte ortorombisk eller monoklinisk svovel. Ved temperaturer over 110°C dannes en væske ved ytterligere oppvarming, den blir mørkere, og ved 200°C blir den tykk og tyktflytende. Hvis du raskt heller smeltet svovel i kaldt vann, vil det stivne og danne sikksakkkjeder, hvis sammensetning gjenspeiles av formelen S n.

Svovelløselighet

Noen modifikasjoner i karbondisulfid, benzen, toluen og flytende ammoniakk. Hvis organiske løsninger avkjøles sakte, dannes nåleformede krystaller av monoklint svovel. Når væsker fordamper, frigjøres gjennomsiktige sitrongule krystaller av ortorombisk svovel. De er skjøre og kan lett males til pulver. Svovel løses ikke opp i vann. Krystallene synker til bunnen av karet, og pulveret kan flyte på overflaten (ikke fuktet).

Kjemiske egenskaper

Reaksjonene viser de typiske ikke-metalliske egenskapene til element nr. 16:

svovel oksiderer metaller og hydrogen og reduseres til S 2-ion;
forbrenning i luft og oksygen produserer svoveldi- og trioksid, som er syreanhydrider;
i en reaksjon med et annet mer elektronegativt grunnstoff - fluor - mister svovel også elektronene sine (oksiderer).

Fri svovel i naturen

Når det gjelder overflod i jordskorpen, er svovel på 15. plass blant de kjemiske grunnstoffene. Gjennomsnittlig innhold av S-atomer er 0,05 % av massen til jordskorpen.

Hvilken farge er svovel i naturen (innfødt)? Det er et lysegult pulver med en karakteristisk lukt eller gule krystaller med en glassaktig glans. Avsetninger i form av placers, krystallinske lag av svovel finnes i områder med gammel og moderne vulkanisme: i Italia, Polen, Sentral-Asia, Japan, Mexico, USA. Ofte blir vakre druser og gigantiske enkeltkrystaller funnet under gruvedrift.

Hydrogensulfid og oksider i naturen

I områder med vulkanisme kommer gassformige svovelforbindelser til overflaten. Svartehavet på over 200 m dyp er livløst på grunn av frigjøring av hydrogensulfid H 2 S. Formelen for svoveloksid er toverdig - SO 2, treverdig - SO 3. De listede gassformige forbindelsene er til stede i noen forekomster av olje, gass og naturlig vann. Svovel er en del av kull. Det er nødvendig for konstruksjon av mange organiske forbindelser. Når det hvite i et kyllingegg råtner, frigjøres hydrogensulfid, og det er derfor denne gassen ofte sies å ha lukten av råtne egg. Svovel er et biogent element det er nødvendig for vekst og utvikling av mennesker, dyr og planter.

Viktigheten av naturlige sulfider og sulfater

Karakteriseringen av svovel vil være ufullstendig hvis det ikke sies at grunnstoffet ikke bare finnes i form av enkle stoffer og oksider. De vanligste naturlige forbindelsene er salter av hydrogensulfid og svovelsyrer. Sulfider av kobber, jern, sink, kvikksølv og bly finnes i mineralene sphaleritt, cinnaber og galena. Sulfater inkluderer natrium-, kalsium-, barium- og magnesiumsalter, som dannes i naturen av mineraler og bergarter (mirabilitet, gips, selenitt, baritt, kieseritt, epsomitt). Alle disse forbindelsene brukes i ulike sektorer av økonomien, brukt som råvarer for industriell prosessering, gjødsel og byggematerialer. Noen krystallinske hydrater er av stor medisinsk betydning.

Kvittering

Det gule stoffet i fri tilstand finnes i naturen på forskjellige dyp. Om nødvendig smeltes svovel fra bergarter, ikke ved å heve dem til overflaten, men ved å pumpe overopphetet vann ned i dypet En annen metode innebærer sublimering fra knuste bergarter i spesielle ovner. Andre metoder involverer oppløsning med karbondisulfid eller flotasjon.

Industriens behov for svovel er store, så dets forbindelser brukes til å oppnå det elementære stoffet. I hydrogensulfid og sulfider er svovel i redusert form. Oksydasjonstilstanden til grunnstoffet er -2. Svovel oksideres, og øker denne verdien til 0. For eksempel, i henhold til Leblanc-metoden, reduseres natriumsulfat med kull til sulfid. Deretter oppnås kalsiumsulfid fra det, behandlet med karbondioksid og vanndamp. Det resulterende hydrogensulfidet oksideres med atmosfærisk oksygen i nærvær av en katalysator: 2H 2 S + O 2 = 2H 2 O + 2S. Bestemmelse av svovel oppnådd ved forskjellige metoder gir noen ganger lave renhetsverdier. Raffinering eller rensing utføres ved destillasjon, rektifisering og behandling med blandinger av syrer.

Anvendelse av svovel i moderne industri

Granulert svovel brukes til ulike produksjonsbehov:

Produksjon av svovelsyre i kjemisk industri.
Produksjon av sulfitter og sulfater.
Produksjon av preparater for planteernæring, bekjempelse av sykdommer og skadedyr i landbruksvekster.
Svovelholdige malmer bearbeides ved gruvedrift og kjemiske anlegg for å produsere ikke-jernholdige metaller. En relatert produksjon er svovelsyreproduksjon.
Introduksjon til sammensetningen av visse typer stål for å gi spesielle egenskaper.
Takk, de får gummi.
Produksjon av fyrstikker, pyroteknikk, eksplosiver.
Brukes til fremstilling av maling, pigmenter, kunstige fibre.
Bleking av tekstiler.

Toksisitet av svovel og dets forbindelser

Støvpartikler med en ubehagelig lukt irriterer slimhinnene i nesehulen og luftveiene, øynene og huden. Men toksisiteten til elementært svovel anses ikke som spesielt høy. Innånding av hydrogensulfid og dioksid kan forårsake alvorlig forgiftning.

Hvis avgassene ikke fanges opp under brenning av svovelholdige malmer ved metallurgiske anlegg, kommer de inn i atmosfæren. Kombinert med dråper og vanndamp gir oksider av svovel og nitrogen opphav til såkalt sur nedbør.

Svovel og dets forbindelser i landbruket

Planter absorberer sulfationer sammen med jordløsningen. En nedgang i svovelinnholdet fører til en nedgang i metabolismen av aminosyrer og proteiner i grønne celler. Derfor brukes sulfater til gjødsling av landbruksvekster.

For å desinfisere fjørfehus, kjellere og grønnsaksforretninger, brennes det enkle stoffet eller lokalene behandles med moderne svovelholdige preparater. Svoveloksid har antimikrobielle egenskaper, som lenge har vært brukt i produksjon av vin og i lagring av grønnsaker og frukt. Svovelpreparater brukes som plantevernmidler for å bekjempe sykdommer og skadedyr i landbruksvekster (mugg og edderkoppmidd).

Søknad i medisin

De store eldgamle healerne Avicenna og Paracelsus la stor vekt på studiet av de medisinske egenskapene til gult pulver. Senere ble det funnet at en person som ikke får nok svovel i maten blir svakere og får helseproblemer (disse inkluderer kløe og flassing av huden, svekkelse av hår og negler). Faktum er at uten svovel blir syntesen av aminosyrer, keratin og biokjemiske prosesser i kroppen forstyrret.

Medisinsk svovel er inkludert i salver for behandling av hudsykdommer: akne, eksem, psoriasis, allergier, seboré. Bad med svovel kan lindre smerter fra revmatisme og gikt. For bedre absorpsjon av kroppen er det laget vannløselige svovelholdige preparater. Dette er ikke et gult pulver, men et hvitt, fint krystallinsk stoff. Når denne forbindelsen brukes eksternt, er den inkludert i et kosmetisk produkt for hudpleie.

Gips har lenge vært brukt til å immobilisere skadde deler av menneskekroppen. foreskrevet som et avføringsmiddel. Magnesia senker blodtrykket, som brukes i behandlingen av hypertensjon.

Svovel i historien

Selv i eldgamle tider tiltrakk et gult ikke-metallisk stoff menneskelig oppmerksomhet. Men det var først i 1789 at den store kjemikeren Lavoisier oppdaget at pulver og krystaller som finnes i naturen var sammensatt av svovelatomer. Det ble antatt at den ubehagelige lukten som ble produsert ved å brenne den, frastøter alle onde ånder. Formelen for svoveloksid, som oppnås under forbrenning, er SO 2 (dioksid). Det er en giftig gass og innånding av den er helsefarlig. Forskere forklarer flere tilfeller av masseutryddelse av mennesker fra hele landsbyer på kysten og i lavlandet ved frigjøring av hydrogensulfid eller svoveldioksid fra bakken eller vannet.

Oppfinnelsen av svartkrutt økte militær interesse for gule krystaller. Mange kamper ble vunnet takket være håndverkernes evne til å kombinere svovel med andre stoffer under produksjonsprosessen. Den viktigste forbindelsen - svovelsyre - ble også lært å brukes for veldig lenge siden. I middelalderen ble dette stoffet kalt olje av vitriol, og salter ble kalt vitriol. Kobbersulfat CuSO 4 og jernsulfat FeSO 4 har fortsatt ikke mistet sin betydning i industri og landbruk.

Grosse E., Weissmantel H.

Kjemi for nysgjerrige. Grunnleggende om kjemi og underholdende eksperimenter.

Svoveldamp reagerer med varmt kull og danner karbondisulfid CS 2 (karbondisulfid), en brennbar væske med en ubehagelig lukt. Det er uunnværlig i produksjonen av kunstsilke og stifter. Svovel, som er kjent for å være uløselig i vann og oppløses i små mengder i benzen, alkohol eller eter, er perfekt løselig i karbondisulfid.
Hvis du sakte fordamper en løsning av en liten mengde svovel i karbondisulfid på et urglass, får du store krystaller av det såkalte ortorhombiske eller α-svovel. Men La oss ikke glemme brennbarheten og toksisiteten til karbondisulfid, så la oss slå av alle brennerne og plassere urglasset under trekk eller foran vinduet.
En annen form er monoklinisk, eller β-svovel, oppnådd hvis nåler som er omtrent 1 cm lange tålmodig krystalliseres fra toluen ( Toluen er også brannfarlig!). Som kjent finnes svovel i naturen ofte i forbindelser med metaller i form av metallsulfider. Jernsulfid FeS, mye brukt i laboratorier, er en blåsvart masse. Det får vi hvis vi blander 20 g rent jernpulver med 11 g svovelpulver (svovelfarget) og varmer det opp på et ildfast underlag. Vi vil røre blandingen slik at den varmes jevnt. Etter avkjøling får vi en fast rest.
Jernsulfid brukes til å produsere hydrogensulfid, som brukes i kjemisk analyse for å utfelle metaller. Plasser litt (omtrent på størrelse med en ert) av det resulterende jernsulfidet i et reagensrør og tilsett fortynnet saltsyre. Stoffer interagerer med voldsom gassutslipp:

FeS + 2HCl = H2S + FeCl2

En ubehagelig lukt av råtne egg kommer fra reagensrøret - dette forsvinner hydrogensulfid. Hvis du passerer den gjennom vann, vil den delvis løses opp. Det dannes en svak syre, en løsning som ofte kalles hydrogensulfidvann.
Ytterst forsiktighet må utvises når man arbeider med hydrogensulfid, da gassen er nesten like giftig som blåsyre HCN. Det forårsaker lammelser i luftveiene og død hvis konsentrasjonen av hydrogensulfid i luften er 1,2-2,8 mg/l. Derfor bør eksperimenter med hydrogensulfid kun utføres i friluft eller under trekk. Heldigvis føler de menneskelige luktorganene hydrogensulfid selv ved en konsentrasjon i luften på 0,0000001 mg/l. Men ved langvarig innånding av hydrogensulfid oppstår lammelse av luktnerven, og her kan vi ikke lenger stole på luktesansen.
Kjemisk påvises hydrogensulfid ved bruk av vått blyreagenspapir. For å få det fukter vi filterpapir med en fortynnet løsning av blyacetat eller blynitrat, tørker det og skjærer det i strimler på 1 cm. Forsiktig! Blysalter er giftig!)
Hydrogensulfid reagerer med blyioner, noe som resulterer i dannelsen av svart blysulfid:

Pb 2+ + S 2-- = PbS↓

Vi bruker andre strimler med forberedt blyreagenspapir for eksperimenter med naturlig hydrogensulfid - la oss sjekke tilstedeværelse av hydrogensulfid i bortskjemte matvarer (kjøtt, egg) eller vi undersøker luften over avløpsbrønnen og i låven.
Vi anbefaler å skaffe hydrogensulfid for eksperimenter med tørrmetoden, siden i dette tilfellet kan gassstrømmen enkelt justeres og stenges av til rett tid. For dette formål, smelt ca. 25 g parafin (stearinlysrester) i en porselenskopp og bland 15 g svovelfarget smelte med smelten. Fjern deretter brenneren og rør blandingen til den stivner. Slutter vi å røre tidlig, vil svovelpartiklene være ujevnt fordelt i den herdende parafinen. Mal den faste massen og lagre den for videre eksperimenter.
Når det er nødvendig å skaffe hydrogensulfid, varmer vi flere stykker av en blanding av parafin og svovel i et reagensrør med gassutløpsrør til en temperatur over 170 °C. Når temperaturen stiger, øker gasseffekten, og hvis brenneren fjernes, stopper den. Under reaksjonen interagerer parafinhydrogen med svovel, noe som resulterer i dannelse av hydrogensulfid, og karbon blir igjen i reagensrøret, for eksempel: For å undersøke fargen på utfelte metallsulfider, la oss føre hydrogensulfid gjennom løsninger av forskjellige metallsalter. Sulfider av mangan, sink, kobolt, nikkel og jern vil utfelles dersom det skapes et alkalisk miljø i løsningen (for eksempel ved å tilsette ammoniumhydroksid). Sulfider av bly, kobber, vismut, kadmium, antimon og tinn faller ut i saltsyreløsningen. La oss legge inn observasjonene våre i en tabell, som vil være nyttig for videre eksperimenter. Etter å ha gjort en foreløpig test for detonerende gass, la oss antenne hydrogensulfidet som kommer ut av et glassrør trukket på slutten. Hydrogensulfid brenner med en blek flamme med en blå halo:

2H2S + 3O2 = 2H2O + 2S02

Som et resultat av forbrenning produseres svovel(IV)oksid - "svoveldioksid". Det er lett å identifisere ved sin skarpe lukt og rødheten til vått blått lakmuspapir.
Hvis det ikke er tilstrekkelig tilgang på oksygen, oksideres hydrogensulfid kun til svovel. Aktivert karbon akselererer denne prosessen katalytisk. Denne metoden brukes ofte til finrensing av industrielle gasser, hvis svovelinnhold ikke bør overstige 25 g/m3:

2H2S + O2 = 2H20 + 2S

Det er ikke vanskelig å gjenskape denne prosessen. Installasjonsskjemaet er vist i figuren. Det viktigste er å føre luft og hydrogensulfid gjennom det aktive karbonet i forholdet 1:3. Kullet vil frigjøre gult svovel.
Aktivt karbon kan renses for svovel ved å vaske det i karbondisulfid. I teknologien brukes oftest en løsning av ammoniumsulfid (NH 4) 2 S for dette gapet.

TO METODER FOR ETT PRODUKT

Svovelet brenner med en lyseblå flamme. Dette produserer en fargeløs gass med en skarp lukt - svoveloksid (IV) SO 2. Det er giftig og irriterer luftveiene, så vi bør prøve å ikke inhalere det. Svoveldioksid (IV) - svoveldioksid - er ekstremt løselig i vann, noe som resulterer i dannelsen av svoveldioksid (svoveldioksidhydrat):

H 2 O + SO 2 = SO 2 * H 2 O

Det dreper bakterier og har en blekende effekt. I bryggerier og vingårder desinfiseres fat med svovel. Svoveldioksid brukes også til å bleke flettede kurver, våt ull, halm, bomull og silke. Blåbærflekker fjernes for eksempel hvis du holder det fuktede, forurensede området i "dampen" av brennende svovel i lang tid.
La oss sjekke blekeeffekten til svovelsyre. For å gjøre dette, legg forskjellige fargede gjenstander (blomster, våte stoffstykker, fuktig lakmuspapir, etc.) inn i sylinderen, der svovelbiter brant en stund, lukk sylinderen godt med en glassplate og vent en stund .
Alle som noen gang har studert atomstruktur grunnstoffer, vet at i svovelatomet er det seks såkalte valenselektroner i den ytre bane. Derfor kan svovel være maksimalt seksverdig i forbindelser. Denne oksidasjonstilstanden tilsvarer svovel(VI)oksid med formelen SO 3. Det er et svovelsyreanhydrid:

H 2 O + SO 3 = H 2 SO 4

Når svovel brennes under normale forhold, produseres det alltid svovel(IV)oksid. Og hvis det dannes en viss mengde svovel(VI)oksid, spaltes det oftest umiddelbart under påvirkning av varme til svovel(IV)oksid og oksygen:

2SO3 = SO2 + O2

Ved produksjon av svovelsyre hovedproblemet er omdannelsen av SO 2 til SO 3. For dette formålet brukes for tiden to metoder: kammer(eller forbedret - tårn) Og kontakt. Fyll en stor beholder (500 ml rundbunnet kolbe) med svoveloksid (IV) SO2, plasser brennende svovelbiter i den en stund eller tilfør gass fra apparatet der det dannes. Svovel(IV)oksid kan også fremstilles relativt enkelt ved å dråpe konsentrert svovelsyre i en konsentrert løsning av natriumsulfitt Na 2 SO 3 . I dette tilfellet vil svovelsyre, som er sterkere, fortrenge svak syre fra dets salter.
Når kolben er fylt med gass, lukk den med en propp med tre hull. I det ene, som vist på figuren, setter vi inn et glassrør bøyd i rett vinkel, koblet til sideutløpet av reagensrøret, der, når biter av kobber og salpetersyre Nitrogenoksid (IV) dannes:

4HNO 3 + Cu = Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O + 2NO 2

Syrekonsentrasjonen bør være ca. 60 % (vekt). Oppmerksomhet! NO 2 er en sterk gift! I et annet hull skal vi sette inn et glassrør koblet til reagensrøret, som vanndamp senere vil strømme gjennom.
I det tredje hullet setter vi inn et kort stykke rør med en Bunsen-ventil - et kort stykke gummislange med et spor. La oss først lage en sterk tilstrømning av nitrogenoksid inn i kolben.
Men det er ingen reaksjon ennå. Kolben inneholder en blanding av brun NO 2 og fargeløs SO 2.
Så snart vi passerer vanndampen, vil en fargeendring tyde på at reaksjonen har begynt. Under påvirkning av vanndamp oksiderer nitrogenoksid (IV) svoveloksid (IV) til svoveloksid (VI), som umiddelbart, i samspill med vanndamp, blir til svovelsyre:

2NO 2 + 2SO 2 = 2NO + 2SO 3

2NO + O 2 = 2NO 2

Fargeløst kondensat vil samle seg i bunnen av kolben, og overflødig gass og damp vil slippe ut gjennom Bunsen-ventilen. La oss helle den fargeløse væsken fra kolben i et reagensrør, sjekke den sure reaksjonen med lakmuspapir og oppdage sulfationene SO 4 2 - av den resulterende svovelsyren ved å tilsette en løsning av bariumklorid. Et tykt hvitt bunnfall av bariumsulfat vil indikere for oss at eksperimentet var vellykket.
Etter dette prinsippet, men i mye større skala, produseres svovelsyre i teknologi. Tidligere var reaksjonskamrene foret med bly, da det er motstandsdyktig mot svovelsyredamp. I moderne tårninstallasjoner brukes keramikkbaserte reaktorer. Men større mengder svovelsyre produseres nå ved hjelp av kontaktmetoden. Ulike råvarer brukes i produksjonen av svovelsyre. Rent svovel begynte å bli brukt i DDR først nylig. I de fleste tilfeller produserer bedrifter svovel(IV)oksid ved å brenne sulfidmalm. I en roterende rørovn eller flerdekksovn reagerer pyritt med atmosfærisk oksygen i henhold til følgende ligning:

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

Det resulterende jern(III)oksidet fjernes fra ovnen i form av avleiring og bearbeides videre i jernproduksjonsanlegg.
Knus flere stykker pyritt i en morter og legg dem i et ildfast glassrør, som vi lukker med en propp med et hull. Bruk deretter en brenner for å varme opp røret kraftig, samtidig som luft passerer gjennom det ved hjelp av en gummipære. For at det flyktige støvet fra brennegassen skal sette seg, tar vi det inn i et tomt glasskar, og fra det til et andre ildfast rør, som inneholder en katalysator oppvarmet til 400-500 °C.
I teknologien brukes oftest vanadium(V)oksid V2O5 eller natriumvanadat NaVO3 som katalysator, og til dette formålet vil vi bruke rødt jern(III)oksid Fe2O3. Påfør finmalt jernoksid på glassull, som vi fordeler i et rør i et lag på 5 cm. Varm opp røret med katalysatoren til det når rød varme. På katalysatoren reagerer svovel(IV)oksid med atmosfærisk oksygen; som et resultat dannes svoveloksid (VI).

2SO2 + O2 = 2SO3

Som vi kjenner igjen på dens evne til å danne tåke i fuktig luft. Samle SO 3 i en tom kolbe og rist kraftig og bland med en liten mengde vann. Vi vil få svovelsyre - vi vil bevise dens tilstedeværelse, som i forrige metode.
Du kan også plassere pyritten og katalysatoren, atskilt med glassull, i et av glassrørene. Du kan også jobbe i et reagensrør med sideuttak. La oss legge pyritt i bunnen av reagensrøret, et lag med glassull på det, og deretter glassull med en katalysator. Vi tilfører luft ovenfra gjennom et rør som skal passe nær katalysatoren. På sidegrenen skal vi feste et rør bøyd i vinkel, som leder inn i reagensrøret.
Hvis det ikke er pyritt, vil vi i et reagensrør med sideutløp få svovel(IV)oksid fra natriumsulfitt eller hydrosulfitt og svovelsyre, og deretter føre den resulterende gassen over katalysatoren sammen med en strøm av luft eller oksygen. Krom(III)oksyd kan også brukes som katalysator, som skal kalsineres i en jerndigel og finknuses i en morter. Til samme formål kan du bløtlegge en leireskår i en løsning av jern(II)sulfat og deretter kraftig kalsinere den. I dette tilfellet dannes et fint pulver av jern(III)oksid på leiren. Hvis det er få metallsulfider (som for eksempel i Den tyske demokratiske republikken), kan startproduktene for produksjon av svovelsyre være anhydritt CaSO 4 og gips CaSO 4 * 2H 2 O. Metoden for å produsere svoveloksid ( IV) fra disse produktene ble utviklet av Müller og Kuehne for 60 år siden.
Metoder for å produsere svovelsyre fra anhydritt vil være viktige i fremtiden, siden svovelsyre er den vanligste kjemisk produkt. Anlegg for produksjon av svovelsyre fra gips, produsert i DDR, er kjent og verdsatt på verdensmarkedet.
Sulfater kan dekomponeres ved høye (opptil 2000 °C) temperaturer. Müller fant at nedbrytningstemperaturen til kalsiumsulfat kunne reduseres til 1200 °C ved å tilsette finmalt koks. Først, ved 900 °C, reduserer koks kalsiumsulfat til sulfid, som igjen, ved en temperatur på 1200 °C, reagerer med udekomponert sulfat; dette produserer svovel(IV)oksid og brent kalk:

CaSO 4 + 3C = CaS + 2CO 2

CaS+ 3CaSO 4 = 4CaO + 4SO 2

Løs opp kalsiumsulfat i laboratorieforhold vil bare lykkes hvis du bruker riktig høy temperatur. Vi skal jobbe med utstyr som ligner på det som ble brukt til fyring av pyritt, bare vi tar et porselens- eller jernrør til forbrenning. Vi lukker røret med plugger pakket inn i asbeststoff for termisk isolasjon. Sett en kapillær inn i hullet i den første pluggen, og i den andre - et enkelt glassrør, som vi kobler til en vaskeflaske halvfylt med vann eller en fuchsin-løsning.
Forbered reaksjonsblandingen som følger. Knus og mørtel 10 g gips, 5 g kaolin (selges på apotek under navnet "Bolus alba") og 1,5 g aktivt pulverisert karbon. Tørk blandingen ved å varme den en stund til 200 °C i en porselenskopp.
Etter avkjøling (helst i en ekssikkator), tilsett blandingen til midten av forbrenningsrøret. Vær samtidig oppmerksom på at den ikke fyller hele tverrsnittet av røret. Deretter oppvarmer vi røret sterkt ved å bruke to brennere (en nedenfra, den andre skrått ovenfra), og når røret er oppvarmet, passerer vi en ikke for sterk luftstrøm gjennom hele systemet. I løpet av 10 minutter, på grunn av dannelsen av "svovelsyre", vil fuksinløsningen i vaskeflasken bli misfarget. Slå av vannstrålepumpen og stopp oppvarmingen.
Vi kan også få høy temperatur om vi pakker et porselensrør så tett som mulig med en 750-1000 W varmespiral (se figur). Vi kobler endene av spiralen med tykk kobbertråd, som vi også vikler rundt røret mange ganger, og deretter isolerer det med porselensperler og kobler det til pluggen. ( Vær forsiktig når du arbeider med 220 V spenning!) En glassfakkel eller blåselampe kan naturligvis også være nyttig som varmekilde.
Teknikken fungerer med en blanding av anhydritt, koks, leire, sand og svovelkis Fe2O3. En ormetransportør mater blandingen inn i en 70 meter lang roterende rørovn hvor det pulveriserte kullet brennes. Temperaturen ved enden av ovnen, ved forbrenningsstedet, er omtrent 1400 °C. Ved denne temperaturen blir brent kalk som dannes under reaksjonen smeltet sammen med leire, sand og pyrittslagg, noe som resulterer i sementklinker. Den avkjølte klinkeren males og blandes med noen få prosent gips. Den resulterende høykvalitets Portland-sementen selges. Med nøye gjennomføring og kontroll av prosessen, fra 100 tonn anhydritt (pluss leire, sand, koks og svovelkis) kan du få rundt 72 tonn svovelsyre og 62 tonn sementklinker.
Svovelsyre kan også fås fra kieseritt (magnesiumsulfat MgSO 4 *H 2 O), som tilføres i betydelige mengder av saltgruvene i DDR.
Til forsøket skal vi bruke samme oppsett som for nedbryting av gips, men denne gangen skal vi ta et rør laget av ildfast glass. Vi oppnår reaksjonsblandingen ved å kalsinere 5 g magnesiumsulfat i en porselensbolle, og 0,5 g aktivt karbon i en jerndigel med lokk, og deretter blande dem og male dem i en morter til en støvete tilstand. Overfør blandingen til en porselensbåt og plasser den i reaksjonsrøret.
Den hvite massen som vil oppnås ved slutten av forsøket i porselensbåten består av magnesiumoksid. I teknologien bearbeides det til Sorel-sement, som er grunnlaget for produksjon av xylolitt. Produksjon av derivatprodukter som sementklinker og xylolitt, som er viktige for byggebransjen, gjør produksjon av svovelsyre fra lokale råvarer spesielt økonomisk. Bearbeiding av mellomprodukter og biprodukter til verdifulle råvarer eller sluttprodukter er et viktig prinsipp for kjemisk industri. Bland like deler magnesiumoksid og sagflis med en løsning av magnesiumklorid og påfør et lag av den resulterende slurryen ca. 1 cm tykk på underlaget. Etter 24-48 timer vil massen stivne som stein. Det brenner ikke, det kan bores, sages og spikres. Ved bygging av hus brukes xylolitt som gulvmateriale. Trefiber, herdet uten å fylle hullene med Sorel-sement (magnesiumsement), presset og limt til plater, brukes som et lett, varme- og lydbestandig byggemateriale.

VERDIFULLE SILIKATER

Nå som vi har sett på naturlige klorider og sulfater som hovedråstoff for kjemisk produksjon, er det nødvendig å si litt om silikater.
Silisium er det nest mest tallrike grunnstoffet (etter oksygen) i litosfæren på planeten vår (nesten 28%). Det finnes hovedsakelig i form av kiselsyresalter av forskjellige metaller, samt i form av rent oksid (kvarts SiO 2). Silikatanioner kan ha en enkel formel, som ligner på sulfater, men komplekse strukturer finnes oftest, for eksempel (SiO 3) n, (Si 2 O 5) n eller (SiO 2) n. Ja, y albitt feltspat formelen er NaAl, og det lagdelte silikatkaolinet tilsvarer sammensetningen Al 4 (OH) 8.
Dessverre er kjemiske eksperimenter med silikater ikke enkle å gjennomføre, siden produksjon eller transformasjon av silikater oftest skjer ved temperaturer over 1400 °C.
Silikater er ofte ikke krystallinske, men glassaktig eller sintret keramisk masse. I dette tilfellet kan grupper av molekyler danne ringer eller såkalte nettverksstrukturer. Disse stoffene blir ikke ødelagt når de er oppløst. I praksis kan de bare ødelegges med flussyre, noe som skaper store vanskeligheter i den analytiske kjemien til silikater. På den annen side er silikatmaterialer av stor betydning som byggeråvarer, og produksjonen av sement, glass og keramikk øker raskt i takt med den stadig økende etterspørselen etter byggematerialer. I i det siste Det er laget nye typer materialer, for eksempel skumbetong og skumglass. Kommersielt tilgjengelig flytende glass er en sirupsaktig løsning av natriumsilikat. (Na 2 Si 2 O 3) n eller kalium (K 2 Si 2 O 3) n. Når det blandes med ulike tilsetningsstoffer som alumina, gips eller sagflis, kan det brukes til å lage kitt. Det er mye brukt i produksjon av brannbestandig maling og brannbestandig belegg.
Vi vil tilsette saltsyre dråpevis i et reagensglass med halvfortynnet flytende glass. Vi vil legge merke til utseendet til et tykt hvitt bunnfall av kiselsyre (H 2 SiO 3) n eller dets anhydrid. Når sedimentet øker, danner kiselsyrepartiklene en struktur der alt gjenværende vann er bundet. Til slutt, med en viss grad av fortynning, oppnås en fleksibel, fast kiselsyregel.
I de følgende eksperimentene vil vi vurdere egenskapene til silikagel med forskjellig vanninnhold. I små plastbeger (for eksempel i lokk på medisinglass) fylt med flytende glass med varierende fortynningsgrad, tilsett saltsyre dråpe for dråpe og rør den resulterende massen. Vi inviterer leseren til å velge graden av fortynning av startstoffet i området fra 1: 100 til ufortynnet flytende glass. Etter en tid dannes det mer eller mindre viskøse forbindelser, som deretter blir til elastiske gelatinøse eller harde masser av kiselsyregel. Her snakker vi om en fin kolloidal dispergert fordeling av kiselsyre, som fullstendig har innlemmet det tilgjengelige vannet i sin struktur.
Fersk kiselsyregel, der det er 300 H 2 O-molekyler per SiO 2-molekyl, er veldig mobil. Hvis det er 30-40 H 2 O molekyler per SiO 2 molekyl, så er gelen fast og kan kuttes med en kniv. Etter tørking under lav varme vil det være seks molekyler H 2 O per molekyl SiO 2 igjen, og gelen kan males til et fint pulver.
La oss male denne prøven i en morter eller male den i en gammel kaffekvern. Tørk deretter pulveret i en porselenskopp eller smeltedigel, og varm det opp på en Bunsen-brenner. I dette tilfellet dannes en silisiumxerogel (fra gresk xeros- tørr). Dette mer eller mindre porøse stoffet, som har et meget stort spesifikt overflateareal (opptil 800 m2/g), har en sterk adsorberende evne. På grunn av denne egenskapen brukes tørr gel for å absorbere vanndamp fra atmosfæren. Den brukes til å tørke lukkede volumer, for eksempel inne i pakker med verdifulle maskiner og enheter.
I laboratorier plasseres silikagelpatroner i hylsteret til analytiske vekter; den brukes til å fylle gasstørketårn. Oftest brukes den såkalte blå gelen - med tilsetning av vannfritt kobolt(II)klorid (se avsnittet "Detektering av krystallisasjonsvann"). Når evnen til å absorbere vann går tapt, blir den blå gelen rosa. Den blå gelen kan vi selv få hvis vi blander xerogelen med en liten mengde finmalt og godt tørket kobolt(II)klorid.
Vi vil sjekke evnen til å absorbere vann ved å legge litt tørket gel på et urglass i fuktig luft, for eksempel på kjøkkenet eller utendørs. Vi vil begynne å veie denne prøven, først med korte (10 minutter) og deretter med lange intervaller. Hvis du plotter en grafisk avhengighet av masseøkning på tid på et ark med millimeterpapir, vil den resulterende kurven ende med et område som tilsvarer metningsverdien og indikerer den maksimale graden av vannabsorpsjon. Riktignok spiller relativ luftfuktighet en viss rolle i dette tilfellet. Betong er nå utvilsomt det viktigste byggematerialet. Motorveifortau, plater, søyler, bjelker og strukturer i moderne boligbygg og industribygg er for det meste laget av betong. Betongblandinger er forskjellige i tetthet, styrke og varmeisolasjonsegenskaper. Felles for dem er at de alle er laget av sement og etter en tid etter blanding med vann stivner de og absorberer fuktighet. Dette er den viktigste forskjellen mellom betong og klassisk kalkmørtel, hvis herding skjer under påvirkning av karbonsyre med frigjøring av vann.
Portlandsement av høy kvalitet produseres ved å brenne en blanding av kalkstein, leire eller mergel og jernholdig avfall, som masovnslagg. Denne prosessen foregår ved en temperatur på ca. 1450 °C i en enorm (over 100 m lang) roterende rørovn. De viktige komponentene i Portland sement er di- og trikalsiumsilikat, trikalsiumaluminat og tetrakalsiumaluminoferritt. Når den er herdet, produserer reaksjon med vann silikathydrater, som, i likhet med silikatgelen beskrevet i forrige avsnitt, omslutter fyllstoffet og bidrar til dannelsen av en steinhard substans. Etter at vi allerede har utført en rekke eksperimenter med geler beskrevet i forrige seksjon, som har forskjellige styrkeegenskaper avhengig av fremstillingsmetoden, spesielt ved tilsetning av vann, kan vi utføre flere enkle eksperimenter på betongherding.
Først skal vi lage en enkel form for å få sementstenger. For å gjøre dette deler vi en flat sigarboks ved hjelp av lameller slik at vi får identiske former 1 - 2 cm i tverrsnitt, og lengden deres vil være lik lengden på boksen.
Vi vil plassere følgende blandinger i separate soner: 1 del Portland sement og 1, 3, 5 eller 8 deler ren sand; 1 del Portland sement, 2 deler sand og 2 deler murstein chips (slip mursteinen); 1 del Portland sement, 3 deler sand og 2 stykker ståltråd (gamle strikkepinner), som skal plasseres så parallelt som mulig på begge sider av formen og prøve å sette dem inn i betongen.
Før du fyller formene, tilsett litt vann til blandingen for å lage en fuktig, men smuldrende masse (som våt jord). Fyll formene med disse blandingene og komprimer dem grundig med en trepinne. I løpet av de neste to dagene skal vi fukte sementen med vann fra en sprayflaske eller en vannkanne med små hull. Etter to dager, etter å ha banket på formen, vil vi ta ut de frosne prøvene fra den, vi vil plassere endene deres på kantene av to stoler, og for større nøyaktighet vil vi plassere trekantede filer eller andre metallgjenstander med kanter under stengene på lik avstand. Vi vil henge en last på en sterk ledning fra midten av blokken, øke den til en pause vises. I et annet eksperiment skal vi sjekke trykkfastheten til prøvene ved å slå dem med en hammer eller en tynn meisel.
Til slutt, ved innhenting av prøver, kan vi variere tilsetning av vann og fuktighetsgrad under herding. Ved testing vil det bli funnet at betong oppnådd fra en innledende blanding med høy luftfuktighet eller ikke fuktet under herding er betydelig dårligere i styrke. Varme- og lydisolerende gass- eller skumbetong produseres ved å tilsette aluminium eller kalsiumkarbidpulver til en viskøs betongmasse. Hvis et overflateaktivt middel, for eksempel et vaskemiddel, tilsettes samtidig, vil de resulterende gassboblene danne et spesielt fint skum.
Sammen med skumbetong åpner bruken av skumglass og bygningsdeler av lettmetall og plast for nye muligheter, som allerede er vellykket implementert på eksperimentelle byggeplasser.

Svoveldioksid har en molekylstruktur som ligner på ozon. Svovelatomet i sentrum av molekylet er bundet til to oksygenatomer. Dette gassformige produktet av svoveloksidasjon er fargeløst, avgir en skarp lukt og kondenserer lett til en klar væske når forholdene endres. Stoffet er svært løselig i vann og har antiseptiske egenskaper. SO 2 produseres i store mengder i kjemisk industri, nemlig i produksjonssyklusen for svovelsyre. Gassen er mye brukt til bearbeiding av landbruks- og matprodukter, bleking av stoffer i tekstilindustrien.

Systematiske og trivielle navn på stoffer

Det er nødvendig å forstå variasjonen av termer relatert til den samme forbindelsen. Offisielt navn på forbindelsen, kjemisk sammensetning som reflekteres av formelen SO 2, er svoveldioksid. IUPAC anbefaler å bruke dette begrepet og dets engelske ekvivalent - Svoveldioksid. Lærebøker for skoler og universiteter nevner ofte et annet navn - svovel (IV) oksid. Romertallet i parentes indikerer valensen til S-atomet Oksygen i dette oksidet er toverdig, og oksidasjonstallet til svovel er +4. I den tekniske litteraturen brukes utdaterte termer som svoveldioksid, svovelsyreanhydrid (et produkt av dets dehydrering).

Sammensetning og trekk ved molekylstrukturen til SO 2

SO 2 -molekylet er dannet av ett svovelatom og to oksygenatomer. Det er en vinkel på 120° mellom kovalente bindinger. I svovelatomet skjer sp2-hybridisering - skyene til ett s og to p-elektroner er på linje i form og energi. Det er de som deltar i utdanning. kovalent binding mellom svovel og oksygen. I O–S-paret er avstanden mellom atomene 0,143 nm. Oksygen er et mer elektronegativt grunnstoff enn svovel, noe som betyr at bindingsparene av elektroner skifter fra senteret til de ytre hjørnene. Hele molekylet er også polarisert, den negative polen er O-atomene, den positive polen er S-atomet.

Noen fysiske parametere for svoveldioksid

Fireverdig svoveloksid ved normale nivåer miljø beholder en gassformig aggregeringstilstand. Formelen for svoveldioksid lar deg bestemme dens relative molekylære og molar masse: Mr(SO 2) = 64,066, M = 64,066 g/mol (kan avrundes til 64 g/mol). Denne gassen er nesten 2,3 ganger tyngre enn luft (M(luft) = 29 g/mol). Dioksid har en skarp, spesifikk lukt av brennende svovel, som er vanskelig å forveksle med noe annet. Det er ubehagelig, irriterer slimhinnene i øynene og forårsaker hoste. Men svovel (IV) oksid er ikke så giftig som hydrogensulfid.

Under press kl romtemperatur svoveldioksidgass blir flytende. Ved lave temperaturer er stoffet i fast tilstand og smelter ved -72...-75,5 °C. Ved ytterligere temperaturøkning kommer væske til syne, og ved -10,1 °C dannes det igjen gass. SO 2 molekyler er termisk stabile dekomponering til atomært svovel og molekylært oksygen skjer ved svært høye temperaturer (ca. 2800 ºC).

Løselighet og interaksjon med vann

Svoveldioksid, når det er oppløst i vann, reagerer delvis med det og danner en veldig svak svovelsyre. Ved mottak spaltes det umiddelbart til anhydrid og vann: SO 2 + H 2 O ↔ H 2 SO 3. Faktisk er det ikke svovelsyre som er tilstede i løsningen, men hydratiserte SO 2 -molekyler. Dioksidgass reagerer bedre med kaldt vann, og dens løselighet avtar med økende temperatur. Under normale forhold kan opptil 40 volumer gass løses opp i 1 volum vann.

Svoveldioksid i naturen

Betydelige mengder svoveldioksid frigjøres med vulkanske gasser og lava under utbrudd. Mange typer menneskeskapte aktiviteter fører også til økte konsentrasjoner av SO 2 i atmosfæren.

Svoveldioksid slippes ut i luften av metallurgiske anlegg, der avgasser ikke fanges opp under malmbrenning. Mange fossile brensler inneholder svovel, noe som resulterer i at betydelige mengder svoveldioksid slippes ut i atmosfærisk luft når du brenner kull, olje, gass og drivstoff hentet fra dem. Svoveldioksid blir giftig for mennesker ved konsentrasjoner i luften over 0,03 %. En person begynner å oppleve kortpustethet, og symptomer som ligner bronkitt og lungebetennelse kan oppstå. Svært høye konsentrasjoner av svoveldioksid i atmosfæren kan føre til alvorlig forgiftning eller død.

Svoveldioksid - produksjon i laboratoriet og i industrien

Laboratoriemetoder:

Når svovel brennes i en kolbe med oksygen eller luft, oppnås dioksid i henhold til formelen: S + O 2 = SO 2.
Du kan virke på saltene av svovelsyre med sterkere uorganiske syrer, det er bedre å ta saltsyre, men du kan bruke fortynnet svovelsyre:

Na2S03 + 2HCl = 2NaCl + H2SO3;
Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 (fortynnet) = Na 2 SO 4 + H 2 SO 3;
H 2 SO 3 = H 2 O + SO 2.

3. Når kobber reagerer med konsentrert svovelsyre, er det ikke hydrogen som frigjøres, men svoveldioksid:

2H2SO4 (konsentrert) + Cu = CuSO4 + 2H2O + SO2.

Moderne metoder industriell produksjon av svoveldioksid:

Oksidasjon av naturlig svovel når det brennes i spesielle ovner: S + O 2 = SO 2.
Fyring av jernkis (pyritt).

Grunnleggende kjemiske egenskaper til svoveldioksid

Svoveldioksid er en kjemisk aktiv forbindelse. I redoksprosesser virker dette stoffet ofte som et reduksjonsmiddel. For eksempel, når molekylært brom reagerer med svoveldioksid, er reaksjonsproduktene svovelsyre og hydrogenbromid. De oksiderende egenskapene til SO 2 vises hvis denne gassen føres gjennom hydrogensulfidvann. Som et resultat frigjøres svovel, selvoksidasjon-selvreduksjon skjer: SO 2 + 2H 2 S = 3S + 2H 2 O.

Svoveldioksid viser sure egenskaper. Det tilsvarer en av de svakeste og mest ustabile syrene - svovelholdig. Denne forbindelsen er inne ren form ikke eksisterer, kan de sure egenskapene til en svoveldioksidløsning oppdages ved hjelp av indikatorer (lakmus blir rosa). Svovelsyre produserer middels salter - sulfitter og sure salter - hydrosulfitter. Blant dem er det stabile forbindelser.

Prosessen med oksidasjon av svovel i dioksid til den seksverdige tilstanden i svovelsyreanhydrid er katalytisk. Det resulterende stoffet oppløses energisk i vann og reagerer med H 2 O-molekyler. Reaksjonen er eksoterm, svovelsyre dannes, eller snarere dens hydratiserte form.

Praktisk bruk av svoveldioksid

Hovedmetoden for industriell produksjon av svovelsyre, som krever elementets dioksid, har fire stadier:

Innhenting av svoveldioksid ved å brenne svovel i spesielle ovner.
Rensing av det resulterende svoveldioksidet fra alle slags urenheter.
Ytterligere oksidasjon til seksverdig svovel i nærvær av en katalysator.
Absorpsjon av svoveltrioksid med vann.

Tidligere ble nesten alt svoveldioksidet som trengs for å produsere svovelsyre i industriell skala oppnådd ved å brenne svovelkis som et biprodukt ved stålproduksjon. Nye typer bearbeiding av metallurgiske råvarer bruker mindre malmforbrenning. Derfor er det viktigste utgangsmaterialet for svovelsyreproduksjon i siste årene ble naturlig svovel. Betydelige globale reserver av dette råmaterialet og dets tilgjengelighet gjør det mulig å organisere storskala prosessering.

Svoveldioksid er mye brukt ikke bare i kjemisk industri, men også i andre sektorer av økonomien. Tekstilfabrikker bruker dette stoffet og dets produkter kjemisk interaksjon for bleking av silke- og ullstoffer. Dette er en type klorfri bleking som ikke ødelegger fibrene.

Svoveldioksid har utmerkede desinfiserende egenskaper, som brukes i kampen mot sopp og bakterier. Svoveldioksid brukes til å desinfisere landbrukslagringsanlegg, vintønner og kjellere. SO 2 brukes i næringsmiddelindustrien som konserveringsmiddel og antibakterielt stoff. De legger det til sirup og suger frisk frukt i det. Sulfitisering
Sukkerbetejuice avfarger og desinfiserer råvarer. Hermetiserte grønnsakspureer og juice inneholder også svoveldioksid som antioksidant og konserveringsmiddel.