Position dans le système périodique: le soufre est dans la 3e période, le groupe VI, le sous-groupe principal (A).

Le nombre atomique de soufre est 16, par conséquent, la charge de l'atome de soufre est + 16, le nombre d'électrons est 16. Trois niveaux électroniques (égaux à la période), au niveau externe 6 électrons (égal au numéro de groupe pour les sous-groupes principaux).

La disposition des électrons par niveaux:
  16 S)))
2 8 6

Le noyau de l'atome de soufre 32 S contient 16 protons (égaux à la charge du noyau) et 16 neutrons (masse atomique moins le nombre de protons: 32 - 16 \u003d 16).

Le soufre en tant que substance simple forme deux modifications allotropes: le soufre cristallin et le plastique.

Soufre cristallin   - solide jaune, cassant, fusible (point de fusion 112 ° C), insoluble dans l'eau. Le soufre et de nombreux minerais contenant du soufre ne sont pas mouillés par l'eau. Par conséquent, la poudre de soufre peut flotter à la surface, bien que le soufre soit plus lourd que l'eau (densité 2 g / cm 3).

C'est la base du processus de traitement du minerai appelé flottation: le minerai concassé est immergé dans un récipient d'eau à travers lequel l'air est soufflé. Les particules de minerai utiles sont ramassées par des bulles d'air et transportées, et des stériles (par exemple du sable) se déposent au fond.

Soufre plastique   de couleur foncée et capable de s'étirer comme du caoutchouc.

Cette différence de propriétés est associée à la structure des molécules: le soufre cristallin est constitué de molécules cycliques contenant 8 atomes de soufre, tandis que les atomes de soufre plastique sont reliés en longues chaînes. Le soufre plastique peut être obtenu en chauffant le soufre à ébullition et en le versant dans de l'eau froide.

Pour simplifier, le soufre est écrit dans les équations sans indiquer le nombre d'atomes dans la molécule: S.

Propriétés chimiques:

1. Dans les réactions avec les agents réducteurs: métaux, hydrogène, - le soufre se manifeste comme agent oxydant (état d'oxydation -2, valence II). Lorsqu'elles sont chauffées, le soufre et les poudres de fer produisent du sulfure de fer:
     Fe + S \u003d FeS
     Avec le mercure, le sodium, la poudre de soufre réagit à température ambiante:
     Hg + S \u003d HgS
2. Lorsque l'hydrogène traverse le soufre fondu, il se forme du sulfure d'hydrogène:
     H 2 + S \u003d H 2 S
3. Dans les réactions avec des agents oxydants puissants, le soufre est oxydé. Ainsi, le soufre brûle, de l'oxyde de soufre (IV) se forme - du dioxyde de soufre:
     S + O 2 \u003d SO 2

L'oxyde de soufre (IV) est un oxyde acide. Réagit avec l'eau pour produire de l'acide sulfurique:

SO 2 + H 2 O \u003d H 2 SO 3

Cette réaction se produit dans l'atmosphère lors de la combustion du charbon, qui contient généralement des impuretés soufrées. En conséquence, les pluies acides tombent, il est donc très important de nettoyer les fumées des chaufferies.

En présence de catalyseurs, l'oxyde de soufre (IV) est oxydé en oxyde de soufre (VI):

2SO 2 + O 2 2SO 3 (réaction réversible)

L'oxyde de soufre (VI) réagit avec l'eau pour produire de l'acide sulfurique:

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

SO 3 - un liquide incolore, cristallise à 17 ° C, passe à l'état gazeux à 45 ° C

Origine du soufre

Grands clusters soufre natif   pas si commun. Le plus souvent, il est présent dans certains minerais. Le minerai de soufre natif est une roche entrecoupée de soufre pur.

La direction de la prospection et de l'exploration dépend de la formation simultanée ou non de ces inclusions avec les roches qui les accompagnent. Il existe plusieurs théories complètement différentes à ce sujet.

La théorie de la syngénèse (c'est-à-dire la formation simultanée de soufre et de roches hôtes) suggère que la formation de soufre natif s'est produite dans des mares peu profondes. Des bactéries spéciales ont réduit les sulfates dissous dans l'eau en sulfure d'hydrogène, qui s'est élevé, est tombé dans la zone d'oxydation, et ici, par des moyens chimiques ou avec la participation d'autres bactéries, il a été oxydé en soufre élémentaire. Du soufre s'est précipité au fond, et par la suite, des boues contenant du soufre ont formé du minerai.

La théorie de l'épigénèse (inclusions de soufre formées plus tard que les roches principales) a plusieurs options. Le plus commun d'entre eux suggère que les eaux souterraines, pénétrant à travers l'épaisseur des roches, sont enrichies en sulfates. Si ces eaux entrent en contact avec des gisements de pétrole ou de gaz naturel, les ions sulfates sont réduits par les hydrocarbures en sulfure d'hydrogène. Le sulfure d'hydrogène remonte à la surface et, oxydant, libère du soufre pur dans les vides et les fissures des roches.

Au cours des dernières décennies, l'une des variétés de la théorie de l'épigénèse trouve de nouvelles preuves - la théorie du métasomatisme (en grec, «métasomatose» signifie substitution). Selon lui, le gypse CaSO 4 -H 2 O et l'anhydrite CaSO 4 sont constamment convertis en soufre et en calcite CaCO 3 dans les intestins. Cette théorie a été créée en 1935 par les scientifiques soviétiques L. M. Miropolsky et B. P. Krotov. En sa faveur parle, en particulier, un tel fait.

Au début du 21e siècle, les principaux producteurs de soufre en Russie sont les entreprises de Gazprom: Gazprom dobycha Astrakhan LLC et Gazprom dobycha Orenburg LLC, qui le reçoivent comme sous-produit de la purification du gaz.

Formes de produits

L'industrie a mis en œuvre la production de soufre sous diverses formes de produits [p. 193-196]. Le choix d'une forme ou d'une autre est déterminé par les exigences du client.

Soufre en morceaux   Jusqu'au début des années 70, c'était le principal type de soufre produit par l'industrie de l'URSS. Sa production est technologiquement simple et s'effectue en introduisant du soufre liquide à travers un pipeline chauffé dans un entrepôt où des blocs de soufre sont coulés. Les blocs congelés de 1 à 3 mètres de haut sont détruits en plus petits morceaux et transportés jusqu'au client. La méthode présente cependant des inconvénients: faible qualité du soufre, pertes dues à la poussière et aux miettes lors du desserrage et du chargement, et complexité de l'automatisation.

Soufre liquide   stockés dans des réservoirs chauffés et transportés dans des réservoirs. Le transport du soufre liquide est plus avantageux que sa fusion in situ. Les avantages d'obtenir du soufre liquide sont l'absence de pertes et une grande pureté. Inconvénients - le risque d'incendie, les dépenses de chauffage des réservoirs.

Soufre moulé   il y a écailleux et lamellaire. Le soufre en flocons a commencé à être produit dans les raffineries dans les années 1950. Pour la production, un tambour rotatif est utilisé, à l'intérieur il est refroidi par l'eau, et à l'extérieur, le soufre cristallise sous forme de flocons de 0,5-0,7 mm d'épaisseur. Au début des années 1980, au lieu de flocons, du soufre en plaques a commencé à être produit. Une masse fondue de soufre est fournie à la courroie mobile, qui se refroidit lorsque la courroie se déplace. À la sortie, une feuille de soufre solidifié se forme, qui est cassée pour former des plaques. Aujourd'hui, cette technologie est considérée comme obsolète, bien qu'environ 40% du soufre canadien soit exporté sous cette forme en raison des investissements importants dans les installations pour sa production.

Granulaire   le soufre est obtenu par différentes méthodes.

• La granulation de l'eau (granulation) a été développée en 1964 par la société anglaise "Elliot". Le processus est basé sur le refroidissement rapide des gouttelettes de soufre tombant dans l'eau. La première introduction de la technologie a été le procédé Salpel en 1965. La plus grande usine a ensuite été construite en Arabie saoudite en 1986. Sur celui-ci, chacune des trois usines peut produire jusqu'à 3 500 tonnes de soufre granulaire par jour. L'inconvénient de cette technologie est la qualité limitée des granules de soufre de forme irrégulière et de fragilité accrue.

• La granulation en lit fluidisé a été développée par la société française Perlomatic. Des gouttes de soufre liquide sont consommées. Ils sont refroidis par l'eau et l'air et humidifiés avec du soufre liquide, qui durcit sur les granules formés avec une couche mince. La granulométrie finale est de 4 à 7 mm. Plus progressif est le processus Prokor, qui est largement mis en œuvre au Canada. Il utilise des granulateurs à tambour. Cependant, ce processus est très difficile à gérer.

• La granulation des tours d'air a été développée et introduite en Finlande en 1962. Le soufre fondu est dispersé à l'aide d'air comprimé dans la partie supérieure de la tour de granulation. Les gouttes tombent et durcissent, tombant sur le ruban de transport.

Soufre moulu   est un produit de broyage de soufre en morceaux. Le degré de broyage peut varier. Elle est réalisée d'abord dans un broyeur, puis dans un moulin. De cette manière, il est possible d'obtenir du soufre très fin avec une granulométrie inférieure à 2 microns. La granulation de la poudre de soufre est effectuée dans la presse. Il est nécessaire d'utiliser des liants, qui sont utilisés comme bitume, acide stéarique, acides gras sous forme d'émulsion aqueuse avec de la triéthanolamine et autres.

Soufre colloïdal   est un type de soufre broyé ayant une granulométrie inférieure à 20 microns. Il est utilisé en agriculture pour la lutte antiparasitaire et en médecine comme anti-inflammatoire et désinfectant. Le soufre colloïdal est produit de diverses manières.

• La méthode d'obtention par broyage est très répandue, car elle n'impose pas d'exigences élevées aux matières premières. Bayer est l'un des leaders de cette technologie.

• Une méthode de production de soufre fondu ou de ses vapeurs a été introduite aux États-Unis en 1925. La technologie consiste à mélanger avec de la bentonite, le mélange résultant forme des suspensions stables avec de l'eau. Cependant, la teneur en soufre dans la solution est faible (pas plus de 25%).

• Les méthodes d'extraction de la préparation sont basées sur la dissolution du soufre dans les solvants organiques et sur une nouvelle évaporation de ces derniers. Cependant, ils ne sont pas répandus.

Soufre de haute pureté   obtenus par des méthodes chimiques, de distillation et de cristallisation. Il est utilisé dans la technologie électronique, dans la fabrication de dispositifs optiques, de luminophores, dans la production de préparations pharmaceutiques et cosmétiques - lotions, pommades, maladies anti-peau.

Candidature

Environ la moitié du soufre produit est utilisé dans la production d'acide sulfurique.

Les propriétés

Propriétés physiques

Le soufre diffère considérablement de l'oxygène par sa capacité à former des chaînes et des cycles d'atomes stables. Les molécules S 8 cycliques les plus stables, ayant la forme d'une couronne, formant du soufre rhombique et monoclinique. Ce soufre cristallin est une substance jaune fragile. De plus, des molécules à chaînes fermées (S 4, S 6) et à chaînes ouvertes sont possibles. Cette composition contient du soufre plastique, une substance brune, qui est obtenue par un refroidissement brutal de la fusion du soufre (en quelques heures, le soufre plastique devient cassant, jaunit et se transforme progressivement en losange). La formule du soufre est le plus souvent écrite simplement comme S, car elle, bien qu'elle ait une structure moléculaire, est un mélange substances simples   avec différentes molécules. Le soufre est insoluble dans l'eau, mais il est bien soluble dans les solvants organiques, par exemple, dans le disulfure de carbone, la térébenthine.

La fusion du soufre s'accompagne d'une augmentation sensible du volume (environ 15%). Le soufre fondu est un liquide jaune, facilement mobile, qui, au-dessus de 160 ° C, se transforme en une masse brun foncé très visqueuse. La masse fondue de soufre acquiert la viscosité la plus élevée à une température de 190 ° C; une nouvelle augmentation de la température s'accompagne d'une diminution de la viscosité et au-dessus de 300 ° C, le soufre fondu redevient mobile. Cela est dû au fait que lorsque le soufre est chauffé, il polymérise progressivement, augmentant la longueur de la chaîne avec l'augmentation de la température. Lorsque le soufre est chauffé au-dessus de 190 ° C, les unités de polymère commencent à s'effriter.

Le soufre peut servir d'exemple le plus simple d'électret. Pendant le frottement, le soufre acquiert une forte charge négative.

Propriétés chimiques

Les propriétés réductrices du soufre se manifestent dans les réactions du soufre et avec d'autres non-métaux, cependant, à température ambiante, le soufre ne réagit qu'avec le fluor:

Avec un excès de soufre, divers dichlorures du type S n Cl 2 se forment également.

Lorsqu'il est chauffé, le soufre réagit également avec le phosphore, formant un mélange de sulfures de phosphore, parmi lesquels se trouve le sulfure supérieur P 2 S 5:

De plus, lorsqu'il est chauffé, le soufre réagit avec l'hydrogène, le carbone et le silicium:

Lorsqu'il est chauffé, le soufre interagit avec de nombreux métaux, souvent très violemment. Parfois, un mélange de métal et de soufre s'allume lorsqu'il est incendié. Dans cette interaction, des sulfures se forment:

Parmi les substances complexes, il convient de noter tout d'abord la réaction du soufre avec l'alcali fondu, dans lequel le soufre se disproportionne comme le chlore:

L'alliage résultant est appelé

Position dans le système périodique: le soufre est dans la 3e période, le groupe VI, le sous-groupe principal (A).

Le nombre atomique de soufre est 16, donc la charge de l'atome de soufre est +16, le nombre d'électrons est 16. Trois niveaux électroniques (égaux à la période), au niveau externe de 6 électrons (égal au numéro de groupe pour les sous-groupes principaux).

La disposition des électrons par niveaux:
   16 S)))
2 8 6

Le noyau de l'atome de soufre 32 S contient 16 protons (égaux à la charge du noyau) et 16 neutrons (masse atomique moins le nombre de protons: 32 - 16 \u003d 16).

Le soufre en tant que substance simple forme des modifications allotropes: soufre cristallin et plastique.

Soufre cristallin   - solide jaune, cassant, fusible (point de fusion 112 ° C),   insoluble dans l'eau. Le soufre et de nombreux minerais contenant du soufre ne sont pas mouillés par l'eau. Par conséquent, la poudre de soufre peut flotter à la surface, bien que le soufre soit plus lourd que l'eau. (densité 2 g / cm 3).

C'est la base du processus de traitement du minerai appelé flottation: le minerai concassé est immergé dans un récipient d'eau à travers lequel l'air est soufflé. Les particules de minerai utiles sont ramassées par des bulles d'air et transportées, et des stériles (par exemple du sable) se déposent au fond.

Soufre plastique   de couleur foncée et capable de s'étirer comme du caoutchouc.

Cette différence de propriétés est associée à la structure des molécules: le soufre cristallin est constitué de molécules cycliques contenant 8 atomes de soufre, tandis que les atomes de soufre plastique sont reliés en longues chaînes. Le soufre plastique peut être obtenu en chauffant le soufre à ébullition et en le versant dans de l'eau froide.

Pour simplifier, le soufre est écrit dans les équations sans indiquer le nombre d'atomes dans la molécule: S.

Propriétés chimiques:

1. Dans les réactions avec les agents réducteurs: métaux, hydrogène, - le soufre se manifeste comme agent oxydant (état d'oxydation –2, valence II). Lorsqu'elles sont chauffées, le soufre et les poudres de fer produisent du sulfure de fer:
     Fe + S \u003d FeS
   Avec le mercure, le sodium, la poudre de soufre réagit à température ambiante:
     Hg + S \u003d HgS
2. Lorsque l'hydrogène traverse le soufre fondu, il se forme du sulfure d'hydrogène:
     H 2 + S \u003d H 2 S
3. Dans les réactions avec des agents oxydants puissants, le soufre est oxydé. Ainsi, le soufre brûle, de l'oxyde de soufre (IV) se forme - du dioxyde de soufre:
     S + O 2 \u003d SO 2

L'oxyde de soufre (IV) est un oxyde acide. Réagit avec l'eau pour produire de l'acide sulfureux:

SO 2 + H 2 O \u003d H 2 SO 3

Cette réaction se produit dans l'atmosphère lors de la combustion du charbon, qui contient généralement des impuretés soufrées. En conséquence, les pluies acides tombent, il est donc très important de nettoyer les fumées des chaufferies.

En présence de catalyseurs, l'oxyde de soufre (IV) est oxydé en oxyde de soufre (VI):

2SO 2 + O 2 2SO 3 (réaction réversible)

L'oxyde de soufre (VI) réagit avec l'eau pour produire de l'acide sulfurique:

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

SO 3 - un liquide incolore, cristallise à 17 ° C, passe à l'état gazeux à 45 ° C

2. Expérience. Conduite de réactions confirmant les propriétés de l'hydroxyde de calcium.

Si vous devez faire ces réactions dans la pratique, le dioxyde de carbone peut être obtenu dans un tube à essai avec un tube de ventilation en ajoutant de l'acide chlorhydrique ou nitrique à la craie ou à la soude.

Vous pouvez passer plusieurs fois l'air expiré à travers une paille à partir d'un cocktail ou d'un jus apporté avec vous. Ne choquez pas la commission - soufflez dans le tube depuis l'équipement de laboratoire - rien ne peut être dégusté dans la salle de chimie!