Définition

Soufre  situé dans la troisième période du groupe VI du sous-groupe principal (A) du tableau périodique.

Fait référence à des éléments de la famille P. Non métallique. Les éléments non métalliques de ce groupe sont collectivement appelés chalcogènes. Désignation - S. Numéro de série - 16. Masse atomique relative - 32.064 am.u.

Structure électronique de l'atome de soufre

L'atome de soufre est constitué d'un noyau chargé positivement (+16), composé de 16 protons et 16 neutrons, autour desquels 16 électrons se déplacent sur 3 orbites.

Fig.1. Structure schématique de l'atome de soufre.

La répartition des électrons dans les orbitales est la suivante:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 .

Au niveau de l'énergie externe de l'atome de soufre, il y a six électrons, tous sont considérés comme valence. Le diagramme d'énergie prend la forme suivante:

La présence de deux électrons non appariés indique que le soufre est capable de présenter un état d'oxydation de +2. Plusieurs états excités sont également possibles en raison de la présence d'un 3 vacant dorbitales. Tout d'abord, les électrons sont cuits à la vapeur 3 p  -sous-niveau et occuper gratuitement d-orbitales, et après - électrons 3 s-sous-niveau:

Cela explique la présence de deux autres états d'oxydation dans le soufre: +4 et +6.

Exemples de résolution de problèmes

EXEMPLE 1

Soufre

SERA   s; g.

1.   Élément chimique (S); substance jaune inflammable (utilisée dans l'industrie, l'armée, l'agriculture, la médecine).

2.   Un corps gras jaune s'est formé sur les parois du conduit auditif. Nettoyez les oreilles du soufre.

◁    Gris (voir).

(soufre lat.) élément chimique  Groupes VI du système périodique. Cristaux jaunes. Il est stable en deux modifications - rhombique (densité 2,07 g / cm 3, t  pl 112,8 ° C) et monoclinique (densité 1,96 g / cm 3, t  pl 119 ° C). Il est insoluble dans l'eau. Il est stable dans l'air; lors de la combustion donne du SO 2, sous forme de sulfures avec des métaux. Dans la nature - soufre natif, sulfures, sulfates. Le soufre est fondu à partir de minerais indigènes; ils sont également obtenus en oxydant l'air avec du sulfure d'hydrogène contenu dans les gaz naturels, le pétrole, les cokeries et d'autres méthodes. Environ 50% du soufre va à l'acide sulfurique, 25% aux sulfites (utilisés dans l'industrie papetière), le reste pour lutter contre les maladies des plantes, la vulcanisation, la synthèse des colorants, la production d'allumettes, etc.

SERA (soufre lat.), S, élément chimique de numéro atomique 16, masse atomique 32 066. Le symbole chimique du soufre S se prononce "es". Le soufre naturel se compose de quatre nucléides stables. (voir  NUCLIDE): 32 S (teneur 95,084% en poids), 33 S (0,74%), 34 S (4,16%) et 36 S (0,016%). Le rayon de l'atome de soufre est de 0,104 nm. Les rayons des ions sont les suivants: ion S 2–0.170 nm (numéro de coordination 6), ion S 4+ 0,051 nm (numéro de coordination 6) et ion S 6+ 0,026 nm (numéro de coordination 4). Les énergies d'ionisation séquentielle de l'atome de soufre neutre de S 0 à S 6+ sont respectivement de 10,36, 23,35, 34,8, 47,3, 72,5 et 88,0 eV. Le soufre est situé dans le groupe VIA du système périodique de D. I. Mendeleev, dans la 3e période, et appartient au nombre de chalcogènes. Configuration de la couche électronique externe 3 s 2 3p 4   . Les états d'oxydation les plus caractéristiques des composés –2, +4, +6 (valences II, IV et VI, respectivement). La valeur de l'électronégativité du soufre selon Pauling est de 2,6. Le soufre est l'un des non-métaux.
Sous sa forme libre, le soufre est un cristal cassant jaune ou une poudre jaune.
Contexte historique
  Le soufre se trouve dans la nature à l'état libre (natif), il était donc connu de l'homme déjà dans les temps anciens. Le soufre a attiré l'attention par sa coloration caractéristique, la couleur bleue de la flamme et l'odeur spécifique résultant de la combustion (l'odeur du dioxyde de soufre). On croyait que la combustion du soufre chassait les mauvais esprits. La Bible parle de l'utilisation du soufre pour purifier les pécheurs. L'homme du Moyen Âge, l'odeur de "soufre" était associée aux enfers. L'utilisation de soufre brûlant pour la désinfection est mentionnée par Homer. Dans la Rome antique, les tissus étaient blanchis à l'aide de dioxyde de soufre.
Le soufre est utilisé depuis longtemps en médecine - des patients ont été fumigés avec sa flamme, il a été inclus dans diverses pommades pour le traitement des maladies de la peau. Au XIe siècle Avicenne (Ibn Sina (voir  IBN SINA)), puis les alchimistes européens ont estimé que les métaux, y compris l'or et l'argent, étaient constitués de soufre et de mercure dans des proportions différentes. Par conséquent, le soufre a joué un rôle important dans les efforts des alchimistes pour trouver la «pierre philosophale» et transformer les métaux communs en précieux. Au XVIe siècle Paracelse (voir  PARACELS)  Il considérait le soufre avec le mercure et le «sel» comme l'un des principaux «principes» de la nature, «l'âme» de tous les corps.
L'importance pratique du soufre a fortement augmenté après l'invention de la poudre noire (dont le soufre est nécessairement inclus). En 673, les Byzantins, défendant Constantinople, incendièrent la flotte ennemie en utilisant le soi-disant feu grec - un mélange de salpêtre, de soufre, de goudron et d'autres substances - dont la flamme n'était pas éteinte par l'eau. Au Moyen Âge, la poudre noire était utilisée en Europe, de composition similaire à un mélange de feu grec. Depuis lors, l'utilisation généralisée du soufre à des fins militaires a commencé.
Le composé soufré le plus important est connu depuis longtemps acide sulfurique. L'un des créateurs de la iatrochimie (voir  JATROCHEMISTRY), le moine Vasily Valentin, au XVe siècle. décrit en détail la production d'acide sulfurique par calcination du sulfate de fer (l'ancien nom de l'acide sulfurique est l'huile de vitriol).
La nature élémentaire du soufre a été établie en 1789 par A. Lavoisier (voir  LAVOISIER Antoine Laurent). Les noms des composés chimiques contenant du soufre contiennent souvent le préfixe «thio» (par exemple, le réactif Na 2 S 2 O 3 utilisé en photographie est appelé thiosulfate de sodium). L'origine de ce préfixe est liée au nom grec du soufre - theion.
Être dans la nature
  Le soufre est assez répandu dans la nature. Dans la croûte terrestre, sa teneur est estimée à 0,05% en poids. Des gisements importants se trouvent souvent dans la nature. soufre natif  (généralement près des volcans); en Europe, ils sont situés dans le sud de l'Italie, en Sicile. De grands gisements de soufre natif sont disponibles aux États-Unis (dans les États de la Louisiane et du Texas), ainsi qu'en Asie centrale, au Japon et au Mexique. Dans la nature, le soufre se trouve à la fois en vrac et sous forme de couches cristallines, formant parfois des groupes incroyablement beaux de cristaux jaunes translucides (les soi-disant drusen).
Dans les zones volcaniques, l'évolution du sulfure d'hydrogène H 2 S à partir du sol est souvent observée; dans les mêmes régions, l'hydrogène sulfuré se trouve sous forme dissoute dans les eaux sulfuriques. Les gaz volcaniques contiennent souvent aussi gaz acide  SO 2.
À la surface de notre planète, les dépôts de divers composés sulfurés sont très répandus. Les plus courants d'entre eux sont: la pyrite de fer (pyrite (voir  Pyrite)) FeS 2, pyrite de cuivre (chalcopyrite) CuFeS 2, éclat de plomb (voir  GALENITE)  PbS, cinabre (voir  CINÉMA)  HgS, sphalérite (voir  Sphalérite)  ZnS et sa modification cristalline wurtzit (voir  WURZCIT)antimonite (voir  ANTIMONIT) Sb 2 S 3 et autres. De nombreux gisements de sulfates divers sont également connus, par exemple le sulfate de calcium (gypse CaSO 4 · 2H 2 O et CaSO 4 anhydrite), le sulfate de magnésium MgSO 4 (sel amer), le sulfate de baryum BaSO 4 (barytine), le sulfate de strontium SrSO 4 (célestine), sulfate de sodium Na 2 SO 4 · 10H 2 O (mirabilite), etc.
Les charbons contiennent en moyenne de 1,0 à 1,5% de soufre. Le soufre peut également faire partie du pétrole. Un certain nombre de dépôts de gaz combustible naturel (par exemple, Astrakhan) contiennent du sulfure d'hydrogène en tant que mélange.
Le soufre fait référence aux éléments nécessaires aux organismes vivants, car il est un composant essentiel des protéines. Les protéines contiennent 0,8-2,4% (en poids) de soufre chimiquement lié. Les plantes obtiennent du soufre des sulfates contenus dans le sol. Les odeurs désagréables résultant de la décomposition des cadavres d'animaux sont principalement dues à la libération de composés soufrés (sulfure d'hydrogène et mercaptans (voir  Thiols)) se sont formés lors de la décomposition des protéines. Environ 8,7 · 10 -2% de soufre est présent dans l'eau de mer.
Obtenir
  Le soufre est obtenu principalement en le fondant à partir de roches contenant du soufre natif (élémentaire). La méthode dite géotechnique vous permet d'obtenir du soufre sans soulever le minerai à la surface. Cette méthode a été proposée à la fin du XIXe siècle. Le chimiste américain G. Frasch, qui avait pour tâche d'extraire le soufre des gisements du sud des États-Unis à la surface de la terre, où le sol sablonneux compliquait fortement sa production par la méthode traditionnelle de la mine.
Frash a suggéré d'utiliser de la vapeur surchauffée pour soulever le soufre à la surface. La vapeur surchauffée est fournie par un tuyau à une couche souterraine contenant du soufre. Le soufre fond (son point de fusion est légèrement inférieur à 120 ° C) et monte vers le haut à travers un tuyau situé à l'intérieur de celui par lequel la vapeur d'eau est pompée sous terre. Afin d'assurer la montée du soufre liquide, l'air comprimé est pompé à travers le tuyau intérieur le plus fin.
Selon une autre méthode (thermique), particulièrement populaire au début du XXe siècle. en Sicile, le soufre est fondu, ou sublimé, à partir de roches concassées dans des fours à argile spéciaux.
Il existe d'autres méthodes d'extraction du soufre natif de la roche, par exemple par extraction au disulfure de carbone ou par des méthodes de flottation.
Du fait que la demande industrielle en soufre est très élevée, des méthodes ont été développées pour sa production à partir de sulfure d'hydrogène H 2 S et de sulfates.
La méthode d'oxydation du sulfure d'hydrogène en soufre élémentaire a d'abord été développée au Royaume-Uni, où ils ont appris comment obtenir des quantités importantes de soufre du Na 2 CO 3 restant après avoir reçu de la soude selon la méthode du chimiste français N. Leblanc (voir  LEBLAN Nicola)  sulfure de calcium CaS. La méthode Leblanc est basée sur la réduction du sulfate de sodium avec du charbon en présence de calcaire CaCO 3.
Na 2 SO 4 + 2C \u003d Na 2 S + 2CO 2;
Na 2 S + CaCO 3 \u003d Na 2 CO 3 + CaS.
La soude est ensuite lessivée avec de l'eau et une suspension aqueuse de sulfure de calcium peu soluble est traitée avec du dioxyde de carbone:
CaS + CO 2 + H 2 O \u003d CaCO 3 + H 2 S
Le sulfure d'hydrogène H 2 S résultant dans un mélange avec de l'air est passé dans un four au-dessus du lit de catalyseur. De plus, en raison de oxydation incomplète  il se forme du sulfure d'hydrogène sulfuré:
2H 2 S + O 2 \u003d 2H 2 O + 2S
Une méthode similaire est utilisée pour obtenir du soufre élémentaire à partir de sulfure d'hydrogène associé aux gaz naturels.
La technologie moderne nécessitant du soufre de haute pureté, des méthodes efficaces de raffinage du soufre ont été développées. Dans ce cas, en particulier, des différences dans le comportement chimique du soufre et des impuretés sont utilisées. Ainsi, l'arsenic et le sélénium sont éliminés en traitant le soufre avec un mélange d'acides nitrique et sulfurique.
En utilisant des méthodes basées sur la distillation et la rectification, il est possible d'obtenir du soufre très pur avec une teneur en impuretés de 10 –5 –10 –6% en poids.
Propriétés physiques et chimiques
  Les atomes de soufre ont la capacité unique de former des chaînes homo stables, c'est-à-dire des chaînes constituées uniquement d'atomes S (l'énergie de liaison S-S est d'environ 260 kJ / mol). Les chaînes homo de soufre ont une forme en zigzag, car les électrons situés dans les atomes voisins sur les p-orbitales mutuellement perpendiculaires participent à leur formation. Ces chaînes peuvent atteindre une longue longueur, ou inversement former des anneaux fermés S 20, S 8, S 6, S 4.
Par conséquent, le soufre forme plusieurs dizaines de modifications à la fois cristallines et amorphes, différant à la fois par la composition des molécules et des chaînes de polymère, et par la façon dont elles sont conditionnées à l'état solide.
Sous une pression normale et des températures allant jusqu'à 98,38 ° C, l'a-modification du soufre est stable (sinon cette modification est appelée rhombique), formant des cristaux jaune citron. Son réseau cristallin est orthorhombique, paramètres de cellules unitaires a \u003d 1,04646, b \u003d 1,288660, c \u003d 2,4486 nm. La densité de 2,07 kg / DM 3. Au-dessus de 95,39 ° C, la modification b du soufre (le soi-disant soufre monoclinique) est stable. À température ambiante, les paramètres des cellules unitaires du monoclinique b-S a \u003d 1,090, b \u003d 1,096, c \u003d 1,102 nm, t \u003d 83,27 ° С. Densité B-s  1,96 kg / dm 3.
Les structures des modifications a et b du soufre contiennent des molécules S 8 cycliques non planes à huit chaînons. Ces molécules sont un peu comme des couronnes.
Ces deux modifications du soufre diffèrent par l'orientation mutuelle des molécules S 8 dans le réseau cristallin.
Une autre modification du soufre - le soi-disant soufre rhomboédrique - peut être obtenue en versant une solution de thiosulfate de sodium Na 2 S 2 O 3 dans de l'acide chlorhydrique concentré à 0 ° C, suivie d'une extraction du soufre avec du toluène (voir  TOLUOLE). Après évaporation du solvant, des cristaux rhomboédriques apparaissent contenant des molécules S 6 sous forme de chaise.
Le soufre amorphe (densité 1,92 g / cm 3) et le soufre plastique caoutchouteux sont obtenus par refroidissement brutal du soufre fondu (versant la masse fondue dans l'eau froide). Ces modifications sont constituées de chaînes en zigzag irrégulières S n. Avec un vieillissement prolongé à des températures de 20 à 95 ° C, toutes les modifications du soufre sont converties en a-soufre.
Le point de fusion du a-soufre rhombique est de 112,8 ° C et le b-soufre monoclinique est de 119,3 ° C. Dans les deux cas, un liquide jaune se déplaçant facilement se noircit à une température d'environ 160 ° C; sa viscosité augmente et, à des températures supérieures à 200 ° C, le soufre fondu devient brun foncé et visqueux, comme la résine. Cela s'explique par le fait qu'au premier cycle, les molécules S 8 sont détruites dans la masse fondue. Les fragments résultants se combinent pour former de longues chaînes S µ de plusieurs centaines de milliers d'atomes. Un échauffement supplémentaire du soufre fondu (au-dessus de 250 ° C) entraîne une rupture partielle des chaînes et le liquide redevient plus mobile. Dans la fig. La dépendance en température de la viscosité du soufre liquide est montrée. Aux alentours de 190 ° C, sa viscosité est environ 9 000 fois supérieure à 160 ° C.
À une température de 444,6 ° C, le soufre fondu bout. Selon la température, des molécules de S 8, S 6, S 4 et S 2 se retrouvent dans ses vapeurs. Un changement dans la composition des molécules provoque un changement de la couleur de la vapeur de soufre du jaune orangé au jaune paille. À des températures supérieures à 1500 ° C, les molécules de S 2 se dissocient en atomes.
Les molécules S 2 sont paramagnétiques (voir  PARAMAGNÉTIQUE)  et sont construits de manière similaire à la molécule d'O 2. Dans tous les autres états, le soufre est diamagnétique (voir  DIAMANT).
Le soufre est pratiquement insoluble dans l'eau. Certaines de ses modifications se dissolvent dans les liquides organiques (toluène, benzène) et particulièrement bien dans le disulfure de carbone CS 2 et l'ammoniac liquide NH 3.
Le soufre est un non-métal assez actif. Même avec un chauffage modéré, il oxyde de nombreuses substances simples, mais il est également assez facilement oxydé par l'oxygène et les halogènes.
S + O 2 \u003d SO 2, S + 3F 2 \u003d SF 6,
2S + Cl 2 \u003d S 2 Cl 2 (mélangé avec SCl 2)
Avec l'hydrogène, lorsqu'il est chauffé, le soufre forme du sulfure d'hydrogène H 2 S et dans une petite quantité de sulfanes (composés de la composition H 2 S n):
H 2 + S H 2 S.
Exemples de réactions du soufre avec les métaux:
2Na + S \u003d Na 2 S, Ca + S \u003d CaS, Fe + S \u003d FeS
Les sulfures formés dans ces réactions ne sont pas caractérisés par une composition constante mais, en règle générale, variable. Ainsi, la composition du sulfure de calcium peut changer en continu dans la gamme de CaS à CaS 5. Polysulfures du type CaS n ou Na 2 S n lorsqu'ils réagissent, par exemple, avec de l'acide chlorhydrique sous forme de sulfanes H 2 S   n  et la valeur de n peut aller de 1 à environ 10.
L'acide sulfurique concentré oxyde le soufre en SO 2 lorsqu'il est chauffé:
S + 2H 2 SO 4 \u003d 2H 2 O + 3SO 2.
La vodka impériale (un mélange d'acides nitrique et chlorhydrique) oxyde le soufre en acide sulfurique.
Acide nitrique dilué acide chlorhydrique  sans agents oxydants et l'acide sulfurique à froid avec le soufre n'entrent pas en interaction. Lorsqu'il est chauffé dans de l'eau bouillante ou des solutions alcalines, le soufre est disproportionné:
3S + 6NaOH 2Na 2 S + Na 2 SO 3 + 3H 2 O;
Le soufre peut rejoindre les sulfures
Na 2 S + (n - 1) S \u003d Na 2 S n
et aux sulfites:
Na 2 SO 3 + S \u003d Na 2 S 2 O 3
À la suite de cette réaction, le thiosulfate de sodium Na 2 S 2 O 3 est formé de sulfite de sodium Na 2 SO 3.
Lorsqu'il est chauffé, le soufre réagit avec presque tous les éléments sauf les gaz inertes, l'iode, l'azote, le platine et l'or.
Plusieurs oxydes de soufre sont connus. En plus du dioxyde de soufre stable SO 2 [autres noms: dioxyde de soufre, dioxyde de soufre, dioxyde de soufre (IV)] et trioxyde de soufre SO 3 [autres noms: gaz sulfureux, dioxyde de soufre, oxyde de soufre (VI)], oxydes instables S 2 O (lors du passage du courant SO 2 à travers une décharge luminescente) et S 8 O (lorsque H 2 S interagit avec SOCl 2). Les peroxydes SO 4 et S 2 O 7 sont formés en faisant passer du SO 2 en mélange avec de l'oxygène à travers une décharge luminescente ou en raison de l'oxydation du SO 2 par l'ozone.
Le dioxyde de soufre acide SO 2 correspond à un acide instable de concentration moyenne H 2 SO 3 (acide sulfureux):
H 2 O + SO 2 H 2 SO 3,
et trioxyde de soufre acide SO 3 - acide sulfurique dibasique fort (voir  ACIDE SULFURIQUE)  H 2 SO 4:
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
Et acide sulfureux  H 2 SO 3 et sulfurique H 2 SO 4 correspondent à deux rangées de sels: acides [respectivement hydrosulfites NaHSO 3, Ca (HSO 3) 2, etc. et hydrosulfates KHSO 4, NaHSO 4 et autres] et moyens [sulfites Na 2 SO 3, K 2 SO 3 et sulfates CaSO 4, Fe 2 (SO 4) 3].
Le soufre fait partie de nombreux composés organiques (voir les articles Thiophène (voir  Thiophène)Thiols (voir  Thiols)  et autres).
Candidature
  Environ la moitié du soufre produit est utilisé pour la production d'acide sulfurique, environ 25% est utilisé pour produire des sulfites, 10-15% pour la lutte antiparasitaire des cultures (principalement le raisin et le coton) (la solution de sulfate de cuivre CuSO 4 · 5H 2 O ), environ 10% est utilisé par l'industrie du caoutchouc pour vulcaniser le caoutchouc. Le soufre est utilisé dans la fabrication de colorants et de pigments, d'explosifs (il fait toujours partie de la poudre à canon), de fibres artificielles, de luminophores (voir  LUMINOPHORS). Le soufre est utilisé dans la production d'allumettes, car il fait partie de la tête d'allumette. Le soufre contient encore des onguents qui traitent les maladies de la peau. Pour donner aux aciers des propriétés spéciales, de petits additifs de soufre y sont introduits (bien que, en règle générale, un mélange de soufre dans les aciers ne soit pas souhaitable).
Rôle biologique
  Le soufre est constamment présent dans tous les organismes vivants, étant un nutriment important (voir  ÉLÉMENTS BIOGÉNIQUES). Sa teneur dans les plantes est de 0,3 à 1,2%, chez les animaux de 0,5 à 2% (les organismes marins contiennent plus de soufre que les organismes terrestres). L'importance biologique du soufre est déterminée principalement par le fait qu'il fait partie des acides aminés méthionine (voir  Méthionine)  et la cystéine (voir  Cystéine)  et donc dans la composition des peptides (voir  PEPTIDES) et les protéines. Les liaisons disulfure –S - S– dans les chaînes polypétides participent à la formation de la structure spatiale des protéines, et les groupes sulfhydryle (–SH) jouent un rôle important dans les centres actifs des enzymes. De plus, le soufre pénètre dans les molécules d'hormones, substances importantes. On trouve beaucoup de soufre dans la kératine, les cheveux, les os et les tissus nerveux. Composés inorganiques  Le soufre est essentiel à la nutrition minérale des plantes. Ils servent de substrats. réactions oxydativesréalisée par des bactéries soufrées naturelles (voir  SÉROBACTÉRIES).
Le corps d'une personne moyenne (poids corporel 70 kg) contient environ 1402 g de soufre. Les besoins quotidiens d'un adulte en soufre sont d'environ 4.
Cependant, dans son impact négatif sur l'environnement et les humains, le soufre (plus précisément ses composés) est l'un des premiers endroits. La principale source de pollution par le soufre est la combustion de charbon et d'autres combustibles contenant du soufre. Dans le même temps, environ 96% du soufre contenu dans le carburant pénètre dans l'atmosphère sous forme de dioxyde de soufre SO 2.
Dans l'atmosphère, le dioxyde de soufre s'oxyde progressivement en oxyde de soufre (VI). Les deux oxydes - à la fois l'oxyde de soufre (IV) et l'oxyde de soufre (VI) - interagissent avec la vapeur d'eau pour former une solution acide. Ensuite, ces solutions précipitent sous forme de pluies acides. Une fois dans le sol, les eaux acides inhibent le développement de la faune et des plantes du sol. En conséquence, des conditions défavorables sont créées pour le développement de la végétation, en particulier dans les régions du nord, où la pollution chimique s'ajoute au climat rigoureux. En conséquence, les forêts meurent, l'herbe est perturbée et l'état des plans d'eau se détériore. Les pluies acides détruisent les monuments en marbre et autres matériaux; de plus, ils détruisent même les bâtiments en pierre et les produits métalliques. Par conséquent, diverses mesures doivent être prises pour empêcher les composés soufrés de pénétrer dans l'atmosphère. Pour ce faire, le pétrole et les produits pétroliers sont purifiés des composés soufrés et les gaz formés lors de la combustion du carburant sont nettoyés.
Le soufre en lui-même sous forme de poussière irrite les muqueuses, les organes respiratoires et peut provoquer des maladies graves. MAC de soufre dans l'air 0,07 mg / m 3. Dictionnaire explicatif de Dahl

SERA  - SOUFRE, Soufre, chim. élément VI gr. Système Mendeleïev, symbole S, numéro de série 16, à. c. 32.07. Connu depuis l'Antiquité. Dans la nature, il se présente sous forme de dépôts d'eau (neptunique) et volcanique. origine. On le trouve également dans ... Grande encyclopédie médicale

SERA - chem. élément, symbole S (soufre lat.), à. n 16, à. M. 32.06. Existe sous forme de plusieurs modifications allotropes; parmi eux, le soufre de modification monoclinique (densité 1960 kg / m3, mp \u003d 119 ° C) et le soufre rhombique (densité 2070 kg / m3, ίπι \u003d 112.8 ... ... Grande encyclopédie polytechnique

  - (noté S), un élément chimique du groupe VI de la TABLE PERIODIQUE, un non-métal connu de l'antiquité. Il se produit dans la nature à la fois sous la forme d'un élément séparé et sous la forme de minéraux sulfurés, tels que GALENITE et PYRITE, et de minéraux sulfatés, ... ... Dictionnaire encyclopédique scientifique et technique

Dans la mythologie des Celtes irlandais, Sera est le père de Partalon (voir chapitre 6). Selon certaines sources, c'est Sera, et non Partalon, qui était l'époux de Dilgnade. (

Soufre   - le minéral jaune citron, parfois jaune miel, gris jaunâtre ou brunâtre, est un soufre moléculaire - S, le minéral est très cassant, dureté 1-2.

Les cristaux de couleur brune ou noire peuvent donner l'inclusion de matières organiques, des gouttelettes d'huile.

Il cristallise en syngonie rhombique. Il se présente sous forme de cristaux pyramidaux et d'agrégats granulaires. Parfois, il y a des formes et des dépôts en forme de rein striés, des masses terreuses.

Diamant brillant, gras huileux, translucide en cristaux. Le soufre natif est sensible aux températures élevées, se fissurant même à cause de la chaleur des mains. D'un match, il fond facilement et s'allume avec une flamme bleue.

Le titre

L'origine du mot latin soufre est inconnue. Le nom russe de l'élément est généralement dérivé du sanscrit "syra" - jaune clair. Peut-être la relation du "soufre" avec le "séraphin" hébreu - pl. le nombre de «séraphin» est littéralement «brûlant», et le soufre brûle bien. Dans le vieux russe et le vieux slave, le "soufre" est généralement toute substance combustible, y compris les graisses.

Origine

Le soufre se forme exclusivement à la surface de la croûte terrestre, à la suite d'éruptions volcaniques, précipitant sous forme de sublimats, et se déversant parfois sous forme fondue. Il se forme lors de l'altération des sulfures (principalement la pyrite), ou s'accumule dans les sédiments marins, les huiles et le bitume, de manière biochimique. Il peut être associé au gypse, se démarquant de ses épaisseurs. Les grandes accumulations de soufre natif dans la nature sont assez rares. Le plus souvent, il est présent dans la roche hôte sous forme de petites inclusions.

Dépôts

Les dépôts de soufre sont répandus en Asie centrale, les dépôts de Gaurdak, Shor-Su - dans les fissures et les vides de diverses roches sédimentaires en association avec le pétrole, le gypse,
célestine, calcite, aragonite, etc. Dans le désert de Kara-Kum sous forme de buttes recouvertes de croûtes siliceuses, en association avec le gypse, le quartz, la calcédoine, l'opale et autres. Grands dépôts sédimentaires
  sont disponibles dans la région de la Volga (près de la ville de Kuybyshev). Les gisements de Sicile, gisements puissants dans les États du Texas et de la Louisiane (USA), de la Bolivie, de Mishrak et d'Irak, du sud de la Pologne, de Stasfurt en Allemagne sont très réputés. Zones de volcanisme: Kamchatka, Japon, Italie, Indonésie.

Candidature

Le soufre est principalement utilisé dans la production d'acide sulfurique, utilisé dans de nombreuses industries; utilisé en agriculture pour la lutte antiparasitaire, dans la production de caoutchouc (processus de vulcanisation du caoutchouc), dans la fabrication d'allumettes, de peintures, de pièces pyrotechniques.

Propriétés curatives et magiques

On pense que le soufre a la capacité d'absorber l'énergie négative, aide à éviter les conflits et les querelles, apaise les impulsions émotionnelles.

Une partie importante des méthodes de guérison naturelles repose sur l'utilisation de composés soufrés, qu'il s'agisse d'une gousse d'ail ou d'un bain d'hydrogène sulfuré Matsesta. Les polysulfures, composés de soufre et de sulfure d'hydrogène, sont responsables de l'effet cicatrisant.

Le soufre est connu de l'homme depuis longtemps. Les informations sur son utilisation en Égypte remontent au deuxième millénaire avant JC. e. Les anciens Grecs et Romains connaissaient le soufre. Il est mentionné dans les célèbres œuvres d'Homère, Pline l'Ancien et dans la Bible. Le soufre est depuis longtemps largement utilisé en médecine. Depuis des temps immémoriaux, il a également été utilisé à des fins médicinales en Russie. MV Lomonosov, l'un des premiers scientifiques russes à avoir étudié le soufre, a écrit: "La terre dans ses entrailles contient une telle quantité de soufre que non seulement les donjons en sont remplis ... mais ce fossile est même alloué à la surface de la terre", notant en même temps cela se produit "elle est native et pure, mais rarement maigre". Un peu plus tard, l'académicien V. Severgin estime que la distribution du soufre est déjà plus optimiste: "Le soufre natif est pur et abondant dans les terres mélangées à la Russie". Aujourd'hui, plus de 400 minéraux contenant du soufre sont connus. Et sa teneur dans la croûte terrestre est d'environ 0,05%.

La présence de soufre natif en Crimée a été indiquée au milieu du siècle dernier. Le "Mountain Journal" a écrit sur la "recherche" de soufre ici en 1849. Il s'agissait des environs du lac Chokraksky sur la péninsule de Kertch, où "des cristaux très distincts mais très petits de soufre natif" ont été trouvés dans le calcaire. Le lieutenant Antipov a effectué des travaux d'exploration avec des tunnels miniers ici sur ordre du prince Vorontsov. Il s'est avéré que le soufre n'est confiné qu'aux sorties des sources de sulfure d'hydrogène. Sa formation s'explique par la décomposition du sulfure d'hydrogène. "En conclusion, je dois dire", écrit le lieutenant, "que ce dépôt de soufre n'a aucune importance technique, à l'exception d'une propriété curative de sources promettant un grand bénéfice." De minces dépôts blanchâtres de soufre peuvent actuellement être observés à Chokrak et dans d'autres sources d'eaux d'hydrogène sulfuré, par exemple aux environs de Sudak.

Le soufre natif se forme souvent lors de l'altération des sulfures - pyrite et marcasite. Il a été trouvé en Crimée en relation avec une variété de roches: dans des marnes près de Feodosiya, des calcaires des environs de Bakhchisaray, des granodiorites près d'Alushta. Le soufre de ce type fait généralement partie d'agrégats terreux mélangés à des sulfates de fer et des hydroxyles et est représenté par de minuscules grains irréguliers, parfois des cristaux. Souvent accompagné de gypse. Du soufre en poudre fine est présent dans les limons des lacs salés, par exemple Saksky.

Les plus grandes accumulations de soufre ont été découvertes en Crimée en 1883 par N. I. Andrusov sur la péninsule de Kertch près du village de Chekur-Koyash. Plus tard, il s'est avéré qu'il y avait tout un domaine. Le soufre est confiné aux argiles et marnes gypseuses et forme des couches intermédiaires et des nodules de quelques millimètres à 30 cm et sa teneur en minerai est de 10 à 30%.

Selon l'une des hypothèses acceptées, le soufre natif s'est formé à partir du gypse sous l'action d'eaux enrichies en hydrogène sulfuré enrichies en substances organiques avec la participation de bactéries.

À l'échelle d'aujourd'hui, le champ aurait semblé modeste. Mais à un moment donné, cela a joué un rôle important. Le fait est qu'avant la révolution, le soufre était importé en Russie de l'étranger. Et le champ de Chekur-Koyashskoye a été l'un des premiers à produire du soufre industriel domestique. Voici un bref historique de son évolution.

Au siècle dernier, seulement un peu de soufre pour les besoins locaux a été extrait à l'aide d'une méthode de fortune. Le domaine est à peine étudié. En 1906, il a été loué par une société belge et a commencé l'exploration géologique et la préparation de l'exploitation. Le niveau technique de travail était faible. La production était mal ventilée. Cela a entraîné la mort tragique du travailleur et de l'administrateur, empoisonné face au dioxyde de soufre, après quoi les travaux ont été interrompus.

Depuis le début de la Première Guerre mondiale, le pays a été confronté à une situation critique avec le soufre, et par la décision du Comité militaire industriel en 1915, ils ont commencé la reconnaissance sur Chekur-Koyash. En 1916, les préparatifs étaient déjà en cours pour l'exploitation minière et l'exploitation associée. 1600 tonnes de minerai ont été récupérées. Environ 10 tonnes de soufre en ont été sélectionnées manuellement. Mais en 1917, les travaux ont été interrompus et les mines ont été inondées.

La relance de la mine a commencé avec l'établissement du pouvoir soviétique en Crimée. Premièrement, une petite quantité de soufre a été obtenue dans une petite usine à partir de minerai extrait auparavant. Ils ont ensuite effectué une exploration géologique approfondie et un calcul des réserves de soufre. En 1928, la mine et la raffinerie, pratiquement reconstruites, commencent à produire du soufre. L'exploitation a été réalisée pendant environ 10 ans, et le champ a été développé. Le soufre de Crimée dans la période initiale de production a joué un rôle important. "Le soufre de Kertch est d'une grande importance pour l'Union de nos républiques", - a noté dans la presse des années 30. Avec la découverte et le développement de grands gisements en Asie centrale, le soufre Chekur-Koyasha n'a conservé qu'une importance locale. Actuellement, une dizaine de manifestations non industrielles du soufre sont connues dans la péninsule de Kertch.

L'apparition de soufre natif est particulière. La couleur est jaune dans différentes nuances, souvent jaune paille. La brillance est grasse. Le soufre forme des films, des masses terreuses et pulvérulentes, des couches minces et des nodules, moins courants dans les cristaux réguliers. Les bipyramides tétraédriques à sommet tronqué du rhombique le plus commun, ou soi-disant alpha soufre, sont caractéristiques. Il est le plus stable à la surface de la terre. Il est curieux que S.P.Popov ait découvert dans les calcaires de la région du détroit de Kertch en 1901, avec cette variété, des cristaux de soufre monoclinique lamellaire (bêta) plus rares dans la nature. Il s'agit de la première découverte au monde de bêta-soufre dans les conditions de la surface de la terre sans aucun lien avec l'activité volcanique. La forme des cristaux de bêta-soufre de la Crimée mais S.P. Popov était fermement incluse dans les répertoires de minéralogie.

En termes de dureté, le soufre est légèrement supérieur au talc - le minéral le plus doux de l'échelle de Mohs. Pour le talc, la dureté est prise à 1 et pour le soufre, elle est de 1-2 sur cette échelle. Le soufre est deux fois plus lourd que l'eau. Sa densité est d'environ deux. Une différence importante est la capacité du soufre à brûler. Selon Pline l'Ancien, "aucune substance n'est allumée aussi facilement, ce qui montre clairement qu'elle contient une grande force ardente." Avant l'avènement des idées modernes, on croyait depuis longtemps que le soufre était porteur d'une substance combustible spéciale. La capacité du soufre à brûler peut être utilisée comme signe de diagnostic fiable. Un grain insignifiant d'une substance suffit à vérifier. Le test peut être effectué sur la pointe de la lame d'un canif avec une allumette enflammée ou une lampe à alcool. Vous pouvez utiliser une aiguille à coudre chauffée au rouge. L'odeur de soufre brûlant, qui le distingue des autres minéraux, est également très caractéristique. Dans les sécrétions fines pulvérulentes et terreuses, le soufre est similaire aux sulfates de fer. Contrairement à de nombreux minéraux similaires, le soufre se dissout dans le kérosène et la térébenthine.

Le soufre natif contient souvent jusqu'à plusieurs pour cent d'impuretés. Le soufre de Crimée contient du calcium, du sélénium, de l'arsenic et quelques autres éléments. Les impuretés peuvent limiter l'utilisation du soufre dans certaines industries.

Le soufre a de très nombreuses professions, et depuis les temps anciens. "Son utilisation est très étendue", écrivait V. Severgin au début du siècle dernier. "Il est utilisé de diverses manières en chimie, dans l'art médical, pour l'extraction d'acide sulfurique, pour la préparation de cinabre, de poudre à canon, dans des feux amusants ... pour l'extermination d'insectes" . Le soufre est actuellement encore plus utilisé. Des dizaines de millions de tonnes de soufre natif sont extraites chaque année dans le monde. Utilisez-le dans la production de fibres synthétiques, de caoutchouc, de colorants, industrie alimentaire. Environ la moitié du soufre extrait va à l'acide sulfurique, un quart à l'industrie des pâtes et papiers et environ 10% à l'agriculture. Le soufre de Crimée a été utilisé principalement pour la lutte antiparasitaire dans les vignobles et à des fins sanitaires.

Le soufre est distribué en Crimée beaucoup plus largement que les autres minéraux de la classe des éléments indigènes. Mais trouver ses bons échantillons n'est pas facile. Nous ne devons compter que sur les plus petits cristaux en dixièmes de millimètre, reconnaissables à la loupe, et sur les dépôts terreux et pulvérulents et la décoloration en mélange avec d'autres minéraux. Mais de tels échantillons, en particulier leurs propres découvertes, sont un excellent matériau pour la collection.

Origine du soufre

Les grandes accumulations de soufre natif ne sont pas si courantes. Le plus souvent, il est présent dans certains minerais. Le minerai de soufre natif est une roche entrecoupée de soufre pur.

Quand ces inclusions se sont-elles formées - simultanément avec les roches accompagnantes ou plus tard? La direction de l'exploration et de l'exploration dépend de la réponse à cette question. Mais, malgré des millénaires de communication avec le soufre, l'humanité n'a toujours pas de réponse définitive. Il existe plusieurs théories dont les auteurs ont des vues opposées.

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, dans les intestins, le gypse CaSO4-H2O et l'anhydrite CaSO4 sont constamment transformés en soufre et en calcite CaCO3. Cette théorie a été créée en 1935 par les scientifiques soviétiques L. M. Miropolsky et B. P. Krotov. En sa faveur parle, en particulier, d'un tel fait.

En 1961, le champ de Mishrak a été découvert en Irak. Le soufre ici est enfermé dans des roches carbonatées, qui forment une voûte soutenue par des piliers qui vont profondément dans les profondeurs (en géologie, ils sont appelés ailes). Ces ailes se composent principalement d'anhydrite et de gypse. La même image a été observée sur le terrain national de Shor-Su.

La particularité géologique de ces dépôts ne peut s'expliquer que du point de vue de la théorie du métasomatisme: le gypse primaire et l'anhydrite se sont transformés en minerais carbonatés secondaires entrecoupés de soufre natif. Il est important non seulement la proximité des minéraux - la teneur moyenne en soufre dans le minerai de ces gisements est égale à la teneur en soufre chimiquement lié dans l’anhydrite. Une étude de la composition isotopique du soufre et du carbone dans le minerai de ces gisements a fourni aux tenants de la théorie du métasomatisme des arguments supplémentaires.

Mais il y a un «mais»: la chimie du processus de conversion du gypse en soufre et en calcite n'est pas encore claire, et il n'y a donc aucune raison de considérer la théorie du métasomatisme comme la seule correcte. Des lacs existent toujours sur la terre (en particulier le lac de soufre près de Sernovodsk), où se produisent des dépôts syngénétiques de soufre et où les boues soufrées ne contiennent ni gypse ni anhydrite.

Tout cela signifie que la variété des théories et des hypothèses sur l'origine du soufre natif est le résultat non seulement et pas tant de l'incomplétude de nos connaissances, mais de la complexité des phénomènes se produisant dans les intestins. Des mathématiques du primaire, nous savons tous que des chemins différents peuvent conduire au même résultat. Cette loi s'applique également à la géochimie.

Production de soufre

La production de soufre a considérablement augmenté après l'invention de la poudre noire. Après tout, le soufre (avec le charbon et le nitrate) est son composant indispensable. De nos jours, le soufre est l'un des types de matières premières les plus importants pour de nombreuses industries chimiques. La consommation mondiale annuelle de soufre est d'environ 20 millions de tonnes. Ses consommateurs industriels sont une grande variété d'industries: acide sulfurique, papier, caoutchouc, allumettes, etc. Le soufre est également largement utilisé pour lutter contre les ravageurs agricoles, en pyrotechnie et en partie en médecine. Selon la teneur en croûte terrestre (0,03%), le soufre est un élément très courant. Cependant, de grandes accumulations de soufre natif ne sont pas si courantes. Le plus souvent, il est présent dans certains minerais. Le minerai de soufre natif est une roche entrecoupée de soufre pur. Quand ces inclusions se sont-elles formées - simultanément avec les roches accompagnantes ou plus tard? La direction de l'exploration et de l'exploration dépend de la réponse à cette question. Mais, malgré des millénaires de communication avec le soufre, l'humanité n'a toujours pas de réponse définitive. Les minerais de soufre sont extraits de différentes manières - selon les conditions d'occurrence. Mais dans tous les cas, vous devez faire très attention à la sécurité. Les dépôts de soufre s'accompagnent presque toujours d'accumulations de composés soufrés toxiques. De plus, il ne faut pas oublier la possibilité de combustion spontanée

Les minerais de soufre sont extraits de différentes manières, selon les conditions d'occurrence. Mais dans tous les cas, vous devez faire très attention à la sécurité. Les dépôts de soufre s'accompagnent presque toujours d'accumulations de gaz toxiques - composés soufrés. De plus, il ne faut pas oublier la possibilité de combustion spontanée.

L'extraction de minerai à ciel ouvert est la suivante. Les excavatrices à pied enlèvent les couches de roche sous lesquelles repose le minerai. Par des explosions, la couche de minerai est broyée, après quoi des blocs de minerai sont envoyés à l'usine d'enrichissement, et de là à la fonderie, où le soufre est extrait du concentré. Les méthodes d'extraction sont diverses. Certains d'entre eux seront décrits ci-dessous. Et ici, il convient de décrire brièvement la méthode d'extraction de soufre dans le sous-sol qui a permis aux États-Unis d'Amérique et au Mexique de devenir les plus grands fournisseurs de soufre.

À la fin du siècle dernier, les gisements de minerai de soufre les plus riches ont été découverts dans le sud des États-Unis. Mais il n'était pas facile de s'approcher des strates: le sulfure d'hydrogène s'infiltrait dans les mines (à savoir, par la méthode de la mine était censé développer un gisement) et bloquait l'accès au soufre. De plus, des rapides sablonneux ont nui à la pénétration des strates soufrées. Le chimiste Herman Frash, qui a proposé de faire fondre le soufre sous terre et de le pomper à la surface à travers des puits pétroliers, a trouvé la solution. Un point de fusion du soufre relativement bas (moins de 120 ° C) a confirmé la réalité de l'idée de Frash.

En principe, l'installation de Frash est très simple: un tuyau dans un tuyau. L'eau surchauffée est introduite dans l'espace entre les tuyaux et entre dans le réservoir à travers elle. Et le soufre fondu monte à travers le tuyau intérieur, chauffé de tous les côtés. La version moderne de l'installation Frasch est complétée par un troisième - le tuyau le plus étroit. Grâce à lui, de l'air comprimé est fourni au puits, ce qui aide à soulever le soufre fondu à la surface. L'un des principaux avantages de la méthode Frasch est qu'elle permet d'obtenir du soufre relativement pur dès le premier stade de production. Dans le développement de minerais riches, cette méthode est très efficace.

Auparavant, on pensait que la méthode de fusion souterraine du soufre n'était applicable que dans les conditions spécifiques des "dômes de sel" de la côte pacifique des États-Unis et du Mexique. Cependant, des expériences menées en Pologne et en URSS ont réfuté cette opinion. Dans la Pologne populaire, cette méthode produit déjà une grande quantité de soufre; en 1968. les premiers puits de soufre ont été inaugurés en URSS.

Et le minerai obtenu dans les carrières et les mines doit être traité (souvent avec un enrichissement préalable), en utilisant diverses méthodes technologiques pour cela.

Plusieurs méthodes de production de soufre à partir de minerais de soufre sont connues: vapeur-eau, filtration, thermique, centrifuge et extraction.

Les méthodes de récupération thermique du soufre sont les plus anciennes. Au XVIIIe siècle, dans le royaume de Naples, le soufre fondait en tas - "solfatara". Le soufre est encore fondu en Italie dans des fours primitifs - les «calcarones». La chaleur nécessaire pour faire fondre le soufre du minerai est obtenue en brûlant une partie du soufre extrait. Ce processus est inefficace, les pertes atteignent 45%.

L'Italie est devenue le berceau des méthodes vapeur-eau pour l'extraction du soufre des minerais. En 1859, Giuseppe Gill a reçu un brevet pour son appareil - le prédécesseur des autoclaves actuels. La méthode de l'autoclave (nettement améliorée, bien sûr) est toujours utilisée dans de nombreux pays.

Dans le processus d'autoclave, un concentré de minerai de soufre enrichi contenant jusqu'à 80% de soufre est pompé dans l'autoclave sous forme de pâte liquide avec des réactifs. Là, sous pression, de la vapeur d'eau est fournie. La pulpe est chauffée à 130 ° C. Le soufre contenu dans le concentré fond et se sépare de la roche. Après une courte boue, le soufre fondu fusionne. Ensuite, des «queues» sont libérées de l'autoclave - toutes les stériles dans l'eau? Les queues contiennent beaucoup de soufre et pénètrent à nouveau dans l'usine d'enrichissement.

En Russie, la méthode de l'autoclave a été appliquée pour la première fois par l'ingénieur K.G.Patkanov en 1896.

Les autoclaves modernes sont d'énormes appareils à la hauteur d'un bâtiment de quatre étages. De tels autoclaves ont été installés, en particulier, à la fonderie de l'usine minière et chimique de Rozdolsky dans la région des Carpates.

Dans certaines industries, comme la grande usine de soufre de Tarnobrzeg (Pologne), les stériles sont séparés du soufre fondu sur des filtres spéciaux. La méthode de séparation dans les centrifugeuses spéciales a été récemment développée dans notre pays. En un mot, "il est possible de séparer le minerai d'or (plus précisément - l'or) de la roche vide" de différentes manières.

Différents pays et satisfaire leurs besoins en soufre dans différents pays. Le Mexique et les États-Unis utilisent principalement la méthode Frash. L'Italie, troisième producteur de soufre dans les pays capitalistes, continue d'exploiter et de traiter (en utilisant diverses méthodes) les minerais de soufre des gisements siciliens et de la province de Marco. Le Japon possède d'importantes réserves de soufre d'origine volcanique. La France et le Canada, qui n'ont pas de soufre natif, ont développé une production à grande échelle à partir de gaz. Il n'y a pas de gisements de soufre en Angleterre et en Allemagne. Ils couvrent leurs besoins en acide sulfurique en traitant des matières premières contenant du soufre (principalement de la pyrite), et soufre élémentaire  importer.

La Russie satisfait pleinement ses besoins grâce à ses propres sources de matières premières. Après la découverte et le développement de riches gisements des Carpates, l'URSS et la Pologne ont considérablement augmenté leur production de soufre. Cette industrie continue de croître. De nouvelles grandes entreprises ont été construites en Ukraine, de vieilles usines sur la Volga et le Turkménistan ont été reconstruites et la production de soufre à partir du gaz naturel et des gaz d'échappement a été augmentée.

Le soufre est un élément chimique qui se trouve dans le sixième groupe et la troisième période du tableau périodique. Dans cet article, nous examinerons en détail sa production et son utilisation chimiques, etc. La caractéristique physique comprend des signes tels que la couleur, la conductivité électrique, le point d'ébullition du soufre, etc. Le produit chimique décrit son interaction avec d'autres substances.

Soufre physique

C'est une substance fragile. Dans des conditions normales, il est dans un état solide d'agrégation. Le soufre a une couleur jaune citron. Et pour la plupart, tous ses composés ont des teintes jaunes. Il ne se dissout pas dans l'eau. Il a une faible conductivité thermique et électrique. Ces signes le caractérisent comme un non-métal typique. Malgré le fait que la composition chimique du soufre n'est pas du tout compliquée, cette substance peut avoir plusieurs variantes. Tout dépend de la structure du réseau cristallin avec lequel les atomes sont connectés, mais ils ne forment pas de molécules.

Ainsi, la première option est le soufre rhombique. Elle est la plus durable. Le point d'ébullition du soufre de ce type est de quatre cent quarante-cinq degrés Celsius. Mais pour que cette substance entre dans un état d'agrégation gazeuse, elle doit d'abord traverser un liquide. Ainsi, le soufre fond à une température de cent treize degrés Celsius.

La deuxième option est le soufre monoclinique. C'est un cristal en forme d'aiguille avec une couleur jaune foncé. La fonte du soufre du premier type, puis son lent refroidissement, conduit à la formation de cette espèce. Cette variété a presque les mêmes caractéristiques physiques. Par exemple, le point d'ébullition du soufre de ce type est le même de quatre cent quarante-cinq degrés. De plus, il existe une telle variété de cette substance que le plastique. Il est obtenu en versant du rhombique chauffé presque à ébullition dans de l'eau froide. Le point d'ébullition du soufre de cette espèce est le même. Mais la substance a la capacité de s'étirer comme du caoutchouc.

Un autre élément de la caractéristique physique dont je voudrais parler est la température d'inflammation du soufre.

Cet indicateur peut varier selon le type de matériau et son origine. Par exemple, la température d'inflammation du soufre technique est de cent quatre-vingt-dix degrés. C'est un taux assez bas. Dans d'autres cas, le point d'éclair du soufre peut être de deux cent quarante-huit degrés et même de deux cent cinquante-six. Tout dépend du matériau dont il a été extrait, de sa densité. Mais on peut conclure que la température de combustion du soufre est assez basse, en comparaison avec d'autres éléments chimiques, c'est une substance inflammable. De plus, le soufre peut parfois être combiné en molécules composées de huit, six, quatre ou deux atomes. Maintenant, après avoir examiné le soufre du point de vue de la physique, nous passons à la section suivante.

Caractérisation chimique du soufre

Cet élément a une masse atomique relativement faible, elle est égale à trente-deux grammes par mole. La caractéristique de l'élément soufre comprend une caractéristique de cette substance comme la capacité d'avoir un degré d'oxydation différent. En cela, il diffère, disons, de l'hydrogène ou de l'oxygène. Compte tenu de la question de savoir quelle est la caractéristique chimique de l'élément soufre, il est impossible de ne pas mentionner que, selon les conditions, il présente à la fois des propriétés réductrices et oxydantes. Donc, dans l'ordre, nous considérons l'interaction d'une substance donnée avec divers composés chimiques.

Soufre et substances simples

Les substances simples ne contiennent dans leur composition qu'un seul élément chimique. Ses atomes peuvent se combiner en molécules, comme, par exemple, dans le cas de l'oxygène, ou ne pas se combiner, comme c'est le cas avec les métaux. Ainsi, le soufre peut réagir avec les métaux, d'autres non-métaux et les halogènes.

Interaction métal

Pour effectuer ce type de processus, il faut une température élevée. Dans ces conditions, une réaction d'addition se produit. Autrement dit, les atomes de métal se combinent avec les atomes de soufre, formant des sulfures complexes. Par exemple, si nous chauffons deux moles de potassium, en les mélangeant avec une mole de soufre, nous obtenons une mole de sulfure de ce métal. L'équation peut s'écrire sous la forme suivante: 2K + S \u003d K 2 S.

Réaction avec l'oxygène

C'est la combustion du soufre. À la suite de ce processus, son oxyde se forme. Ce dernier peut être de deux types. Par conséquent, la combustion du soufre peut se produire en deux étapes. Le premier est lorsqu'une mole de dioxyde de soufre est formée d'une mole de soufre et d'une mole d'oxygène. L'équation de cette réaction chimique peut s'écrire comme suit: S + O 2 \u003d SO 2. La deuxième étape consiste à ajouter un autre atome d'oxygène au dioxyde. Cela se produit si une mole d'oxygène est ajoutée à deux moles à haute température. En conséquence, nous obtenons deux moles de trioxyde de soufre. L'équation de cette interaction chimique est la suivante: 2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3. À la suite de cette réaction, de l'acide sulfurique se forme. Ainsi, après avoir effectué les deux processus décrits, il est possible de faire passer le trioxyde résultant à travers un courant de vapeur d'eau. Et nous obtenons de l'acide sulfate. L'équation d'une telle réaction s'écrit: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4.

Interaction halogène

Propriétés chimiques  le soufre, ainsi que d'autres non-métaux, lui permettent de réagir avec ce groupe de substances. Il comprend des composés tels que le fluor, le brome, le chlore, l'iode. Le soufre réagit avec l'un d'eux, à l'exception de ce dernier. Un exemple est le processus de fluoration d'un élément du tableau périodique considéré. En chauffant le non-métal susmentionné avec un halogène, deux variations de fluorure peuvent être obtenues. Premier cas: si on prend une mole de soufre et trois moles de fluor, on obtient une mole de fluorure dont la formule est SF 6. L'équation ressemble à ceci: S + 3F 2 \u003d SF 6. De plus, il y a une deuxième option: si nous prenons une mole de soufre et deux moles de fluor, nous obtenons une mole de fluorure avec la formule chimique SF 4. L'équation s'écrit comme suit: S + 2F 2 \u003d SF 4. Comme vous pouvez le voir, tout dépend des proportions dans lesquelles mélanger les composants. De la même manière, vous pouvez effectuer le processus de chloration du soufre (deux substances différentes peuvent également se former) ou de la bromation.

Interactions avec d'autres substances simples

La caractéristique de l'élément soufre ne s'arrête pas là. La substance peut également subir une réaction chimique avec l'hydrogène, le phosphore et le carbone. En raison de l'interaction avec l'hydrogène, de l'acide sulfuré se forme. En raison de sa réaction avec les métaux, leurs sulfures peuvent être obtenus, qui, à leur tour, sont également obtenus directement par l'interaction du soufre avec le même métal. L'addition d'atomes d'hydrogène aux atomes de soufre ne se produit qu'à des températures très élevées. Lors de la réaction du soufre avec le phosphore, son phosphure se forme. Il a la formule suivante: P 2 S 3. Pour obtenir une mole d'une substance donnée, vous devez prendre deux moles de phosphore et trois moles de soufre. Lors de l'interaction du soufre avec le carbone, du carbure du non-métal considéré se forme. Sa formule chimique est: CS 2. Pour obtenir une mole de cette substance, vous devez prendre une mole de carbone et deux moles de soufre. Toutes les réactions d'addition décrites ci-dessus ne se produisent que lorsque les réactifs sont chauffés à des températures élevées. Nous avons examiné l'interaction du soufre avec substances simples, passez maintenant à l'élément suivant.

Soufre et composés complexes

Les substances complexes sont les substances dont les molécules sont constituées de deux (ou plus) éléments différents. Les produits chimiques lui permettent de réagir avec des composés tels que les alcalis et les concentrés, ses réactions avec ces substances sont assez particulières. Tout d'abord, considérez ce qui se passe lorsque le non-métal considéré est mélangé avec un alcali. Par exemple, si vous prenez six moles et que vous y ajoutez trois moles de soufre, nous obtenons deux moles de sulfure de potassium, une mole de sulfite de ce métal et trois moles d'eau. Ce type de réaction peut être exprimé par l'équation suivante: 6KOH + 3S \u003d 2K 2 S + K2SO 3 + 3H 2 O. L'interaction se produit sur le même principe si vous ajoutez Next, nous considérons le comportement du soufre lorsqu'une solution concentrée d'acide sulfaté y est ajoutée. Si nous prenons une mole de la première et deux moles de la deuxième substance, nous obtenons les produits suivants: trioxyde de soufre en une quantité de trois moles, et aussi de l'eau - deux moles. Cette réaction chimique ne peut se produire que lorsque les réactifs sont chauffés à haute température.

Obtenir le non-métal considéré

Il existe plusieurs méthodes de base par lesquelles le soufre peut être extrait d'une variété de substances. La première méthode consiste à l'isoler de la pyrite. Formule chimique ce dernier est FeS 2. Lorsque cette substance est chauffée à une température élevée sans accès à l'oxygène, un autre sulfure de fer - FeS - et soufre peut être obtenu. L'équation de réaction est écrite sous la forme suivante: FeS 2 \u003d FeS + S. La deuxième méthode de production de soufre, qui est souvent utilisée dans l'industrie, est la combustion du sulfure de soufre sous la condition d'une petite quantité d'oxygène. Dans ce cas, il est possible d'obtenir le non-métal et l'eau considérés. Pour la réaction, vous devez prendre les composants dans un rapport molaire de deux à un. En conséquence, nous obtenons les produits finaux dans les proportions de deux à deux. L'équation de cette réaction chimique peut s'écrire comme suit: 2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O. En outre, le soufre peut être obtenu au cours de divers processus métallurgiques, par exemple, dans la production de métaux tels que le nickel, le cuivre et autres.

Utilisation industrielle

Le non-métal que nous considérons a trouvé son application la plus large dans l'industrie chimique. Comme mentionné ci-dessus, il est utilisé ici pour en obtenir de l'acide sulfate. De plus, le soufre est utilisé comme composant pour la fabrication d'allumettes, car il s'agit d'un matériau inflammable. Il est également indispensable dans la production d'explosifs, de poudre à canon, de cierges magiques, etc. De plus, le soufre est utilisé comme l'un des ingrédients des produits antiparasitaires. En médecine, il est utilisé comme composant dans la fabrication de médicaments pour les maladies de la peau. En outre, la substance en question est utilisée dans la production d'une variété de colorants. De plus, il est utilisé dans la fabrication de luminophores.

Structure électronique du soufre

Comme vous le savez, tous les atomes sont constitués d'un noyau dans lequel se trouvent des protons - des particules chargées positivement - et des neutrons, c'est-à-dire des particules à charge nulle. Les électrons tournent autour du noyau, dont la charge est négative. Pour qu'un atome soit neutre, sa structure doit avoir le même nombre de protons et d'électrons. S'il y en a plus, c'est un ion négatif - anion. Si au contraire - le nombre de protons est supérieur aux électrons - c'est un ion positif, ou cation. L'anion soufre peut agir comme un résidu acide. Il fait partie des molécules de substances telles que l'acide sulfuré (sulfure d'hydrogène) et les sulfures métalliques. L'anion se forme lors de la dissociation électrolytique, qui se produit lorsqu'une substance est dissoute dans l'eau. Dans ce cas, la molécule se décompose en un cation, qui peut être représenté comme un ion métallique ou de l'hydrogène, ainsi qu'un cation - un ion d'un résidu acide ou un groupe hydroxyle (OH-). Étant donné que le numéro de série du soufre dans le tableau périodique est de seize, nous pouvons conclure que c'est précisément ce nombre de protons qui est dans son noyau. Sur cette base, nous pouvons dire que les électrons en orbite autour sont également seize. Le nombre de neutrons peut être trouvé en soustrayant le numéro de série de l'élément chimique de la masse molaire: 32 - 16 \u003d 16. Chaque électron ne tourne pas au hasard, mais sur une orbite spécifique. Le soufre étant un élément chimique appartenant à la troisième période du tableau périodique, il y a trois orbites autour du noyau. Le premier a deux électrons, le second en a huit, le troisième en a six. La formule électronique de l'atome de soufre s'écrit comme suit: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Prévalence dans la nature

Fondamentalement, l'élément chimique en question se trouve dans les minéraux, qui sont des sulfures de divers métaux. Tout d'abord, c'est de la pyrite - un sel de fer; c'est aussi du plomb, de l'argent, de l'éclat de cuivre, de la blende de zinc, du cinabre - sulfure de mercure. De plus, le soufre peut également faire partie des minéraux, dont la structure est représentée par trois éléments chimiques ou plus. Par exemple, chalcopyrite, mirabilite, kizerite, gypse. Vous pouvez examiner chacun d'eux plus en détail. La pyrite est du sulfure de ferrum ou FeS 2. Il a une couleur jaune clair avec un éclat doré. Ce minéral peut souvent être trouvé comme mélange dans le lapis-lazuli, qui est largement utilisé pour la fabrication de bijoux. Cela est dû au fait que ces deux minéraux ont souvent un dépôt commun. Le lustre en cuivre - chalcocyte ou chalcosine - est une substance gris bleuâtre, semblable à un métal. Le lustre en plomb (galène) et le lustre en argent (argentite) ont des propriétés similaires: ils ressemblent tous les deux aux métaux et ont une couleur grise. Le cinabre est un minéral terne rouge brunâtre avec des taches grises. La chalcopyrite, dont la formule chimique est CuFeS 2, est jaune d'or; elle est aussi appelée la blende dorée. La blende de zinc (sphalérite) peut avoir une couleur allant de l'ambre à l'orange ardent. Mirabilite - Na 2 SO 4 x10H 2 O - cristaux transparents ou blancs. Il est également appelé utilisé en médecine. La formule chimique de la kiesérite est MgSO 4 xH 2 O. Elle ressemble à une poudre blanche ou incolore. La formule chimique du gypse est CaSO 4 x2H 2 O. De plus, cet élément chimique fait partie des cellules des organismes vivants et est un oligo-élément important.