Как получить серу

статьи

• СЕРА
  • Распространение в природе
  • Получение серы

(Sulfur), S — хим. элемент VI группы периодической системы элементов; ат. н. 16, ат. м. 32,06. Светло-желтые ромбические кристаллы. В соединениях проявляет степени окисления —2, +2, +3

, +4, +5 и +6. Природная С. состоит из стабильных изотопов 32S (95,02%), 33S (0,75%), 34S (4,21%) и 36S (0,02%). Известны искусственные радиоактивные изотопы 29S, 30S, 31S, 36S, 37S  

и 38S с периодами полураспада соответственно 0,195; 1,35 и 2,40— 3,18 сек; 87,9 дней; 5,04 и 172 мин. С. применяли с древних времен для изготовления косметических средств, медипрепаратов, красок, отбеливания тканей, дезинфекции и т. п. По распространенности в природе С. занимает 15 место среди др. элементов. 

Ее   содержание   в    земной   коре 5 х 10-2%, в мировом океане 9 х 10-2%. В природе встречается в виде серы самородной  и  в   виде  соединений, напр. сульфидов (антимонит Sb2S3, аргентит Ag2S, арсенопирит FeAsS, галенит  PbS,   кобальтин   CoAsS, ковален CuS, киноварь HgS, пирит FeS2) и сульфатов (ангидрита CaS04, барита BaS04, гипса CaS04-2H20).

Кроме того, сера содержится в каменных углях, битумных сланцах, нефти, водах различных горячих минер, источников, растительных и животных тканях,  газах вулканического происхождения и т. п., также служащих сырьем для пром. получения серы.

Известно несколько модификаций С Энантиотропными формами являются ромбическая α-S, устойчивая ниже т-ры 95,60 С, и моноклинная β3-S, устойчивая выше т-ры 95,6° С .

Ромбическая С— желтого цвета, нерастворима в воде, растворяется в сероуглероде, анилине, толуоле, че-тыреххлористом   углероде,   феноле и в др. неполярных растворителях, обладает малой твердостью, большой хрупкостью. Моноклинную С. получают, медленно нагревая  ромбическую в интервале т-р 95,6—119,25° С. Если нагревание вести быстро, то ромбическая С.

плавится при т-ре 112,8° С, превращаясь в подвижную жидкость соломенного цвета, называемую лямбда-серой,  или   циклооктасерой λ-S. Эта жидкость растворима в сероуглероде. При резком охлаждении жидкой С. образуется аморфная темно-красная пластическая С, нерастворимая в сероуглероде и называемая мю-серой, или кетоносерой μ-S.

Метастабильная мю- сера быстро переходит в ромбическую. 

При нагревании жидкой С. относительное содержание мю-серы увеличивается. Вязкость мю-серы больше, чем λ-S, поэтому при нагревании она из подвижной (с вязкостью 0,065 nз при т-ре 155° С) становится вязкой (с вязкостью 933 nз при т-ре 1879 С) жидкостью.

С дальнейшим повышением т-ры вязкость уменьшается до 0,83 nз при т-ре 444,6° С. В жидкой С. образуется

также пи-модификация по схеме  λ — S ⇄ μ — S + π — S Ее можно отделить от мю-серы, используя меньшую растворимость в сероуглероде. В процессе хранения  пи-модификация  превращается в мю-серу. При быстром охлаждении раствора С. в бензоле или спирте  выделяется  твердая  нестабильная гамма-модификация. 

У ромбической и моноклинной С, лямбда-серы  и   пи модификации — восьми-звенное кольцеобразное пространственное строение, у мю-серы — открытые цепочки. Разрыв кольцеобразных молекул наблюдается при т-ре более 160° С. Выше т-ры 190° С происходит уменьшение длины цепочек.

В парообразном состоянии С. представлена набором молекул S8, S6, S4 и S2. При повышении т-ры увеличивается относительное количество молекул с меньшим числом атомов, а выше т-ры 1500° С начинается диссоциация на атомы.  Твердая и жидкая С. диамагнитна. Парообразная сера (S2) парамагнитна.

Поверхностное      натяжение (дин/см): 60,83 (т-ра 120° С); 57,67 (т-ра 150° С) и 39,4 (т-ра 445° С). Элементарная С. активно взаимодействует со многими металлами, неметаллами, неорганическими и органическими соединениями. С азотом, йодом, золотом, платиной и инертными газами непосредственно не взаимодействует. К числу важнейших относятся соединения С. с водородом, кислородом и галогенами. 

С водородом она образует сульфаны (сероводород H2S, двухсернистый водород H2S2, трех-сернистый водород H2S3 и т. д.). Водные растворы сульфанов обладают св-вами слабых двухосновных к-т.

 Водород в них может быть замещен на металлы, галогены, органические радикалы. Соли сульфанов наз. сульфидами, или полисульфидами. Первый член  сульфанов — бесцветный ядовитый газ, обладающий сильными восстановительными св-вами.

Остальные     сульфаны — малоустойчивые желтоватые маслянистые жидкости. 

При сгорании С. и сульфидов в среде кислорода или воздуха образуется сернистый газ S02, растворяющийся в воде с образованием слабой двухосновной сернистой к-ты H2S03, соли к-рой (сульфиты) — сильные восстановители.

  Каталитическим  окислением сернистого газа получают газообразную трехокись серы S03, при растворении к-рой в воде образуется сильная двухосновная серная к-та H2S04, соли к-рой наз. сульфатами. Растворением S03 в серной к-те получают олеум, состоящий в основном из пиросерной к-ты H2S207.

Известны малоустойчивые окислы серы S20, SO, S203, S04, S207 и S3O10. С. легко взаимодействует с галогенами. Помимо галогенопроизводных сульфанов общей ф-лы SXT2, она образует соединения с фтором — SFe, S2F10 и SF4, с хлором — SC14. Получены соединения С.

с азотом: азотистая сера N4S4, четырехсерный азот N2S4 и сернистый азот N2S5; с фосфором сера образует тиоангидриды  P4S3,   P4S6,   P4S7   и P4S10;   с   углеродом — сероуглерод CS2, сероокись COS и др. 

Один из осн. способов получения С.— выплавка из самородных руд. По геотехническому   методу   перегретую   воду подают по скважине под землю в рудное тело, после чего выплавившуюся жидкую С. высокой чистоты давлением горячего воздуха поднимают на поверхность.

  Применяют   термические методы, по к-рым С. выплавляют или испаряют из руды в ретортах либо вращающихся печах. По экстракционному методу С. извлекают из руды с помощью растворителей, напр. сероуглерода.

Применяют также пароводяной и флотационный методы, по к-рым используют выплавку в автоклавах острым паром. Кроме того, С. получают из соединений, напр. окисляя киелородом воздуха сероводород, водяной, генераторный, коксовый и природный газы, газы крекинга   нефти,  сульфиды  и др.

либо восстанавливая углем двуокись серы, сульфаты кальция и бария (гипс, тяжелый шпат). Очищают С. дистилляцией. 

В зависимости от способа   получения различают С. природную комовую (выплавленную из руд) и газовую комовую (полученную восстановлением сульфатной либо  окислением  сульфидной  серы). Рафинированной наз.

природную комовую серу, очищенную перегонкой; черенковой — серу, сконденсированную в жидкость, разлитую в формы и закристаллизованную.    Порошкообразную С, полученную конденсацией, наз. серным цветом. Особовысоко-дисперсную С. наз. коллоидной. Примерно половина всей мировой добычи С.

используется в произ-ве серной к-ты, четверть — в бумажной пром-сти при получении сульфитцеллюло-зы, остальное — в сельском хозяйстве, резиновой пром-сти, в произ-ве искусственных волокон, взрывчатых веществ,   красителей,   медицинских препаратов и др. Добавки С.

улучшают обрабатываемость автоматных сталей   и   антифрикционные   св-ва спеченных  антифрикционных материалов. С. ухудшает мех. св-ва металлов, вследствие чего их подвергают внепечной обработке — обессе-риванию.

В природной сере четыре стабильных изотопа: ³²S (95,06%), ³³S (0,74%), ³⁴S (4,18%), ³⁶S(~0,014%) искусственно получены еще три изотопа серы, в коре земли серы около 0,1 масс. %. Встречается она в свободном (самородном) Состоянии и в виде соединений (сульфидов и сульфатов).

Месторождения самородной серы имеются по берегам Волги , на Кавказе, на Камчатке. Богаты самородной серой США, Италия и Япония. В виде природных сульфидов сера находится в рудах: пирите (железный колчедан) FeS2, медном блеске Cu2S, свинцовом блеске PbS, цинковой обманке ZnS, киновари HgS и др.

; природные сульфаты— гипс СаSO4·Н2O, ангидрит СаSO4, тяжелый шпат ВаSO4, горькая соль MgSO4·7H2O и мирабилит 

Na2SO4·10H2O, добываемый из вод залива Кара-Богаз-Гол. Кроме того, с вулканическими газами выделяются двуокись серы SO2 и сероводород H2S. Последний содержится также в водах минеральных источников (Мацеста, Пятигорск ) и в Черном море (на глубине более-200 м).

Велико биологическое значение серы: она входит в состав белков растений и животных. А сероводород, выделяющийся при гниении мяса рыбы или яиц, — это продукт разложения белковых веществ. Особенно богаты серой белки волос человека, а у животных и птиц—белки шерсти, перьев, копыт и рогов. Соединения, содержащие серу сообщают горький вкус и острый запах хрену, луку, чесноку.

• Существуют бактерии, восстанавливающие сульфаты до сероводорода, а также бактерии, окисляющие сероводород до свободной серы .
• Элементарная сера не токсична для высших животных, но убивает грибки .
• В промышленности серу получают из залежей самородной серы, из сероводорода и двуокиси серы (отходов коксохимического производства), из сульфидов некоторых металлов (например, из серного колчедана FeS2).

Переработка самородной серы заключается в отделении ее от сопутствующих пород (песка, глины, известняка и т. п.).

Выплавляют серу в автоклавах, в которые загружают серный концентрат, смоченный водой, и пропускают перегретый водяной пар при температуре 140—150 С под давлением 6 атм.

При этом расплавленная сера собирается в нижней части автоклава, а затем выпускается через специальные отверстия в формы.

В некоторых странах (например, в США) распространен метод подземной выплавки серы. Обычно сквозь слой песка к залежам серы прокладывают колонну из трех труб, вложенных одна в другую.

Через наружную трубу нагнетают водяной пар при температуре 160—170° С, плавящий серу под землей, через внутреннюю подают горячий воздух под давлением 10—18 атм.

Тогда по средней трубе расплавленная сера поднимается на поверхность земли.

Получая серу из пирита, нагревают его в специальных печах до 600 °С, и он разлагается с выделением свободной серы:

FeS2 = S + FeS

Получают серу также из полиметаллических сульфидных руд. Выплавляемую в автоклавах серу называют комовой; она содержит еще много примесей. Очищают ее перегонкой в специальных печах, соединенных с кирпичными камерами.

Пары серы, поступая в камеру, охлаждаются, и сера осаждается на стенках в виде серного цвета — желтого кристаллического продукта, самого чистого технического сорта серы, При нагревании камеры выше 120 С пары серы сгущаются в жидкость, застывающую в формах в виде палочек черенковой серы.

Сельское хозяйство получает от промышленности также серу молотую (размол комовой серы) для опыливания растении и серу коллоидную — тонкодисперсный продукт, дающий с водой устойчивую суспензию, пригодную для опрыскивания растений.

Физические свойства серы. Чистая сера — хрупкое кристаллическое вещество желтого цвета, хорошо растворима в сероуглероде, бензоле, анилине; в воде она не растворяется. Сера плохо проводит теплоту и электричество.

У серы несколько аллотропических модификаций: ромбическая (или октаэдрическая), призматическая (или моноклинная) и пластическая.

Кристаллы ромбической серы имеют форму октаэдров плотность ее 2,07 г/см³, плавится при 112,8° С.

При медленном охлаждении расплавленной серы получается моноклинная модификация плотностью 1,96 г/см³ с температурой плавления 119 °С. Кристаллы ее постепенно превращаются в ромбическую серу как наиболее устойчивую.

Если расплавленную и нагретую почти до кипения серу быстро охладить (вливая струей в холодную воду), получается коричневая резиноподобная масса — пластическая сера, однако она тоже неустойчива и при хранении превращается в ромбическую.

Аллотропия серы обусловлена не разным числом атомов в молекуле, как у кислорода, а различным строением восьмиатомных молекул S8.

При нагревании до 112° С сера превращается в желтую легкоподвижную жидкость, при 250° С приобретает красно-бурый цвет и вязкость, выше 300°С снова становится жидкой. Наконец, при 444,6° С она закипает, выделяя оранжево-желтые пары.

Эти превращения — результат изменений в строении молекул серы. В кристаллах серы молекулы S8 имеют кольчатое строение:

По мере нагревания кольца разрываются и образуются молекулы с открытой цепью атомов:

Расплавленная сера состоит еще из молекул S8, S6, пары ее содержат уже молекулы S6, S4 и S2. Термическая диссоциация молекул S2 на атомы наблюдается при температуре 1700° С.

Химические свойства серы. В химическом отношении сера — типичный неметалл, активно взаимодействует со многими металлами, образуя сульфиды. Реагирует сера и с некоторыми неметаллами: кислородом, водородом (при нагревании), галогенами.

Например, пропуская хлор в расплавленную серу, получают хлорид серы, в котором она проявляет степень окисления +1. Молекулярная масса хлорида серы, определенная по плотности пара, соответствует формуле S2Cl2.

Это жидкость имеет температуру кипения 137° С, растворяет серу, которая разлагается  водой:

S2Cl2 + 2H2O = 2HCl + H2S + SO2

Хлорид серы(I) S2Cl2  используют для вулканизации каучука .

Дихлорид SCl2 и тетрахлорид серы SCl4 большого применения не нашли . Из других соединений с галогенами известны бромид серы (I) S2Br2 и фторид серы (VI) SF6.

Применение серы. Сельское хозяйство молотая сера или серный цвет используют для опыливания растений против возбудителей грибковых заболеваний и некоторых вредителей. Сжигая серу, получают двуокись , которой окуривают зернохранилища и склады, уничтожают амбарных вредителей.

В ветеринарии применяют серные мази для лечения накожных заболеваний. Сера входит в состав многих медицинских препаратов (сульфидина, сульфазола и др.). Большие количества серы расходует резиновая промышленность на вулканизацию каучука. Сера используется для изготовления черного пороха, сероуглерода, спичек, некоторых красителей .

Лит.: Некрасов Б. В. Основы общей химии, ; Encyclopedia of chemical technology, v. 13. New York, ; The Sulphur data book. New York.

СЕРА

статьи

СЕРА, S (sulfur), неметаллический химический элемент, член семейства халькогенов (O, S, Se, Te и Po) – VI группы периодической системы элементов. Cера, как и многие ее применения, известны с далекой древности. А.

Лавуазье утверждал, что сера – это элемент. Сера жизненно необходима для роста растений и животных, она входит в состав живых организмов и продуктов их разложения, ее много, например, в яйцах, капусте, хрене, чесноке, горчице, луке, волосах, шерсти и т.д.

Она присутствует также в углях и нефти.

Применение

Около половины ежегодного потребления серы идет на производство таких промышленных химических продуктов, как серная кислота, диоксид серы и дисульфид углерода (сероуглерод).

Кроме того, сера широко используется в производстве инсектицидов, спичек, удобрений, взрывчатых веществ, бумаги, полимеров, красок и красителей, при вулканизации каучука.

Ведущее место в добыче серы занимают США, страны СНГ и Канада.

Распространенность в природе

Сера встречается в свободном состоянии (самородная сера). Кроме того, имеются огромные запасы серы в виде сульфидных руд, прежде всего руд свинца (свинцовый блеск), цинка (цинковая обманка), меди (медный блеск) и железа (пирит).

При извлечении металлов из этих руд освобождаются от серы обычно обжигом в присутствии кислорода, при этом образуется диоксид серы(IV), который часто выбрасывается в атмосферу без использования. Кроме сульфидных руд достаточно много серы встречается в виде сульфатов, например, сульфата кальция (гипс), сульфата бария (барит).

В морской воде и многих минеральных водах присутствуют растворимые в воде сульфаты магния и натрия. В некоторых минеральных водах встречается сульфид водорода (сероводород). В промышленности серу можно получать как побочный продукт процессов в плавильных, коксовых печах, при нефтепереработке, из топочных или природных газов.

Из природных подземных отложений серу добывают, расплавляя ее перегретой водой и доставляя на поверхность сжатым воздухом и насосами. Во фраш-процессе извлечения серы из сероносных отложений на установке в виде концентрических труб, запатентованной Г.Фрашем в 1891, сера получается чистотой до 99,5%.

Свойства

Сера имеет вид желтого порошка или хрупкой кристаллической массы без запаха и вкуса и нерастворима в воде. Для серы характерны несколько аллотропных модификаций.

Наиболее известны следующие: кристаллическая сера – ромбическая (самородная сера, a-S) и моноклинная (призматическая сера, b-S); аморфная – коллоидная (серное молоко) и пластическая; промежуточная аморфно-кристаллическая – сублимированная (серный цвет).

Таблица: СВОЙСТВА СЕРЫ

СВОЙСТВА СЕРЫ

Атомный номер
16

Атомная масса
32,066

Изотопы

стабильные
32, 33, 34, 36

нестабильные
31, 35, 37

Температура плавления, °С
112,8 (a, ромбич.), 119,0 (b, моноклин.)

Температура кипения, °С
444,6

Плотность, г/см3
2,06 (ромбич.), 1,957 (моноклин.)

Твердость (по Моосу)
1,5–2,5

в земной коре, % (масс.)
0,052

Степени окисления
–2, +2, +4, +6 (реже –1, 0, +1, +3, +5 )

Кристаллическая сера

Кристаллическая сера имеет две модификации; одну из них, ромбическую, получают из раствора серы в сероуглероде (CS2) испарением растворителя при комнатной температуре. При этом образуются ромбовидные просвечивающие кристаллы светложелтого цвета, легко растворимые в CS2.

Эта модификация устойчива до 96° С, при более высокой температуре стабильна моноклинная форма.

При естественном охлаждении расплавленной серы в цилиндрических тиглях вырастают крупные кристаллы ромбической модификации с искаженной формой (октаэдры, у которых частично «срезаны» углы или грани). Такой материал в промышленности называется комовая сера.

Моноклинная модификация серы представляет собой длинные прозрачные темножелтые игольчатые кристаллы, также растворимые в CS2. При охлаждении моноклинной серы ниже 96° С образуется более стабильная желтая ромбическая сера.

Некристаллическая сера

Твердая сера существует также в двух некристаллических, аморфных, формах. Коллоидная сера получается при осаждении серы из раствора (например, при кипячении серы с известью) и фильтровании с последующим добавлением хлороводородной кислоты к прозрачному фильтрату.

Осадок представляет собой мелкодисперсную белую и хорошо растворимую в CS2 серу. Коллоидную серу используют в медицине как антисептик, слабительное и противопаразитическое средство в виде порошков и мазей.

Другая некристаллическая форма – пластическая сера – образуется при резком охлаждении расплава, например, холодной водой.

Пластическая сера бывает темнокрасного или коричневого цвета, она каучукоподобна (плотность 2,046 г/см3) и не растворяется в CS2; при хранении становится хрупкой, желтеет и по мере превращения в ромбическую все лучше растворяется в CS2.

В дополнение к этим кристаллическим и аморфным формам существует промежуточная форма, известная как серный цвет или сублимированная сера, которая получается конденсацией паров серы, минуя жидкую фазу.

Она состоит из мельчайших зерен, имеющих центр кристаллизации и аморфную поверхность. Эта форма медленно и не полностью растворяется в CS2.

После обработки аммиаком для очистки от таких примесей, как мышьяк, получается продукт, известный в медицине как промытая сера, которая используется аналогично коллоидной сере.

Жидкое состояние

Молекулы серы состоят из замкнутой цепочки восьми атомов (S8). Жидкая сера обладает необычным свойством: с повышением температуры ее вязкость увеличивается. Ниже 160° С сера – типичная жидкость желтоватого цвета, ее состав соответствует формуле S8 и обозначается l-S.

С повышением температуры кольцевые молекулы S8 начинают разрываться и соединяться друг с другом, образуя длинные цепи (m-S), цвет жидкой серы становится темнокрасным, вязкость возрастает, достигая максимума при 200–250° С.

При дальнейшем повышении температуры жидкая сера светлеет, длинные цепи рвутся, образуя короткие, с меньшей способностью к переплетению, что приводит к меньшей вязкости.

Газ

Сера кипит при 444,6° C, образуя оранжево-желтые пары, состоящие преимущественно из молекул S8. С повышением температуры окраска паров переходит в темнокрасную, затем в палевую, а при 650° C в соломенно-желтую.

При дальнейшем нагревании молекулы S8 диссоциируют, образуя равновесные формы S6, S4 и S2 при разных температурах. И, наконец, при >1000° С пары состоят практически из молекул S2, а при 2000° С – из одноатомных молекул.

Химические свойства

Сера – типичный неметалл. На внешней электронной оболочке у нее шесть электронов, и она легче присоединяет электроны других элементов, чем отдает свои. Со многими металлами реагирует с выделением тепла (например, при соединении с медью, железом, цинком). Она соединяется и почти со всеми неметаллами, хотя не так энергично.

Соединения

Диоксид серы

образуется при сжигании серы на воздухе, в частности, при обжиге сульфидных руд металлов. Диоксид серы – бесцветный газ с удушающим запахом. Это ангидрид сернистой кислоты, он легко растворяется в воде с образованием сернистой кислоты. Диоксид легко сжижается (т. кип.

–10° C) и его хранят в стальных цилиндрах.

Диоксид используют в производстве серной кислоты, в холодильных установках, для отбеливания текстиля, древесной массы, соломы, свекловичного сахара, для консервации фруктов и овощей, для дезинфекции, в пивоваренных и пищевых производствах.

Сернистая кислота

H2SO3 существует только в разбавленных растворах (менее 6%). Это слабая кислота, образующая средние и кислые соли (сульфиты и гидросульфиты). Сернистая кислота – хороший восстановитель, реагируя с кислородом образует серную кислоту.

Сернистая кислота находит несколько областей применения, среди которых – обесцвечивание шелка, шерсти, бумаги, древесной массы и аналогичных веществ. Она используется как антисептик и консервант, особенно для предотвращения брожения вина в бочках, для предотвращения ферментации зерна при извлечении крахмала. Кислоту используют и для сохранения продуктов.

Наибольшее значение из ее солей имеет гидросульфит кальция Ca(HSO3)2, используемый при переработке древесной щепы в целлюлозу.

Триоксид серы

SO3 (серный ангидрид), образующий с водой серную кислоту, представляет собой либо бесцветную жидкость, либо белое кристаллическое вещество (кристаллизуется при 16,8° С; т. кип. 44,7° С).

Он образуется при окислении диоксида серы кислородом в присутствии соответствующего катализатора (платина, пентаоксид ванадия). Триоксид серы сильно дымит во влажном воздухе и растворяется в воде, образуя серную кислоту и выделяя много тепла.

Его используют в производстве серной кислоты и получении синтетических органических веществ.

Серная кислота

H2SO4. Безводная H2SO4 – бесцветная маслянистая жидкость, растворяет SO3, образуя олеум. Смешивается с водой в любых отношениях. При растворении в воде образуются гидраты с выделением очень большого количества теплоты; поэтому во избежание разбрызгивания кислоты обычно при растворении осторожно, постепенно добавляют кислоту в воду, а не наоборот.

Концентрированная кислота хорошо поглощает пары воды и поэтому применяется для осушения газов. По этой же причине она приводит к обугливанию органических веществ, особенно углеводов (крахмала, сахара и т.п.). При попадании на кожу вызывает сильные ожоги, пары разъедают слизистую дыхательных путей и глаз. Серная кислота – сильный окислитель. Конц.

H2SO4 окисляет HI, HBr до I2 и Br2 соответственно, уголь – до CO2, серу – до SO2, металлы – до сульфатов. Разбавленная кислота тоже окисляет металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода.

H2SO4 – сильная двухосновная кислота, образующая средние и кислые соли – сульфаты и гидросульфаты; большинство ее солей растворимы в воде, за исключением сульфатов бария, стронция и свинца, малорастворим сульфат кальция.

Серная кислота – один из важнейших продуктов химической промышленности (производящей щелочи, кислоты, соли, минеральные удобрения, хлор). Ее получают главным образом контактным или башенным способом по принципиальной схеме:

Бóльшая часть получаемой кислоты идет на производство минеральных удобрений (суперфосфат, сульфат аммония).

Серная кислота служит исходным сырьем для получения солей и других кислот, для синтеза органических веществ, искусственных волокон, для очистки керосина, нефтяных масел, бензола, толоуола, при изготовлении красок, травлении черных металлов, в гидрометаллургии урана и некоторых цветных металлов, для получения моющих и лекарственных средств, как электролит в свинцовых аккумуляторах и как осушитель.

Тиосерная кислота

H2S2O3 структурно аналогична серной кислоте за исключением замены одного кислорода на атом серы. Наиболее важным производным кислоты является тиосульфат натрия Na2S2O3 – бесцветные кристаллы, образующиеся при кипячении сульфита натрия Na2SO3 с серным цветом. Тиосульфат (или гипосульфит) натрия используется в фотографии как закрепитель (фиксаж).

Сульфонал

(CH3)2C(SO2C2H5)2 – белое кристаллическое вещество, без запаха, слабо растворимое в воде, является наркотиком и используется как седативное и снотворное средство.

Сульфид водорода

H2S (сероводород) – бесцветный газ с резким неприятным запахом тухлых яиц. Он несколько тяжелее воздуха (плотность 1,189 г/дм3), легко сжижается в бесцветную жидкость и хорошо растворим в воде. Раствор в воде является слабой кислотой с рН ~ 4. Жидкий сероводород используют как растворитель.

Раствор и газ широко применяют в качественном анализе для отделения и определения многих металлов. Вдыхание незначительного количества сероводорода вызывает головную боль и тошноту, большие количества или непрерывное вдыхание сероводорода вызывают паралич нервной системы, сердца и легких.

Паралич наступает неожиданно, в результате нарушения жизненных функций организма.

Монохлорид серы

S2Cl2 – дымящая масляная жидкость янтарного цвета с едким запахом, слезоточивая и затрудняющая дыхание. Она дымит во влажном воздухе и разлагается водой, но растворима в сероуглероде. Монохлорид серы – хороший растворитель для серы, иода, галогенидов металлов и органических соединений.

Монохлорид используется для вулканизации каучука, в производстве типографской краски и инсектицидов. При реакции с этиленом образуется летучая жидкость, известная как горчичный газ (ClC2H4)2S – токсичное соединение, используемое как боевое химическое отравляющее вещество раздражающего действия.

Дисульфид углерода

CS2 (сероуглерод) – бледножелтая жидкость, ядовитая и легко воспламеняющаяся. CS2 получают синтезом из элементов в электрической печи.

Вещество нерастворимо в воде, имеет высокий коэффициент светопреломления, высокое давление паров, низкую температуру кипения (46° C).

Сероуглерод – эффективный растворитель жиров, масел, каучука и резин – широко используют для экстракции масел, в производстве искусственного шелка, лаков, резиновых клеев и спичек, уничтожения амбарных долгоносиков и одежной моли, для дезинфекции почв.

Сера

Химия

Общая характеристика элементов VI группы.

Атомы элементов VI группы характеризуются двумя различными структурами внешнего слоя с наличием в нем либо шести, либо одного или двух электронов. К второму типу, помимо рас­смотренного ранее кислорода, относятся сера и элементы подгруппы селена (Se, Те, Ро), ко вто­рочу— элементы подгруппы хрома (Cr, Mo, W).

Структура внешнего слоя атомов серы, се­лена и его аналогов обусловливает их преиму­щественно металлоидный характер с макси­мальной  валентностью, рав­ной двум.

При этом рассматриваемые элементы должны быть менее активными металлоидами, чем стоящие с ними в одном горизонтальном ряду галоиды (так как последним не хватает до устойчивой конфигурации лишь по одному электрону).

Максимальную положительную валентность серы, селена и его аналогов можно ожидать равной шести, причем электроны дол­жны отдаваться ими легче, чем стоящими в том же горизонтальном ряду галоидами.

Наличие во внешнем слое атомов лишь од­ного или двух электронов обусловливает ме­таллический характер элементов подгруппы хрома. Вместе с тем их максимальная положи­тельная валентность также должна быть равна шести.

Сера.

Распространённость:

По содержанию в земной коре (0,03%) она относится к весьма распространенным элемен­там. Формы нахождения серы в природе много­образны.

Сравнительно редко встречаются ее самородные месторож­дения, основная же масса серы связана с металлами в составе раз­личных минералов. Например: пирит (FeS2), гипс (CaS04∙2Н20).

Кроме того, соединения серы обычно присутствуют в вулканических газах и воде некоторых минеральных источников. Сера входит также в состав белковых веществ и поэтому содержится в организмах животных и растений.

Сера метеоритного происхождения состоит из четырех изотопов: 32S (95,0%), 33S (0,76%), 34S (4,22%) и 36S (0,02%). Изотопный состав серы различных земных объектов очень близок к приведенному, но не вполне постоянен.

Получение в промышленности:

В настоящее время выплавка самородной серы производится обычно путем обра­ботки исходной (или предварительно обогащенной) руды нагретым до 140—150 ℃ водяным паром. Реже применяется нагревание руды за счет сжигания части содер­жащейся в ней серы.

Много серы получают в настоящее время из металлургиче­ских и нефтяных газов. Некоторые очень богатые месторождении серы долгое время не находили про­мышленного использования из-за особых условий их залегания — под толстыми слоями песка, на глубине 200—300 м.

Этот песок и выделяющийся из сероносных пластов сероводород не давали возможности проложить шахты н вести работу в них.

Положение изменилось лишь в начале текущего столетия, когда был изобретен спо­соб выплавки серы под землей и извлечения ее на поверхность в жидком состоянии. Способ этот основан на легкоплавкости серы и ее сравнительно небольшой плот­ности. Сущность технологического процесса состоит в следующем. В серный слой вводится специальная система труб.

По внешней трубе пускается вода, нагретая до 170°С (под давлением). Попадая в руду, она расплавляет серу, которая собирается в образующемся под трубами углублении.

Нагнетаемый по внутренней трубе горячий воздух вспенивает жидкую серу и посредней трубе гонит ее на поверхность, где она вытекает в огороженное досками пространство, постепенно образуя громадные массивы.

Метод подземной выплавки применим только к доста­точно мощным и богатым месторождениям. Требуя боль­шого расхода воды и топлива, он вместе с тем позволяет извлекать лишь около 50% всей имеющейся в руде серы.

Получаемая из природных месторождений сера обычно содержит примеси. Для очистки ее подвергают перегонке в специальных печах.

Ежегодное мировое потребление серы составляет около 20 млн. т. Ее промышленными потребителями яв­ляются самые различные производ­ства: сернокислотное, бумажное, ре­зиновое, спичечное и др. Сера широко используется также для борьбы с вредителями сельского хозяйства, в пиротехнике и отчасти в меди­цине.

Физические свойства:

Чистая сера представляет собой желтое кристаллическое вещество с плотностью 2,1 г/см3, плавящееся при 119°С и кипящее при 445°С. Она очень плохо проводит тепло и электричество. В воде сера нерас­творима. Лучшим ее растворителем является сероуглерод (CS2).

• Химические свойства:
• На холоду сера сравнительно инертна (энергично соединяется толь­ко с фтором), но при нагревании становится весьма химически актив­ной— реагирует с хлором и бромом (но не с йодом), кислородом, во­дородом и металлами. В результате реакций последнего типа обра­зуются соответствующие сернистые соединения, например:
• Fe + S = FeS + 23ккал
• S+3F2→SF6
• интересна его реакция с сероводородом и йодоводородом:
• SF6+3H2S →6HF+4S
• SF6+8HI→6HF+H2S+4I2
• S+Cl2→S2Cl2 он переходит при избытке хлора в :
• S2Cl2+Cl2→2SCl2
• С углеродом сера даёт сероуглерод:
• 2S+C→CS2
• Концентрированными серной и азотной кислотами сера восстанавливается до сернистого ангидрида:
• S+4HNO3(конц.)→S02↑+4N02↑+2Н20
• S+2H2S04→3S02↑+2Н20
• С разбавленной HNO3 сера дает диоксид азота и сернистый ангидрид:
• 3S+4HNO3(оч. разб)→3S02↑+4N0↑+2Н20
• С водородом сера в обычных условиях не соединяется. Лишь при нагревании наступает обратимая реакция
• Н2  + S = H2S +5 ккал
• равновесие которой около 350 °С смещено вправо, а при повышении температуры смещается влево. Практически сероводород получают обычно действием разбавленных кислот на сернистое железо:
• FeS + 2НСl= FeCl2  + H2S
• Подожженный на воздухе сероводород сгорает по од­ному из следующих уравнений:
• 2H2S +302 = 2Н20 + 2S02↑+269 ккал (при избытке кислорода)
• 2H2S + 02 =2Н20+2S+127 ккал (при недостатке кислорода)

Легко окисляется H2S и в растворе: уже при стояние на воздухе сероводородная вода постепенно мутнеет вследствие выделения серы (по второй из приведенных выше реакций). Бром и йод восстанавли­ваются сероводородом до НВг н HI. Аналогично действует он и на многие другие вещества. Сероводород яв­ляется, таким образом, сильным вос­становителем:

H2S+4Br2+4H2O→H2SO4+8HBr

H2S+Br2→2HBr+S

В водном растворе H2S ведет себя как весьма слабая кислота. Сред­ние соли сероводородной кислоты (с анио­ном S2-) называются сернистыми или сульфидами, кислые соли (с анионом HS-)—кислыми сернистыми или гидросульфидами.

2NaOH+H2S→Na2S+H2O (при стехиометрическом соотношении- сульфид натрия).

NaOH+H2S→NaHS+H2O(при недостатке сероводорода- гипосульфид натрия).

Заметное взаимодействие серы с кислородом наступает лишь при повышенных температурах.

S+ 02  = S02+ 71 ккал

Двуокись серы химически весьма активна. Характерные для нее реакции можно разбить на три группы:

·        протекающие без изменения валентности серы:

H20 + S02↔H2S03

Будучи двухосновной, сернистая кислота дает, два ряда солей: средние (сульфиты) и кислые (бисульфиты). Подобно самим ионам SO32- и HS03-, те и другие, как правило, бесцветны

·        связанные с ее понижением:

S02+2СО →2С02+S+64 клал (используемое иногда для извлечения серы из отходящих газов метал­лургических заводов)

S02+2H2S → 2Н20+3S+56 ккал

Реакция эта самопроизвольно протекает уже при обычных условиях, однако с заметной скоростью лишь в присутствии следов воды.

·        идущие с ее повышением:

Наиболее характерны для производных четырехвалентной серы ре­акции (связанные с повышением ее валентности: и сама сернистая кислота, и ее соли являются сильными восстановителями. Растворы их уже при стоянии на воздухе постепенно (очень медленно) присоединяют кислород:

2Na2S03+02 =2Na2S04

Несравненно быстрее (практически — моментально) протекает окисле­ние сернистой кислоты и сульфитов при действии таких окислителей, как КМn04, Вг2 и так далее. В результате окисления образуется серная кислота или ее соль.

• Для самого сернистого газа процессы, ведущие к повышению ва­лентности серы, протекают значительно труднее, чем для сернистой кислоты и ее солей. Наиболее важными из подобных реакций являются взаимодействия  S02 с хлором и кислородом:
• С хлором двуокись серы непосредственно соединяется (на прямом солнечном свету) по реакции:
• S02+Cl2=S02Cl2
• Образующийся хлористый сульфурил представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом. Холодная вода действует на него лишь медленно, но горячей он быстро разлагается с образованием серной и соляной кислот:
• S02Cl2+2Н20 → H2S04+2НСl
• Труднее, чем с хлором, идет соединение SO2 с кислородом, хотя сама по себе реакция эта сильно экзотермична:
• 2S02+02=2SO3
• Процесс с заметной скоростью протекает только при достаточно высо­ких температурах и в присутствии катализаторов.
• Это интересно:
• Наряду с кислородом сульфиты способны присоединять также серу, переходя при этом в соли серноватистой (иначе — тиосерной) кис­лоты, например, по реакции:
• Na2S03+S → Na2S203
• Как и в случае кислорода, присоединение серы идет медленно и для получения серноватистокислых солей (тиосульфа­тов) приходится подвергать реакционную смесь кипячению.

По силе серноватистая кислота близка к серной, но в свободном состоянии она неустойчива при выделении (путем подкисления рас­творов солей) распадается на сернистую кислоту и серу.

Напротив, многие ее соли (из которых известны лишь средние) устойчивы. Как правило, они бесцветны и хорошо растворимы в воде.

Наибольшее зна­чение имеетNa2S203• 5Н20, легко окисляющийся, например, по реакции:

Na2S203+4Cl2+5Н20=2H2S04+2NaCl+6НСl

Гипосульфит используется в медицине.

Трехокись серы характеризуется сильными окислительными свойствами (восстанавли­вается обычно до S02). С другой стороны, она яв­ляется кислотным ангидридом, причем образование H2SO4 из серного ангидрида (SO3) и воды сопровождается большим выделением тепла:

Н20+SO3=H2S04+15 ккал

Чистая 100%-ная серная кислота представляет собой бесцветную масля­нистую жидкость, застывающую в кристаллическую массу при -10°C. Реактивная концентрированная кислота имеет обычно плотность 1,84 г/см3 и содер­жит около 95% H2S04.

Концентрированная H2S04 является довольно сильным окислителем, особенно при нагревании (восстанавливается обычно до S02). Например, она окисляет HI и частично НВг (но не НСl) до свободных галоидов. Окисляются ею н многие металлы — Сu, Hg и др. (тогда как золото и платина по отношению к H2S04 устойчивы). Примеры:

• H2SO4+Zn=ZnSO4+H2↑
• 4H2SO4(конц.)+3Zn=3ZnSO4+4H2O+S↓
• 2H2SO4+Cu=CuSO4+2H2O+SO2↑
• 27H2SO4(конц.)+16Al=8Al2(SO4)3+24H2O+3H2S↑ (реакция идёт только при нагревании, так как Al, Fe, Cr,пассивируются серной концентрированной кислотой)
• Как видно из примеров, концентрированная серная кислота дает SO2 с металлами, правее водорода, S с металлами между марганцем и водородом, и H2S с металлами левее марганца.

Практически важно то обстоятельство, что очень крепкая (выше 75%) серная кислота не действует на железо. Это позволяет хранить и пере­возить ее в стальных цистернах. Напротив, разбавленная H2S04 легко растворяет железо с выделением водорода.

Крепкая серная кислота энергично поглощает влагу и поэтому часто применяется для осушки газов. От многих органических веществ, содержащих в своем составе водород и кислород, она отнимает воду, что нередко используется в технике.

С этим же (а также с окислитель­ными свойствами крепкой H2S04) связано ее разрушающее действие на растительные н животные ткани.

Случайно попавшую при работе на кожу или платье серную кислоту следует тотчас же смыть большим количеством воды, затем смочить пострадавшее место разбавленным раствором аммиака и вновь промыть водой.

Как сильная двухосновная кислота, H2S04 дает два ряда солей: средние (сульфаты) и кислые (бисульфаты), причем по­следние в твердом состоянии выделены лишь для немногих самых ак­тивных металлов (Na, К и др.).

Большинство сернокислых солей бесцветно, хорошо кристаллизуется и легкорастворимо в воде.

Из про­изводных наиболее обычных металлов малорастворим CaS04, еще ме­нее PbS04 и практически нерастворим BaS04 (запомните, это все осадки белого цвета большой плотности, кроме сульфата кальция- это хлопьевидный белый малорастворимый осадок).

Многие соли H2S04 находят широкое тех­ническое применение. Особенно велико оно для самой серной кислоты, громадные коли­чества которой потребляются в промышлен­ности— химической, нефтяной, металлургиче­ской и др.

Получение серной кислоты:

Для промышленного получения серной кислоты применяются два метода: нитрозный и контактный. Основным исходным продуктом в обоих случаях является сернистый газ, подучаемый сжиганием на воз­духе серы или пирита — FeS2.

Нитрозный метод получения H2SO4 был впервые применен в сере­дине XVIII века. Его химическая сущность может быть выражена сле­дующими реакциями:

1.     2N0 + 02= 2N02

2.     SO2 +H2O+N02=H2SO4+N0

Из первого уравнения видно, что являющаяся окислителем двуокись азота N02 восстанавливается до окиси азота N0, а последняя при взаимодействии с кислородом воздуха по второму уравнению вновь превращается в двуокись. Таким образом, N0 играет роль переносчика кислорода, т. е. является по существу катализатором реакции окисле­ния SO2 кислородом воздуха.

Другой современный метод получения серной кислоты — контакт­ный— освоен промышленностью лишь в конце прошлого столетия. Ос­новой его является упоминавшаяся выше реакция:

4FeS2+1102→2Fe2O3+8SO2(сжигание пирита)

2S02+02=2SO3 (реакция каталитическая; катализатор- оксид ванадия 5 или платина.В присутствии платинового катализатора она около 400°С протекает слева направо практически нацело.)

• Н20+SO3=H2S04
• Или образующийся  SO3 улавливают крепкой серной кислотой, образуется олеум- раствор серного ангидрида в концентрированной серной кислоте.
• Основными потребителями контактной серной кислоты яв­ляются различные химические производства и нефтепромышленность (для очистки нефтепродуктов).

Применение серы:

Примерно половина производимой серы используется в производстве серной кислоты.Серу применяют для вулканизации каучука, как фунгицид в сельском хозяйстве и как сера коллоидная — лекарственный препарат. Сера находит применение для производства пиротехнических составов, ранее использовалась в производстве пороха, применяется для производства спичек.

Сера может служить простейшим примером электрета, т. е. вещества, спо­собного длительно сохранять электрический заряд (в том числе разного знака на про­тивоположных поверхностях) и создавать электрическое поле в окружающем простран­стве.

Электретное состояние обычно достигается нагреванием и последующим охлаж­дением пластин из подходящего вещества в достаточно сильном электрическом поле.

Электреты являются как бы электрическими аналогами постоянных магнитов и находят разнообразное практическое использование.

Автор статьи:  Каштанов Артём Денисович

Редактор: Харламова Галина Николаевна

Как получить серу?

Вообще, вопрос, касающийся того, как получить серу достаточно интересный и занимательный, хотя бы, потому что сера входит в состав не только горных и природных пород и необходима для жизни человека, но и входит в состав самого организма человека. Сера является типичным неметаллом и  горючим химическим элементом. С давних времен люди использовали серу в быту и находили способы по ее добыче. На данный момент времени открыто множество способов получения серы.

Самым распространенным способом получения серы является метод, предложенный еще в 1890 г. Г.Фаршем. Он предложил плавить серу под землей и с помощью скважин выкачивать ее на поверхность.

Идея заключалась в том, что сера – легкоплавкий химический элемент, температура плавления которого 113 0С, что значительно облегчает процесс возгонки.

На основе предложенной идеи возникли разные методы получения  серы из серных руд и горных залежей:

• пароводяной,
• фильтрационный,
• термический,
• центрфугальный,
• экстрационный.

Все эти способы и методы широко используются в горнодобывающей промышленности.

Также популярен способ добычи химически чистой мелкодисперсной серы из природного газа, которая является идеальным сырьем в химической и резиновой промышленности.

Так как сера в больших количествах содержится в газообразном виде в природном газе, то при добыче газа она оседает на стенках труб, быстро выводя их из строя. Поэтому нашелся способ улавливать ее сразу после добычи газа.

Как получить оксид серы

Оксид серы (VI) – легколетучая бесцветная жидкость с удушающим резким запахом. Самые простые и распространенные способы получения оксида серы:

В присутствии катализатора при нагревании окисляют оксид серы (IV) воздухом, получая тем самым оксид серы (VI).

Термическим разложением сульфатов.

Оксид серы (IV) окисляют озоном до получения оксида серы (VI).

В реакции окисления оксида серы (IV) используют оксид азота, тем самым получая оксид серы (VI).

Как получить оксид серы 4

Оксид серы (IV), или сернистый газ –  бесцветный газ с характерным удушающим запахом. В лабораторных условиях оксид серы (IV) получают взаимодействием гидросульфита натрия с серной кислотой или нагреванием меди с концентрированной серной кислотой.

 Также в природе и лабораторных условиях распространен способ получения оксида серы (IV) воздействием сильных кислот на сульфиты и гидросульфиты. В результате такой реакции образуется сернистая кислота, которая сразу же разлагается на воду и оксид серы (IV).

Промышленный способ получения оксида серы (IV) – сжигание серы или обжиг сульфидов – пирита.

Как из сероводорода получить серу

Способ получения серы из сероводорода проводится в лабораторных условиях. Следует сразу отметить, что подобный способ получения серы следует проводить при  всех мерах безопасности, так как сероводород – это активное и ядовитое вещество.

  Суть метода заключается во взаимодействии (реакции) сероводорода с серной кислотой, в результате чего образуется вода, диоксид серы, газ и мелкодисперсная сера, которая останется на дне пробирки  в конце реакции в виде осадка.

  Полученный осадок фильтруют, промывают и дают ему высохнуть. Это и будет мелкодисперсная сера.

Сера

Се́ра — элемент шестой группы третьего периода главной подгруппы периодической системы химических элементов, с атомным номером 16. Проявляет неметаллические свойства. Обозначается символом S (лат. Sulfur). В водородных и кислородных соединениях находится в составе различных ионов, образует многие кислоты и соли. Многие серосодержащие соли малорастворимы в воде.

История открытия

Сера (англ. Sulfur, фр. Soufre, нем. Schwefel) в самородном состоянии, а также в виде сернистых соединений известна с древнейших времён. С запахом горящей серы, удушающим действием сернистого газа и отвратительным запахом сероводорода человек познакомился, вероятно, ещё в доисторические времена.

Именно из-за этих свойств сера использовалась жрецами в составе священных курений при религиозных обрядах. Сера считалась произведением сверхчеловеческих существ из мира духов или подземных богов. Очень давно сера стала применяться в составе различных горючих смесей для военных целей. Уже у Гомера описаны «сернистые испарения», смертельное действие выделений горящей серы.

Сера, вероятно, входила в состав «греческого огня», наводившего ужас на противников. Около VIII в. китайцы стали использовать её в пиротехнических смесях, в частности, в смеси типа пороха.

Горючесть серы, лёгкость, с которой она соединяется с металлами с образованием сульфидов (например, на поверхности кусков металла), объясняют то, что её считали «принципом горючести» и обязательной составной частью металлических руд. Пресвитер Теофил (XII в.) описывает способ окислительного обжига сульфидной медной руды, известный, вероятно, ещё в древнем Египте.

В период арабской алхимии возникла ртутно-серная теория состава металлов, согласно которой сера почиталась обязательной составной частью (отцом) всех металлов. В дальнейшем она стала одним из трёх принципов алхимиков, а позднее «принцип горючести» явился основой теории флогистона. Элементарную природу серы установил Лавуазье в своих опытах по сжиганию.

С введением пороха в Европе началось развитие добычи природной серы, а также разработка способа получения её из пиритов; последний был распространён в древней Руси. Впервые в литературе он описан у Агриколы. Таким образом, точно происхождение серы не установлено, но, как сказано выше, этот элемент использовался до Рождества Христова, а значит знаком людям с давних времён.

Происхождение названия

Русское название серы восходит к праславянскому *sěra, которое связывают с лат. sērum «сыворотка».
Латинское sulphur (эллинизированное написание более старого sulpur) восходит к индоевропейскому корню *swelp — «гореть».

Получение

В древности и в средние века серу добывали, вкапывая в землю большой глиняный горшок, на который ставили другой, с отверстием в дне. Последний заполняли породой, содержащей серу, и затем нагревали. Сера плавилась и стекала в нижний горшок.

В настоящее время серу получают главным образом путём выплавки самородной серы непосредственно в местах её залегания под землёй. Серные руды добывают разными способами — в зависимости от условий залегания. Залежам серы почти всегда сопутствуют скопления ядовитых газов — соединений серы. К тому же нельзя забывать о возможности её самовозгорания.

Добыча руды открытым способом происходит так. Шагающие экскаваторы снимают пласты пород, под которыми залегает руда. Взрывами рудный пласт дробят, после чего глыбы руды отправляют на сероплавильный завод, где из концентрата извлекают серу.
В 1890 г. Герман Фраш, предложил плавить серу под землёй и через скважины, подобные нефтяным, выкачивать её на поверхность.

Сравнительно невысокая (113 °C) температура плавления серы подтверждала реальность идеи Фраша. В 1890 г. начались испытания, приведшие к успеху.

Известно несколько методов получения серы из серных руд: пароводяные, фильтрационные, термические, центрифугальные и экстракционные.

Физические свойства

Сера существенно отличается от кислорода способностью образовывать устойчивые цепочки и циклы из атомов. Наиболее стабильны циклические молекулы S8, имеющие форму короны, образующие ромбическую и моноклинную серу. Это кристаллическая сера — хрупкое вещество жёлтого цвета. Кроме того, возможны молекулы с замкнутыми (S4, S6) цепями и открытыми цепями.

Такой состав имеет пластическая сера, вещество коричневого цвета, которая получается при резком охлаждении расплава серы (пластическая сера уже через несколько часов становится хрупкой, приобретает жёлтый цвет и постепенно превращается в ромбическую).

Формулу серы чаще всего записывают просто S, так как она, хотя и имеет молекулярную структуру, является смесью простых веществ с разными молекулами. В воде сера нерастворима, некоторые её модификации растворяются в органических растворителях, например сероуглероде, скипидаре. Плавление серы сопровождается заметным увеличением объёма (примерно 15 %).

Расплавленная сера представляет собой жёлтую легкоподвижную жидкость, которая выше 160 °C превращается в очень вязкую тёмно-коричневую массу. Наибольшую вязкость расплав серы приобретает при температуре 190 °C; дальнейшее повышение температуры сопровождается уменьшением вязкости и выше 300 °C расплавленная сера снова становится подвижной.

Это связано с тем, что при нагревании серы она постепенно полимеризуется, увеличивая длину цепочки с повышением температуры. При нагревании серы свыше 190 °C полимерные звенья начинают рушиться. Сера может служить простейшим примером электрета. При трении сера приобретает сильный отрицательный заряд.

Серу применяют для производства серной кислоты, вулканизации каучука, как фунгицид в сельском хозяйстве и как сера коллоидная — лекарственный препарат. Также сера в составе серобитумных композиций применяется для получения сероасфальта, а в качестве заместителя портландцемента — для получения серобетона.

Природные минералы серы

Сера является шестнадцатым по химической распространённости элементом в земной коре. Встречается в свободном (самородном) состоянии и связанном виде.

Важнейшие природные соединения серы: FeS2 — железный колчедан или пирит, ZnS — цинковая обманка или сфалерит (вюрцит), PbS — свинцовый блеск или галенит, HgS — киноварь, Sb2S3 — антимонит. Кроме того, сера присутствует в нефти, природном угле, природных газах и сланцах.

Сера — шестой элемент по содержанию в природных водах, встречается в основном в виде сульфат-иона и обуславливает «постоянную» жёсткость пресной воды. Жизненно важный элемент для высших организмов, составная часть многих белков, концентрируется в волосах.

Источник: Википедия

Другие заметки по химии