Sulfuri ni kipengele cha kemikali kilicho katika kundi la sita na kipindi cha tatu cha jedwali la upimaji. Katika makala hii, tutaangalia kwa undani mali yake ya kemikali na kimwili, uzalishaji, matumizi, na kadhalika. Sifa halisi ni pamoja na vipengele kama vile rangi, kiwango cha upenyezaji wa umeme, sehemu ya kuchemka ya salfa, n.k. Kemikali hufafanua mwingiliano wake na vitu vingine.
Sulfuri kwa mujibu wa fizikia
Hii ni dutu dhaifu. Chini ya hali ya kawaida, iko katika hali thabiti ya mkusanyiko. Sulfuri ina rangi ya manjano ya limau.
Na kwa sehemu kubwa, misombo yake yote ina tints za njano. Haipunguki katika maji. Ina conductivity ya chini ya mafuta na umeme. Vipengele hivi vinaitambulisha kama isiyo ya chuma ya kawaida. Licha ya ukweli kwamba kemikali ya sulfuri sio ngumu kabisa, dutu hii inaweza kuwa na tofauti kadhaa. Yote inategemea muundo wa kimiani ya kioo, kwa msaada wa atomi ambazo zimeunganishwa, lakini hazifanyi molekuli.
Kwa hivyo, chaguo la kwanza ni salfa ya rhombiki. Yeye hutokea kuwaimara zaidi. Kiwango cha kuchemsha cha aina hii ya sulfuri ni digrii mia nne arobaini na tano Celsius. Lakini ili dutu iliyotolewa ipite kwenye hali ya gesi ya mkusanyiko, lazima kwanza ipite kupitia hali ya kioevu. Kwa hivyo, kuyeyuka kwa salfa hutokea kwa halijoto ambayo ni nyuzi joto mia moja na kumi na tatu.
Chaguo la pili ni salfa moja ya kliniki. Ni fuwele zenye umbo la sindano na rangi ya manjano iliyokolea. Kuyeyuka kwa sulfuri ya aina ya kwanza, na kisha baridi yake ya polepole husababisha kuundwa kwa aina hii. Aina hii ina karibu sifa sawa za kimwili. Kwa mfano, kiwango cha kuchemsha cha sulfuri ya aina hii bado ni sawa na digrii mia nne arobaini na tano. Kwa kuongeza, kuna aina mbalimbali za dutu hii kama plastiki. Inapatikana kwa kumwaga ndani ya maji baridi yenye moto karibu na rhombic ya kuchemsha. Kiwango cha kuchemsha cha sulfuri ya aina hii ni sawa. Lakini dutu hii ina uwezo wa kunyoosha kama mpira.
Kipengele kingine cha sifa halisi ambacho ningependa kuzungumzia ni halijoto ya kuwaka ya salfa.
Takwimu hii inaweza kutofautiana kulingana na aina ya nyenzo na asili yake. Kwa mfano, joto la moto la sulfuri ya kiufundi ni digrii mia moja na tisini. Hii ni takwimu ya chini kabisa. Katika hali nyingine, hatua ya flash ya sulfuri inaweza kuwa digrii mia mbili arobaini na nane na hata mia mbili na hamsini na sita. Yote inategemea nyenzo gani ilichimbwa kutoka, ni wiani gani. Lakini inaweza kuhitimishwakwamba joto la mwako wa sulfuri ni chini kabisa, ikilinganishwa na vipengele vingine vya kemikali, ni dutu inayowaka. Kwa kuongeza, wakati mwingine sulfuri inaweza kuchanganya katika molekuli yenye atomi nane, sita, nne au mbili. Sasa, kwa kuwa tumezingatia salfa kutoka kwa mtazamo wa fizikia, wacha tuendelee hadi sehemu inayofuata.
Tabia za kemikali za sulfuri
Kipengele hiki kina uzito mdogo wa atomiki, ni gramu thelathini na mbili kwa kila mole. Tabia ya kipengele cha sulfuri ni pamoja na kipengele cha dutu hii kama uwezo wa kuwa na digrii tofauti za oxidation. Katika hili inatofautiana na, kusema, hidrojeni au oksijeni. Kuzingatia swali la nini ni tabia ya kemikali ya kipengele cha sulfuri, haiwezekani kutaja kwamba, kulingana na hali, inaonyesha mali zote za kupunguza na oxidizing. Kwa hivyo, ili, zingatia mwingiliano wa dutu fulani na misombo mbalimbali ya kemikali.
Sulfuri na dutu rahisi
Rahisi ni dutu ambazo zina kipengele kimoja tu cha kemikali katika utungaji wake. Atomi zake zinaweza kuunganishwa katika molekuli, kama, kwa mfano, katika kesi ya oksijeni, au haziwezi kuchanganya, kama ilivyo kwa metali. Kwa hivyo, salfa inaweza kuguswa na metali, metali nyingine zisizo na metali na halojeni.
Muingiliano na metali
Mchakato wa aina hii unahitaji halijoto ya juu. Chini ya hali hizi, mmenyuko wa kuongeza hutokea. Hiyo ni, atomi za chuma huchanganyika na atomi za sulfuri, na hivyo kutengeneza vitu tata vya sulfidi. Kwa mfano, ikiwa una jotomoles mbili za potasiamu, iliyochanganywa na mole moja ya sulfuri, tunapata mole moja ya sulfidi ya chuma hiki. Mlinganyo unaweza kuandikwa kama ifuatavyo: 2K + S=K2S.
Majibu yenye oksijeni
Huu ni uchomaji wa salfa. Kama matokeo ya mchakato huu, oksidi yake huundwa. Mwisho unaweza kuwa wa aina mbili. Kwa hiyo, mwako wa sulfuri unaweza kutokea katika hatua mbili. Ya kwanza ni wakati mole moja ya sulfuri na mole moja ya oksijeni huunda mole moja ya dioksidi ya sulfuri. Unaweza kuandika mlingano wa mmenyuko huu wa kemikali kama ifuatavyo: S + O2=SO2. Hatua ya pili ni kuongezwa kwa atomi moja zaidi ya oksijeni kwenye dioksidi. Hii hutokea wakati mole moja ya oksijeni inaongezwa kwa moles mbili za dioksidi ya sulfuri kwa joto la juu. Matokeo yake ni moles mbili za trioksidi sulfuri. Mlinganyo wa mwingiliano huu wa kemikali unaonekana kama hii: 2SO2 + O2=2SO3. Kama matokeo ya mmenyuko huu, asidi ya sulfuri huundwa. Kwa hiyo, kwa kutekeleza taratibu mbili zilizoelezwa, inawezekana kupitisha trioksidi inayotokana na ndege ya mvuke wa maji. Na tunapata asidi ya sulfate. Mlinganyo wa majibu kama haya umeandikwa kama ifuatavyo: SO3 + H2O=H2 SO 4.
Mwingiliano na halojeni
Sifa za kemikali za sulfuri, kama vile zisizo za metali nyingine, huiruhusu kuitikia pamoja na kundi hili la dutu. Inajumuisha misombo kama vile fluorine, bromini, klorini, iodini. Sulfuri humenyuka na yoyote kati yao, isipokuwa ya mwisho. Mfano ni mchakato wa fluorination ya kuchukuliwasisi ni kipengele cha jedwali la upimaji. Kwa kupokanzwa isiyo ya chuma iliyotajwa na halogen, tofauti mbili za fluoride zinaweza kupatikana. Kesi ya kwanza: ikiwa tunachukua mole moja ya sulfuri na moles tatu za fluorine, tunapata mole moja ya fluoride, formula ambayo ni SF6. Mlinganyo unaonekana kama hii: S + 3F2=SF6. Kwa kuongeza, kuna chaguo la pili: ikiwa tunachukua mole moja ya sulfuri na moles mbili za fluorine, tunapata mole moja ya fluoride na formula ya kemikali SF4. Mlinganyo umeandikwa kama ifuatavyo: S + 2F2=SF4. Kama unaweza kuona, yote inategemea uwiano ambao vipengele vinachanganywa. Kwa njia sawa kabisa, inawezekana kutekeleza mchakato wa klorini ya sulfuri (vitu viwili tofauti vinaweza pia kuundwa) au bromination.
Muingiliano na vitu vingine rahisi
Tabia ya kipengele cha salfa haiishii hapo. Dutu hii pia inaweza kuingia katika mmenyuko wa kemikali na hidrojeni, fosforasi na kaboni. Kutokana na mwingiliano na hidrojeni, asidi ya sulfidi huundwa. Kama matokeo ya mmenyuko wake na metali, sulfidi zao zinaweza kupatikana, ambayo, kwa upande wake, pia hupatikana kwa mmenyuko wa moja kwa moja wa sulfuri na chuma sawa. Ongezeko la atomi za hidrojeni kwa atomi za sulfuri hutokea tu chini ya hali ya joto la juu sana. Wakati sulfuri humenyuka na fosforasi, fosfidi yake huundwa. Ina fomula ifuatayo: P2S3. Ili kupata mole moja ya dutu hii, unahitaji kuchukua moles mbili za fosforasi na moles tatu za sulfuri. Wakati sulfuri inapoingiliana na kaboni, carbudi ya kuchukuliwa isiyo ya chuma huundwa. Fomula yake ya kemikali inaonekana kama hii: CS2. Ili kupata mole moja ya dutu hii, unahitaji kuchukua mole moja ya kaboni na moles mbili za sulfuri. Majibu yote ya nyongeza yaliyoelezwa hapo juu hutokea tu wakati majibu yanapokanzwa kwa joto la juu. Tumezingatia mwingiliano wa salfa na vitu rahisi, sasa hebu tuendelee kwenye aya inayofuata.
Sulfuri na misombo changamano
Changamano ni zile dutu ambazo molekuli zinajumuisha vipengele viwili (au zaidi) tofauti. Sifa za kemikali za sulfuri huiruhusu kuguswa na misombo kama vile alkali, pamoja na asidi ya sulphate iliyokolea. Athari zake na dutu hizi ni za kipekee. Kwanza, fikiria kile kinachotokea wakati yasiyo ya chuma katika swali yanachanganywa na alkali. Kwa mfano, ikiwa unachukua moles sita za hidroksidi ya potasiamu na kuongeza moles tatu za sulfuri kwao, unapata moles mbili za sulfidi ya potasiamu, mole moja ya sulfite ya chuma, na moles tatu za maji. Aina hii ya majibu inaweza kuonyeshwa kwa mlingano ufuatao: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 O. Kwa kanuni hiyo hiyo, mwingiliano hutokea ikiwa hidroksidi ya sodiamu imeongezwa. Ifuatayo, fikiria tabia ya sulfuri wakati suluhisho la kujilimbikizia la asidi ya sulfate linaongezwa ndani yake. Ikiwa tunachukua mole moja ya moles ya kwanza na mbili ya dutu ya pili, tunapata bidhaa zifuatazo: trioksidi ya sulfuri kwa kiasi cha moles tatu, na pia maji - moles mbili. Mwitikio huu wa kemikali unaweza tu kufanyika wakati viigizo vimepashwa joto hadi joto la juu.
Kupata bidhaa husikaisiyo ya chuma
Kuna njia kadhaa za msingi ambazo unaweza kutoa salfa kutoka kwa vitu mbalimbali. Njia ya kwanza ni kuitenga kutoka kwa pyrite. Fomula ya kemikali ya mwisho ni FeS2. Wakati dutu hii inapokanzwa kwa joto la juu bila upatikanaji wa oksijeni, sulfidi nyingine ya chuma - FeS - na sulfuri inaweza kupatikana. Mlinganyo wa mmenyuko umeandikwa kama ifuatavyo: FeS2=FeS + S. Mbinu ya pili ya kupata salfa, ambayo mara nyingi hutumika viwandani, ni mwako wa salfa sulfidi chini ya hali ya kiasi kidogo cha oksijeni. Katika kesi hii, unaweza kupata zinazozingatiwa zisizo za chuma na maji. Ili kutekeleza majibu, unahitaji kuchukua vipengele katika uwiano wa molar wa mbili hadi moja. Matokeo yake, tunapata bidhaa za mwisho kwa uwiano wa mbili hadi mbili. Mlinganyo wa mmenyuko huu wa kemikali unaweza kuandikwa kama ifuatavyo: O. Aidha, salfa inaweza kupatikana wakati wa michakato mbalimbali ya metallurgiska, kwa mfano, katika uzalishaji wa metali kama vile nikeli, shaba na wengine.
Matumizi ya viwandani
Nchi zisizo za metali tunazozingatia zimepata matumizi makubwa zaidi katika tasnia ya kemikali. Kama ilivyoelezwa hapo juu, hapa hutumiwa kupata asidi ya sulfate kutoka kwake. Kwa kuongeza, sulfuri hutumiwa kama sehemu ya utengenezaji wa mechi, kutokana na ukweli kwamba ni nyenzo zinazowaka. Pia ni muhimu sana katika utengenezaji wa vilipuzi, baruti, vimulimuli, n.k. Aidha, salfa hutumika kama mojawapo ya viambato katika bidhaa za kudhibiti wadudu. KATIKAdawa, hutumiwa kama sehemu ya utengenezaji wa dawa za magonjwa ya ngozi. Pia, dutu inayohusika hutumiwa katika uzalishaji wa rangi mbalimbali. Aidha, hutumika katika utengenezaji wa fosforasi.
Muundo wa kielektroniki wa salfa
Kama unavyojua, atomi zote zinajumuisha kiini, ambacho kina protoni - chembe zenye chaji chanya - na neutroni, yaani chembe zenye chaji sifuri. Elektroni huzunguka kiini na chaji hasi. Ili atomi isiwe upande wowote, lazima iwe na idadi sawa ya protoni na elektroni katika muundo wake. Ikiwa kuna zaidi ya mwisho, hii tayari ni ion hasi - anion. Ikiwa, kinyume chake, idadi ya protoni ni kubwa kuliko idadi ya elektroni, hii ni ion chanya, au cation. Anion ya sulfuri inaweza kufanya kama mabaki ya asidi. Ni sehemu ya molekuli za vitu kama vile asidi ya sulfidi (sulfidi hidrojeni) na sulfidi za chuma. Anion huundwa wakati wa kutengana kwa electrolytic, ambayo hutokea wakati dutu inapofutwa katika maji. Katika kesi hii, molekuli hutengana na kuwa cation, ambayo inaweza kuwakilishwa kama ioni ya chuma au hidrojeni, pamoja na cation - ioni ya mabaki ya asidi au kikundi cha hidroksili (OH-).
Kwa kuwa nambari ya kawaida ya salfa katika jedwali la upimaji ni kumi na sita, tunaweza kuhitimisha kuwa hii ni idadi ya protoni katika kiini chake. Kulingana na hili, tunaweza kusema kwamba pia kuna elektroni kumi na sita zinazozunguka. Idadi ya neutroni inaweza kupatikana kwa kutoa nambari ya serial ya kipengele cha kemikali kutoka kwa molekuli ya molar: 32- 16=16. Kila elektroni haina mzunguko wa nasibu, lakini katika obiti fulani. Kwa kuwa sulfuri ni kipengele cha kemikali ambacho ni cha kipindi cha tatu cha meza ya mara kwa mara, kuna obiti tatu karibu na kiini. Ya kwanza ina elektroni mbili, ya pili ina nane, na ya tatu ina sita. Fomula ya kielektroniki ya atomi ya salfa imeandikwa kama ifuatavyo: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Kuenea katika asili
Kimsingi, kipengele cha kemikali kinachozingatiwa kinapatikana katika utungaji wa madini, ambayo ni sulfidi za metali mbalimbali. Kwanza kabisa, ni pyrite - chumvi ya chuma; pia ni risasi, fedha, luster ya shaba, zinki blende, cinnabar - sulfidi ya zebaki. Aidha, sulfuri pia inaweza kuwa sehemu ya madini, muundo ambao unawakilishwa na vipengele vitatu au zaidi vya kemikali.
Kwa mfano, chalcopyrite, mirabilite, kieserite, gypsum. Unaweza kuzingatia kila mmoja wao kwa undani zaidi. Pyrite ni ferrum sulfide, au FeS2. Ina rangi ya njano isiyo na mwanga na mng'ao wa dhahabu. Madini haya mara nyingi yanaweza kupatikana kama uchafu katika lapis lazuli, ambayo hutumiwa sana kutengeneza vito vya mapambo. Hii ni kutokana na ukweli kwamba madini haya mawili mara nyingi yana amana ya kawaida. Uangazaji wa shaba - chalcocite, au chalcosine - ni dutu ya rangi ya bluu-kijivu, sawa na chuma. Mwangaza wa risasi (galena) na mng'ao wa fedha (argentite) wana mali sawa: zote mbili zinaonekana kama metali na zina rangi ya kijivu. Cinnabar ni madini ya rangi ya hudhurungi-nyekundu isiyo na rangi na mabaka ya kijivu. Chalcopyrite, kemikaliambayo fomula yake ni CuFeS2, - manjano ya dhahabu, pia inaitwa golden blende. Mchanganyiko wa zinki (sphalerite) unaweza kuwa na rangi kutoka kwa amber hadi machungwa ya moto. Mirabilite - Na2SO4x10H2O - fuwele zenye uwazi au nyeupe. Pia huitwa chumvi ya Glauber, inayotumika katika dawa. Fomula ya kemikali ya kieserite ni MgSO4xH2O. Inaonekana kama poda nyeupe au isiyo na rangi. Fomula ya kemikali ya jasi ni CaSO4x2H2O. Aidha, kipengele hiki cha kemikali ni sehemu ya seli za viumbe hai na ni kipengele muhimu cha ufuatiliaji.
