Miunganisho ya salfa. Majimbo ya oxidation ya sulfuri katika misombo. Michanganyiko ya kiwanja cha sulfuri

2024 Mwandishi: Angel Austin | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 05:42

Kikundi kidogo cha chalkojeni kinajumuisha salfa - hii ni ya pili ya vipengele vinavyoweza kuunda idadi kubwa ya amana za madini. Sulfate, sulfidi, oksidi na misombo mingine ya sulfuri imeenea sana, muhimu katika sekta na asili. Kwa hiyo, katika makala hii tutazingatia ni nini, sulfuri yenyewe ni nini, dutu yake rahisi.

Sulfuri na sifa zake

Kipengele hiki kina nafasi ifuatayo katika Jedwali la Vipindi.

Kundi la sita, kikundi kikuu.
Kipindi kidogo cha tatu.
Misa ya atomiki - 32, 064.
Nambari ya kawaida - 16, idadi sawa ya protoni na elektroni, neutroni pia 16.
Inarejelea vipengele visivyo vya metali.
Katika fomula inasomwa kama "es", jina la kipengele cha salfa, salfa ya Kilatini.

Kuna isotopu nne thabiti katika asili zenye nambari za wingi 32, 33, 34 na 36. Kipengele hiki ni cha sita kwa wingi zaidi kimaumbile. Inahusu vipengele vya biogenic, kwa kuwa ni sehemu ya kikaboni muhimumolekuli.

Muundo wa kielektroniki wa atomi

Michanganyiko ya sulfuri inatokana na utofauti wake kwa vipengele vya kipekee vya muundo wa kielektroniki wa atomi. Inaonyeshwa kwa fomula ifuatayo ya usanidi: 1s²2s²2p⁶3s ² 3p⁴.

Mpangilio uliotolewa unaonyesha tu hali ya kusimama ya kipengele. Hata hivyo, inajulikana kuwa ikiwa nishati ya ziada inatolewa kwa atomi, basi elektroni zinaweza kupunguzwa kwenye viwango vidogo vya 3p na 3s, ikifuatiwa na mpito mwingine hadi 3d, ambayo inabaki bure. Matokeo yake, si tu valency ya mabadiliko ya atomi, lakini pia majimbo yote ya oxidation iwezekanavyo. Idadi yao inaongezeka kwa kiasi kikubwa, pamoja na idadi ya vitu mbalimbali kwa ushiriki wa sulfuri.

Hali za oksidi za salfa katika misombo

Kuna vibadala kadhaa kuu vya kiashirio hiki. Kwa salfa ni:

Kati ya hizi, S⁺² ndio nadra zaidi, zilizobaki zimetawanyika kila mahali. Shughuli ya kemikali na uwezo wa oxidizing wa dutu nzima inategemea kiwango cha oxidation ya sulfuri katika misombo. Kwa hiyo, kwa mfano, misombo na -2 ni sulfidi. Ndani yake, kipengele tunachozingatia ni wakala wa kawaida wa kuongeza vioksidishaji.

Kadiri thamani ya hali ya oxidation ya juu katika kiwanja, uwezo wa vioksidishaji wa dutu hii unavyoonekana zaidi. Hii ni rahisi kuthibitisha ikiwa tutakumbuka asidi mbili kuu zinazounda salfa:

H₂SO₃ - salfa;
H₂SO₄ - kiberiti.

Inajulikana hivyoya mwisho ni kiwanja thabiti zaidi, chenye nguvu, chenye uwezo mkubwa sana wa kuongeza vioksidishaji katika mkusanyiko wa juu.

Dutu rahisi

Kama dutu sahili, salfa ni fuwele maridadi za manjano zenye umbo nyororo, sawa. Ingawa hii ni moja tu ya aina zake, kwa sababu kuna marekebisho mawili kuu ya dutu hii. Ya kwanza, monoclinic au rhombic, ni mwili wa fuwele wa njano ambao hauwezi kufuta katika maji, lakini tu katika vimumunyisho vya kikaboni. Inatofautiana katika udhaifu na fomu nzuri ya muundo iliyotolewa kwa namna ya taji. Kiwango myeyuko - takriban 110⁰C.

Ikiwa hutakosa muda wa kati unapopasha joto urekebishaji kama huo, basi unaweza kugundua hali nyingine kwa wakati - salfa ya plastiki. Ni myeyusho wa viscous wa hudhurungi, ambao, inapokanzwa zaidi au kupoezwa haraka, hubadilika tena kuwa umbo la rombi.

Ikiwa tunazungumza kuhusu salfa safi ya kemikali inayopatikana kwa kuchujwa mara kwa mara, basi ni fuwele ndogo ya manjano inayong'aa, dhaifu na isiyoyeyuka kabisa kwenye maji. Inaweza kuwaka inapogusana na unyevu na oksijeni angani. Hutofautiana katika shughuli nyingi za kemikali.

hali ya oxidation ya sulfuri katika misombo

Kuwa katika asili

Katika asili, kuna amana asilia ambapo misombo ya sulfuri hutolewa na salfa yenyewe kama dutu rahisi. Aidha, yeyeina:

katika madini, ore na miamba;
katika mwili wa wanyama, mimea na binadamu, kwani ni sehemu ya molekuli nyingi za kikaboni;
kwenye gesi asilia, mafuta na makaa ya mawe;
kwenye shale ya mafuta na maji asilia.

Baadhi ya madini tajiri zaidi katika salfa yanaweza kutajwa:

cinnabar;
pyrite;
sphalerite;
antimonite;
galena na wengine.

Nyingi ya salfa zinazozalishwa leo huenda kwenye uzalishaji wa salfa. Sehemu nyingine inatumika kwa madhumuni ya matibabu, kilimo, michakato ya viwandani kwa utengenezaji wa dutu.

Tabia za kimwili

Zinaweza kuelezewa kwa pointi kadhaa.

Hakuna katika maji, mumunyifu katika disulfidi kaboni au tapentaini.
Kwa msuguano wa muda mrefu, hujilimbikiza chaji hasi.
Kiwango myeyuko ni 110 ⁰C.
Boiling Point 190 ⁰C.
Ikifika 300 ⁰C hubadilika kuwa kimiminiko, kwa urahisi simu ya mkononi.
Dutu safi inaweza kuwaka mali zinazoweza kuwaka moja kwa moja ni nzuri sana.
Kwa yenyewe, haina harufu, hata hivyo, misombo ya sulfuri ya hidrojeni hutoa harufu kali ya mayai yaliyooza. Pamoja na baadhi ya wawakilishi wa mfumo wa gesi.

Sifa halisi za dutu inayohusika zimejulikana kwa watu tangu zamani. Ni kwa sababu ya mwako wake kwamba sulfuri ilipata jina lake. Katika vita, mafusho ya kupumua na yenye sumu yalitumiwa, ambayo hutengenezwa wakati wa mwako wa kiwanja hiki, kamasilaha dhidi ya maadui. Zaidi ya hayo, asidi zilizo na salfa pia zimekuwa muhimu sana kiviwanda.

Sifa za kemikali

Mandhari: "Sulfuri na michanganyiko yake" katika kozi ya kemia ya shule inachukua si somo moja, lakini kadhaa. Baada ya yote, kuna mengi yao. Hii ni kutokana na shughuli za kemikali za dutu hii. Inaweza kuonyesha sifa za vioksidishaji ikiwa na vinakisishaji vikali (metali, boroni na vingine), na sifa za kupunguza kwa nyingi zisizo metali.

Hata hivyo, licha ya shughuli kama hiyo, mwingiliano na florini pekee hutokea katika hali ya kawaida. Wengine wote wanahitaji kupokanzwa. Kuna aina kadhaa za dutu ambazo sulfuri inaweza kuingiliana navyo:

chuma;
zisizo za metali;
alkali;
asidi vioksidishaji vikali - sulfuriki na nitriki.

misombo ya sulfuri: aina

Utofauti wao utaelezewa na thamani isiyo sawa ya hali ya oxidation ya kipengele kikuu - sulfuri. Kwa hivyo, tunaweza kutofautisha aina kadhaa kuu za dutu kwa msingi huu:

michanganyiko yenye hali ya oksidi -2;
+4;
+6.

Iwapo tutazingatia madarasa, na si faharasa ya valency, basi kipengele hiki huunda molekuli kama vile:

asidi;
oksidi;
misombo ya salfa hidrojeni;
chumvi;
michanganyiko ya binary yenye zisizo za metali (carbon disulfide, kloridi);
organic matter.

Sasa tuangalie zile kuu na tutoe mifano.

Vitu vyenye hali ya oxidation ya -2

Michanganyiko ya sulfuri 2 ni miunganisho yake na metali, pamoja na:

kaboni;
hidrojeni;
fosforasi;
silicon;
arseniki;
boroni.

Katika hali hizi, hutumika kama wakala wa vioksidishaji, kwa kuwa vipengele vyote vilivyoorodheshwa ni chanya zaidi. Hebu tuangalie baadhi ya yale muhimu zaidi.

Carbon disulfide - CS₂. Kioevu cha uwazi na harufu ya kupendeza ya etha. Ni sumu, kuwaka na kulipuka. Inatumika kama kutengenezea kwa aina nyingi za mafuta, mafuta, yasiyo ya metali, nitrati ya fedha, resini na raba. Pia ni sehemu muhimu katika uzalishaji wa hariri ya bandia - viscose. Katika tasnia, imeunganishwa kwa wingi.
Sulfidi hidrojeni au sulfidi hidrojeni - H₂S. Gesi isiyo na rangi na ladha tamu. Harufu ni mkali, haifurahishi sana, inawakumbusha yai iliyooza. Sumu, hupunguza kituo cha kupumua, kwani hufunga ions za shaba. Kwa hivyo, wakati wa sumu nao, kukosa hewa na kifo hufanyika. Hutumika sana katika dawa, usanisi wa kikaboni, utayarishaji wa asidi ya salfa, na kama malighafi inayoweza kupunguza nishati.
Salfidi za metali hutumika sana katika dawa, katika uzalishaji wa salfati, katika utengenezaji wa rangi, katika utengenezaji wa fosforasi na sehemu nyinginezo. Fomula ya jumla ni Mimi_xS_y.

Michanganyiko yenye hali ya oksidi ya +4

Miunganisho ya salfa 4 -kwa kiasi kikubwa ni oksidi na chumvi zake sambamba na asidi. Yote ni misombo ya kawaida ambayo ina thamani fulani katika tasnia. Zinaweza pia kufanya kazi kama vioksidishaji, lakini mara nyingi zaidi zinaonyesha sifa za kupunguza.

Mchanganyiko wa michanganyiko ya salfa yenye hali ya oxidation ya +4 ni kama ifuatavyo:

oksidi - dioksidi sulfuri SO₂;
asidi - salfa H₂SO₃;
chumvi zina fomula ya jumla Me_x(SO₃)_y.

Mojawapo ya zinazojulikana zaidi ni dioksidi ya sulfuri, au anhidridi. Ni dutu isiyo na rangi na harufu ya mechi ya kuteketezwa. Imeundwa katika makundi makubwa wakati wa milipuko ya volkeno, ni rahisi kutambua kwa harufu kwa wakati huu.

Huyeyuka katika maji na kutengeneza asidi inayooza kwa urahisi - salfa. Inafanya kazi kama oksidi ya kawaida ya asidi, hutengeneza chumvi, ambayo ni pamoja na SO₃^2- kama ioni ya sulfite. Anhidridi hii ndiyo gesi kuu inayoathiri uchafuzi wa angahewa inayozunguka. Hii ndio husababisha mvua ya asidi. Katika viwanda, hutumika katika uzalishaji wa salfa.

Michanganyiko ambayo sulfuri ina hali ya oksidi ya +6

Hizi ni pamoja na, kwanza kabisa, anhidridi ya sulfuriki na asidi ya sulfuriki pamoja na chumvi zake:

sulfati;
hydrosulfates.

Kwa kuwa atomi ya sulfuri ndani yake iko katika kiwango cha juu zaidi cha uoksidishaji, sifa za misombo hii zinaeleweka kabisa. Ni vioksidishaji vikali.

Oksidi ya sulfuri (VI) - anhidridi ya salfa - nikioevu tete kisicho na rangi. Kipengele cha sifa ni uwezo mkubwa wa kunyonya unyevu. Inavuta sigara nje. Wakati kufutwa katika maji, inatoa moja ya asidi kali ya madini - sulfuriki. Suluhisho lake la kujilimbikizia ni kioevu kikubwa cha mafuta ya njano kidogo. Ikiwa anhydride inafutwa katika asidi ya sulfuriki, basi kiwanja maalum kinachoitwa oleum kitapatikana. Hutumika viwandani katika utengenezaji wa asidi.

Miongoni mwa chumvi - salfati - misombo kama vile:

gypsum CaSO₄ 2H₂O;
barite BaSO₄;
miujiza;
sulfate ya risasi na nyinginezo.

Zinatumika katika ujenzi, usanisi wa kemikali, dawa, utengenezaji wa vyombo vya macho na miwani, na hata tasnia ya chakula.

Hydrosulfati hutumika sana katika utengenezaji wa madini, ambapo hutumika kama mtiririko. Na pia husaidia kubadilisha oksidi nyingi changamano kuwa aina za sulfate mumunyifu, ambayo hutumiwa katika tasnia zinazolingana.

Utafiti wa salfa katika kozi ya kemia ya shule

Ni wakati gani mzuri kwa wanafunzi kujifunza kuhusu salfa ni nini, sifa zake ni nini, mchanganyiko wa salfa ni nini? Daraja la 9 ni kipindi bora zaidi. Huu sio mwanzo, wakati kila kitu ni kipya na kisichoeleweka kwa watoto. Hii ni msingi wa kati katika utafiti wa sayansi ya kemikali, wakati misingi iliyowekwa mapema itasaidia kuelewa kikamilifu mada. Kwa hiyo, ni nusu ya pili ya mwaka wa kuhitimu ambayo imetengwa kwa ajili ya kuzingatia masuala haya.darasa. Wakati huo huo, mada nzima imegawanywa katika vitalu kadhaa, ambayo kuna somo tofauti "misombo ya Sulfuri. Daraja la 9".

Hii ni kutokana na wingi wao. Suala la uzalishaji wa viwanda wa asidi ya sulfuriki pia huzingatiwa tofauti. Kwa ujumla, wastani wa saa 3 umetengwa kwa mada hii.

Lakini misombo ya salfa hai huchukuliwa kwa masomo tu katika daraja la 10, wakati masuala ya kikaboni yanazingatiwa. Wanaathiriwa pia katika biolojia katika shule ya upili. Baada ya yote, sulfuri ni sehemu ya molekuli za kikaboni kama vile:

thioalcohols (thiols);
protini (muundo wa juu ambao madaraja ya disulfide hutokea);
thioaldehydes;
thiophenols;
thiothers;
asidi za sulfonic;
sulfoxides na nyinginezo.

Zimeainishwa kama kundi maalum la misombo ya organosulphur. Wao ni muhimu si tu katika michakato ya kibiolojia ya viumbe hai, lakini pia katika sekta. Kwa mfano, asidi ya sulfonic ndio msingi wa dawa nyingi (aspirin, sulfanilamide au streptocide).

Aidha, salfa ni sehemu ya mara kwa mara ya misombo kama vile baadhi: