Характарыстыка серы. Прымяненне серы. медыцынская сера

Халькогены - група элементаў, да якой адносіцца сера. Яе хімічны знак - S - першая літара лацінскага назвы Sulfur. Склад простага рэчывы запісваюць з дапамогай гэтага сімвала без азначніка. Разгледзім асноўныя моманты, якія тычацца будовы, уласцівасцяў, атрымання і прымянення дадзенага элемента. Характарыстыка серы будзе прадстаўлена максімальна падрабязна.

Агульныя прыкметы і адрозненні халькогенов

Сера ставіцца да падгрупе кіслароду. Гэта 16-я група ў сучаснай длиннопериодной форме малюнка перыядычнай сістэмы (ПС). Састарэлы варыянт нумары і індэкса - VIA. Назвы хімічных элементаў групы, хімічныя знакі:

• кісларод (О);
• сера (S);
• селен (Se);
• теллур (Te);
• палоній (Po).

Знешняя электронная абалонка вышэйпералічаных элементаў ўладкованая аднолькава. Усяго яна змяшчае 6 валентных электронаў, якія могуць удзельнічаць у адукацыі хімічнай сувязі з іншымі атамамі. Вадародныя злучэння адказваюць складу H ₂ R, напрыклад, H ₂ S - серавадарод. Назвы хімічных элементаў, якія ўтвараюць з кіслародам злучэння двух тыпаў: сера, селен і теллур. Агульныя формулы аксідаў гэтых элементаў - RO _2, RO _3.

Халькогенам адпавядаюць простыя рэчывы, якія значна адрозніваюцца па фізічных своствам. Найбольш распаўсюджаныя ў зямной кары з усіх халькогенов - кісларод і сера. Першы элемент ўтварае два газу, другі - цвёрдыя рэчывы. Палоній - радыеактыўны элемент - рэдка сустракаецца ў зямной кары. У групе ад кіслароду да палонія неметалічныя ўласцівасці меншаюць і ўзрастаюць металічныя. Напрыклад, сера - тыповы неметалы, а теллур валодае металічным бляскам і электропроводностью.

Элемент № 16 перыядычнай сістэмы Д.І. Мендзялеева

Адносная атамная маса серы - 32,064. З прыродных ізатопаў найбольш распаўсюджаны ³² S (больш за 95% па масе). Сустракаюцца ў меншых колькасцях Нукліды з атамнай масай 33, 34 і 36. Характарыстыка серы па становішчы ў ПС і будове атама:

• парадкавы нумар - 16;
• зарад ядра атама роўны +16;
• радыус атама - 0,104 нм;
• энергія іянізацыі -10,36 эв;
• адносная Электраадмо - 2,6;
• ступень акіслення ў злучэннях - +6, 4, +2, -2;
• валентнасці - II (-), II (+), IV (+), VI (+).

Сера знаходзіцца ў трэцім перыядзе; электроны ў атаме размяшчаюцца на трох энергетычных узроўнях: на першым - 2, на другім - 8, на трэцім - 6. валентнасці з'яўляюцца ўсе знешнія электроны. Пры ўзаемадзеянні з больш Электраадмо элементамі сера аддае 4 ці 6 электронаў, набываючы тыповыя ступені акіслення +6, 4. У рэакцыях з вадародам і металамі атам прыцягвае адсутнічаюць 2 электрона да запаўнення актэта і дасягненні ўстойлівага стану. Ступень акіслення ў гэтым выпадку паніжаецца да -2.

Фізічныя ўласцівасці ромбічных і моноклинной алатропныя формаў

Пры звычайных умовах атамы серы злучаюцца паміж сабой пад вуглом у ўстойлівыя ланцуга. Яны могуць быць замкнёныя ў кальца, што дазваляе казаць аб існаванні цыклічных малекул серы. Склад іх адлюстроўваюць формулы S ₆ і S _8.

Характарыстыка серы павінна быць дапоўнена апісаннем адрозненняў паміж алатропныя мадыфікацыі, якія валодаюць рознымі фізічнымі ўласцівасцямі.

Ромбічных, або α-сера - найбольш стабільная крышталічная форма. Гэта ярка-жоўтыя крышталі, якія складаюцца з малекул S _8. Шчыльнасць ромбічных серы складае 2,07 г / см3. Светла-жоўтыя крышталі моноклинной формы ўтвораны β-шэрай з шчыльнасцю 1,96 г / см3. Тэмпература кіпення дасягае 444,5 ° С.

Атрыманне аморфнай серы

Якога колеру сера ў пластычным стане? Гэта цёмна-карычневая маса, цалкам не падобная на жоўты парашок або крышталі. Для яе атрымання трэба расплавіць ромбічных або моноклинную серу. Пры тэмпературы вышэй 110 ° С утворыцца вадкасць, пры далейшым награванні яна цямнее, пры 200 ° С становіцца густы і вязкай. Калі хутка выліць расплаўленую серу ў халодную ваду, то яна застыгне з адукацыяй зігзагападобных ланцугоў, склад якіх адлюстроўвае формула _S n.

растваральнасць серы

Некаторыя мадыфікацыі рэчывы раствараюцца ў серавуглярод, бензол, талуол і вадкім аміяку. Калі павольна астудзіць арганічныя растворы, то ўтворацца ігольчатых крышталі моноклинной серы. Пры выпарэнні вадкасцяў вылучаюцца празрыстыя цытрынава-жоўтыя крышталі ромбічных серы. Яны далікатныя, іх лёгка можна змалоць у парашок. Сера не раствараецца ў вадзе. Крышталі апускаюцца на дно пасудзіны, а парашок можа плаваць на паверхні (не змочваецца).

хімічныя ўласцівасці

У рэакцыях выяўляюцца тыповыя неметалічныя ўласцівасці элемента № 16:

• сера акісляе металы і вадарод, аднаўляецца да іёна S ^2-;
• пры згаранні на паветры і кіслародзе утвараюцца ды- і триоксид серы, якія з'яўляюцца ангідрыду кіслот;
• ў рэакцыі з іншым больш Электраадмо элементам - фторам - сера таксама губляе свае электроны (акісляецца).

Свабодная сера ў прыродзе

Па распаўсюджанасці ў зямной кары сера знаходзіцца на 15 месцы сярод хімічных элементаў. Сярэдняе ўтрыманне атамаў S ў горных пародах і мінералах складае 0,05% ад масы зямной кары.

Якога колеру сера ў прыродзе (самароднае)? Гэта светла-жоўты парашок з характэрным пахам або жоўтыя крышталі, якія валодаюць шкляным бляскам. Паклады ў выглядзе россыпы, крышталічныя пласты серы сустракаюцца ў раёнах старажытнага і сучаснага вулканізму: у Італіі, Польшчы, Сярэдняй Азіі, Японіі, Мексіцы, ЗША. Нярэдка пры здабычы знаходзяць прыгожыя друзы і гіганцкія адзінкавыя крышталі.

Серавадарод і аксіды ў прыродзе

У раёнах вулканізму на паверхню выходзяць газападобныя злучэнні серы. Чорнае мора на глыбіні звыш 200 м з'яўляецца знежывелым з-за выдзялення серавадароду H ₂ S. Формула аксіду серы двухвалентным - SO _2, трохвалентнага - SO _3. Пералічаныя газападобныя злучэння прысутнічаюць у складзе некаторых радовішчаў нафты, газу, прыродных вод. Сера ўваходзіць у склад каменнага вугалю. Яна неабходна для пабудовы многіх арганічных злучэнняў. Пры гніенні бялкоў курынага яйкі вылучаецца серавадарод, таму часта кажуць, што ў гэтага газу пах тухлых яек. Сера ставіцца да біягенных элементах, яна неабходная для росту і развіцця чалавека, жывёл і раслін.

Значэнне прыродных сульфідаў і сульфатаў

Характарыстыка серы будзе няпоўнай, калі не сказаць, што элемент сустракаецца не толькі ў выглядзе простага рэчывы і аксідаў. Найбольш распаўсюджаныя прыродныя злучэнні - гэта солі серавадароднымі і сернай кіслот. Сульфід медзі, жалеза, цынку, ртуці, свінцу сустракаюцца ў складзе мінералаў халькопирита, пірыту, сфалерита, кінавары і галенита. З сульфатаў можна назваць натрыевую, кальцыевыя, Барыеў і магніевых солі, якія ўтвараюць ў прыродзе мінералы і горныя пароды (мирабилит, гіпс, селеніт, барыт, кизерит, Эпсома). Усе гэтыя злучэнні знаходзяць прымяненне ў розных галінах гаспадаркі, выкарыстоўваюцца як сыравіна для прамысловай перапрацоўкі, ўгнаенні, будматэрыялы. Вяліка медыцынскае значэнне некаторых кристаллогидратов.

атрыманне

Рэчыва жоўтага колеру ў вольным стане сустракаецца ў прыродзе на рознай глыбіні. Пры неабходнасці серу выплаўлялі з горных парод, не падымаючы іх на паверхню, а нагнятаючы на глыбіню перагрэты вадзяной пар і сціснутае паветра. Яшчэ адзін метад звязаны з узгонка з раздробненых горных парод у спецыяльных печах. Іншыя спосабы прадугледжваюць растварэнне серавуглярод або флотацию.

Патрэбы прамысловасці ў серцы вялікія, таму для атрымання элементарнага рэчывы выкарыстоўваюцца яго злучэння. У серавадароду і сульфід сера знаходзіцца ў адноўленай форме. Ступень акіслення элемента роўная -2. Праводзяць акісленне серы, павялічваючы гэта значэнне да 0. Напрыклад, па метадзе Леблан сульфат натрыю аднаўляюць вуглём да сульфіду. Затым з яго атрымліваюць сульфід кальцыя, апрацоўваюць яго вуглякіслым газам і парамі вады. Які ўтвараецца серавадарод акісляюць кіслародам паветра ў прысутнасці каталізатара: 2H ₂ S + O ₂ = 2H ₂ O + 2S. Вызначэнне серы, атрыманай рознымі спосабамі, часам дае нізкія паказчыкі чысціні. Рафінавання або ачыстку праводзяць дыстыляцыяй, рэктыфікацыі, апрацоўкай сумесямі кіслот.

Прымяненне серы ў сучаснай прамысловасці

Сера грануляваная ідзе на розныя вытворчыя патрэбы:

1. Атрыманне сернай кіслаты ў хімічнай прамысловасці.
2. Вытворчасць сульфитов і сульфатаў.
3. Выпуск прэпаратаў для падкормак раслін, барацьбы з хваробамі і шкоднікамі сельскагаспадарчых культур.
4. Серазмяшчальных руды на горна-хімічных камбінатах перапрацоўваюць для атрымання каляровых металаў. Спадарожным вытворчасцю з'яўляецца сернокислотное.
5. Ўвядзенне ў склад некаторых гатункаў сталей для надання адмысловых уласцівасцяў.
6. Дзякуючы вулканізацыі каўчуку атрымліваюць гуму.
7. Вытворчасць запалак, піратэхнікі, выбуховых рэчываў.
8. Выкарыстанне для падрыхтоўкі фарбаў, пігментаў, штучных валокнаў.
9. Адбельванне тканін.

Таксічнасць серы і яе злучэнняў

Пылападобнага часціцы, якія валодаюць непрыемным пахам, раздражняюць слізістыя абалонкі насавой паражніны і дыхальных шляхоў, вочы, скуру. Але таксічнасць элементарнай серы лiчыцца не асабліва высокай. Ўдыханне серавадароду і дыяксіду можа выклікаць цяжкае атручэнне.

Калі пры абпале серазмяшчальных руд на металургічных камбінатах якія адыходзяць газы не ўлоўліваюць, то яны паступаюць у атмасферу. Злучаючыся з кроплямі і парамі вады, аксіды серы і азоту даюць пачатак так званым кіслотным дажджам.

Сера і яе злучэння ў сельскай гаспадарцы

Расліны паглынаюць сульфат-іоны разам з глебавых растворам. Зніжэнне ўтрымання серы вядзе да запаволення метабалізму амінакіслот і бялкоў у зялёных клетках. Таму сульфаты ўжываюць для падкормак сельскагаспадарчых культур.

Для дэзінфекцыі птушнікаў, падвалаў, агароднінасховішчаў простае рэчыва спальваюць або апрацоўваюць памяшкання сучаснымі серазмяшчальных прэпаратамі. Аксід серы валодае антымікробнымі ўласцівасцямі, што здаўна знаходзіць прымяненне ў вытворчасці вінаў, пры захоўванні агародніны і садавіны. Прэпараты серы выкарыстоўваюць у якасці пестыцыдаў для барацьбы з хваробамі і шкоднікамі сельскагаспадарчых культур (сопкай расой і павуцінневы кляшчом).

Прымяненне ў медыцыне

Вялікае значэнне вывучэнні лячэбных уласцівасцяў жоўтага парашка надавалі вялікія лекары старажытнасці Авіцэна і Парацельс. Пазней было ўстаноўлена, што чалавек, не які атрымлівае дастатковую колькасць серы з ежай, слабее, мае праблемы са здароўем (да іх ставяцца сверб і лушчэнне скуры, паслабленне валасоў і пазногцяў). Справа ў тым, што без серы парушаецца сінтэз амінакіслот, кератина, біяхімічных працэсаў у арганізме.

Медыцынская сера ўключана ў склад мазяў для лячэння захворванняў скуры: акне, экзэмы, псарыязу, алергіі, себарэі. Ванны з шэрай могуць палегчыць болі пры рэўматызме і падагры. Для лепшага засваення арганізмам створаны водарастваральныя серазмяшчальных прэпараты. Гэта не жоўты парашок, а дробнакрышталічныя рэчыва белага колеру. Пры вонкавым выкарыстанні гэтага злучэння яго ўводзяць у склад касметычнага сродкі для сыходу за скурай.

Гіпс даўно ўжываецца пры імабілізацыі траўміраваных частак цела чалавека. Глаўбераву соль прызначаюць як слабільнае лекі. Магнезія паніжае артэрыяльны ціск, што выкарыстоўваецца ў лячэнні гіпертаніі.

Сера ў гісторыі

Яшчэ ў глыбокай старажытнасці неметалічных рэчыва жоўтага колеру прыцягвала ўвагу чалавека. Але толькі ў 1789 годзе вялікі хімік Лавуазье усталяваў, што парашок і крышталі, знойдзеныя ў прыродзе, складаюцца з атамаў серы. Лічылася, што непрыемны пах, які ўзнікае пры яе спальванні, адпуджвае ўсякую нечысць. Формула аксіду серы, які атрымліваецца пры гарэнні, - SO ₂ (дыяксід). Гэта таксічны газ, яго ўдыханне небяспечна для здароўя. Некалькі выпадкаў масавага вымірання людзей цэлымі вёскамі на ўзбярэжжах, у нізінах навукоўцы тлумачаць вылучэннем з зямлі або вады серавадароду або дыяксіду серы.

Вынаходніцтва чорнага пораху ўзмацніла цікавасць да жоўтым крышталям з боку вайскоўцаў. Многія бітвы былі выйграны дзякуючы ўменню майстроў злучаць серу з іншымі рэчывамі ў працэсе вырабу выбуховых рэчываў. Найважнейшая злучэнне - серную кіслату - таксама навучыліся ўжываць вельмі даўно. У сярэднія вякі гэта рэчыва называлі купарваснай алеем, а солі - купарваса. Медны купарвас CuSO _{4 і} жалезны купарвас FeSO ₄ да гэтага часу не страцілі свайго значэння ў прамысловасці і сельскай гаспадарцы.