Composti dello zolfo: proprietà ed esempi

Il sesto gruppo del sistema periodico D.I.Mendeleev, un sottogruppo di ossigeno, comprende diversi elementi chiamati calcogeni. Questi includono lo zolfo. È comune sia nella natura vivente che in quella inanimata, e si trova nello stato libero, così come in complesse sostanze inorganiche e organiche. Nel nostro articolo studieremo i composti dello zolfo e forniremo esempi del loro uso nell'industria.

La diffusione dello zolfo in natura

L'elemento è approssimativamente 0,05 massa della crosta terrestre. Una sostanza semplice sotto forma di zolfo nativo viene estratta in Crimea, nella regione del Volga, negli stati dell'Asia centrale, così come in Italia e negli Stati Uniti. Come parte dei composti, l'elemento si trova in rocce e minerali: in pirite di ferro, cinabro, brillantezza del piombo e blenda di zinco. Come macrocella, le molecole di zolfo sono parte delle proteine ​​di piante, animali e umani. In piccole quantità, i composti dello zolfo possono essere trovati in idrocarburi liquidi naturali, come il petrolio.

Caratteristiche della struttura dell'atomo

Il simbolo chimico dell'elemento è S, si trova nel terzo periodo. Lo zolfo è un non-metallo, cioè, è un elemento p. All'ultimo livello di energia del suo atomo ci sono sei elettroni. Formano due coppie di elettroni, e altre due particelle caricate negativamente rimangono non accoppiate. Questo stato dell'atomo non è eccitato. Ad esempio, il composto chimico dello zolfo - idrogeno solforato H ₂ S, contiene una particella S, avente stato di ossidazione -2. In altre sostanze, come il diossido di zolfo SO ₂ , il grado di ossidazione dell'elemento è +4. Nello stato eccitato di un atomo, tutti e sei gli elettroni diventano valenza. Ad esempio, in acido solforico Lo zolfo H ₂ SO ₄ avrà uno stato di ossidazione di +6.

Caratteristica fisica

Il solido giallo, che si sbriciola facilmente per uno shock meccanico, non è bagnato dall'acqua - è zolfo. I suoi quattro isotopi persistenti sono stati trovati in natura. Può dissolversi in anilina, disolfuro di carbonio, conduce scarsamente corrente elettrica e calore. Considerare composti di zolfo allotropico. Chimica dei seguenti tipi: rombico, plastico e monoclino. Il primo è rappresentato da cristalli in forma di ottaedro, è caratteristico di una sostanza naturale. Il punto di fusione è 113 °, la densità è 2,07 g / cm ³ . Per ottenere una porzione di zolfo monoclino, è necessario sciogliere la sostanza e raffreddarla lentamente. I cristalli si formano sotto forma di aghi, di colore giallo scuro, che mantengono le loro proprietà (punto di fusione 119 °, densità - 1,96 g / cm ³ ) solo a una temperatura superiore a 96 °.

Se la sostanza continua a raffreddarsi, entra in una modifica rombica. C'è un'altra forma: zolfo amorfo, marrone, di plastica. Esternamente, è molto simile alla gomma, può assumere qualsiasi forma e persino allungarsi sotto forma di fili. La sostanza si ottiene spruzzando lo zolfo fuso in acqua fredda. Essere in onda per lungo tempo, indurisce e perde la plasticità, diventando una forma rombica. Lo zolfo è caratterizzato non solo dalla fase solida o liquida, ma anche dallo stato gassoso. Quindi, ad una temperatura di 444,6 °, bolle e si trasforma in vapore marrone scuro. Quando si raffredda bruscamente, appare un colore di zolfo - una polvere composta da squamosa, piccoli cristalli di zolfo.

Struttura molecolare

Lo zolfo solido e rombico ha molecole composte da otto atomi. Sono interconnessi da legami covalenti non polari, formando una struttura a forma di anello, che viene distrutta durante il periodo di riscaldamento. La sostanza avrà la forma di frammenti di catene con particelle S, una struttura polimerica è formata con le proprietà della gomma. I vapori di zolfo possono essere pensati come il sistema in cui sono installati. equilibrio chimico tra molecole contenenti diverse quantità di atomi di zolfo: due, quattro, sei o otto. L'esistenza di varie forme fisiche di zolfo può essere spiegata dalla struttura delle sue molecole.

Composti di zolfo di ossigeno

La formula dell'ossido dell'elemento chimico S dipende da cosa stato di ossidazione ha un atomo di zolfo in esso. Ad esempio, SO ₂ è biossido di zolfo, con un grado di ossidazione di +4. Questa sostanza gassosa è incolore e ha un odore pungente soffocante. Già a -10 ° C, passa nella fase liquida. Nei processi chimici si comporta come un agente riducente. L'anidride solforosa si ottiene in diversi modi, ad esempio, bruciando zolfo:

S + O2 → SO2 + Q

Anidride solforosa può anche essere prodotto nella reazione di rame con acido solfato concentrato quando riscaldato:

Cu + 2H ₂ SO ₄ = CuSO ₄ + SO ₂ + 2H ₂ O

Un processo industriale per la produzione di anidride solforosa è la combustione di pirite o altri minerali contenenti zolfo, come il piombo lucido o blenda di zinco. Il composto è usato come principale materia prima nella produzione di acido solfato.

Triossido di zolfo

Continuando a considerare i composti di ossigeno dello zolfo, ci concentreremo sull'anidride solforica. È un liquido senza colore, a una temperatura inferiore a + 17 ° si trasforma in cristalli solidi. Mostra forti proprietà igroscopiche e, assorbendo i vapori dell'acqua, si trasforma in acido solforico:

SO ₃ + H ₂ O → H ₂ SO ₄

L'anidride solforica è immagazzinata in contenitori sigillati ermeticamente, di solito si tratta di matracci sigillati. La sostanza ha proprietà ossido acido ed è un prodotto intermedio nella produzione di solfato.

Sali di acido solfidrico e acido solfidrico

La composizione dei componenti dei gas vulcanici e delle fonti minerali include spesso molecole di H ₂ S. Composti di zolfo idrogeno - idrogeno solforato - gas con l'odore di uova marce, velenoso, ben solubile in acqua. È il prodotto della decomposizione delle proteine ​​presenti negli organismi vegetali e animali. Il gas viene ottenuto in laboratorio sotto la cappa di idrogeno e zolfo, riscaldando la miscela di reagenti iniziali. Un modo più comune per ottenere idrogeno solforato in laboratorio è l'effetto del cloruro diluito o dell'acido solfato sul solfuro di ferro.

Nella tecnologia di produzione, andando con la formazione di idrogeno solforato, è necessario rispettare le norme di sicurezza. La concentrazione di gas nell'officina o in altra stanza non deve superare 0,01 per 1 litro d'aria, poiché la sostanza distrugge, soprattutto, il sistema nervoso umano. Una soluzione di idrogeno solforato in acqua è chiamata acido solfidrico, è un elettrolita debole e forma due tipi di sali: solfuri e idrosolfuri. I composti di zolfo, che contengono atomi di metalli alcalini e alcalino terrosi, nonché quasi tutti i sali acidi, sono ben solubili in acqua. Per determinare la presenza di ioni S ^2- liberi in una soluzione, viene eseguita una reazione qualitativa con sali solubili contenenti ioni piombo. La precipitazione del solfuro di piombo nero indica che la sostanza in esame è un acido solforato o il suo sale.

I solfuri si ottengono facendo passare H ₂ S attraverso la soluzione di solfato del metallo corrispondente. La maggior parte dei sali medi ha un colore caratteristico: ad esempio il solfuro di manganese è rosa, il piombo oi sali di rame sono neri e il solfuro di cadmio è giallo. Questa caratteristica è utilizzata nella chimica analitica per l'analisi dei cationi.

Acido solfatico

Qual è il composto di zolfo più importante in chimica? Certo, questo è acido solfato. È un prodotto chimico di tonnellaggio ed è richiesto nella maggior parte delle aree dell'attività umana. L'acido solforico è utilizzato nella depurazione dei prodotti petroliferi, nella produzione di fertilizzanti minerali, materie plastiche, coloranti, medicinali e in agricoltura. La tecnologia per la produzione di H ₂ SO ₄ consiste in tre fasi: la produzione di anidride solforosa mediante combustione della pirite, la sua ossidazione in anidride solforica, il suo assorbimento mediante acido solforico concentrato e la formazione di oleum. È diluito con acqua e riceve acido solfatico di una data concentrazione. Conservarlo in appositi serbatoi di acciaio che possono essere trasportati nel luogo di utilizzo futuro.