El sofre és un element del sistema periòdic de D. I. Mendeleiev, el seu nombre atòmic és setze. Té propietats no metàl·liques. Denotada per la lletra llatina S. El nom, presumiblement, té una arrel indoeuropea: "cremar".
Perspectiva històrica
Quan es va descobrir sofre i es va iniciar l'extracció, no està clar. Només se sap que la gent antiga ho sabia molt abans de la nostra era. Els primers sacerdots l'utilitzaven en els seus rituals de culte, l'incloïen en les mescles de fumigació. El sofre mineral s'atribuïa a un producte produït pels déus, la majoria vivint a l'inframón.
Durant molt de temps, com demostren els documents històrics, es va utilitzar com a element constituent de mescles combustibles que s'utilitzaven amb finalitats militars. Homer tampoc va ignorar el mineral sofre. En una de les seves obres, va descriure "evaporacions" que tenien un efecte perjudicial en una persona quan es cremava.
Els historiadors suggereixen que el sofre era un element constituent de l'anomenat "foc grec", que va inspirar por als enemics.
Al segle VIII a la Xina, s'utilitzava per fer pirotècniamescles, incloses les substàncies combustibles semblants a la pólvora.
A l'edat mitjana, va ser un dels tres elements principals dels alquimistes. Van utilitzar activament el sofre natiu mineral en la seva investigació. Sovint això va fer que els experiments amb ella fossin equiparats a la bruixeria, i això, al seu torn, va provocar la persecució dels químics antics i els seus seguidors per part de la Inquisició. Va ser a partir d'aquells temps, des de l'Edat Mitjana i el Renaixement, quan l'olor de sofre cremat, els seus gasos, es va començar a associar amb actes d'esperits malignes i manifestacions diabòlics.
Propietats
El sofre mineral natiu té una xarxa molecular que altres elements similars no tenen. Això porta al fet que té una duresa baixa, no hi ha escissió, és un material força fràgil. La gravetat específica del sofre és de 2,7 grams per centímetre cúbic. El mineral té poca conductivitat elèctrica i tèrmica i un baix punt de fusió. S'encén lliurement quan s'exposa a una flama oberta, inclòs d'un llumins, el color de la flama és blau. S'encén bé a una temperatura d'uns 248 graus centígrads. Quan es crema, emet diòxid de sofre, que té una olor aguda i sufocant.
Les descripcions del mineral de sofre són variades. Té matisos de groc clar, palla, mel, verdós. En el sofre, que té substàncies orgàniques en la seva estructura, hi ha un color marró, gris o negre. A la foto, el mineral de sofre en forma sòlida, pura i cristal·lina sempre atrau l'ull i fàcilmentreconeixible.
El sofre volcànic és de color groc brillant, verdós i taronja. A la natura, el podeu trobar en forma de diverses masses, denses, terroses, en pols. També hi ha cristalls cristal·lins de sofre a la natura, però molt poques vegades.
Sofre a la natura
El sofre natural en estat pur és rar. Però a l'escorça terrestre les seves reserves són molt importants. Es tracta principalment de minerals, on hi ha capes de sofre en grans quantitats.
Fins ara, la ciència no ha decidit la causa de l'aparició dels dipòsits de sofre. Algunes versions s'exclouen mútuament. Tenint en compte el fet que el sofre presenta una alta activitat química, se suposa que durant la formació de la superfície de l'escorça terrestre, es va lligar i alliberar repetidament. No s'ha establert amb certesa com van procedir aquestes reaccions.
Segons una de les versions, se suposa que el sofre és el resultat de la lixiviació de sulfats, que s'han convertit en els residus de bacteris individuals. Aquests últims utilitzen els compostos minerals com a aliment.
Els investigadors estan considerant diverses versions dels processos de substitució del sofre a l'escorça terrestre, que condueixen al seu alliberament i acumulació. Però encara no és possible entendre sense ambigüitats la naturalesa de l'ocurrència.
Propietats físiques i químiques del sofre
La primera investigació científica es va fer només al segle XVIII. El científic francès Antoine Lavoisier va fer un estudi exhaustiu de les propietats del mineral de sofre. Així doncs, va trobar que cristal·litza a partir de les foses, prenent inicialment en forma d'agullatipus. Tanmateix, aquesta forma no és estable. A mesura que disminueix la temperatura, el sofre es recristalitza i forma formacions volumètriques translúcides de color groc llimona o daurat.
Dipòsits, mineria de sofre
La principal font de producció de minerals de sofre són els jaciments. Segons els càlculs dels geòlegs, es dedueix que les seves reserves mundials són d'uns 1.400 milions de tones.
La gent antiga, així com els miners de l'edat mitjana, extreien sofre excavant un gran recipient d'argila fins a la profunditat. Se'n va posar un altre, en el qual hi havia un forat al fons. El recipient superior estava ple de roca, que contenia sofre. Aquesta estructura s'escalfava. El sofre va començar a fondre i a fluir cap al recipient inferior.
Actualment, la mineria es porta a terme mitjançant mineria a cel obert, així com mitjançant mètodes de fosa des del subsòl.
Grans dipòsits de sofre al territori d'Euràsia es troben a Turkmenistan, a la regió del Volga i altres llocs. S'han descobert jaciments importants a Rússia a la riba esquerra del riu Volga, que s'estenen des de Samara fins a Kazan.
En desenvolupar el mineral de sofre, es presta especial atenció a la seguretat. Això es deu al fet que el mineral sempre va acompanyat de l'acumulació de sulfur d'hidrogen, que és molt perjudicial per a la respiració. El mateix mineral tendeix a encendre-se i formar compostos explosius.
El mètode de mineria més comú és a cel obert. Paral·lelament, la part superior de les roques és retirada per equips miners. Es realitzen treballs explosius triturant la part del mineral. Aleshoresles fraccions s'envien a l'empresa per al procés d'enriquiment, i després a les plantes de fosa per obtenir sofre pur.
Si el mineral és profund i els seus volums són significatius, s'utilitza el mètode Frasch per a l'extracció.
A finals de 1890, l'enginyer Frasch va proposar fondre el sofre sota terra i, després de convertir-lo en estat líquid, bombejar-lo. Aquest procés és comparable a la producció de petroli. Donat el punt de fusió força baix del sofre, la idea de l'enginyer es va provar amb èxit i l'extracció industrial d'aquest mineral va començar d'aquesta manera.
A la segona meitat del segle XX, es va començar a utilitzar activament un mètode per a la mineria mitjançant l'ús de corrents d' alta freqüència. El seu impacte també condueix a la fusió del sofre. La posterior injecció d'aire calent comprimit permet accelerar el seu ascens en estat líquid a la superfície.
El sofre es troba en grans quantitats als gasos naturals. El mètode Claus és adequat per a la seva extracció. S'utilitzen fosses especials de sofre en les quals es duu a terme la desgasificació. El resultat és un producte sòlid modificat amb un alt contingut de sofre.
Aplicació
Aproximadament la meitat de tot el sofre produït es destina a la producció d'àcid sulfúric. A més, aquest mineral és necessari per a la fabricació de cautxú, medicaments, com a fungicides en l'agricultura. El mineral també s'ha utilitzat com a element estructural en el popular asf alt de sofre i el substitut del ciment Portland - formigó de sofre. S'utilitza activament en la fabricació de diversoscomposicions pirotècniques, en la producció de llumins.
Rol biològic
El sofre és un element biogènic important. Forma part d'un nombre important d'aminoàcids. Un element integral en la formació d'estructures proteiques. En la fotosíntesi bacteriana, el mineral participa en les reaccions redox del cos i és una font d'energia. Al cos humà, hi ha uns dos grams de sofre per quilogram de pes.
El sofre en la seva forma pura no és una substància tòxica, a diferència dels gasos volàtils, que inclouen diòxid de sofre, anhídrid sulfúric, sulfur d'hidrogen, etc.
Propietats de la flama
El sofre és un mineral inflamable. Les seves fraccions finament mòltes són capaços de combustió espontàniament en presència d'humitat, en presència de contactes amb agents oxidants, i també en crear mescles amb carbó, greixos, olis. Apagueu el sofre amb aigua ruixada i escuma mecànica d'aire.
