1.1. Historisk bakgrunn

Svovel er et av de få stoffene som har vært kjent siden antikken, det ble brukt av de første kjemikerne. En av grunnene til svovelens popularitet er utbredelsen av innfødt svovel i landene i gamle sivilisasjoner. Den ble utviklet av grekerne og romerne, og svovelproduksjonen økte betraktelig etter oppfinnelsen av kruttet.

1.2. Plass for svovel i det periodiske systemet kjemiske elementer Mendeleev

Svovel er lokalisert i gruppe 16 i Mendeleevs periodiske system for kjemiske grunnstoffer.

Det ytre energinivået til svovelatomet inneholder 6 elektroner, som har elektronisk konfigurasjon 3s 2 3p 4 . I forbindelser med metaller viser svovel en negativ oksidasjonstilstand for 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.

1.3. Utbredelse i naturen

Svovel er ganske utbredt i naturen. Innholdet i jordskorpen er 0,0048 % En betydelig del av svovel finnes i den opprinnelige staten.

Svovel finnes også i form av sulfider: svovelkis, kalkopiritt og sulfater: gips, celestine og baritt.

Mange svovelforbindelser finnes i olje (tiofen C 4 H 4 S, organiske sulfider) og petroleumsgasser (hydrogensulfid).

1.4. Allotropiske modifikasjoner av svovel

Eksistensen av allotropiske modifikasjoner av svovel er assosiert med dens evne til å danne stabile homokjeder - S - S -. Stabiliteten til kjedene forklares med at bindingene – S – S – er sterkere enn bindingen i S 2-molekylet. Svovelhomokjeder har en sikksakkform, siden elektroner fra gjensidig vinkelrette p-orbitaler deltar i dannelsen deres.

S8-molekylet har form som en krone, lengdene på alle bindinger – S – S – er lik 0,206 nm og vinklene er nær tetraedrisk 108°.

I ortorombisk svovel har det minste elementære volumet form av et rektangulært parallellepiped, og i tilfelle av monoklint svovel tildeles det elementære volumet i form av et skrå parallellepiped.

Ortorhombisk svovelkrystall Monoklin svovelkrystall

Den plastiske modifikasjonen av svovel er dannet av spiralformede kjeder av svovelatomer med venstre og høyre rotasjonsakse. Disse kjedene er vridd og trukket i én retning.

På romtemperatur rombisk svovel er stabilt. Ved oppvarming smelter den, og blir til en gul, lett mobil væske med ytterligere oppvarming, væsken tykner, ettersom lange polymerkjeder dannes i den. Når smelten avkjøles sakte, dannes det mørkegule nåleformede krystaller av monoklint svovel, og hvis man heller smeltet svovel i kaldt vann får man plastsvovel – en gummilignende struktur som består av polymerkjeder. Plast og monoklinisk svovel er ustabilt og omdannes spontant til ortorombisk svovel.

1.5. Fysiske egenskaper til svovel

Svovel er et fast, sprøtt, gult stoff, praktisk talt uløselig i vann, ikke fuktet av vann og flyter på overflaten. Det løser seg godt i karbondisulfid og andre organiske løsningsmidler, og er en dårlig leder av varme og elektrisk strøm. Når det smeltes, danner svovel en lett bevegelig gul væske, som mørkner ved 160 °C, dens viskositet øker, og ved 200 °C blir svovel mørkebrunt og tyktflytende, som harpiks. Dette forklares med ødeleggelsen av ringmolekyler og dannelsen av polymerkjeder. Ytterligere oppvarming fører til at kjedene ryker, og det flytende svovelet blir igjen mer mobilt. Svoveldamp varierer i farge fra oransje-gul til halm-gul. Damp består av molekyler med sammensetningen S 8, S 6, S 4, S 2. Ved temperaturer over 150 °C dissosieres S2-molekylet til atomer.

De fysiske egenskapene til allotropiske modifikasjoner av svovel er gitt i tabellen:

Eiendom

Rombisk svovel

Monoklinisk svovel

Plast svovel

Lysegult pulver

Ikke-metaller.

Ikke-metaller er kjemiske elementer som danner enkle legemer som ikke har egenskaper som er karakteristiske for metaller. Ikke-metaller inkluderer 22 elementer. Bare to ikke-metaller - karbon og svovel - var kjent i antikken. På 1200-tallet Arsen ble oppnådd på 1600-tallet. Hydrogen og fosfor ble oppdaget på slutten av 1700-tallet. - oksygen, nitrogen, klor, tellur. I 1789 inkluderte A.L. Lavoisier disse ikke-metallene i listen over enkle stoffer (bortsett fra klor, som da ble ansett som en oksidert saltsyre). I 1. halvdel av 1800-tallet. brom, jod, selen, silisium og bor ble oppnådd. Det var mulig å isolere fluor og oppdage inerte gasser først på slutten av 1800-tallet. Astatin ble oppnådd kunstig i 1940.

1. Plassering av ikke-metaller i PS.

Ikke-metaller er plassert i øvre høyre hjørne av PS-en over diagonalen B – At.

De er plassert i hovedundergruppene på 4 - 8 grupper.

Fysiske egenskaper.

a) Fysisk tilstand.

Faste stoffer: bor, karbon, silisium, fosfor, svovel, arsen, selen, tellur, jod, astatin;
Væsker: brom - rødbrun væske med en sterk ubehagelig lukt;
Gasser: hydrogen, nitrogen, oksygen, fluor, klor og inerte gasser.

Inerte eller edle gasser er spesielle. Inerte gasser er fargeløse og luktfrie. Og de er monoatomiske. Edelgasser regnes som edelgasser. De har høyere elektrisk ledningsevne (sammenlignet med andre) og lyser sterkt når strømmen går gjennom dem.

Neon er et ildrødt lys.
Helium - sterkt gult lys.
Argon - blått lys.
Krypton – lys gult lys.
Xenon – fiolett lys.

Til tross for deres treghet, er disse gassene mye brukt:

Helium brukes til å fylle ballonger og luftskip.

Argon som beskyttelsesmedium for sveising (bue, laser, kontakt, etc.) av både metaller og ikke-metaller.

Alle disse ikke-metallene (hydrogen, oksygen, nitrogen, fluor og klor) har diatomiske molekyler. Hydrogen, oksygen og nitrogen er fargeløse, fluor er lysegrønt, klor er gulgrønt.

b) Ikke ha en metallisk glans (unntak - grafitt, jod)

c) De fleste leder ikke elektrisitet (unntatt silisium og grafitt)

d) Skjør.

Allotropi.

Et fenomen der ett kjemisk grunnstoff danner flere enkle stoffer.

Årsaker til allotropi:

Ulik sammensetning av molekyler (O2 og O3)

Ulik struktur (diamant, grafitt)

Allotropiske modifikasjoner av oksygen

O 3 = O 2 + O

Allotropiske modifikasjoner av svovel

Det er tre allotropiske modifikasjoner av svovel: ortorombisk, monoklinisk og plastisk. De rombiske og monokliniske modifikasjonene er konstruert fra sykliske S8-molekyler lokalisert på stedene til de rombiske og monokliniske gitterne. S8-molekylet har form som en krone, lengdene på alle bindinger – S – S – er lik 0,206 nm og vinklene er nær tetraedrisk 108°.
Den plastiske modifikasjonen av svovel er dannet av spiralformede kjeder av svovelatomer med venstre og høyre rotasjonsakse. Disse kjedene er vridd og trukket i én retning.
Ortorhombisk svovel er stabilt ved romtemperatur. Ved oppvarming smelter den, og blir til en gul, lett mobil væske med ytterligere oppvarming, væsken tykner, ettersom lange polymerkjeder dannes i den. Når smelten avkjøles sakte, dannes det mørkegule nåleformede krystaller av monoklint svovel, og hvis man heller smeltet svovel i kaldt vann får man plastsvovel – en gummilignende struktur som består av polymerkjeder. Plast og monoklinisk svovel er ustabilt og omdannes spontant til ortorombisk svovel.

allotropi berzelius avogadro

	Allotropiske modifikasjoner
	Mange modifikasjoner: diamant, grafitt, fulleren, karbyn, grafen, karbon nanorør, lonsdaleitt, etc. Det er vanskelig å indikere det nøyaktige antallet modifikasjoner på grunn av mangfoldet av former for binding av karbonatomer til hverandre. De mest tallrike molekylstrukturene er fullerener og nanorør.
	Et stort antall allotropiske modifikasjoner, nest etter karbon. Hovedmodifikasjoner: rombisk, monoklinisk og plastisk svovel. Hydrogen kan eksistere som orto- og para-hydrogen.
	Det er 11 kjente allotropiske modifikasjoner av fosfor. Hovedmodifikasjoner: hvit, rød og svart fosfor. Hvitt fosfor er giftig, lyser i mørket og er i stand til selvantennelse. Rødt fosfor er ikke giftig, lyser ikke i mørket og antennes ikke av seg selv.
Oksygen:	To allotropiske modifikasjoner: O2 - oksygen og O3 - ozon. Oksygen er fargeløst og luktfritt; Ozon har en tydelig lukt, er blek fiolett i fargen og er mer bakteriedrepende.

Allotropiske modifikasjoner av svovel

Eksistensen av allotropiske modifikasjoner av svovel er assosiert med dens evne til å danne stabile homokjeder - S - S -. Stabiliteten til kjedene forklares med at bindingene - S - S - er sterkere enn bindingen i S2-molekylet. Svovelhomokjeder har en sikksakkform, siden elektroner fra gjensidig vinkelrette p-orbitaler deltar i dannelsen deres.

S8-molekylet har form som en krone, lengdene på alle bindinger - S - S - er lik 0,206 nm og vinklene er nær tetraedrisk 108°.

I ortorombisk svovel har det minste elementære volumet form av et rektangulært parallellepiped, og i tilfelle av monoklint svovel tildeles det elementære volumet i form av et skrå parallellepiped.

Den plastiske modifikasjonen av svovel er dannet av spiralformede kjeder av svovelatomer med venstre og høyre rotasjonsakse. Disse kjedene er vridd og strukket i én retning (fig.).

Ortorhombisk svovel er stabilt ved romtemperatur. Ved oppvarming smelter den, og blir til en gul, lett mobil væske med ytterligere oppvarming, væsken tykner, ettersom lange polymerkjeder dannes i den. Når smelten avkjøles sakte, dannes det mørkegule nåleformede krystaller av monoklint svovel, og hvis man heller smeltet svovel i kaldt vann får man plastsvovel – en gummilignende struktur som består av polymerkjeder. Plast og monoklinisk svovel er ustabilt og omdannes spontant til ortorombisk svovel.

Posisjonen til oksygen og svovel i periodisk system kjemiske elementer, strukturen til deres atomer. Ozon er en allotrop modifikasjon av oksygen

OXYGEN UNDERGRUPPE (CHALCOGENS) Oksygenundergruppen inkluderer elementene: oksygen, svovel, selen, tellur, polonium.

KALKOGENER I NATUREN Posisjon i tabellen Egenskaper til elementer i VI-A undergruppen.

Oksygen og svovel har samme struktur på det ytre energinivået –ns 2 np 4, hvor n er periodetallet.

Oksygen O2

(C.W. Scheele 1772, J. Priestley 1774) Det vanligste grunnstoffet på jorden

i luft - 21 volum%; i jordskorpen - 49% av massen; i hydrosfæren - 89 vekt%; i levende organismer - opptil 65 vekt%.

OKSYGENALLOTROPI

Atomstruktur

Kjemiske egenskaper Samspillet mellom stoffer og oksygen kalles.

oksidasjon

Alle grunnstoffer reagerer med oksygen bortsett fra Au, Pt, He, Ne og Ar i alle reaksjoner (bortsett fra interaksjonen med fluor), oksygen er et oksidasjonsmiddel.

Med ikke-metaller

S + O 2 → SO 2

2H2 + O2 → 2H20

Med metaller

2Mg + O2 → 2MgO

2Cu + O 2 →2CuO (ved oppvarming) Co

komplekse stoffer

4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2H2S + 3O2 → 2S02 + 2H2O

CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O

Forbrenning i oksygen

2. Virkningen av svovelsyre på bariumperoksid

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

Atomstruktur

Ozonproduksjon og deteksjon

Ozon er mer kjemisk aktivt enn oksygen. Aktiviteten til ozon forklares av det faktum at dens nedbrytning produserer et oksygenmolekyl og atomært oksygen, som aktivt reagerer med andre stoffer.

O 3 → O 2 + O (ozon er ustabilt)

For eksempel reagerer ozon lett med sølv, mens oksygen ikke kombineres med det selv når det varmes opp:

6Ag + O 3 → 3 Ag 2 O

Det vil si at ozon er et sterkt oksidasjonsmiddel:

2KI + O 3 + H 2 O → 2KOH + I 2 + O 2

Misfarger fargestoffer, reflekterer UV-stråler, ødelegger mikroorganismer. Ozon er en permanent bestanddel av jordens atmosfære og spiller en viktig rolle for å opprettholde liv på den. I overflatelagene av jordens atmosfære er ozonkonsentrasjonen ekstremt lav og utgjør en verdi i størrelsesorden 10-7 - 10-6%. Men med økende høyde øker ozonkonsentrasjonen kraftig, og passerer maksimalt i en høyde på 20-30 km. Det totale ozoninnholdet i atmosfæren kan karakteriseres ved at ozonlaget er redusert til normale forhold(0°С, 1 atm), og er ca. 0,4-0,6 cm tykk. Det totale ozoninnholdet i atmosfæren varierer og varierer avhengig av årstiden og geografisk breddegrad. Vanligvis er ozonkonsentrasjonene høyere på høye breddegrader og er høyest om våren og lavest om høsten. Det er kjent at atmosfærisk ozon spiller en nøkkelrolle i å opprettholde liv på jorden, og fungerer som en beskyttende komponent for levende organismer fra den sterke ultrafiolette strålingen fra solen. På den annen side er ozon en svært effektiv klimagass, og ved å absorbere infrarød stråling fra jordoverflaten hindrer den avkjøling. Det er fastslått at tilstedeværelsen og bevegelsen av ozonmasser i jordens atmosfære påvirker den meteorologiske situasjonen på planeten betydelig.

Bruken av ozon skyldes dets egenskaper

1. sterkt oksidasjonsmiddel:

for sterilisering av medisinske produkter

· ved innhenting av mange stoffer i laboratorie- og industripraksis

for blekingspapir

for oljerensing

2. sterkt desinfeksjonsmiddel:

· for å rense vann og luft fra mikroorganismer (ozonisering)

for desinfeksjon av lokaler og klær

En av de betydelige fordelene med ozonering, sammenlignet med klorering, er fraværet av giftstoffer etter behandling. Mens med klorering er dannelsen av en betydelig mengde toksiner og giftstoffer, for eksempel dioksin, mulig.

Svovel. Allotropi av svovel. Fysiske og kjemiske egenskaper til svovel. Søknad

SVOLVEL S Svovel i naturen Innfødt svovel Ukraina, Volga-regionen, Sentral-Asia, etc. Sulfider PbS - blyglans Cu 2 S - kobberglans ZnS - sinkblanding FeS 2 - pyritt, svovelkis, kattegull H 2 S - hydrogensulfid (i mineralkilder og naturgass) Ekorn Hår, hud, negler... Sulfater CaSO 4 x 2H 2 O - gips MgSO 4 x 7H 2 O - bittersalt (Epsom) Na 2 SO 4 x 10H 2 O - Glaubersalt (mirabilitet) Fysiske egenskaper Fast stoff krystallinsk substans gul i fargen, uløselig i vann, ikke fuktet av vann (flyter på overflaten), kokepunkt = 445°C Allotropi Svovel er preget av flere allotropiske modifikasjoner:

Interkonvertering av allotropiske modifikasjoner av svovel

Strukturen til svovelatomet

Plassering av elektroner i nivåer og undernivåer

Innhenting av svovel

1. Industriell metode - smelting av malm ved hjelp av damp.

2. Ufullstendig oksidasjon hydrogensulfid (med mangel på oksygen).

2H2S + O2 = 2S + 2H2O

3. Wackenroeder-reaksjon

2H2S + SO2 = 3S + 2H2O

Kjemiske egenskaper til svovel

Svovel i naturen

Innfødt svovel

Ukraina, Volga-regionen, Sentral-Asia og osv.

Sulfider

PbS - blyglans

Cu 2 S – kobberglans

ZnS – sinkblanding

FeS 2 – svovelkis, svovelkis, kattegull

H2S - hydrogensulfid (i mineralkilder og naturgass)

Ekorn

Hår, hud, negler...

Sulfater

CaSO 4 x 2 H 2 O - gips

MgSO 4 x 7 H 2 O – bittert salt (engelsk)

Na 2 SO 4 x 10 H 2 O – Glaubers salt (mirabilite)

Fysiske egenskaper

Et gult krystallinsk fast stoff, uløselig i vann, ikke fuktet av vann (flyter på overflaten), t ° kip = 445 ° С

Allotropi

Svovel er preget av flere allotropiske modifikasjoner:

Rombisk

(a - svovel) - S 8

t ° pl. = 113°C;

ρ = 2,07 g/cm3.

Den mest stabile modifikasjonen.

Monoklinisk

(b - svovel) - S 8

mørkegule nåler,

t ° pl. = 119°C; ρ = 1,96 g/cm3. Stabil ved temperaturer over 96°C; under normale forhold blir det rombisk.

Plast

S n

brun gummilignende (amorf) masse Ustabil, ved herding blir den til en rombisk masse.

med andre metaller (unntatt Au, Pt) - ved forhøyet t°:

2Al + 3S – t ° -> Al 2S 3

Zn + S – t °-> ZNS ERFARING

Cu + S – t °-> CuS ERFARING

2) Med noen ikke-metaller danner svovel binære forbindelser:

H 2 + S -> H 2 S

2P + 3S -> P 2S 3

C + 2S -> CS 2

1) med oksygen:

S + O 2 – t ° -> S +4 O 2

2S + 3O 2 – t °; pt -> 2S +6 O 3

2) med halogener (unntatt jod):

S + Cl 2 -> S + 2 Cl 2

3) med syrer - oksidasjonsmidler:

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

S + 6HNO3 (kons.) -> H2S +6 O4 + 6NO2 + 2H2O

Søknad

Vulkanisering av gummi, produksjon av ebonitt, produksjon av fyrstikker, krutt, i kampen mot landbruksskadedyr, for medisinske formål (svovelsalver for behandling av hudsykdommer), for produksjon av svovelsyre, etc.

Påføring av svovel og dets forbindelser

OPPGAVER

nr. 1. Fullfør reaksjonsligningene:
S+O2
S+Na
S+H2
Ordne koeffisientene ved hjelp av elektronisk balansemetode, angi oksidasjonsmiddel og reduksjonsmiddel.

nr. 2. Utfør transformasjoner i henhold til ordningen:
H 2 S → S → Al 2 S 3 → Al(OH) 3

№3. Fullfør reaksjonsligningene, angi hvilke egenskaper svovel har (et oksidasjonsmiddel eller et reduksjonsmiddel):

Al + S = (ved oppvarming)

S + H 2 = (150-200)

S + O 2 = (ved oppvarming)

S + F 2 = (under normale forhold)

S + H2SO4 (k) =

S + KOH =

S + HNO3 =

Dette er interessant...

Svovelinnholdet i menneskekroppen som veier 70 kg er 140 g.

En person trenger 1 g svovel per dag.

Erter, bønner, havregryn, hvete, kjøtt, fisk, frukt og mangojuice er rike på svovel.

Svovel er en del av hormoner, vitaminer, proteiner, det finnes i bruskvev, hår og negler. Med mangel på svovel i kroppen observeres sprø negler og bein og hårtap.

Pass på helsen din!

Visste du...

Svovelforbindelser kan tjene som medisiner

· Svovel er grunnlaget for en salve for behandling av sopphudsykdommer og for å bekjempe skabb. Natriumtiosulfat Na 2 S 2 O 3 brukes til å bekjempe det

·Mange salter av svovelsyre inneholder krystallisasjonsvann: ZnSO 4 × 7H 2 O og CuSO 4 × 5H 2 O. De brukes som antiseptika for sprøyting av planter og behandling av korn i kampen mot skadedyr i landbruket

Jernsulfat FeSO 4 × 7H 2 O brukes for anemi

BaSO 4 brukes til røntgenundersøkelse av mage og tarm

Kaliumaluminiumalun KAI(SO 4) 2 ×12H 2 O - hemostatisk middel for kutt

·Mineralet Na 2 SO 4 × 10H 2 O kalles "Glaubers salt" til ære for den tyske kjemikeren I.R Glauber som oppdaget det på 800-tallet. Glauber ble plutselig syk under reisen. Han kunne ikke spise noe, magen nektet å ta imot mat. En av de lokale innbyggerne ledet ham til kilden. Så snart han drakk det bitre saltvannet, begynte han umiddelbart å spise. Glauber undersøkte dette vannet, og saltet Na 2 SO 4 × 10H 2 O krystalliserte ut av det. Nå brukes det som et avføringsmiddel i medisin ved farging av bomullsstoffer. Salt finner også bruk i glassproduksjon

Ryllik har en økt evne til å trekke ut svovel fra jorda og stimulere absorpsjonen av dette elementet med naboplanter

· Hvitløk frigjør et stoff – albucide, en kaustisk svovelforbindelse. Dette stoffet forhindrer kreft, bremser aldring og forhindrer hjertesykdom.