Lo zolfo è un elemento chimico che si trova nel sesto gruppo e nel terzo periodo della tavola periodica. In questo articolo, daremo uno sguardo dettagliato alle sue proprietà chimiche e fisiche, alla produzione, all'uso e così via. La caratteristica fisica include caratteristiche come il colore, il livello di conducibilità elettrica, il punto di ebollizione dello zolfo, ecc. Quella chimica descrive la sua interazione con altre sostanze.
Zolfo in termini di fisica
Questa è una sostanza fragile. In condizioni normali è in uno stato solido di aggregazione. Lo zolfo ha un colore giallo limone.
E per la maggior parte, tutti i suoi composti hanno tinte gialle. Non si scioglie in acqua. Ha una bassa conducibilità termica ed elettrica. Queste caratteristiche lo caratterizzano come un tipico non metallo. Nonostante il fatto che la composizione chimica dello zolfo non sia affatto complicata, questa sostanza può avere diverse variazioni. Tutto dipende dalla struttura del reticolo cristallino, con l'aiuto del quale gli atomi sono collegati, ma non formano molecole.
Quindi, la prima opzione è lo zolfo rombico. Lei sembra essereil più stabile. Il punto di ebollizione di questo tipo di zolfo è di quattrocentoquarantacinque gradi Celsius. Ma affinché una data sostanza passi in uno stato di aggregazione gassosa, deve prima passare attraverso uno stato liquido. Quindi, lo scioglimento dello zolfo avviene a una temperatura di centotredici gradi Celsius.
La seconda opzione è lo zolfo monoclino. Si tratta di cristalli a forma di ago dal colore giallo scuro. La fusione dello zolfo del primo tipo, e quindi il suo lento raffreddamento, porta alla formazione di questo tipo. Questa varietà ha quasi le stesse caratteristiche fisiche. Ad esempio, il punto di ebollizione dello zolfo di questo tipo è sempre lo stesso di quattrocentoquarantacinque gradi. Inoltre, esiste una tale varietà di questa sostanza come la plastica. Si ottiene versando in acqua fredda riscaldata quasi a bollore rombico. Il punto di ebollizione dello zolfo di questo tipo è lo stesso. Ma la sostanza ha la capacità di allungarsi come la gomma.
Un' altra componente della caratteristica fisica di cui vorrei parlare è la temperatura di accensione dello zolfo.
Questa cifra può variare a seconda del tipo di materiale e della sua origine. Ad esempio, la temperatura di accensione dello zolfo tecnico è di centonovanta gradi. Questa è una cifra piuttosto bassa. In altri casi, il punto di infiammabilità dello zolfo può essere di duecentoquarantotto gradi e anche di duecentocinquantasei. Tutto dipende da quale materiale è stato estratto, che densità ha. Ma si può concludereche la temperatura di combustione dello zolfo è piuttosto bassa, rispetto ad altri elementi chimici, si tratta di una sostanza infiammabile. Inoltre, a volte lo zolfo può combinarsi in molecole composte da otto, sei, quattro o due atomi. Ora, dopo aver considerato lo zolfo dal punto di vista della fisica, passiamo alla sezione successiva.
Caratterizzazione chimica dello zolfo
Questo elemento ha una massa atomica relativamente bassa, è di trentadue grammi per mole. La caratteristica dell'elemento zolfo include una caratteristica di questa sostanza come la capacità di avere diversi gradi di ossidazione. In questo differisce, diciamo, dall'idrogeno o dall'ossigeno. Considerando la questione di quale sia la caratteristica chimica dell'elemento zolfo, è impossibile non menzionare che, a seconda delle condizioni, presenta proprietà sia riducenti che ossidanti. Quindi, nell'ordine, considera l'interazione di una data sostanza con vari composti chimici.
Zolfo e sostanze semplici
Semplici sono le sostanze che hanno un solo elemento chimico nella loro composizione. I suoi atomi possono combinarsi in molecole, come ad esempio nel caso dell'ossigeno, oppure non combinarsi, come nel caso dei metalli. Quindi, lo zolfo può reagire con metalli, altri non metalli e alogeni.
Interazione con i metalli
Questo tipo di processo richiede una temperatura elevata. In queste condizioni si verifica una reazione di addizione. Cioè, gli atomi di metallo si combinano con gli atomi di zolfo, formando così sostanze complesse solfuri. Ad esempio, se scaldidue moli di potassio, mescolate con una mole di zolfo, otteniamo una mole del solfuro di questo metallo. L'equazione può essere scritta come segue: 2K + S=K2S.
Reazione con l'ossigeno
Questo brucia zolfo. Come risultato di questo processo, si forma il suo ossido. Quest'ultimo può essere di due tipi. Pertanto, la combustione dello zolfo può avvenire in due fasi. Il primo è quando una mole di zolfo e una mole di ossigeno formano una mole di anidride solforosa. Puoi scrivere l'equazione di questa reazione chimica come segue: S + O2=SO2. Il secondo stadio è l'aggiunta di un altro atomo di ossigeno al biossido. Ciò accade quando una mole di ossigeno viene aggiunta a due moli di anidride solforosa ad alte temperature. Il risultato sono due moli di anidride solforosa. L'equazione per questa interazione chimica è la seguente: 2SO2 + O2=2SO3. Come risultato di questa reazione, si forma acido solforico. Quindi, eseguendo i due processi descritti, è possibile far passare il triossido risultante attraverso un getto di vapore acqueo. E otteniamo acido solfato. L'equazione per tale reazione è scritta come segue: SO3 + H2O=H2 SO 4.
Interazione con alogeni
Le proprietà chimiche dello zolfo, come altri non metalli, gli consentono di reagire con questo gruppo di sostanze. Include composti come fluoro, bromo, cloro, iodio. Lo zolfo reagisce con ognuno di loro, tranne l'ultimo. Un esempio è il processo di fluorurazione del consideratonoi un elemento della tavola periodica. Riscaldando il suddetto non metallo con un alogeno si possono ottenere due varianti di fluoruro. Il primo caso: se prendiamo una mole di zolfo e tre moli di fluoro, otteniamo una mole di fluoruro, la cui formula è SF6. L'equazione si presenta così: S + 3F2=SF6. Inoltre, c'è una seconda opzione: se prendiamo una mole di zolfo e due moli di fluoro, otteniamo una mole di fluoruro con la formula chimica SF4. L'equazione è scritta come segue: S + 2F2=SF4. Come puoi vedere, tutto dipende dalle proporzioni in cui vengono miscelati i componenti. Esattamente allo stesso modo è possibile effettuare il processo di clorazione dello zolfo (si possono formare anche due sostanze diverse) o bromurazione.
Interazione con altre sostanze semplici
La caratterizzazione dell'elemento zolfo non finisce qui. La sostanza può anche entrare in una reazione chimica con idrogeno, fosforo e carbonio. A causa dell'interazione con l'idrogeno, si forma acido solfuro. Come risultato della sua reazione con i metalli, si possono ottenere i loro solfuri, che a loro volta si ottengono anche per reazione diretta dello zolfo con lo stesso metallo. L'aggiunta di atomi di idrogeno ad atomi di zolfo avviene solo in condizioni di temperatura molto elevata. Quando lo zolfo reagisce con il fosforo, si forma il suo fosfuro. Ha la seguente formula: P2S3. Per ottenere una mole di questa sostanza, devi prendere due moli di fosforo e tre moli di zolfo. Quando lo zolfo interagisce con il carbonio, si forma il carburo del non metallo considerato. La sua formula chimica si presenta così: CS2. Per ottenere una mole di questa sostanza, devi prendere una mole di carbonio e due moli di zolfo. Tutte le reazioni di addizione sopra descritte avvengono solo quando i reagenti vengono riscaldati a temperature elevate. Abbiamo considerato l'interazione dello zolfo con sostanze semplici, ora passiamo al paragrafo successivo.
Zolfo e composti complessi
Complesse sono quelle sostanze le cui molecole sono costituite da due (o più) elementi diversi. Le proprietà chimiche dello zolfo gli consentono di reagire con composti come alcali e acido solfato concentrato. Le sue reazioni con queste sostanze sono piuttosto peculiari. Innanzitutto, considera cosa succede quando il non metallo in questione viene mescolato con alcali. Ad esempio, se prendi sei moli di idrossido di potassio e aggiungi loro tre moli di zolfo, ottieni due moli di solfuro di potassio, una mole di questo solfito metallico e tre moli di acqua. Questo tipo di reazione può essere espresso dalla seguente equazione: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 O. Per lo stesso principio, l'interazione si verifica se viene aggiunto idrossido di sodio. Quindi, considera il comportamento dello zolfo quando viene aggiunta una soluzione concentrata di acido solfato. Se prendiamo una mole della prima e due moli della seconda sostanza, otteniamo i seguenti prodotti: anidride solforosa nella quantità di tre moli e anche acqua - due moli. Questa reazione chimica può avvenire solo quando i reagenti vengono riscaldati ad una temperatura elevata.
Ricevere l'oggetto in questionenon metallico
Ci sono diversi modi di base in cui puoi estrarre lo zolfo da una varietà di sostanze. Il primo metodo è isolarlo dalla pirite. La formula chimica di quest'ultimo è FeS2. Quando questa sostanza viene riscaldata a una temperatura elevata senza accesso all'ossigeno, si possono ottenere un altro solfuro di ferro - FeS - e zolfo. L'equazione di reazione è scritta come segue: FeS2=FeS + S. Il secondo metodo per ottenere lo zolfo, che è spesso usato nell'industria, è la combustione del solfuro di zolfo nella condizione di un piccola quantità di ossigeno. In questo caso, puoi ottenere il non metallo e l'acqua considerati. Per eseguire la reazione, è necessario assumere i componenti in un rapporto molare di due a uno. Di conseguenza, otteniamo i prodotti finali in proporzioni da due a due. L'equazione per questa reazione chimica può essere scritta come segue: O. Inoltre, lo zolfo può essere ottenuto durante vari processi metallurgici, ad esempio nella produzione di metalli come nichel, rame e altri.
Uso industriale
Il non metallo che stiamo considerando ha trovato la sua più ampia applicazione nell'industria chimica. Come accennato in precedenza, qui viene utilizzato per ottenere da esso acido solfato. Inoltre, lo zolfo viene utilizzato come componente per la fabbricazione di fiammiferi, poiché è un materiale infiammabile. È anche indispensabile nella produzione di esplosivi, polvere da sparo, scintillii, ecc. Inoltre, lo zolfo viene utilizzato come uno degli ingredienti nei prodotti per il controllo dei parassiti. Amedicina, è usato come componente nella produzione di farmaci per le malattie della pelle. Inoltre, la sostanza in questione viene utilizzata nella produzione di vari coloranti. Inoltre, viene utilizzato nella produzione di fosfori.
Struttura elettronica dello zolfo
Come sai, tutti gli atomi sono costituiti da un nucleo, che contiene protoni - particelle cariche positivamente - e neutroni, cioè particelle con carica zero. Gli elettroni ruotano attorno al nucleo con carica negativa. Affinché un atomo sia neutro, deve avere lo stesso numero di protoni ed elettroni nella sua struttura. Se ce ne sono più di quest'ultimo, questo è già uno ione negativo - un anione. Se, al contrario, il numero di protoni è maggiore del numero di elettroni, questo è uno ione positivo, o catione. L'anione zolfo può agire come residuo acido. Fa parte delle molecole di sostanze come l'acido solfuro (acido solfidrico) e i solfuri metallici. Un anione si forma durante la dissociazione elettrolitica, che si verifica quando una sostanza viene disciolta in acqua. In questo caso, la molecola si decompone in un catione, che può essere rappresentato come un metallo o uno ione idrogeno, così come un catione - uno ione di un residuo acido o un gruppo ossidrile (OH-).
Poiché il numero ordinale di zolfo nella tavola periodica è sedici, possiamo concludere che questo è il numero di protoni nel suo nucleo. Sulla base di ciò, possiamo dire che ci sono anche sedici elettroni che ruotano attorno. Il numero di neutroni si trova sottraendo dalla massa molare il numero di serie dell'elemento chimico: 32- 16=16. Ogni elettrone non ruota in modo casuale, ma in una determinata orbita. Poiché lo zolfo è un elemento chimico che appartiene al terzo periodo della tavola periodica, ci sono tre orbite attorno al nucleo. Il primo ha due elettroni, il secondo ne ha otto e il terzo ne ha sei. La formula elettronica dell'atomo di zolfo è scritta come segue: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Prevalenza in natura
Fondamentalmente, l'elemento chimico considerato si trova nella composizione dei minerali, che sono solfuri di vari metalli. Prima di tutto, è pirite - sale di ferro; è anche piombo, argento, lustro di rame, miscela di zinco, cinabro - solfuro di mercurio. Inoltre, lo zolfo può anche far parte di minerali, la cui struttura è rappresentata da tre o più elementi chimici.
Ad esempio, calcopirite, mirabilite, kieserite, gesso. Puoi considerare ciascuno di essi in modo più dettagliato. La pirite è un solfuro ferrico, o FeS2. Ha un colore giallo chiaro con riflessi dorati. Questo minerale si trova spesso come impurità nel lapislazzuli, che è ampiamente usato per realizzare gioielli. Ciò è dovuto al fatto che questi due minerali hanno spesso un deposito comune. La lucentezza del rame - calcocite o calcosina - è una sostanza grigio-bluastra, simile al metallo. La lucentezza del piombo (galena) e la lucentezza dell'argento (argentite) hanno proprietà simili: entrambi sembrano metalli e hanno un colore grigio. Il cinabro è un minerale opaco rosso-brunastro con macchie grigie. Calcopirite, chimicala cui formula è CuFeS2, - giallo dorato, è anche chiamato blende dorato. La miscela di zinco (sfalerite) può avere un colore dall'ambra all'arancione infuocato. Mirabilite - Na2SO4x10H2O - cristalli trasparenti o bianchi. Viene anche chiamato sale di Glauber, usato in medicina. La formula chimica della kieserite è MgSO4xH2O. Si presenta come una polvere bianca o incolore. La formula chimica del gesso è CaSO4x2H2O. Inoltre, questo elemento chimico fa parte delle cellule degli organismi viventi ed è un importante oligoelemento.
