El sofre és un element químic que es troba al sisè grup i tercer període de la taula periòdica. En aquest article, analitzarem detalladament les seves propietats físiques i químiques, la producció, l'ús, etc. La característica física inclou característiques com el color, el nivell de conductivitat elèctrica, el punt d'ebullició del sofre, etc. La química descriu la seva interacció amb altres substàncies.
Sofre en termes de física
Aquesta és una substància fràgil. En condicions normals, es troba en estat sòlid d'agregació. El sofre té un color groc llimona.
I, en la seva majoria, tots els seus compostos tenen matisos grocs. No es dissol en aigua. Té baixa conductivitat tèrmica i elèctrica. Aquestes característiques el caracteritzen com un típic no metàl·lic. Malgrat que la composició química del sofre no és gens complicada, aquesta substància pot tenir diverses variacions. Tot depèn de l'estructura de la xarxa cristal·lina, amb l'ajuda de la qual els àtoms estan connectats, però no formen molècules.
Per tant, la primera opció és el sofre ròmbic. Ella passa que ho ésel més estable. El punt d'ebullició d'aquest tipus de sofre és de quatre-cents quaranta-cinc graus centígrads. Però perquè una determinada substància passi a un estat d'agregació gasós, primer ha de passar per un estat líquid. Per tant, la fusió del sofre es produeix a una temperatura de cent tretze graus centígrads.
La segona opció és el sofre monoclínic. És un cristall en forma d'agulla amb un color groc fosc. La fusió del sofre del primer tipus, i després el seu refredament lent condueix a la formació d'aquest tipus. Aquesta varietat té gairebé les mateixes característiques físiques. Per exemple, el punt d'ebullició del sofre d'aquest tipus segueix sent el mateix quatre-cents quaranta-cinc graus. A més, hi ha una varietat d'aquesta substància com el plàstic. S'obté abocant en aigua freda escalfada gairebé a ebullició ròmbic. El punt d'ebullició del sofre d'aquest tipus és el mateix. Però la substància té la capacitat d'estirar-se com la goma.
Un altre component de la característica física del qual m'agradaria parlar és la temperatura d'ignició del sofre.
Aquesta xifra pot variar segons el tipus de material i el seu origen. Per exemple, la temperatura d'ignició del sofre tècnic és de cent noranta graus. Aquesta és una xifra força baixa. En altres casos, el punt d'inflamació del sofre pot ser de dos-cents quaranta-vuit graus i fins i tot de dos-cents cinquanta-sis. Tot depèn de quin material s'ha extret, quina densitat té. Però es pot concloureque la temperatura de combustió del sofre és bastant baixa, en comparació amb altres elements químics, és una substància inflamable. A més, de vegades el sofre es pot combinar en molècules formades per vuit, sis, quatre o dos àtoms. Ara, havent considerat el sofre des del punt de vista de la física, passem a la següent secció.
Caracterització química del sofre
Aquest element té una massa atòmica relativament baixa, és de trenta-dos grams per mol. La característica de l'element sofre inclou una característica d'aquesta substància com la capacitat de tenir diferents graus d'oxidació. En això es diferencia, per exemple, de l'hidrogen o de l'oxigen. Tenint en compte la qüestió de quina és la característica química de l'element sofre, és impossible no esmentar que, depenent de les condicions, presenta propietats tant reductores com oxidants. Per tant, per ordre, considereu la interacció d'una determinada substància amb diversos compostos químics.
Sofre i substàncies simples
Simples són substàncies que només tenen un element químic en la seva composició. Els seus àtoms es poden combinar en molècules, com, per exemple, en el cas de l'oxigen, o poden no combinar-se, com és el cas dels metalls. Per tant, el sofre pot reaccionar amb metalls, altres no metalls i halògens.
Interacció amb metalls
Aquest tipus de procés requereix una temperatura elevada. En aquestes condicions, es produeix una reacció d'addició. És a dir, els àtoms metàl·lics es combinen amb els àtoms de sofre, formant així substàncies complexes sulfurs. Per exemple, si escalfeudos mols de potassi, barrejats amb un mol de sofre, obtenim un mol del sulfur d'aquest metall. L'equació es pot escriure de la següent manera: 2K + S=K2S.
Reacció amb l'oxigen
Això és crema de sofre. Com a resultat d'aquest procés, es forma el seu òxid. Aquest últim pot ser de dos tipus. Per tant, la combustió del sofre es pot produir en dues etapes. El primer és quan un mol de sofre i un mol d'oxigen formen un mol de diòxid de sofre. Podeu escriure l'equació d'aquesta reacció química de la següent manera: S + O2=SO2. La segona etapa és l'addició d'un àtom d'oxigen més al diòxid. Això passa quan s'afegeix un mol d'oxigen a dos mols de diòxid de sofre a altes temperatures. El resultat són dos mols de triòxid de sofre. L'equació d'aquesta interacció química té aquest aspecte: 2SO2 + O2=2SO3. Com a resultat d'aquesta reacció, es forma àcid sulfúric. Així doncs, realitzant els dos processos descrits, és possible fer passar el triòxid resultant per un raig de vapor d'aigua. I obtenim àcid sulfat. L'equació d'aquesta reacció s'escriu de la següent manera: SO3 + H2O=H2 SO 4.
Interacció amb halògens
Les propietats químiques del sofre, com altres no metalls, li permeten reaccionar amb aquest grup de substàncies. Inclou compostos com ara fluor, brom, clor, iode. El sofre reacciona amb qualsevol d'ells, excepte amb l'últim. Un exemple és el procés de fluoració del consideratens un element de la taula periòdica. Escalfant l'esmentat no metall amb un halogen, es poden obtenir dues variacions de fluorur. El primer cas: si prenem un mol de sofre i tres mols de fluor, obtenim un mol de fluor, la fórmula del qual és SF6. L'equació té aquest aspecte: S + 3F2=SF6. A més, hi ha una segona opció: si prenem un mol de sofre i dos mols de fluor, obtenim un mol de fluor amb la fórmula química SF4. L'equació s'escriu de la següent manera: S + 2F2=SF4. Com podeu veure, tot depèn de les proporcions en què es barregen els components. De la mateixa manera, és possible realitzar el procés de cloració del sofre (també es poden formar dues substàncies diferents) o de bromació.
Interacció amb altres substàncies simples
La caracterització de l'element sofre no acaba aquí. La substància també pot entrar en una reacció química amb hidrogen, fòsfor i carboni. A causa de la interacció amb l'hidrogen, es forma àcid sulfur. Com a conseqüència de la seva reacció amb els metalls, es poden obtenir els seus sulfurs que, al seu torn, també s'obtenen per reacció directa del sofre amb el mateix metall. L'addició d'àtoms d'hidrogen als àtoms de sofre es produeix només en condicions de temperatura molt elevada. Quan el sofre reacciona amb el fòsfor, es forma el seu fosfur. Té la fórmula següent: P2S3. Per obtenir un mol d'aquesta substància, cal prendre dos mols de fòsfor i tres mols de sofre. Quan el sofre interacciona amb el carboni, es forma el carbur del no metall considerat. La seva fórmula química té aquest aspecte: CS2. Per obtenir un mol d'aquesta substància, cal prendre un mol de carboni i dos mols de sofre. Totes les reaccions d'addició descrites anteriorment només es produeixen quan els reactius s'escalfen a altes temperatures. Hem considerat la interacció del sofre amb substàncies simples, ara passem al paràgraf següent.
Sofre i compostos complexos
Complex són aquelles substàncies les molècules de les quals estan formades per dos (o més) elements diferents. Les propietats químiques del sofre li permeten reaccionar amb compostos com els àlcalis, així com amb l'àcid sulfat concentrat. Les seves reaccions amb aquestes substàncies són força peculiars. Primer, considereu què passa quan el no metall en qüestió es barreja amb àlcali. Per exemple, si agafeu sis mols d'hidròxid de potassi i hi afegiu tres mols de sofre, obteniu dos mols de sulfur de potassi, un mol d'aquest sulfit metàl·lic i tres mols d'aigua. Aquest tipus de reacció es pot expressar amb la següent equació: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 O. Pel mateix principi, la interacció es produeix si s'afegeix hidròxid de sodi. A continuació, considereu el comportament del sofre quan s'hi afegeix una solució concentrada d'àcid sulfat. Si prenem un mol de la primera substància i dos mols de la segona substància, obtenim els següents productes: triòxid de sofre en una quantitat de tres mols, i també aigua - dos mols. Aquesta reacció química només pot tenir lloc quan els reactius s'escalfen a una temperatura elevada.
Aconseguint l'article en qüestióno metàl·lic
Hi ha diverses maneres bàsiques en què podeu extreure sofre d'una varietat de substàncies. El primer mètode és aïllar-lo de la pirita. La fórmula química d'aquest últim és FeS2. Quan aquesta substància s'escalfa a una temperatura elevada sense accés a l'oxigen, es pot obtenir un altre sulfur de ferro -FeS- i sofre. L'equació de la reacció s'escriu de la següent manera: FeS2=FeS + S. El segon mètode d'obtenció de sofre, que s'utilitza sovint a la indústria, és la combustió de sulfur de sofre en condicions de petita quantitat d'oxigen. En aquest cas, podeu obtenir el considerat no metàl·lic i aigua. Per dur a terme la reacció, cal prendre els components en una proporció molar de dos a un. Com a resultat, obtenim els productes finals en proporcions de dos a dos. L'equació d'aquesta reacció química es pot escriure de la següent manera: O. A més, el sofre es pot obtenir durant diversos processos metal·lúrgics, per exemple, en la producció de metalls com el níquel, el coure i altres.
Ús industrial
El no metall que estem considerant ha trobat la seva aplicació més àmplia a la indústria química. Com s'ha esmentat anteriorment, aquí s'utilitza per obtenir-ne àcid sulfat. A més, el sofre s'utilitza com a component per a la fabricació de llumins, pel fet que és un material inflamable. També és indispensable en la producció d'explosius, pólvora, espurnes, etc. A més, el sofre s'utilitza com un dels ingredients dels productes de control de plagues. ATmedicina, s'utilitza com a component en la fabricació de fàrmacs per a mal alties de la pell. A més, la substància en qüestió s'utilitza en la producció de diversos colorants. A més, s'utilitza en la fabricació de fòsfors.
Estructura electrònica del sofre
Com sabeu, tots els àtoms estan formats per un nucli, que conté protons -partícules carregades positivament- i neutrons, és a dir, partícules amb càrrega zero. Els electrons giren al voltant del nucli amb càrrega negativa. Perquè un àtom sigui neutre, ha de tenir el mateix nombre de protons i electrons en la seva estructura. Si n'hi ha més d'aquests últims, això ja és un ió negatiu: un anió. Si, per contra, el nombre de protons és més gran que el nombre d'electrons, aquest és un ió positiu, o catió. L'anió sofre pot actuar com a residu àcid. Forma part de les molècules de substàncies com l'àcid sulfurat (sulfur d'hidrogen) i els sulfurs metàl·lics. Un anió es forma durant la dissociació electrolítica, que es produeix quan una substància es dissol a l'aigua. En aquest cas, la molècula es descompon en un catió, que es pot representar com un ió metàl·lic o hidrogen, així com un catió: un ió d'un residu àcid o un grup hidroxil (OH-).
Com que el nombre ordinal de sofre a la taula periòdica és setze, podem concloure que aquest és el nombre de protons del seu nucli. A partir d'això, podem dir que també hi ha setze electrons que giren al voltant. El nombre de neutrons es pot trobar restant el número de sèrie de l'element químic de la massa molar: 32- 16=16. Cada electró no gira aleatòriament, sinó en una òrbita determinada. Com que el sofre és un element químic que pertany al tercer període de la taula periòdica, hi ha tres òrbites al voltant del nucli. El primer té dos electrons, el segon en té vuit i el tercer en té sis. La fórmula electrònica de l'àtom de sofre s'escriu de la següent manera: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Prevalència a la natura
Bàsicament, l'element químic considerat es troba en la composició dels minerals, que són sulfurs de diversos metalls. En primer lloc, és pirita - sal de ferro; també és plom, plata, brillantor de coure, blenda de zinc, cinabri - sulfur de mercuri. A més, el sofre també pot formar part dels minerals, l'estructura dels quals està representada per tres o més elements químics.
Per exemple, calcopirita, mirabilite, kieserita, guix. Podeu considerar cadascun d'ells amb més detall. La pirita és un sulfur de ferro, o FeS2. Té un color groc clar amb una brillantor daurada. Aquest mineral sovint es pot trobar com a impuresa en el lapislàtzuli, que s'utilitza àmpliament per fer joies. Això es deu al fet que aquests dos minerals sovint tenen un jaciment comú. La brillantor de coure - calcocita o calcosina - és una substància de color gris blavós, semblant al metall. La brillantor de plom (galena) i la brillantor de plata (argentita) tenen propietats semblants: tots dos semblen metalls i tenen un color gris. El cinabri és un mineral fosc de color vermell marronós amb taques grises. Calcopirita, químicala fórmula del qual és CuFeS2, - groc daurat, també s'anomena blenda daurada. La blenda de zinc (esfalerita) pot tenir un color des de l'ambre fins al taronja ardent. Mirabilite - Na2SO4x10H2O - cristalls transparents o blancs. També s'anomena sal de Glauber, utilitzada en medicina. La fórmula química de la kieserita és MgSO4xH2O. Apareix com una pols blanca o incolora. La fórmula química del guix és CaSO4x2H2O. A més, aquest element químic forma part de les cèl·lules dels organismes vius i és un oligoelement important.
