תכונות פיסיקליות של גופרית. גופרית תיאור

גופרית - חומר שנלמד כיום על ידי האנושות כמעט לחלוטין. בימים קדם נחשב מיסטיקן, היה מוקף תעלומות, אגדות ומיתוסים שהתעוררו בגלל פחד האמונות התפל של אנשים שלא הכירו כלל. עם זאת, רבים מן המאפיינים הפיזיים של גופרית היו ידועים לאנשים עוד לפני מנדלייב לשים אלמנטים בטבלה המחזורית ונתן לו את מספר 16. חומר זה נמצא בשימוש נרחב בעידן של הומר, ובנוסף, חלק מהמידע (יחסית אמין) של אותו ניתן למצוא חדשות הברית הישנה.

יסוד כימי

לילה לשיטה מאות רבות בשנים של מידע בעניין זה, כמו גופרית, זה היה די קשה. הדבר נעשה על ידי מדענים רבים, אך כדי לקבוע כי הוא שייך לקבוצה של יסודות כימיים יכול ד י Mendeleevu. בשנתי המערכת תצווה מסומן על ידי גופרית ספרת הפנית 16. ממוקם בתקופה השלישית, תת קבוצה שישית של הקבוצה העיקרית, מסה האטומית - 32, צפיפות (בתנאים רגילים) - 2070 קילו / מ ^'3.

היסטוריה של שימוש

אנשים עתיקים השתמשו המאפיינים הפיזיים פעיל של גופרית, אשר היו ידועים להם. מקור מקורו נחשב לאלים של כדור הארץ, או אנשים בשטח, ניחן בתכונות מיוחדות. הריח האופייני של חומר וקל הצתה על ידי הכנסייה שימושית בביצוע טכסים דתיים שונים גירוש "רוחות רעות". מאוחר יותר גופרית החלה לשמש למטרות צבאיות, זה היה חלק התערובת הדליקה. בהסתברות גבוהה ניתן לומר כי זה היה אמור ליצור את "אש יוונית", אשר מציע למפלצת לאויב. בשנת גופרית ביתית ותרכובותיו מיושמים קוסמטיקה, חקלאות, בעזרת רקמות מולבנות וטפילים נסוגו. בסין העתיקה, הניסויים פירוטכניים הראשונים בוצעו בעזרת גופרית. התערובות וכתוצאה לא היו עדיין אבקה רופפת, אך שמשו כבסיס ליצירת הנוסחא שלה, אשר, אגב, בתנאים הנוכחיים שודרגה. עם זאת, בשלב הראשוני של הקמתו הייתה גופרית. כימיה, או ליתר דיוק אלכימיה הזמן, קורא אלמנט זה "האבא של כל המתכות." מסקנה זו מבוססת על הנוכחות של גופרית במחצבים רבים הִתלַקְחוּת המשופרת שלה. להפיג את המיתוס הזה נכשל לבואזיה ב 1789. המדען לקח את האלמנט אל-מתכות, וכן, כפי שמוצג על ידי מחקרים נוספים, הוא צדק. ברפואה, במתחם הגופרית משמש סוכנים מחטאים ואנטי-טפילים.

בטבע,

הסלעים של גופרית הקרום אין זה נדיר. על פי מידת הזמינות השכיחות של אותו במקום ה -16 בין כל היסודות הכימיים. מבנה אטום גופרית מאפשר חומר להיות בצורתה הטהורה (בתנאים סביבתיים מסוימים). אבל ברוב המקרים זה הוא חלק עפרות שונות, תרכובות טפסים סולפידים ו סולפטים. הסוג הנפוץ ביותר של חיבור שלה עם מתכות: סולפיד הברזל (פיריט), כינאבאר, Galena (Galena), blende אבץ (sphalerite). באוקיינוסים מעל מגנזיום סולפט, סידן, נתרן. נכון להיום, יותר מ 200 מזוהה ומינרלים. שנית - תוכן שבריר המוני - קבוצה הם גבס, kieserite, המלח של גלאובר. גופרית נכלל בהרכב של מולקולות חלבון, כלומר. א לצופים לגלות אורגניזמים חיה. תרכובות אורגניות מאוד נפוצות הם נפט, גז טבעי ופחם. המקור העיקרי של גופרית ונגזרותיו הוא הרי הגעש, אך פעילות אנושית (תעשייה, משק בית) מואץ והעשירה את התהליך. כמות משמעותית של חומר שהצטבר תהום, טיט, גבס, בתחתית הימים והאגמים, נפט, גז טבעי ופחם, ב ביצות מלח במימי האוקיינוס. השאלה של גופרית ב הביוספרה מתרחשת באמצעות מיקרואורגניזמים, וזה תורם הלחות אשר מתאדה מפני השטח של גוף ענק של מים, נופל כמו גשם מפסולת זרמי נהרות חוזר אל הים והאוקיינוסים.

שם

בתקופה של התפתחות של אלכימיה, היו כמה שמות המציינים את גופרית היסוד הכימי המודרנית. מה החומר נועד על ידם - לא ברור לגמרי, אולי, זה היה שאלה לגבי חיבורים, עפרות או גז גופרתי. בשנתי ה התקופתית במערכת מנדלייב גופרית מיועדת סמל S (גופרית). אין שם לטיני זה מוצא ברור, כנראה, הושאל מהשפה היוונית ולתרגם אפשר כמו "צריבה". במונחים בשימוש בשפה הרוסית היא שורשים עתיקים מאוד. המילה "גופרית" מציינת חומרי ריח לא נעים, תערובת דליקה. יש גם גרסה של מקור השם של חומרי צבע: .. "צהוב חיוור", "אפור", כלומר לא ברור. אז קראנו כל השרפים. השם השני של החומר אינו משמש בעידן המודרני - "בוגי". כמו כן נושא את ההגדרה של המושגים של דליקות ועל ריח רע. בלשנים הגיעו למסקנה כי שורש המילה בסנסקריט "להרוג", אשר ככל הנראה בשל המאפיינים של דו תחמוצת הגופרית.

גופרית תכונות פיזיקליות

בהתאם לשינויי allotropic בטווח התקשורת הסלולרית. מחולק לשלוש טופס סריג יצר (שרשרות אטומיות יציבות): אורתורומבי, פלסטיק, monoclinic. צבע, תכונות פיסיקליות של החומר תלוי שינוי הגופרית. הנפוץ ביותר הם יציבים מתחם מחזורי S _8. זהו זה סוג של שרשרת הוא מאפיין עבור גופרית גבישים - חומר שביר בעל גוון צהבהב. פלסטיק ושינוי monoclinic אינם יציבים והפיכתו למבנה מחזורי ספונטני אחרי כמה זמן לאחר הקבלה. גופרית פורמולה במקרה זה מהווה סמל S ₄ ו- S _6. בתנאים רגילים (טמפרטורת חדר), תרכובת יציבה היא שרשרת מעויינות: במהלך חימום החומר משתנה למצב צבירה נוזלי, אז מתעבה. קירור הדרגתי טפסי מחטי גופרית monoclinic שיש להם צבע צהוב עמוק. בשנת התגובה של חומר מותך עם שינוי allotropic פלסטיק צורות מים קרים, אשר יש מבנה דומה גומי והוא מורכב שרשרות פולימר מספר, יש לו צבע מלוכלך-צהוב (כהה). השכיח ביותר של גופרית כתיאור של מוצק צהוב שאינו אינטראקציה עם המים שנותרו על פני השטח שלה. כפי הממס יכול לשמש תרכובות אורגניות: .. טרפנטין, דיסולפיד פחמן, וכו גופרית כחומר פשוט בתנאים נורמליים יש תכונות תרמודינמיות הבאים:

1. צפיפות יחסית - 2.070 גרם / ס"מ ^3.
2. מוליכות תרמית - 300 K.
3. נקודת התכה - 112 ° ^C.
4. קיבולת חום שן טוחנת - J 22.6.
5. נקודת רתיחה - 444 ° ^C.
6. נפח שן טוחנת - 15.5 ^{ס"מ 3} / החפרפרת.

במהלך חימום, המספר אטום גופרית לכל מולקולה פוחתת. בשעה 300 ^C הוא זז נוזל אקטיבי, לקבלת הטמפרטורה אדי עלה ל 450 מעלות גופרית ^C monatomic ניתן להשיג בתהליך של חומרי הסקה ל 1760 ^{° C} (S ₈ - S ₆ - S ₄ - S ₂ - S). חומר זה הוא מנצח עניים של חשמל וחום, שנמצא בשימוש נרחב עבור היישום שלה.

תכונות כימיות

גופרית מגיב עם כל המתכות וכתוצאה מכך היווצרות של סולפידים. ברוב המקרים, התגובה הכימית דורש זרז אשר משמש לחימום. בתנאים רגילים (טמפרטורת חדר), במתחם מתרחש רק עם כספית. מאפיין זה משמש נטרול האדים שלה, אשר נוצרים על ידי האינטראקציה של המתכת עם טיפות חמצן. זה לא אינטראקציה עם אלמנט פלטינה, אירידיום, זהב. סולפידים וכתוצאה הם תרכובות דליקות כי לשרוף כאשר הציתו אינטנסיבי מספיק. גופרית, חיצונית מטוהר מגיבה עם חמצן. תהליך מתחם זה מאופיין היווצרות גז חסר צבע (דו תחמוצת גופרית) וצריבה. התגובה ההפיכה עם מימן מתרחשת במהלך חימום (על ידי אנלוגיה עם פחמן וסיליקון), הגזים נוצרו על ידי מימן גופרתי נקראים, דיסולפיד פחמן. כמו כל המרכיבים האחרים של קבוצה שישית של הטבלה המחזורית, גופרית תגובתו עם צינור אטום עם הלוגן (פלואור, ברום, כלור, זרחן). בטמפרטורת חדר, התגובה אפשרית רק עם פלואור. כלוריד גופרית הוא חומר הנפוץ ביותר בתעשייה הכימית. עם פתרונות מים וחומצה לא הגיבו, עם תרכובת אלקלי הם הפיכים - הם נוצרים תחת הפעולה של זרז. חומצה ומלח קיים רבים נוצר על ידי השילוב של (תנאי הכרחי היא הטמפרטורה) של גופרית עם חמצן ומימן.

מבנה אלקטרוני

מבנה אטום גופרית מאפשר האלמנט להתבטא כסוכן חמצון סוכן צמצום, ואת התגובה הכימית יש ערכיות שונות. זו נגרמת על ידי חלוקת רמות אלקטרונים. יש גרעין האטום מטען 16 כאשר המשקל האטומי של 32 (16 פרוטונים ונויטרונים) רדיוס - 127 בערב. Scheme גופרית (ה) כדלקמן: S + 16) 2) 8) 6; במנוחה - 1S ² 2S ² 3S 2P ^{6 2 4} 3P. יש ברמה השלישית אטום הגופרית חמישה אורביטלים פנויים ולכן הערכיות של התרכובות שלה משתנית בטווח הבא: -2, + 2, + 4, + 6, אשר תלויים מידת העירור.

פיקדון

כמות גופרית המופק גדלה מדי שנה. זו קשורה במגוון רחב של יישומים, אשר גדל בהתמדה בשל התקדמות טכנולוגית ולימוד מעמיק יותר של יסודות כימיים ידועים כבר. האופי של הגופרית כלולה בצורה המקורית והוא חלק מספר רב של עפרות. בהתאם הזה, שיטות שונות המשמשות לייצור מוצריה. פיקדונות stratiform מופץ בארצות הברית, עיראק, הוולגה התיכון באזור הקרפטים. הם הרווחיים ביותר מבחינת אחוז, יש מופק 50 ל -60% גופרית. תצורות סלע פחם סולפט לשקר ענקיות, להגיע לעשרות מטרים לעומק כמה מאה - באורך. פיקדונות Soljanokupolnyh אופייניים לאזורי ייצור נפט האינטנסיביים. עבור ההפקדות הגדולות של האזור כולל את מפרץ מקסיקו, אשר מקביל לפתח בארה"ב, צ'ילה ומקסיקו. הפקדונות המודרני ביותר,-שהוקם זה עתה הוא פיקדונות וולקניים. המוצא שלהם מחובר עם קרום תקלות הטקטונית פעולה וולקנית. בהתאם לכך, פיקדונות אלה ממוקמים באוקיינוס השקט. פעיל לחקור נתוני יפן ואת האזור הרוסי. בשנת מרבצי גופרית ילידים נפוצים יותר אירואסיה, אשר יש מקור עתיק מספיק והוא ממוקם רצוי שכבות השטח. בהרי אורל, האי סיציליה, באזור הוולגה, באזור לבוב הוא הפיתוח של פיקדונות, אשר מפותחים ועד ימינו. הייצור העולמי של גופרית הוא יותר מ -50 מיליון טונות בשנה, עם 30% - נאגטס, 33% - גז ונפט, 14% - עיבוד פליטות תעשייתיות, 16% - של סולפידים, 6% - של סולפטים.

שיטות ייצור

תלוי בעומק של גופרית עפרות המכילות להשתמש בשיטות שונות של מיצוי ועיבוד נוסף. בין התכונות הפיסיקליות של גופרית בחזית, ללא קשר לשיטת ייצור, בטיחות תהליך הפלט. בדרך כלל, מאגר חומר מלווה הצטברות גדולה של גזים רעילים שאינו נכלל מקרים בעירה ספונטנית. בשכבות שטחיות של שכבות עפרות מוסרות באמצעות מחפרים - שיטה זו היא הפחות מסוכן (בהתאם לכל דרישות הטכנולוגיות). גופרית מטוהרים תוצאות העיבוד שלה עוד במפעלי בהתאמה, שם הוא מועבר ממחצבה. שיטות טיהור וריכוז מגוונות: תרמי, צנטריפוגה, סינון, Steam, חילוץ.

זה הרבה יותר קשה לעשות את החילוץ של גופרית, אשר נכללה שכבות תת קרקעיות. השיטה שלי - באמצעות מתן גז הקשורים - היא כמעט בלתי נגישה, אז די בהצלחה בשיטה Germana Frasha בשימוש מאז 1895. הוא הכי פורה להתפתחות של מרבצים עשירים ומספק חיסכון משמעותי בעלויות הובלה ועלויות של עיבוד נוסף של עפרות, כפי שהוא מעיד על התפוקה של חומר טהור. עיקרון הולם הוא פשוט: שכבות עפרות המכילות גופרית, מטופלים עם מים חמים אשר מסופק באמצעות הצינור. מסודרים בתוכו שני כלים גליליים נפרדים, אשר מיועדים לספק גז ושחרור של המוצר המוגמר. בשל טמפרטורת ההתכה הנמוכה של המשטח בלחץ יוצא גופרית עם כמות קטנה של זיהומים.

יישום

הצרכן העיקרי הוא כימיקלי גופרית, אשר לא יכול להתקיים ללא חומצות המבוססות על יסוד זה. טקסטיל, שמן, מזון, עיסה, מגזרי ייצור כרייה לא יכול לעשות בלי חומר זה. גופרית פורמולה מאפשרת להחיל ותרכובותיו לייצור חומרי נפץ, גפרורים, גומי, מוצרי קוסמטיקה, תרופות וכן הלאה. ד בחקלאות אנו שוקלים חומר נכלל בהרכב של הדשן לאדמה (מגדיל אחוז מתבולל זרחן) ורעלים כי מטופלי זרעים שונים מזיקים. עבור לייצור צבעים ויצירות זורחות המשמשים גופרית מטוהרת. על פי מידת חילוץ, עיבוד ושימוש אלמנט זה ניתן לראות את הפוטנציאל התעשייתי של המדינה כולה. רוב ההתפתחויות האחרונות במגזרים עתירי ידע רבים של הכלכלה מבוססת על שימוש גופרית ותרכובותיו. קשה להעריך את מלוא הפוטנציאל של היישום של יסוד כימי זה, אשר ממשמש את האנושות מאז ימי קדם וממשיך להשתתף באופן פעיל בתהליך אבולוציוני הטכנולוגי.