Kükürt Periyodik Tablonun VIa grubunda yer alır kimyasal elementler DI. Mendeleev.
Sülfürün dış enerji seviyesi 3s 2 3p 4'e sahip 6 elektron içerir. Metaller ve hidrojen içeren bileşiklerde kükürt, oksijen ve diğer aktif metal olmayan bileşiklerde - pozitif +2, +4, +6 olan bileşiklerde -2 elementlerinin negatif oksidasyon durumunu sergiler. Kükürt tipik bir metal değildir; dönüşümün türüne bağlı olarak bir oksitleyici madde ve bir indirgeyici madde olabilir.

Doğada kükürt bulunması

Kükürt serbest (doğal) durumda ve bağlı formda bulunur.

En önemli doğal kükürt bileşikleri:

FeS 2 - demir pirit veya pirit,

ZnS - çinko blende veya sfalerit (wurtzite),

PbS - kurşun parlaklığı veya galena,

HgS - zinober,

Sb 2 S 3 - stibnit.

Ayrıca petrolde, doğal kömürde, kükürt bulunur. doğal gazlar doğal sularda (sülfat iyonu formunda ve tatlı suyun “sabit” sertliğini belirler). Birçok proteinin ayrılmaz bir parçası olan yüksek organizmalar için hayati bir unsur saçta yoğunlaşmıştır.

Sülfürün allotropik modifikasyonları

Allotropi- bu, aynı elementin farklı moleküler formlarda var olma yeteneğidir (moleküller aynı elementin farklı sayıda atomunu içerir, örneğin O2 ve O3, S2 ve S8, P2 ve P4, vb. ).

Kükürt, kararlı zincirler ve atom döngüleri oluşturma yeteneğiyle ayırt edilir. En kararlı olanı ortorombik ve monoklinik kükürt oluşturan S8'dir. Bu kristal kükürttür - kırılgan sarı bir madde.

Açık zincirlerde, erimiş kükürtün keskin bir şekilde soğutulmasıyla elde edilen kahverengi bir madde olan plastik kükürt bulunur (plastik kükürt birkaç saat sonra kırılgan hale gelir, sarı bir renk alır ve yavaş yavaş eşkenar dörtgen haline gelir).

1) eşkenar dörtgen - S 8

t°pl. = 113°C; r = 2,07 g/cm3

En kararlı değişiklik.

2) monoklinik - koyu sarı iğneler

t°pl. = 119°C; r = 1,96 g/cm3

96°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda stabildir; normal şartlarda eşkenar dörtgen haline dönüşür.

3) plastik - kahverengi kauçuk benzeri (amorf) kütle

Kararsız, sertleştiğinde eşkenar dörtgen haline gelir

Kükürt elde etmek

Endüstriyel yöntem, cevherin buhar kullanılarak eritilmesidir.
Hidrojen sülfürün eksik oksidasyonu (oksijen eksikliği ile):

2H 2 S + Ö 2 → 2S + 2H 2 Ö

Wackenroeder'ın tepkisi:

2H 2 S + SO 2 → 3S + 2H 2 Ö

Kükürtün kimyasal özellikleri

Oksidatif özellikler kükürt
(S 0 + 2ē→ S -2 )

1) Kükürt alkali maddelerle ısınmadan reaksiyona girer:

S + O 2 – t° → S +4 O 2

2S + 3O2 – t°; pt → 2S +6 Ç 3

4) (iyot hariç):

S+Cl2 → S +2 Cl 2

S + 3F 2 → SF 6

Karmaşık maddelerle:

5) asitlerle - oksitleyici maddeler:

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

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

Orantısızlık reaksiyonları:

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

7) kükürt konsantre bir sodyum sülfit çözeltisinde çözünür:

S 0 + Na 2 S +4 Ö 3 → Na 2 S 2 Ö 3 sodyum tiyosülfat

KÜKÜRT, S(kükürt ), metalik olmayan bir kimyasal element, kalkojen ailesinin bir üyesi (O, S, Se, Te ve Po) - IVA alt gruplar periyodik tablo elementler. C dönemi ve birçok uygulaması eski çağlardan beri bilinmektedir. A. Lavoisier kükürtün bir element olduğunu savundu. Kükürt, bitki ve hayvanların büyümesi için hayati öneme sahiptir; canlı organizmaların ve onların ayrışma ürünlerinin bir parçasıdır; örneğin yumurta, lahana, yaban turpu, sarımsak, hardal, soğan, saç, yün vb.'de çok miktarda bulunur. . Ayrıca kömür ve petrolde de bulunur.Başvuru. Yıllık kükürt tüketiminin yaklaşık yarısı endüstriyel kimyasalların üretimine gidiyor. sülfürik asit, kükürt dioksit ve karbon disülfür (karbon disülfür). Ayrıca kükürt, böcek ilacı, kibrit, gübre, patlayıcı, kağıt, polimer, boya ve boya üretiminde ve kauçuğun vulkanizasyonunda yaygın olarak kullanılmaktadır. Kükürt üretiminde lider yer ABD, BDT ülkeleri ve Kanada tarafından işgal edilmektedir.Doğada yaygınlık. Kükürt serbest halde (doğal kükürt) oluşur. Ek olarak, başta kurşun (kurşun cilası), çinko (çinkoblend), bakır (bakır cilası) ve demir (pirit) cevherleri olmak üzere sülfit cevherleri formunda büyük kükürt rezervleri vardır. Bu cevherlerden metaller çıkarıldığında, genellikle oksijenin varlığında kavrularak kükürtten arındırılırlar; bu, genellikle kullanılmadan atmosfere salınan kükürt dioksit (IV) üretir. Sülfit cevherlerine ek olarak, sülfat formunda oldukça fazla kükürt bulunur, örneğin kalsiyum sülfat (alçıtaşı), baryum sülfat (barit). Deniz suyu ve birçok maden suyu suda çözünebilen magnezyum ve sodyum sülfatlar içerir. Bazı maden sularında hidrojen sülfür (hidrojen sülfür) bulunur. Endüstride kükürt, izabe tesislerinde, kok fırınlarında, petrol rafinasyonunda, baca gazlarından veya doğal gazlardan proseslerin bir yan ürünü olarak elde edilebilir. Kükürt, aşırı ısıtılmış su ile eritilerek ve basınçlı hava ve pompalar kullanılarak yüzeye iletilerek doğal yer altı birikintilerinden çıkarılır. 1891 yılında G. Frasch tarafından patenti alınan, eşmerkezli bir boru tesisatı kullanılarak kükürt yataklarından kükürtün çıkarılmasına yönelik flaş işleminde, %99,5'e varan saflıkta kükürt elde edilir. Özellikler . Kükürt, sarı bir toz veya kırılgan kristal kütle formundadır, kokusuz ve tatsızdır ve suda çözünmez. Kükürt çeşitli allotropik modifikasyonlarla karakterize edilir. En ünlüleri şunlardır: kristal kükürt - eşkenar dörtgen (doğal kükürt,A -S) ve monoklinik (prizmatik kükürt,B -S); amorf - koloidal (kükürt sütü) ve plastik; ara amorf-kristalin - yüceltilmiş (kükürt rengi).

KÜKÜRTÜN ÖZELLİKLERİ
Sülfürik asit kimya endüstrisinin (alkaliler, asitler, tuzlar, mineral gübreler, klor üreten) en önemli ürünlerinden biridir. Aşağıdaki prensibe göre esas olarak temas veya kule yöntemiyle elde edilir:
B Ortaya çıkan asidin çoğunluğu mineral gübrelerin (süperfosfat, amonyum sülfat) üretiminde kullanılır. Sülfürik asit, tuzların ve diğer asitlerin üretiminde, organik maddelerin, yapay liflerin sentezinde, gazyağı, petrol yağları, benzen, tolüenin saflaştırılmasında, boya üretiminde, demirli metallerin aşındırılmasında, uranyum ve bazı demir dışı metallerin hidrometalurjisinde, deterjan ve ilaç üretiminde, kurşun pillerde elektrolit olarak ve kurutucu olarak. Tiyosülfürik asit H2S2O3 Bir oksijenin bir kükürt atomu ile değiştirilmesi dışında yapısal olarak sülfürik asite benzer. En önemli asit türevi sodyum tiyosülfat Na'dır. 2 S 2 Ö 3 - sodyum sülfit Na'nın kaynatılmasıyla oluşan renksiz kristaller 2 SO 3 kükürt renginde. Tiyosülfat(veya hiposülfit) sodyum fotoğrafçılıkta fiksatif olarak kullanılır.Sülfonal(CH3)2C(S02C2H5)2- beyaz kristal madde kokusuz, suda az çözünen, narkotik bir madde olup, sakinleştirici ve hipnotik olarak kullanılır.Hidrojen sülfit H2S (hidrojen sülfür) - keskin, hoş olmayan çürük yumurta kokusuna sahip renksiz bir gaz. Havadan biraz daha ağırdır (yoğunluk 1.189 g/dm 3 ), kolayca renksiz bir sıvıya sıvılaşır ve suda oldukça çözünür. Sudaki bir çözelti pH'lı zayıf bir asittir~ 4. Çözücü olarak sıvı hidrojen sülfür kullanılır. Çözelti ve gaz, birçok metalin ayrılması ve belirlenmesi için kalitatif analizde yaygın olarak kullanılmaktadır. Az miktarda hidrojen sülfürün solunması baş ağrısı ve mide bulantısına, büyük miktarlarda veya sürekli hidrojen sülfürün solunması felce neden olur gergin sistem, kalp ve akciğerler. Felç, vücudun hayati fonksiyonlarının bozulması sonucu beklenmedik bir şekilde ortaya çıkar.Kükürt monoklorür S 2 Cl 2 - keskin kokulu, yırtıcı ve nefes almayı zorlaştıran, dumanlı, amber renkli yağlı bir sıvı. Nemli havada duman çıkarır ve suyla ayrışır, ancak karbon disülfürde çözünür. Kükürt monoklorür, kükürt, iyot, metal halojenürler ve organik bileşikler için iyi bir çözücüdür. Monoklorür, kauçuğun vulkanizasyonunda, baskı mürekkebi ve böcek ilacı üretiminde kullanılır. Etilenle reaksiyon, hardal gazı (ClC) olarak bilinen uçucu bir sıvı üretir. 2 Saat 4) 2 S, tahriş edici etkiye sahip, kimyasal savaş ajanı olarak kullanılan toksik bir bileşiktir.Karbon disülfid CS 2 (karbon disülfür) - soluk sarı sıvı, zehirli ve yanıcı. CS 2 elektrik fırınındaki elementlerden sentezlenerek elde edilir. Madde suda çözünmez, yüksek kırılma indeksine sahiptir, yüksek basınç buharlar, düşük kaynama noktası (46° C). Katı yağlar, yağlar, kauçuk ve kauçuk için etkili bir çözücü olan karbon disülfür, yağların çıkarılmasında, yapay ipek, vernikler, kauçuk yapıştırıcılar ve kibritlerin üretiminde, ahır kurtlarının ve giyim güvelerinin yok edilmesinde ve toprakta yaygın olarak kullanılır. dezenfeksiyon.Ayrıca bakınız KİMYASAL ELEMENTLER. EDEBİYAT Sülfürik Asit Üreticisinin El Kitabı . M., 1971
Busev A.I., Simonova L.N.Sülfürün analitik kimyası . M., 1975

Kalkojenler, kükürtün ait olduğu bir grup elementtir. Kimyasal sembolü, Latince Kükürt isminin ilk harfi olan S'dir. Birleştirmek basit madde bu sembol kullanılarak alt simge olmadan yazılmıştır. Bu elementin yapısı, özellikleri, üretimi ve kullanımına ilişkin ana noktaları ele alalım. Kükürtün özellikleri mümkün olduğunca ayrıntılı olarak sunulacaktır.

Kalkojenlerin genel özellikleri ve farklılıkları

Kükürt oksijen alt grubuna aittir. Bu, periyodik sistemin (PS) modern uzun periyot formundaki 16. gruptur. Numaranın ve endeksin eski versiyonu VIA'dır. Grubun kimyasal elementlerinin adları, kimyasal semboller:

oksijen (O);
kükürt (S);
selenyum (Se);
tellür (Te);
polonyum (Po).

Yukarıdaki elemanların dış elektronik kabuğu aynı yapıya sahiptir. Toplamda eğitime katılabilecek 6 kişi var Kimyasal bağ diğer atomlarla. Hidrojen bileşikleri H2R bileşimine karşılık gelir, örneğin H2S hidrojen sülfürdür. Oksijenle iki tür bileşik oluşturan kimyasal elementlerin adları: kükürt, selenyum ve tellür. Bu elementlerin oksitlerinin genel formülleri RO 2, RO 3'tür.

Kalkojenler, fiziksel özelliklerde önemli ölçüde farklılık gösteren basit maddelere karşılık gelir. En yaygın olanı yerkabuğu tüm kalkojenlerin - oksijen ve kükürt. İlk element iki gaz, ikincisi katı maddeler oluşturur. Radyoaktif bir element olan polonyum yerkabuğunda nadiren bulunur. Oksijenden polonyuma kadar olan grupta metalik olmayan özellikler azalırken metalik özellikler artar. Örneğin kükürt tipik bir metal değildir, tellür ise metalik bir parlaklığa ve elektrik iletkenliğine sahiptir.

Periyodik tablonun 16 numaralı elemanı D.I. Mendeleev

Kükürtün bağıl atom kütlesi 32.064'tür. Doğal izotoplardan 32 S en yaygın olanıdır (ağırlıkça %95'ten fazla). Atom kütleleri 33, 34 ve 36 olan nüklitler daha küçük miktarlarda bulunur.PS'deki konuma ve atom yapısına göre kükürtün özellikleri:

seri numarası - 16;
atom çekirdeğinin yükü +16'dır;
atom yarıçapı - 0,104 nm;
iyonizasyon enerjisi -10,36 eV;
bağıl elektronegatiflik - 2,6;
bileşiklerde oksidasyon durumu - +6, +4, +2, -2;
değerlik - II(-), II(+), IV(+), VI (+).

Kükürt üçüncü periyottadır; Bir atomdaki elektronlar üç enerji seviyesinde bulunur: birincisinde - 2, ikincisinde - 8, üçüncüsünde - 6. Tüm dış elektronlar değerliktir. Daha elektronegatif elementlerle etkileşime girdiğinde kükürt 4 veya 6 elektron vererek +6, +4'lük tipik oksidasyon durumlarını elde eder. Hidrojen ve metallerle reaksiyonlarda atom, oktet dolana ve kararlı bir duruma ulaşılıncaya kadar eksik olan 2 elektronu çeker. bu durumda -2'ye düşürülür.

Eşkenar dörtgen ve monoklinik allotropik formların fiziksel özellikleri

Normal koşullar altında kükürt atomları birbirlerine belirli bir açıyla bağlanarak kararlı zincirler oluşturur. Halka şeklinde kapalı olabilirler, bu da siklik kükürt moleküllerinin varlığını akla getirir. Bileşimleri S 6 ve S 8 formülleriyle yansıtılmaktadır.

Kükürtün özellikleri, farklı fiziksel özelliklere sahip allotropik modifikasyonlar arasındaki farkların bir açıklamasıyla desteklenmelidir.

Eşkenar dörtgen veya α-kükürt, en kararlı kristal formdur. Bunlar S8 moleküllerinden oluşan parlak sarı kristallerdir. Eşkenar dörtgen kükürtün yoğunluğu 2,07 g/cm3'tür. Açık sarı monoklinik kristaller, 1,96 g/cm3 yoğunluğa sahip β-kükürtten oluşur. Kaynama noktası 444,5°C'ye ulaşır.

Amorf kükürt hazırlanması

Kükürt plastik haldeyken ne renktir? Sarı toz veya kristallerden tamamen farklı, koyu kahverengi bir kütledir. Bunu elde etmek için ortorombik veya monoklinik kükürdü eritmeniz gerekir. 110°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda bir sıvı oluşur; daha fazla ısıtıldığında koyulaşır ve 200°C'de kalın ve viskoz hale gelir. Erimiş kükürtü hızlı bir şekilde soğuk suya dökerseniz, bileşimi Sn formülüyle yansıtılan zikzak zincirler oluşturacak şekilde katılaşacaktır.

Kükürt çözünürlüğü

Karbon disülfit, benzen, toluen ve sıvı amonyaktaki bazı modifikasyonlar. Organik çözeltiler yavaşça soğutulursa iğne şeklinde monoklinik kükürt kristalleri oluşur. Sıvılar buharlaştığında, eşkenar dörtgen kükürtün şeffaf limon sarısı kristalleri açığa çıkar. Kırılgandırlar ve kolayca toz haline getirilebilirler. Kükürt suda çözünmez. Kristaller kabın dibine çöker ve toz yüzeyde yüzebilir (ıslanmadan).

Kimyasal özellikler

Reaksiyonlar, 16 numaralı elementin tipik metalik olmayan özelliklerini sergiler:

kükürt metalleri ve hidrojeni oksitler ve S2- iyonuna indirgenir;
hava ve oksijende yanma, asit anhidritler olan kükürt di- ve trioksit üretir;
daha elektronegatif başka bir element olan florin ile reaksiyona girdiğinde kükürt de elektronlarını kaybeder (oksitlenir).

Doğada serbest kükürt

Kükürt, yer kabuğundaki bolluk açısından kimyasal elementler arasında 15. sırada yer almaktadır. S atomlarının ortalama içeriği yer kabuğunun kütlesinin %0,05'idir.

Doğada kükürt ne renktir (doğal)? Karakteristik bir kokuya sahip açık sarı bir toz veya camsı parlaklığa sahip sarı kristallerdir. İtalya, Polonya, Orta Asya, Japonya, Meksika ve ABD'de, eski ve modern volkanizma alanlarında plaserler, kristalin kükürt katmanları şeklindeki birikintiler bulunur. Çoğu zaman, madencilik sırasında güzel druzlar ve dev tek kristaller bulunur.

Doğada hidrojen sülfür ve oksitler

Volkanizma alanlarında gaz halindeki kükürt bileşikleri yüzeye çıkar. 200 m'nin üzerindeki derinlikteki Karadeniz, hidrojen sülfit H2S'nin salınması nedeniyle cansızdır. Sülfür oksidin formülü iki değerlikli - SO2, üç değerlikli - SO3'tür. Listelenen gazlı bileşikler bazı petrol, gaz ve doğal su birikintilerinde mevcuttur. Kükürt kömürün bir bileşenidir. Birçok organik bileşiğin yapımı için gereklidir. Tavuk yumurtasının beyazları çürüdüğünde hidrojen sülfit açığa çıkar, bu nedenle bu gazın genellikle çürük yumurta kokusuna sahip olduğu söylenir. Kükürt biyojenik bir elementtir; insanların, hayvanların ve bitkilerin büyümesi ve gelişmesi için gereklidir.

Doğal sülfitlerin ve sülfatların önemi

Kükürtün karakterizasyonu, elementin sadece basit maddeler ve oksitler şeklinde bulunmadığı söylenmezse eksik kalacaktır. En yaygın doğal bileşikler hidrojen sülfür ve sülfürik asitlerin tuzlarıdır. Sfalerit, zinober ve galen minerallerinde bakır, demir, çinko, cıva ve kurşun sülfürleri bulunur. Sülfatlar, doğada mineraller ve kayaların (mirabilit, alçıtaşı, selenit, barit, kieserit, epsomit) oluşturduğu sodyum, kalsiyum, baryum ve magnezyum tuzlarını içerir. Tüm bu bileşikler ekonominin çeşitli sektörlerinde, endüstriyel işleme, gübre ve inşaat malzemeleri için hammadde olarak kullanılmaktadır. Bazı kristalin hidratlar büyük tıbbi öneme sahiptir.

Fiş

Serbest haldeki sarı madde doğada farklı derinliklerde bulunur. Gerekirse kayalardan kükürt yüzeye çıkarılarak değil, aşırı ısıtılmış suyun derinliğe pompalanmasıyla eritilir.Diğer bir yöntem ise özel fırınlarda kırılmış kayalardan süblimleştirmeyi içerir. Diğer yöntemler karbon disülfit ile çözündürmeyi veya yüzdürmeyi içerir.

Endüstrinin kükürte olan ihtiyacı büyüktür, bu nedenle bileşikleri elementel maddeyi elde etmek için kullanılır. Hidrojen sülfür ve sülfürlerde kükürt indirgenmiş formdadır. Elementin oksidasyon durumu -2'dir. Kükürt oksitlenerek bu değer 0'a çıkarılır. Örneğin Leblanc yöntemine göre sodyum sülfat kömürle birlikte sülfüre indirgenir. Daha sonra karbon dioksit ve su buharı ile işlenerek kalsiyum sülfür elde edilir. Ortaya çıkan hidrojen sülfür, bir katalizör varlığında atmosferik oksijen ile oksitlenir: 2H2S + O2 = 2H2O + 2S. Farklı yöntemlerle elde edilen kükürt tayini bazen düşük saflık değerleri verir. Rafine etme veya saflaştırma, damıtma, rektifikasyon ve asit karışımlarıyla işleme tabi tutularak gerçekleştirilir.

Kükürtün modern endüstride uygulanması

Granül kükürt çeşitli üretim ihtiyaçları için kullanılır:

Kimya endüstrisinde sülfürik asit üretimi.
Sülfit ve sülfat üretimi.
Bitki besleme, tarımsal ürünlerin hastalık ve zararlılarıyla mücadeleye yönelik müstahzarların üretimi.
Kükürt içeren cevherler madencilik ve kimya tesislerinde demir dışı metaller üretmek için işlenir. İlgili bir üretim, sülfürik asit üretimidir.
Özel özellikler kazandırmak için belirli çelik türlerinin bileşimine giriş.
Teşekkürler kauçuk alıyorlar.
Kibrit, piroteknik, patlayıcı üretimi.
Boyaların, pigmentlerin, suni elyafların hazırlanmasında kullanın.
Kumaşların ağartılması.

Kükürt ve bileşiklerinin toksisitesi

Hoş olmayan bir kokuya sahip toz parçacıkları, burun boşluğunun ve solunum yollarının, gözlerin ve cildin mukoza zarlarını tahriş eder. Ancak elementel kükürtün toksisitesinin özellikle yüksek olduğu düşünülmemektedir. Hidrojen sülfit ve dioksitin solunması ciddi zehirlenmeye neden olabilir.

Kükürt içeren cevherlerin metalurji tesislerinde kavrulması sırasında egzoz gazları yakalanmazsa atmosfere karışır. Kükürt ve nitrojen oksitler damlalar ve su buharıyla birleşerek asit yağmuru olarak adlandırılan oluşumu oluşturur.

Tarımda kükürt ve bileşikleri

Bitkiler sülfat iyonlarını toprak çözeltisiyle birlikte emer. Kükürt içeriğindeki azalma, yeşil hücrelerdeki amino asitlerin ve proteinlerin metabolizmasında yavaşlamaya yol açar. Bu nedenle tarımsal ürünlerin gübrelenmesinde sülfatlar kullanılır.

Kümes hayvanlarını, bodrumları ve sebze depolarını dezenfekte etmek için basit madde yakılır veya tesislere modern kükürt içeren preparatlar uygulanır. Kükürt oksit, şarap üretiminde ve sebze ve meyvelerin depolanmasında uzun süredir kullanılan antimikrobiyal özelliklere sahiptir. Kükürt preparatları, tarımsal ürünlerin hastalıkları ve zararlılarıyla (külleme ve örümcek akarları) mücadele etmek için pestisit olarak kullanılır.

Tıpta uygulama

Büyük antik şifacılar Avicenna ve Paracelsus, sarı tozun tıbbi özelliklerinin araştırılmasına büyük önem verdiler. Daha sonra besinlerle yeterli miktarda kükürt almayan kişinin zayıfladığı ve sağlık sorunları yaşadığı (bunlar arasında ciltte kaşıntı ve pullanma, saç ve tırnakların zayıflaması) tespit edildi. Gerçek şu ki, kükürt olmadan vücuttaki amino asitlerin, keratinin ve biyokimyasal süreçlerin sentezi bozulur.

Cilt hastalıklarının tedavisi için merhemlere tıbbi kükürt dahildir: sivilce, egzama, sedef hastalığı, alerji, sebore. Kükürtlü banyolar romatizma ve gut ağrılarını hafifletebilir. Vücut tarafından daha iyi emilmesi için suda çözünür kükürt içeren müstahzarlar oluşturulmuştur. Bu sarı bir toz değil, beyaz, ince kristalli bir maddedir. Bu bileşik harici olarak kullanıldığında cilt bakımına yönelik bir kozmetik ürüne dahil edilir.

Alçı uzun zamandır insan vücudunun yaralı kısımlarını hareketsiz kılmak için kullanılıyor. müshil ilacı olarak reçete edilir. Magnezya hipertansiyon tedavisinde kullanılan kan basıncını düşürür.

Tarihte kükürt

Antik çağlarda bile sarı metalik olmayan bir madde insanların ilgisini çekmişti. Ancak büyük kimyager Lavoisier, doğada bulunan toz ve kristallerin kükürt atomlarından oluştuğunu ancak 1789 yılında keşfetti. Yakıldığında ortaya çıkan hoş olmayan kokunun tüm kötü ruhları uzaklaştırdığına inanılıyordu. Yanma sırasında elde edilen kükürt oksidin formülü SO2'dir (dioksit). Zehirli bir gazdır ve solunması sağlığa zararlıdır. Bilim adamları, kıyılardaki ve ovalardaki tüm köylerde insanların kitlesel yok oluşunun birkaç vakasını, yerden veya sudan hidrojen sülfit veya kükürt dioksit salınımıyla açıklıyor.

Kara barutun icadı, sarı kristallere olan askeri ilgiyi artırdı. Zanaatkarların üretim sürecinde sülfürü diğer maddelerle birleştirme yeteneği sayesinde birçok savaş kazanıldı.En önemli bileşik olan sülfürik asidin de kullanıldığı çok uzun zaman önce öğrenildi. Orta Çağ'da bu maddeye vitriol yağı, tuzlara ise vitriol adı verildi. Bakır sülfat CuSO 4 ve demir sülfat FeSO 4, sanayi ve tarımdaki önemini hâlâ kaybetmemiştir.

Grosse E., Weissmantel H.

Meraklısı için kimya. Kimyanın temelleri ve eğlenceli deneyler.

Kükürt buharı, hoş olmayan bir kokuya sahip yanıcı bir sıvı olan karbon disülfür CS2'yi (karbon disülfür) oluşturmak üzere sıcak kömürle reaksiyona girer. Yapay ipek ve elyaf üretiminde vazgeçilmezdir. Suda çözünmediği bilinen ve benzen, alkol veya eterde az miktarda çözünen kükürt, karbon disülfürde mükemmel şekilde çözünür.
Az miktarda kükürt içeren karbon disülfit çözeltisini bir saat camı üzerinde yavaşça buharlaştırırsanız, ortorombik veya a-kükürt olarak adlandırılan büyük kristaller elde edersiniz. Ancak Karbon disülfürün yanıcılığını ve toksisitesini unutmayalım O halde tüm ocakları kapatalım ve saat camını hava akımının altına veya pencerenin önüne koyalım.
Başka bir form, yaklaşık 1 cm uzunluğundaki iğnelerin toluenden sabırla kristalleştirilmesiyle elde edilen monoklinik veya β-sülfürdür ( Toluen de yanıcıdır!). Bilindiği gibi kükürt doğada sıklıkla metal sülfür formundaki metallerle bileşikler halinde bulunur. Laboratuvarlarda yaygın olarak kullanılan demir sülfit FeS, mavimsi siyah bir kütledir. 20 g saf demir tozunu 11 g kükürt tozu (kükürt renginde) ile karıştırıp yanmaz bir alt tabaka üzerinde ısıtırsak bunu elde ederiz. Karışımı eşit şekilde ısınması için karıştıracağız. Soğuduktan sonra katı bir kalıntı elde ederiz.
Demir sülfit, metalleri çökeltmek için kimyasal analizde kullanılan hidrojen sülfit üretmek için kullanılır. Elde edilen demir sülfitten biraz (bezelye büyüklüğünde) bir test tüpüne koyun ve seyreltik hidroklorik asit ekleyin. Maddeler şiddetli gaz salınımıyla etkileşime girer:

FeS + 2HCl = H2S + FeCl2

Test tüpünden hoş olmayan bir çürük yumurta kokusu yayılıyor - bu kayboluyor hidrojen sülfit. Sudan geçirirseniz kısmen çözülür. Çözeltisine genellikle hidrojen sülfür suyu adı verilen zayıf bir asit oluşur.
Gaz neredeyse hidrosiyanik asit HCN kadar zehirli olduğundan, hidrojen sülfürle çalışırken çok dikkatli olunmalıdır. Havadaki hidrojen sülfit konsantrasyonunun 1,2-2,8 mg/l olması halinde solunum yollarının felcine ve ölüme neden olur. Bu nedenle hidrojen sülfürle yapılan deneyler yalnızca açık havada veya hava akımı altında yapılmalıdır. Neyse ki, insanın koku alma organları havada zaten 0,0000001 mg/l konsantrasyonunda bulunan hidrojen sülfürü algılar. Ancak hidrojen sülfürün uzun süre solunması durumunda koku alma sinirinde felç meydana gelir ve burada artık koku duyumuza güvenemeyiz.
Kimyasal olarak hidrojen sülfür, ıslak kurşun reaktif kağıdı kullanılarak tespit edilir. Bunu elde etmek için filtre kağıdını seyreltik bir kurşun asetat veya kurşun nitrat çözeltisiyle nemlendirip kurutup 1 cm genişliğinde şeritler halinde kesiyoruz. ( Dikkatlice! Kurşun tuzları zehirlidir!)
Hidrojen sülfür kurşun iyonlarıyla reaksiyona girerek siyah kurşun sülfit oluşumuna neden olur:

Pb 2+ + S 2-- = PbS↓

Doğal hidrojen sülfürle yapılan deneyler için hazırlanmış kurşun reaktif kağıdının diğer şeritlerini kullanıyoruz - hadi kontrol edelim hidrojen sülfürün varlığı bozulmuş gıda ürünlerinde (et, yumurta) veya fosseptik üzerindeki ve ahırdaki havayı inceliyoruz.
Kuru yöntemin kullanıldığı deneyler için hidrojen sülfit elde edilmesini öneriyoruz, çünkü bu durumda gaz akışı kolaylıkla ayarlanabilmekte ve doğru zamanda kapatılabilmektedir. Bunun için yaklaşık 25 gr parafini (mum artığı) porselen bir kapta eritin ve 15 gr kükürt renkli eriyiği eriyikle karıştırın. Daha sonra ocağı çıkarın ve karışımı sertleşene kadar karıştırın. Karıştırmayı erken bırakırsak kükürt parçacıkları sertleşen parafinde eşit olmayan bir şekilde dağılacaktır. Katı kütleyi öğütün ve daha sonraki deneyler için saklayın.
Hidrojen sülfit elde etmek gerektiğinde, gaz çıkış tüpü olan bir test tüpünde birkaç parça parafin ve kükürt karışımını 170 °C'nin üzerindeki bir sıcaklığa ısıtıyoruz. Sıcaklık arttıkça gaz çıkışı artar ve brülör çıkarılırsa durur. Reaksiyon sırasında parafin hidrojeni kükürt ile etkileşime girerek hidrojen sülfit oluşumuna neden olur ve test tüpünde karbon kalır, örneğin: Çöken metal sülfürlerin rengini incelemek için hidrojen sülfürü çeşitli metal tuzlarının çözeltilerinden geçirelim. Çözeltide alkalin bir ortam yaratıldığında (örneğin amonyum hidroksit eklenerek) manganez, çinko, kobalt, nikel ve demir sülfürleri çökelecektir. Hidroklorik asit çözeltisinde kurşun, bakır, bizmut, kadmiyum, antimon ve kalay sülfürleri çöker. Gözlemlerimizi daha sonraki deneyler için yararlı olacak bir tabloya girelim. Patlayıcı gaz için ön deneme yaptıktan sonra ucu çekilen cam tüpten çıkan hidrojen sülfürü ateşleyelim. Hidrojen sülfür, mavi haleli soluk bir alevle yanar:

2H 2 S + 3O 2 = 2H 2 O + 2SO 2

Yanma sonucunda kükürt(IV) oksit üretilir - “kükürt dioksit”. Keskin kokusu ve ıslak mavi turnusol kağıdının kırmızılığıyla kolayca tanınır.
Oksijene yetersiz erişim varsa, hidrojen sülfür yalnızca kükürde oksitlenir. Aktif karbon bu süreci katalitik olarak hızlandırır. Bu yöntem genellikle kükürt içeriği 25 g/m3'ü geçmemesi gereken endüstriyel gazların ince saflaştırılması için kullanılır:

2H 2 S + Ö 2 = 2H 2 Ö + 2S

Bu süreci tekrarlamak zor değil. Kurulum şeması şekilde gösterilmiştir. Önemli olan hava ve hidrojen sülfürü aktif karbondan 1:3 oranında geçirmektir. Kömür sarı kükürt salacak.
Aktif karbon, karbon disülfürde yıkanarak kükürtten temizlenebilir. Teknolojide, bu boşluk için çoğunlukla bir amonyum sülfür (NH4)2S çözeltisi kullanılır.

TEK ÜRÜN İÇİN İKİ YÖNTEM

Kükürt soluk mavi bir alevle yanıyor. Bu, keskin bir kokuya sahip renksiz bir gaz üretir - kükürt oksit (IV) SO2. Zehirlidir ve solunum yollarını tahriş eder, bu nedenle solumamaya çalışmalıyız. Kükürt dioksit (IV) - kükürt dioksit - suda son derece çözünür, bu da sülfürik asit (kükürt dioksit hidrat) oluşumuna neden olur:

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

Mikropları öldürür ve beyazlatıcı etkisi vardır. Bira fabrikalarında ve şarap imalathanelerinde fıçılar kükürt ile fümigasyona tabi tutulur. Kükürt dioksit ayrıca hasır sepetleri, ıslak yünü, samanı, pamuğu ve ipeği ağartmak için de kullanılır. Örneğin yaban mersini lekeleri, nemlendirilmiş, kirlenmiş alanı uzun süre yanan kükürt "buharında" tutarsanız giderilir.
Sülfürik asidin ağartma etkisini kontrol edelim. Bunu yapmak için, kükürt parçalarının bir süre yandığı silindirin içine çeşitli renkli nesneler (çiçekler, ıslak kumaş parçaları, nemli turnusol kağıdı vb.) koyun, silindiri bir cam plaka ile iyice kapatın ve bir süre bekleyin. .
Elementlerin atomik yapısını inceleyen herkes, kükürt atomunun dış yörüngesinde altı değerlik elektronunun bulunduğunu bilir. Bu nedenle kükürt bileşiklerde maksimum altı değerlikli olabilir. Bu oksidasyon durumu, SO3 formülüne sahip kükürt(VI) okside karşılık gelir. Bir sülfürik anhidrittir:

H 2 O + SO 3 = H 2 SO 4

Kükürt normal koşullar altında yakıldığında her zaman kükürt(IV) oksit üretilir. Ve eğer belirli bir miktarda kükürt(VI) oksit oluşursa, çoğu zaman ısının etkisi altında hemen kükürt(IV) oksit ve oksijene ayrışır:

2SO3 = SO2 + O2

Sülfürik asit üretiminde asıl sorun SO2'nin SO3'e dönüşümüdür. Bu amaçla şu anda iki yöntem kullanılmaktadır: bölme(veya geliştirilmiş - kule) Ve temas etmek. Büyük bir kabı (500 ml yuvarlak dipli şişe) kükürt oksit (IV) SO2 ile doldurun, yanan kükürt parçalarını bir süre içine yerleştirin veya oluştuğu aparattan gaz sağlayın. Sülfür(IV) oksit, konsantre sülfürik asidin konsantre bir sodyum sülfit Na2S03 çözeltisine damlatılmasıyla da nispeten kolay bir şekilde hazırlanabilir. Bu durumda, daha güçlü olan sülfürik asit, zayıf asidi tuzlarından uzaklaştıracaktır.
Şişe gazla dolduğunda üç delikli bir tıpa ile kapatın. Bunlardan birinde, şekilde gösterildiği gibi, test tüpünün yan çıkışına bağlanan, dik açıyla bükülmüş bir cam tüp yerleştiriyoruz; burada bakır parçaları ve Nitrik asit Nitrik oksit(IV) oluşur:

4HNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2

Asit konsantrasyonu yaklaşık %60 (ağırlıkça) olmalıdır. Dikkat! NO 2 güçlü bir zehirdir! Başka bir deliğe, test tüpüne bağlı, daha sonra içinden su buharının akacağı bir cam tüp yerleştireceğiz.
Üçüncü deliğe Bunsen valfli kısa bir tüp parçası yerleştiriyoruz - yarıklı kısa bir lastik hortum parçası. Öncelikle şişeye güçlü bir nitrik oksit akışı oluşturalım.
Ancak henüz bir tepki yok. Şişe, kahverengi NO2 ve renksiz SO2 karışımını içerir.
Su buharını geçtiğimiz anda renk değişimi reaksiyonun başladığını gösterecektir. Su buharının etkisi altında, nitrojen oksit(IV), sülfür oksidi(IV) sülfür okside(VI) oksitler ve bu, hemen su buharıyla etkileşime girerek sülfürik asite dönüşür:

2NO2 + 2SO2 = 2NO + 2SO3

2NO + Ö2 = 2NO2

Şişenin dibinde renksiz yoğuşma toplanacak ve fazla gaz ve buhar Bunsen valfından kaçacaktır. Şişedeki renksiz sıvıyı bir test tüpüne dökelim, turnusol kağıdıyla asidik reaksiyonu kontrol edelim ve bir baryum klorür çözeltisi ekleyerek elde edilen sülfürik asidin sülfat iyonları SO4 2'yi tespit edelim. Kalın beyaz bir baryum sülfat çökeltisi bize deneyin başarılı olduğunu gösterecektir.
Bu prensiple, ancak çok daha büyük ölçekte, teknolojide sülfürik asit üretilmektedir. Daha önce reaksiyon odaları, sülfürik asit buharına dayanıklı olduğundan kurşunla kaplanıyordu. Modern kule kurulumlarında seramik bazlı reaktörler kullanılmaktadır. Ancak artık temas yöntemi kullanılarak daha büyük miktarlarda sülfürik asit üretiliyor. Sülfürik asit üretiminde çeşitli hammaddeler kullanılmaktadır. Saf kükürt Doğu Almanya'da ancak yakın zamanda kullanılmaya başlandı. Çoğu durumda işletmeler sülfür cevherlerini kavurarak kükürt(IV) oksit üretirler. Döner borulu fırında veya çok katlı fırında pirit, aşağıdaki denkleme göre atmosferik oksijenle reaksiyona girer:

4FeS2 + 11O2 = 2Fe203 + 8SO2

Elde edilen demir(III) oksit, fırından tufal halinde çıkarılır ve demir üretim tesislerinde daha ileri işlenir.
Birkaç parça piriti bir havanda ezin ve bunları delikli bir tıpa ile kapattığımız refrakter bir cam tüpe yerleştirin. Daha sonra tüpü güçlü bir şekilde ısıtmak için bir brülör kullanın ve aynı anda lastik bir ampul kullanarak havayı içinden geçirin. Kavurma gazından gelen uçucu tozun çökelmesi için onu boş bir cam kaba ve oradan da 400-500 °C'ye ısıtılmış bir katalizör içeren ikinci bir refrakter tüpe alacağız.
Teknolojide, katalizör olarak çoğunlukla vanadyum(V) oksit V2O5 veya sodyum vanadat NaV03 kullanılır ve bu amaçla kırmızı demir(III) oksit Fe2O3 kullanacağız. 5 cm uzunluğunda bir tüp halinde dağıttığımız cam yünü üzerine ince öğütülmüş demir oksit uygulayın ve tüpü katalizörle kırmızı ısıya ulaşıncaya kadar ısıtın. Katalizörde kükürt(IV) oksit atmosferik oksijenle reaksiyona girer; sonuç olarak kükürt oksit (VI) oluşur

2SO2 + O2 = 2SO3

Bunu nemli havada sis oluşturma yeteneğinden tanıyoruz. SO3'ü boş bir şişede toplayın ve kuvvetlice çalkalayarak az miktarda su ile karıştırın. Sülfürik asit elde edeceğiz - önceki yöntemde olduğu gibi varlığını kanıtlayacağız.
Ayrıca cam yünü ile ayrılmış pirit ve katalizörü cam tüplerden birine de yerleştirebilirsiniz. Ayrıca yan çıkışlı bir test tüpünde de çalışabilirsiniz. Test tüpünün dibine pirit, üzerine bir kat cam yünü ve ardından katalizörlü cam yünü koyalım. Katalizöre yakın oturması gereken bir tüp aracılığıyla havayı yukarıdan veriyoruz. Yan dalda, belirli bir açıyla bükülmüş ve test tüpüne giden bir tüp takacağız.
Pirit yoksa, yan çıkışlı bir test tüpünde sodyum sülfit veya hidrosülfit ve sülfürik asitten kükürt(IV) oksit elde edeceğiz ve daha sonra elde edilen gazı bir hava veya oksijen akışıyla birlikte katalizörün üzerinden geçireceğiz. Krom(III) oksit aynı zamanda katalizör olarak da kullanılabilir; bunun demir bir potada kalsine edilmesi ve bir havanda ince bir şekilde ezilmesi gerekir. Aynı amaçla, bir kil parçasını demir(II) sülfat çözeltisine batırabilir ve ardından güçlü bir şekilde kalsine edebilirsiniz. Bu durumda kil üzerinde ince bir demir(III) oksit tozu oluşur. Az sayıda metal sülfür varsa (örneğin, Alman Demokratik Cumhuriyeti'nde olduğu gibi), sülfürik asit üretimi için başlangıç ürünleri anhidrit CaS04 ve alçı CaS04 * 2H20 olabilir. Sülfür oksit üretme yöntemi ( Bu ürünlerden IV) 60 yıl önce Müller ve Kuehne tarafından geliştirildi.
Sülfürik asit en yaygın kimyasal ürün olduğundan, anhidritten sülfürik asit üretme yöntemleri gelecekte de önemini sürdürecektir. Doğu Almanya'da üretilen alçıtaşından sülfürik asit üretme tesisleri dünya pazarında biliniyor ve değerleniyor.
Sülfatlar yüksek (2000 °C'ye kadar) sıcaklıklar kullanılarak ayrıştırılabilir. Müller, ince öğütülmüş kok ilavesiyle kalsiyum sülfatın ayrışma sıcaklığının 1200 °C'ye düşürülebileceğini buldu. İlk olarak, 900 °C'de kok, kalsiyum sülfatı sülfüre indirger; bu da 1200 °C'lik bir sıcaklıkta ayrışmamış sülfatla reaksiyona girer; bu, kükürt (IV) oksit ve sönmemiş kireç üretir:

CaS04 + 3C = CaS + 2CO2

CaS+ 3CaSO4 = 4CaO + 4SO2

Kalsiyum sülfatın laboratuvar koşullarında ayrıştırılması ancak uygun olması halinde mümkün olacaktır. Yüksek sıcaklık. Pirit yakmak için kullanılana benzer ekipmanlarla çalışacağız, sadece yanma için porselen veya demir tüp alacağız. Boruyu ısı yalıtımı için asbest kumaşa sarılı tapalarla kapatıyoruz. İlk tıkaçtaki deliğe ve ikincisine - yarısı su veya fuksin çözeltisi ile doldurulmuş bir yıkama şişesine bağladığımız basit bir cam tüp - bir kılcal boru yerleştirin.
Reaksiyon karışımını aşağıdaki gibi hazırlayalım. 10 gr alçı, 5 gr kaolin ("Bolus alba" adı altında eczanede satılır) ve 1,5 gr aktif toz karbonu ezin ve harçla karıştırın. Karışımı porselen bir kapta 200°C'de bir süre ısıtarak kurutun.
Karışımı soğuduktan sonra (tercihen bir kurutucuda) yanma tüpünün ortasına ekleyin. Aynı zamanda tüpün tüm kesitini doldurmamasına dikkat edin. Daha sonra iki brülör kullanarak (biri aşağıdan, ikincisi eğik olarak yukarıdan) boruyu güçlü bir şekilde ısıtıyoruz ve boru ısıtıldığında tüm sistem boyunca çok güçlü olmayan bir hava akışı sağlıyoruz. 10 dakika içerisinde “sülfürlü asit” oluşumu nedeniyle yıkama şişesindeki fuksin çözeltisinin rengi değişir. Su jeti pompasını kapatın ve ısıtmayı durdurun.
Ayrıca porselen bir tüpü 750-1000 W'lık bir ısıtma bobini ile mümkün olduğu kadar sıkı sararsak yüksek sıcaklık elde edebiliriz (bkz. şekil). Spiralin uçlarını yine tüpün etrafına defalarca sardığımız kalın bakır tel ile birleştirip ardından porselen boncuklarla yalıtıp fişe bağlıyoruz. ( 220 V gerilimle çalışırken dikkatli olun!) Doğal olarak bir cam fener veya kaynak üfleci de bir ısıtma kaynağı olarak faydalı olabilir.
Teknik anhidrit, kok, kil, kum ve pirit külü Fe2O3 karışımıyla çalışıyor. Bir sonsuz konveyör, karışımı, toz haline getirilmiş kömürün yakıldığı 70 metrelik döner borulu fırına besliyor. Fırının sonunda yanma bölgesindeki sıcaklık yaklaşık 1400 °C'dir. Bu sıcaklıkta reaksiyon sırasında oluşan sönmemiş kireç kil, kum ve pirit cürufuyla birleşerek çimento klinkeri elde edilir. Soğutulan klinker öğütülür ve yüzde birkaç alçı taşıyla karıştırılır. Ortaya çıkan yüksek kaliteli Portland çimentosu satışa sunuluyor. Prosesin dikkatli bir şekilde uygulanması ve kontrol edilmesiyle, 100 ton anhidritten (artı kil, kum, kok ve pirit cürufundan) yaklaşık 72 ton sülfürik asit ve 62 ton çimento klinkeri elde edilebilir.
Sülfürik asit, Doğu Almanya'nın tuz madenlerinden önemli miktarlarda sağlanan kieseritten (magnezyum sülfat MgS04 *H20) da elde edilebilir.
Deney için alçıtaşının ayrıştırılmasıyla aynı kurulumu kullanacağız ancak bu sefer refrakter camdan yapılmış bir tüp alacağız. Reaksiyon karışımını, 5 gr magnezyum sülfatı porselen bir kapta ve 0,5 gr aktif karbonu kapaklı bir demir potada kalsine ederek ve ardından karıştırıp bir havanda tozlu hale gelinceye kadar öğüterek elde ediyoruz. Karışımı porselen bir tekneye aktarın ve reaksiyon tüpüne yerleştirin.
Porselen teknede deney sonunda elde edilecek beyaz kütle magnezyum oksitten oluşmaktadır. Teknolojide ksilolit üretiminin temeli olan Sorel çimentosuna işlenir. İnşaat sektörü için önemli olan çimento klinkeri ve ksilolit gibi türev ürünlerin üretimi, yerli hammaddelerden sülfürik asit üretimini özellikle ekonomik hale getirmektedir. Ara ürünlerin ve yan ürünlerin değerli hammaddelere veya nihai ürünlere dönüştürülmesi kimya endüstrisinin önemli bir ilkesidir. Eşit miktarda magnezyum oksit ve talaşı bir magnezyum klorür çözeltisiyle karıştırın ve elde edilen bulamacın alt tabakaya yaklaşık 1 cm kalınlığında bir tabakasını uygulayın. 24-48 saat sonra kütle taş gibi sertleşecektir. Yanmaz, delinebilir, kesilebilir ve çivilenebilir. Evlerin yapımında döşeme malzemesi olarak ksilolit kullanılmaktadır. Sorel çimentosu (magnezyum çimentosu) ile boşlukları doldurmadan sertleştirilen, preslenip levhalara yapıştırılan ahşap lifi, hafif, ısı ve ses geçirmez bir yapı malzemesi olarak kullanılır.

DEĞERLİ SİLİSATLAR

Artık kimyasal üretimin ana hammaddeleri olarak doğal klorürleri ve sülfatları incelediğimize göre, silikatlardan da biraz bahsetmek gerekiyor.
Silikon, gezegenimizin litosferinde (neredeyse %28) en çok bulunan ikinci elementtir (oksijenden sonra). Esas olarak çeşitli metallerin silisik asit tuzları formunda ve ayrıca saf oksit (kuvars Si02) formunda bulunur. Silikat anyonları sülfatlara benzer basit bir formüle sahip olabilir; ancak en sık karmaşık yapılar bulunur, örneğin (SiO3) N, (Si 2 Ey 5) N veya (SiO2) N. Evet y albit feldispat formül NaAl'dir ve katmanlı silikat kaolin, Al4 (OH) 8 bileşimine karşılık gelir.
Ne yazık ki, silikatların üretimi veya dönüşümü çoğunlukla 1400 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda meydana geldiğinden, silikatlarla kimyasal deneylerin gerçekleştirilmesi kolay değildir.
Silikatlar genellikle kristal değil, camsı veya sinterlenmiş seramik kütlesidir. Bu durumda molekül grupları halkalar veya ağ yapıları adı verilen yapılar oluşturabilir. Bu maddeler çözündüğünde yok olmaz. Pratikte yalnızca hidroflorik asit ile yok edilebilirler, bu da silikatların analitik kimyasında büyük zorluklar yaratır. Öte yandan inşaat hammaddesi olarak silikat malzemeleri büyük önem taşımakta olup, her geçen gün artan inşaat malzemesi talebine paralel olarak çimento, cam ve seramik üretimi de hızla artmaktadır. İÇİNDE Son zamanlarda Köpük beton ve köpük cam gibi yeni malzeme türleri oluşturuldu. Ticari olarak temin edilebilen sıvı cam, şuruplu bir sodyum silikat çözeltisidir. (Na2Si203) N veya potasyum (K 2 Si 2 O 3) N. Alümina, alçı veya talaş gibi çeşitli katkı maddeleri ile karıştırılarak macun yapımında kullanılabilir. Yangına dayanıklı boya ve yangına dayanıklı kaplamaların üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Yarı seyreltilmiş sıvı cam içeren bir test tüpüne damla damla hidroklorik asit ekleyeceğiz. Kalın beyaz bir silisik asit çökeltisinin (H2SiO3) ortaya çıktığını fark edeceğiz. N veya anhidriti. Tortu arttıkça silisik asit parçacıkları kalan suyun tamamının bağlı olduğu bir yapı oluşturur. Son olarak, bir miktar seyreltme ile esnek, katı bir silisik asit jeli elde edilir.
Aşağıdaki deneylerde farklı su içeriklerine sahip silika jelin özelliklerini ele alacağız. Değişen derecelerde seyreltme ile sıvı camla doldurulmuş küçük plastik kaplara (örneğin, ilaç kavanozlarının kapaklarına), damla damla hidroklorik asit ekleyin ve elde edilen kütleyi karıştırın. Okuyucuyu, başlangıç maddesinin seyreltme derecesini 1: 100 ile seyreltilmemiş sıvı cam arasında seçmeye davet ediyoruz. Bir süre sonra az çok viskoz bileşikler oluşur ve bunlar daha sonra elastik jelatinimsi veya sert silisik asit jeli kütlelerine dönüşür. Burada mevcut suyu tamamen bünyesine katan silisik asidin ince koloidal dağılmış dağılımından bahsediyoruz.
SiO2 molekülü başına 300 H2O molekülünün bulunduğu taze silisik asit jeli oldukça hareketlidir. SiO2 molekülü başına 30-40 H2O molekülü varsa jel katıdır ve bıçakla kesilebilir. Düşük ısı ile kuruttuktan sonra, SiO2 molekülü başına altı H2O molekülü kalacaktır ve jel, ince bir duruma öğütülebilir.
Bu numuneyi havanda veya eski bir kahve değirmeninde öğütelim. Daha sonra tozu porselen bir kapta veya krozede kurutup Bunsen ocağında ısıtın. Bu durumda bir silikon kserojel oluşur (Yunanca'dan xero- kuru). Çok geniş bir spesifik yüzey alanına (800 m2/g'ye kadar) sahip olan bu az çok gözenekli madde, güçlü bir adsorbe etme kabiliyetine sahiptir. Bu özelliğinden dolayı atmosferden su buharını absorbe etmek için kuru jel kullanılır. Değerli makine ve cihazların ambalajları gibi kapalı hacimlerin kurutulması için kullanılır.
Laboratuvarlarda silika jel kartuşları analitik terazilerin kasasına yerleştirilir; gaz kurutma kulelerinin doldurulmasında kullanılır. Çoğu zaman, susuz kobalt(II) klorür ilavesiyle mavi jel adı verilen madde kullanılır ("Kristalizasyon suyunun tespit edilmesi" bölümüne bakın). Suyu emme yeteneği kaybolduğunda mavi jel pembeye döner. Kserojeli az miktarda ince öğütülmüş ve iyi kurutulmuş kobalt(II) klorürle karıştırırsak mavi jeli kendimiz elde edebiliriz.
Örneğin mutfakta veya dışarıda nemli havada saat camının üzerine biraz kurutulmuş jel koyarak suyu emme yeteneğini kontrol edeceğiz. Bu numuneyi önce kısa (10 dakika) sonra uzun aralıklarla tartmaya başlayacağız. Bir grafik kağıdına zamana göre kütle artışının grafiksel bağımlılığını çizerseniz, ortaya çıkan eğri, doyma değerine karşılık gelen ve maksimum su emme derecesini gösteren bir alanla bitecektir. Doğru, bu durumda bağıl hava nemi belirli bir rol oynar. Beton artık şüphesiz en önemli yapı malzemesidir. Karayolu kaplamaları, döşemeler, sütunlar, kirişler ve modern konut binaları ile endüstriyel binaların yapıları çoğunlukla betondan yapılmıştır. Beton karışımları yoğunluk, mukavemet ve ısı yalıtım özellikleri bakımından farklılık gösterir. Ortak noktaları, hepsinin çimentodan yapılmış olması ve suyla karıştırıldıktan bir süre sonra sertleşerek nemi emmesidir. Beton ile klasik kireç harcı arasındaki en önemli fark, karbonik asidin etkisi altında suyun açığa çıkmasıyla sertleşmesidir.
Yüksek kaliteli Portland çimentosu, kireçtaşı, kil veya marn ve yüksek fırın cürufu gibi demirli atık karışımının yakılmasıyla üretilir. Bu işlem, yaklaşık 1450 °C'lik bir sıcaklıkta, devasa (100 m'den uzun) bir döner borulu fırında gerçekleşir. Portland çimentosunun önemli bileşenleri di- ve trikalsiyum silikat, trikalsiyum alüminat ve tetrakalsiyum alüminoferrittir. Sertleştiğinde suyla reaksiyon, önceki bölümde açıklanan silikat jeline benzer şekilde dolguyu saran ve kaya gibi sert bir maddenin oluşumuna katkıda bulunan silikat hidratlar üretir. Hazırlanma yöntemine, özellikle de su ilavesine bağlı olarak farklı mukavemet özelliklerine sahip olan, önceki bölümde açıklanan jellerle bir dizi deney yaptıktan sonra, betonun sertleşmesi üzerine birkaç basit deney gerçekleştirebiliriz.
Öncelikle çimento çubukları elde etmek için basit bir kalıp yapacağız. Bunu yapmak için düz bir puro kutusunu çıtalar kullanarak bölüyoruz, böylece kesitte 1 - 2 cm aynı şekiller elde ediyoruz ve uzunlukları kutunun uzunluğuna eşit olacak.
Aşağıdaki karışımları ayrı bölgelere yerleştireceğiz: 1 ölçü Portland çimentosu ve 1, 3, 5 veya 8 ölçü temiz kum; 1 kısım Portland çimentosu, 2 kısım kum ve 2 kısım tuğla kırıntısı (tuğlayı öğütün); 1 kısım Portland çimentosu, 3 kısım kum ve 2 adet çelik tel (eski örgü iğneleri), formun her iki tarafına mümkün olduğunca paralel yerleştirilip betona batırılmaya çalışılmalıdır.
Kalıpları doldurmadan önce, nemli ama ufalanan bir kütle (ıslak toprak gibi) oluşturmak için karışıma biraz su ekleyin. Kalıpları bu karışımlarla doldurun ve tahta bir çubukla iyice sıkıştırın. Önümüzdeki iki gün boyunca çimentoyu bir sprey şişesinden veya küçük delikli bir sulama kabından aldığımız suyla ıslatacağız. İki gün sonra, kalıbı çaldıktan sonra donmuş numuneleri ondan çıkaracağız, uçlarını iki sandalyenin kenarlarına yerleştireceğiz ve daha fazla doğruluk için üçgen dosyaları veya kenarları eşit mesafelerde çubukların altına diğer metal nesneleri yerleştireceğiz. . Yükü bloğun ortasından güçlü bir tel üzerine asacağız ve bir kopma görünene kadar onu artıracağız. Başka bir deneyde numunelerin basınç dayanımını çekiç veya ince bir keski ile vurarak kontrol edeceğiz.
Son olarak numune alırken kürleme sırasında su ilavesini ve nem derecesini değiştirebiliriz. Test edildiğinde, yüksek nem içeren bir başlangıç karışımından elde edilen veya kürleme sırasında nemlendirilmeyen betonun mukavemet açısından önemli ölçüde düşük olduğu görülecektir. Isı ve ses yalıtımlı gaz veya köpük beton, viskoz bir beton kütlesine alüminyum veya kalsiyum karbür tozunun eklenmesiyle üretilir. Deterjan gibi bir yüzey aktif madde aynı anda eklenirse, ortaya çıkan gaz kabarcıkları özellikle ince bir köpük oluşturacaktır.
Köpük betonun yanı sıra köpük camın ve hafif metallerden ve plastikten yapılmış yapı parçalarının kullanımı, pilot şantiyelerde halihazırda başarıyla uygulanan yeni olanakların önünü açıyor.

Kükürt dioksit ozona benzer bir moleküler yapıya sahiptir. Molekülün merkezindeki kükürt atomu iki oksijen atomuna bağlıdır. Kükürt oksidasyonunun bu gaz halindeki ürünü renksizdir, keskin bir koku yayar ve koşullar değiştiğinde kolayca yoğunlaşarak berrak bir sıvıya dönüşür. Bu madde suda oldukça çözünür ve antiseptik özelliklere sahiptir. SO2, kimya endüstrisinde, yani sülfürik asit üretim döngüsünde büyük miktarlarda üretilir. Gaz, tarım ve gıda ürünlerinin işlenmesinde, tekstil endüstrisinde kumaşların ağartılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Maddelerin sistematik ve önemsiz isimleri

Aynı bileşikle ilgili terimlerin çeşitliliğini anlamak gerekir. Bağlantının resmi adı, kimyasal bileşim SO2 formülüyle yansıtılan kükürt dioksittir. IUPAC bu terimin ve onun İngilizce karşılığı olan Sülfür dioksitin kullanılmasını önerir. Okullar ve üniversiteler için ders kitapları daha çok başka bir isimden bahseder - kükürt (IV) oksit. Parantez içindeki Roma rakamı S atomunun değerliliğini gösterir.Bu oksitteki oksijen iki değerlidir ve kükürtün oksidasyon sayısı +4'tür. Teknik literatürde kükürt dioksit, sülfürik asit anhidrit (dehidrasyonunun bir ürünü) gibi eski terimler kullanılmaktadır.

SO2'nin moleküler yapısının bileşimi ve özellikleri

SO2 molekülü bir kükürt atomu ve iki oksijen atomundan oluşur. Kovalent bağlar arasında 120° açı vardır. Sülfür atomunda sp2 hibridizasyonu meydana gelir; bir s ve iki p elektronundan oluşan bulutlar şekil ve enerji açısından hizalanır. Eğitime katılanlar onlardır. kovalent bağ kükürt ve oksijen arasındadır. O-S çiftinde atomlar arasındaki mesafe 0,143 nm'dir. Oksijen, kükürtten daha elektronegatif bir elementtir; bu, bağ yapan elektron çiftlerinin merkezden dış köşelere doğru kayması anlamına gelir. Molekülün tamamı da polarizedir; negatif kutup O atomlarıdır, pozitif kutup ise S atomudur.

Sülfür dioksitin bazı fiziksel parametreleri

Normal seviyelerde dört değerlikli kükürt oksit çevre gaz halinde tutar toplama durumu. Kükürt dioksit formülü, göreceli molekülerini belirlemenizi sağlar ve molar kütle: Mr(SO 2) = 64,066, M = 64,066 g/mol (64 g/mol'e yuvarlanabilir). Bu gaz havadan neredeyse 2,3 kat daha ağırdır (M(hava) = 29 g/mol). Dioksit, diğerleriyle karıştırılması zor olan keskin, spesifik bir yanan kükürt kokusuna sahiptir. Hoş değildir, gözlerin mukoza zarını tahriş eder ve öksürüğe neden olur. Ancak kükürt (IV) oksit, hidrojen sülfür kadar zehirli değildir.

Oda sıcaklığında basınç altında kükürt dioksit gazı sıvılaşır. Düşük sıcaklıklarda madde katı haldedir ve -72...-75,5 °C'de erir. Sıcaklığın daha da artmasıyla sıvı ortaya çıkar ve -10,1 °C'de tekrar gaz oluşur. SO2 molekülleri termal olarak stabildir; atomik kükürt ve moleküler oksijene ayrışma çok yüksek sıcaklıklarda (yaklaşık 2800 ºC) meydana gelir.

Çözünürlük ve suyla etkileşimi

Sülfür dioksit suda çözündüğünde kısmen reaksiyona girerek çok zayıf bir sülfürik asit oluşturur. Alındığı anda hemen anhidrit ve suya ayrışır: SO2 + H20 ↔ H2SO3. Aslında çözeltide mevcut olan sülfürik asit değil, hidratlanmış SO2 molekülleridir. Dioksit gazı soğuk suyla daha iyi reaksiyona girer ve sıcaklığın artmasıyla çözünürlüğü azalır. Normal şartlarda 1 hacim suda 40 hacme kadar gaz çözünebilir.

Doğada kükürt dioksit

Patlamalar sırasında volkanik gazlar ve lavlarla birlikte önemli miktarda kükürt dioksit açığa çıkar. Pek çok antropojenik aktivite türü aynı zamanda atmosferdeki SO2 konsantrasyonunun artmasına da yol açmaktadır.

Kükürt dioksit, cevher kavurma sırasında atık gazların tutulmadığı metalurji tesisleri tarafından havaya salınır. Birçok fosil yakıt kükürt içerir ve bu da önemli miktarda kükürt dioksitin atmosfere salınmasına neden olur. atmosferik hava onlardan elde edilen kömür, petrol, gaz ve yakıtı yakarken. Kükürt dioksit, havadaki %0,03'ün üzerindeki konsantrasyonlarda insanlar için toksik hale gelir. Kişi nefes darlığı yaşamaya başlar ve bronşit ve zatürreye benzeyen semptomlar ortaya çıkabilir. Atmosferdeki çok yüksek kükürt dioksit konsantrasyonları ciddi zehirlenmelere veya ölüme yol açabilir.

Kükürt dioksit - laboratuvarda ve endüstride üretim

Laboratuvar yöntemleri:

Kükürt oksijen veya hava ile bir şişede yakıldığında, dioksit aşağıdaki formüle göre elde edilir: S + O2 = SO2.
Daha güçlü inorganik asitlerle sülfürik asit tuzları üzerinde etkili olabilirsiniz, hidroklorik asit almak daha iyidir, ancak seyreltilmiş sülfürik asit kullanabilirsiniz:

Na2S03 + 2HCl = 2NaCl + H2S03;
Na2S03 + H2S04 (seyreltilmiş) = Na2S04 + H2S03;
H2S03 = H20 + S02.

3. Bakır konsantre sülfürik asitle reaksiyona girdiğinde açığa çıkan hidrojen değil, sülfür dioksittir:

2H2S04 (kons.) + Cu = CuS04 + 2H20 + SO2.

Modern yöntemler kükürt dioksitin endüstriyel üretimi:

Doğal kükürtün özel fırınlarda yakıldığında oksidasyonu: S + O 2 = SO 2.
Ateşleme demir piriti (pirit).

Sülfür dioksitin temel kimyasal özellikleri

Kükürt dioksit kimyasal olarak aktif bir bileşiktir. Redoks proseslerinde bu madde sıklıkla indirgeyici ajan olarak görev yapar. Örneğin moleküler brom kükürt dioksit ile reaksiyona girdiğinde reaksiyon ürünleri sülfürik asit ve hidrojen bromür olur. SO2'nin oksitleyici özellikleri, bu gazın hidrojen sülfürlü sudan geçirilmesi durumunda ortaya çıkar. Sonuç olarak, kükürt açığa çıkar, kendi kendine oksidasyon-kendi kendine azalma meydana gelir: SO 2 + 2H 2 S = 3S + 2H 2 O.

Kükürt dioksit asidik özellikler gösterir. En zayıf ve en kararsız asitlerden biri olan kükürtlü asitlere karşılık gelir. Bu bağlantı saf formu mevcut değilse, bir kükürt dioksit çözeltisinin asidik özellikleri göstergeler kullanılarak tespit edilebilir (turnusol pembeye döner). Sülfürik asit, orta tuzlar - sülfitler ve asidik tuzlar - hidrosülfitler üretir. Bunların arasında kararlı bileşikler vardır.

Dioksitteki kükürtün, sülfürik anhidritteki altı değerlikli duruma oksidasyon süreci katalitiktir. Ortaya çıkan madde suda enerjik bir şekilde çözünür ve H20 molekülleri ile reaksiyona girer.Reaksiyon ekzotermiktir, sülfürik asit oluşur veya daha doğrusu hidratlanmış formu.

Sülfür dioksitin pratik kullanımları

Elementel dioksit gerektiren sülfürik asidin endüstriyel üretiminin ana yöntemi dört aşamadan oluşur:

Kükürdün özel fırınlarda yakılmasıyla kükürt dioksit elde edilmesi.
Ortaya çıkan kükürt dioksitin her türlü yabancı maddeden arındırılması.
Bir katalizör varlığında altı değerli kükürte daha fazla oksidasyon.
Sülfür trioksitin su tarafından emilmesi.

Daha önce, endüstriyel ölçekte sülfürik asit üretmek için gereken kükürt dioksitin neredeyse tamamı, çelik üretiminin bir yan ürünü olarak piritin kavrulmasıyla elde ediliyordu. Metalurjik hammaddelerin yeni işlenmesinde daha az cevher yanması kullanılır. Bu nedenle doğal kükürt, son yıllarda sülfürik asit üretiminin ana başlangıç maddesi haline gelmiştir. Bu hammaddenin önemli küresel rezervleri ve bulunabilirliği, büyük ölçekli işlemenin organize edilmesini mümkün kılmaktadır.

Kükürt dioksit sadece kimya endüstrisinde değil aynı zamanda ekonominin diğer sektörlerinde de yaygın olarak kullanılmaktadır. Tekstil fabrikaları bu maddeyi ve ürünlerini kullanıyor kimyasal etkileşim ipek ve yünlü kumaşların ağartılması için. Bu, liflere zarar vermeyen, klor içermeyen bir ağartma türüdür.

Kükürt dioksit, mantar ve bakterilere karşı mücadelede kullanılan mükemmel dezenfektan özelliklere sahiptir. Kükürt dioksit, tarımsal depolama tesislerini, şarap fıçılarını ve mahzenleri dezenfekte etmek için kullanılıyor. SO 2, gıda endüstrisinde koruyucu ve antibakteriyel bir madde olarak kullanılmaktadır. Şuruplara ekleyip taze meyveleri içine batırıyorlar. Sülfitleşme
Şeker pancarı suyu ham maddelerin rengini giderir ve dezenfekte eder. Konserve sebze püreleri ve meyve suları da antioksidan ve koruyucu olarak kükürt dioksit içerir.