Электронная форма серы: Строение атома серы и схема электронной оболочки

Содержание

Электронная конфигурация серы

Электронная конфигурация серы

Электронная конфигурация атома серы имеют следующий вид:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Расшифровывается это следующим образом.

Сера в Периодической системе химических элементов имеет номер 16. Значит, атом серы имеет 16 электронов (т. к. ядро содержит 16 протонов). В электронной конфигурации сумма верхних индексов как раз равна 16-ти (2 + 2 + 6 + 2 + 4). То есть верхние индексы обозначают количество электронов, распределенных по слоям и орбиталям.

Сера находится в третьем периоде Периодической системы. Значит, у нее три электронных слоя. На первом слое есть только одна s-орбиталь. На втором электронном слое есть одна s-орбиталь и три p-орбитали. На третьем электронном слое есть одна s-орбиталь, три p-орбитали и пять d-орбиталей. В электронной конфигурации атома серы номера слоев обозначены числами 1, 2 и 3 перед названиями орбиталей. Так как на 3d-орбиталь не хватило электронов, то она не упоминается (отсутствует).

На каждой орбитали может быть не более двух электронов. При этом заполнение начинается со слоев с меньшей энергией. Сначала заполняется первый слой, потом второй, потом третий. Разные орбитали одного слоя заполняются также по принципу меньшей энергии. Так сначала полностью заполняется s-орбиталь, потом, но по очереди (сначала каждой по одному электрону, затем по второму, если остались), заполняются три p-орбитали.

В атоме серы полностью заполняются орбитали первых двух электронных слоев. На первый уходит 2 электрона и на второй 8 электронов (2 на s-орбиталь и по 2 на три p-орбитали). На третий слой остается 16 – 2 – 8 = 6 электронов. Сначала полностью двумя электронами заполняется s-орбиталь третьего слоя. На три p-орбитали остается 4 электрона. Сначала три электрона занимают отдельную орбиталь, затем одна из p-орбиталей получает парный электрон.

Так как у атома серы последние заполняемые орбитали — это p-орбитали, то сера относится к семейству p-элементов.

Copyright © 2019. All Rights Reserved

Строение атома серы. Что мы узнали

Сера (S) — неметалл, относящийся к группе халькогенов. Строение атома серы легко определить, обратившись к периодической таблице Менделеева.

Строение

Сера в периодической таблице находится под 16 номером в третьем периоде, VI группе. Относительная атомная масса элемента — 32.

Рис. 1. Положение в периодической таблице.

Природная сера имеет несколько изотопов:

Кроме этого, искусственно получено 20 радиоактивных изотопов.

Сера — элемент р-семейства. Атом серы включает ядро с положительным зарядом +16 (16 протонов, 16 нейронов) и 16 электронов, расположенных на трёх электронных оболочках. На внешнем энергетическом уровне находится 6 электронов, которые определяют валентность элемента. До завершения внешнего р-уровня не хватает двух электронов, что определяет степень окисления серы как -2.

Атом серы может переходить в возбуждённое состояние за счёт вакантных 3d-орбиталей (всего пять d-орбиталей). Поэтому атом может проявлять степень окисления +4 и +6.

Рис. 2. Строение атома.

Отрицательную степень окисления сера проявляет в составе солей — Al 2 S 3 , SiS 2 , Na 2 S. Четвёртая степень окисления проявляется в реакциях с галогенами (SCl 4 , SBr 4 , SF 4) и при взаимодействии с кислородом (SO 2). Наивысшая степень окисления (+6) проявляется с наиболее электроотрицательными элементами — H 2 SO 4 , SF 6 , SO 3 .

Электронное строение атома серы — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 или +16 S) 2) 8) 6 .

Физические свойства

Сера — кристаллическое соединение, которое при нагревании приобретает пластичную форму. Цвет неметалла варьирует от ярко-жёлтого до коричневого. Модификации серы зависят от количества атомов серы в молекуле.

Рис. 3. Сера.

Сера — слабый проводник тепла и электрического тока. Не взаимодействует с водой, но хорошо растворяется в органических растворителях — феноле, бензоле, аммиаке, сероуглероде.

В природе сера встречается в виде самородков и в составе руд, минералов, горных пород. Сера находится в сульфидах, сульфатах, каменном угле, нефти, газе. Серу накапливают бактерии, перерабатывающие сероводород.

Химические свойства

Сера — активный элемент, реагирующий при нагревании практически со всеми элементами, кроме инертных газов и N 2 , I 2 , Au, Pt. Сера не взаимодействует с соляной кислотой. Основные реакции серы с элементами описаны в таблице.

Взаимодействие

Продукты реакции

Пример

С металлами

Сульфиды

С кислородом при 280°С

Оксид серы

S + O 2 → SO 2 ;

2S + 3O 2 → 2SO 3

С водородом при нагревании

Сероводород

H 2 + S → H 2 S

С фосфором при нагревании в отсутствии воздуха

Сульфид фосфора

2P + 3S → P 2 S 3

Фторид серы

S + 3F 2 → SF 6

С углеродом

Сероуглерод

С кислотами

S + 2HNO 3 → 2NO + H 2 SO 4

Со щёлочью

Сульфиды и сульфиты

3S + 6KOH → K 2 SO 3 + 2K 2 S + 3H 2 O

Сера входит в состав белков. Большое количество серы накапливается в волосах.

Что мы узнали?

Сера — кристаллический неметалл жёлтого цвета. Схема строения атома — +16 S) 2) 8) 6 . Проявляет три степени окисления: -2, +4, +6. Известно 24 изотопа серы. Это активный элемент, вступающий в реакцию с металлами и неметаллами. Образует соли — сульфиты и сульфиды, а также серную кислоту. Сера нерастворима в воде и соляной кислоте. Входит в состав живых организмов. В природе находится в свободном и связанном виде.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.6 . Всего получено оценок: 77.

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com


Подписи к слайдам:

СЕРА. Строение атома, аллотропия, свойства и применение серы Выполнила учитель МОУ «Средняя общеобразовательная школа № 17» Малишевская Светлана Валентиновна

Какие элементы входят в состав VI-А подгруппы, особенности строения атомов? O, S, Se , Te , Po 8 O 1 s 2 2 s 2 2 p 4 16 S ….. 3 s 2 3 p 4 34 Se …. 4 s 2 4 p 4 52 Te …. 5 s 2 5 p 4 84 Po ….. 6 s 2 6 p 4 Что общего и в чем различие в строении атомов элементов VI-А подгруппы? Общее: количество электронов на внешнем энергетическом уровне. Различие: число энергетических уровней.

Каким образом изменяются свойства элементов в группе сверху вниз? Объясните причины

Когда и кем открыт был кислород?

Назовите основные физические свойства кислорода

Назовите основные химические свойства кислорода

Какие аллотропные модификации кислорода вам известны,отличие?

Валентные возможности атома серы

Самородная сера

Сульфидная сера PbS — свинцовый блеск Fe S- медный блеск

Сульфидная сера ZnS — цинковая обманка HgS — киноварь

Сульфатная сера Гипс(CaSO 4 * 2H 2 O) Горькая соль(MgSO 4 * 7H 2 O)

Получение серы 1. Промышленный метод — выплавление из руды с помощью водяного пара. 2. Неполное окисление сероводорода (при недостатке кислорода). 2 H 2 S + O 2 = 2 S + 2 H 2 O 3. Реакция Вакенродера 2 H 2 S + SO 2 = 3 S + 2 H 2 O

Химические свойства серы 1) Взаимодействие серы с простыми веществами: А) с металлами, образуя сульфиды. — Запишите уравнение реакции, составьте уравнение электронного баланса. 2 Na + S -> Na 2 S c остальными металлами (кроме Au , Pt) — при повышенной t °: 2Al + 3S – t° -> Al 2 S 3 Zn + S – t°-> ZnS Cu + S – t °-> CuS

Химические свойства серы Б) Взаимодействие серы с неметаллами. Например: Взаимодействие серы и водорода. H 2 + S -> H 2 S 2 P + 3 S -> P 2 S 3 C + 2 S -> CS 2 В) Взаимодействие серы и кислорода. S + O 2 – t° -> S +4 O 2 2S + 3O 2 – t°;pt -> 2S +6 O 3


По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Тема урока: «Фосфор. Строение атома, аллотропия, свойства и применение фосфора».

Цель урока:Определить положение фосфора в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, рассмотреть строение атома фосфора, физические и химические свойства, области применения фосфора.Т…

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Сера расположена в третьем периоде VI группе главной (А) подгруппе Периодической таблицы.

Относится к элементам p-семейства. Неметалл. Элементы-неметаллы, входящие в эту группу, носят общее название халькогены. Обозначение — S. Порядковый номер — 16. Относительная атомная масса — 32,064 а.е.м.

Электронное строение атома серы

Атом серы состоит из положительно заряженного ядра (+16), состоящего из 16 протонов и 16 нейтронов, вокруг которого по 3-м орбитам движутся 16 электронов.

Рис.1. Схематическое строение атома серы.

Распределение электронов по орбиталям выглядит следующим образом:

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

На внешнем энергетическом уровне атома серы находится шесть электронов, все они считаются валентными. Энергетическая диаграмма принимает следующий вид:

Наличие двух неспаренных электронов свидетельствует о том, что сера способна проявлять степень окисления +2. Также возможно несколько возбужденных состояний из-за наличия вакантной 3d -орбитали. Сначала распариваются электроны 3p -подуровня и занимают свободные d -орбитали, а после — электроны 3s -подуровня:

Этим объясняется наличие у серы ещё двух степеней окисления: +4 и +6.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Цель урока. Формирование мышления учащихся через активизацию представлений о взаимосвязи строения веществ с их свойствами; обобщение и систематизация знаний по теме «Соединения серы».

Задачи. Образовательные: повторить строение атома серы, строение молекул, особенности физических и химических свойств важнейших соединений серы; показать учащимся генетическую связь между соединениями серы; рассмотреть экологические проблемы, связанные с переработкой соединений серы.

Воспитательные: продолжить формирование научного мировоззрения учащихся, а также мировоззренческих идей о материальности мира, причинно-следственных связях явлений; воспитание культуры общения.

Развивающие : развитие познавательного интереса школьников, совершенствование умений анализировать и сравнивать, участвовать в проблемном диалоге.

Тип урока. Повторительно-обобщающий.

Методы и методические приемы. Фронтальный опрос, беседа, дидактические игры, самостоятельная работа учащихся со схемами-конспектами, демонстрация средств наглядности, лабораторный эксперимент.

Оборудование и реактивы. Схема «Семейный портрет серы» (генетическая связь соединений серы), заготовки для дидактических игр «Волшебный цветок» и «Химический поезд», «сульфурики» (дополнительный балл за правильный ответ – символ химического знака «S»), раздаточный материал для учащихся (схема-конспект), электронная презентация урока; шаростержневые модели молекул серы разных аллотропных модификаций;

н а д е м о н с т р а ц и о н н о м с т о л е – образцы серы, штатив с пробирками, растворы разбавленной серной кислоты, хлорида бария, сульфата натрия;

н а с т о л а х у ч а щ и х с я – штатив с пробирками, растворы разбавленной серной кислоты, хлорида бария, сульфата натрия.

ХОД УРОКА

Организационный момент

Вступительное слово учителя , в котором сообщаются цель и план урока, подчеркивается значение материала изученной темы.

Повторение и обобщение изученного материала

Рефлексия учащихся на начальном этапе урока

Учитель. Прошу вас, уважаемые ребята, в схемах-конспектах отметить свое настроение на данном этапе урока (рис. 1).

Учитель объясняет условия получения «сульфурика» и правила пользования им («сульфурик» дает право на дополнительный балл при дальнейшем изучении предмета).

Знакомство с семейным портретом серы

На доске – схема «Семейный портрет серы» (рис. 2). Все формулы на портрете закрыты.

Учитель. Сегодня на уроке мы должны назвать ближайших родственников серы. Вспомнить, каковы их имена (т.е. названия веществ), каковы особенности их характера, чем они полезны и где могут быть использованы. Перед вами схема «Семейный портрет серы». По ходу урока мы будем вспоминать соединения серы и к концу урока откроем все имена персонажей фотографии.

Сера

Учитель (рассказ сопровождает показом слайдов). Итак, глава семейства – королева сера. Сера – это одно из первых веществ, о которых знало человечество, «начало начал» древнейших философов и алхимиков; элемент, окутанный мистикой и тайнами… В древности люди наделяли серу таинственными сверхъестественными свойствами. Встречаясь в виде серных жил в кратерах вулканов, сера издавна считалась продуктом деятельности подземного бога Вулкана.

Сегодня человек достаточно хорошо изучил свойства серы. Давайте же вспомним, каково строение атома серы?

На доске и в схемах-конспектах урока необходимо внести данные по составу атома серы: заряд ядра; число протонов, электронов, нейтронов; распределение электронов по уровням и подуровням (рис. 3).

Рис. 3. Строение атома серы

Учитель. Назовите значение минимальной степени окисления серы. Какие свойства с точки зрения окислительно-восстановительных процессов будут проявлять соединения с таким значением степени окисления серы? Почему? (Ответы учащихся.)

Назовите значение максимальной степени окисления серы. Приведите формулы соединений с максимальным значением степени окисления серы. Какие свойства характерны для них? (Ответы учащихся.)

Выполним задание «Волшебный цветок». Запишите формулы веществ, изображенных на лепестках цветка (рис. 4), в соответствующие графы таблицы.

Таблица

Учащиеся выполняют задание.

Учитель. Вы знаете, что одна из причин многообразия химических веществ – это явление аллотропии . Что называется аллотропией? Какие аллотропные модификации серы вам известны? (Слайд 1.) (Ответы учащихся.)

Сероводород, сероводородная кислота и ее соли

Учитель. В одном из стихотворений А.С.Пушкина есть такие строки:

«… Тогда услышал я (о, диво) запах скверный,
Как будто тухлое разбилося яйцо».

О каком веществе идет речь? (Слайд 2.) (Учитель открывает на схеме «Семейный портрет серы» формулу сероводорода.)

Сероводород не только скверно пахнет, он еще и ядовит. Но если сероводород использовать разумно, то можно от него получить пользу. Каково положительное значение сероводорода? (Ответы учащихся.)

Знаете ли вы, что сероводород является реактивом на ионы серебра?

H 2 S + 2Ag + = Ag 2 S + 2H + .

Почему ювелирные изделия из серебра слегка чернеют на воздухе? Подтвердите свой ответ уравнением реакции.

Учащиеся работают у доски и на местах в схемах-конспектах.

Учитель. Как называется водный раствор сероводорода? Какова основность сероводородной кислоты? Какие два ряда солей образует сероводородная кислота? (Слайд 3.)

Назовите формулы гидросульфида калия, сульфида алюминия. (Учитель открывает на схеме формулы НS – и S 2– .)

В молекуле сероводорода сера находится в минимальной степени окисления. Приведите примеры реакций, доказывающих восстановительные свойства сероводорода.

Составьте уравнение реакции взаимодействия сероводорода с избытком кислорода. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса.

Оксид серы(IV)

Учитель. При горении сероводорода в избытке кислорода образуется оксид серы(IV) – еще один родственник серы (открывает на схеме-портрете SO 2). Перечислите области применения этого вещества. (Слайд 4.)

Каков характер этого оксида? Назовите классы соединений, с которыми взаимодействует сернистый газ. (Ответы учащихся.)

Известно, что вода есть в воздухе всегда.
И, к сожаленью, дальше что бывает?
С оксидом серы реагирует вода,
На землю дождь кислотный выпадает.

Составьте уравнение реакции взаимодействия оксида серы(IV) с водой и расскажите, в чем проявляется отрицательное действие кислотных дождей.

Работа учащихся у доски и на местах в схемах-конспектах.

Сернистая кислота и ее соли

Учитель. Какое вещество образуется в результате процесса взаимодействия сернистого газа с водой? (Слайд 5.) Итак, открываем формулу очередного члена семьи серы H 2 SO 3 .

Для сернистой кислоты также характерны два ряда солей. Назовите их и запишите названия. (Слайд 6.) (Открывает на схеме-портрете HSO 3 – и .)

Оксид серы(VI)

Учитель. Сера образует несколько оксидов. Сернистый газ мы вспомнили. Какой еще оксид серы вам известен? (Открывает на схеме-портрете SO 3 .)

Каков характер этого оксида? Опишите физические свойства оксида серы(VI). С какими классами веществ вступает в реакцию оксид серы(VI)? (Ответы учащихся.)

Серная кислота и ее соли

Учитель. Назовите кислоту, соответствующую оксиду серы(VI). (Открывает на схеме-портрете H 2 SO 4 .) Перечислите некоторые свойства серной кислоты. (Слайд 7.)

Хочу вам напомнить, что,
Если в кислоту попадает вода,
То может случиться большая беда,
Вы не должны забывать,
Что кислоту надо в воду вливать.
Пострадает тот, кто сделает наоборот.

Объясните, почему кислоту льют в воду, а не наоборот? (Ответы учащихся.)

Серная кислота является многотоннажным продуктом. Области ее применения очень широки. Перечислите их. (Слайд 8, см. с. 34. )

Серную кислоту можно получать различными способами. В промышленности широко используется контактный способ производства серной кислоты. Предлагаю немного поиграть.

Игра «Химический поезд». Перед вами вагонное депо (рис. 5, см. с. 34.). Вагоны здесь необычные. Вместо номеров они обозначены формулами веществ.

Прошу вас прицепить вагоны к паровозу таким образом, чтобы последовательность формул на вагонах соответствовала стадиям производства серной кислоты контактным способом.

Учащиеся выполняют задание на местах в схемах-конспектах и у доски.

Учитель. Каковы экологические проблемы, связанные с производством и применением серной кислоты? Как вы считаете, справедливы ли строки, в которых серная кислота заявляет о себе:

Я растворю любой металл,
Меня алхимик получал
В реторте, глиняной, простой,
Слыву я главной кислотой.

(Обсуждение особенностей свойств концентрированной серной кислоты по отношению к металлам. Подведение учащихся к выводу о том, что окислительные свойства концентрированной серной кислоты обусловлены атомом серы, находящимся в максимальной степени окисления.)

Составьте уравнение реакции взаимодействия концентрированной серной кислоты с медью. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса.

Учащиеся работают у доски и на местах в схемах-конспектах.

Учитель. Какие соли образует серная кислота? (Открывает на схеме, см. с. 34. и.) Проведем небольшую практическую работу. Пользуясь выданными вам реактивами, экспериментальным путем докажите, что в растворе серной кислоты (1-й в а р и а н т) и в растворе сульфата натрия (2-й в а р и а н т) содержатся сульфат-ионы.

Составьте уравнения реакции в молекулярном, полном и сокращенном ионном видах.

Учащиеся выполняют эксперимент, пишут уравнения реакций на доске и в схемах-конспектах.

Учитель. Каковы признаки проведенного процесса? Сравните полученные результаты первого и второго вариантов. Есть ли различия? Почему? (Ответы учащихся.)

Учитель. Итак, имена всех членов семьи серы открыты нами на фотографии (см. рис. 2). Вы видите, что между отдельными формулами соединений серы проведены стрелки. Что они означают?

Учитель подводит учащихся к выводу о генетической взаимосвязи между соединениями серы.

Рефлексия учащихся на заключительном этапе урока

Учитель. Прошу вас, уважаемые ребята, в раздаточном материале отметить свое настроение на данном этапе урока (см. рис. 1).

Подведение итогов урока

Л и т е р а т у р а

Аликберова Л.Ю. Занимательная химия. М.: АСТ-Пресс, 1999; Таубе П.Р., Руденко Е.И. От водорода до … нобелия? М.: Высшая школа, 1964; Бобров Л.А. и др. Путешествие в страну элементов. М.: Молодая гвардия, 1963; Компакт-диск «1С: Образовательная коллекция. Общая и неорганическая химия». МарГТУ, 2003; Компакт-диск «Электронные уроки и тесты. Химия в школе». YDP Interactive Publishing, 2005.

I. Посмотрите научно-популярный фильм: “Сера”

Сейчас невозможно установить, когда человек впервые познакомился с серой и её соединениями. Произошло это очень давно. Она помогала нашим предкам получать огонь, вернее, снопы искр при ударе кресалом по обломку пирита. Использовали её для приготовления красок и косметических средств. Знали её и древние индийцы, именно они дали название — «сира» — означает «желтый». Химический символ произошел от латинского слова «сульфур». Древние римляне называли серу «желчью бога Вулкана» (покровителя огня).Картина Карла Брюллова «Гибель Помпеи».

Сера считалась произведением сверхчеловеческих существ из мира духов или подземных богов. Очень давно сера стала применяться в составе различных горючих смесей для военных целей. Уже у Гомера описаны «сернистые испарения», смертельное действие выделений горящей серы. Сера, вероятно, входила в состав «греческого огня », наводившего ужас на противников. Около VIII в. китайцы стали использовать её в пиротехнических смесях, в частности, в смеси типа пороха . Горючесть серы, лёгкость, с которой она соединяется с металлами с образованием сульфидов (например, на поверхности кусков металла), объясняют то, что её считали «принципом горючести» и обязательной составной частью металлических руд.Пресвитер Теофил (XII в.) описывает способ окислительного обжига сульфидной медной руды, известный, вероятно, ещё в древнем Египте. В период арабской алхимии возникла состава металлов, согласно которой сера почиталась обязательной составной частью (отцом) всех металлов. В дальнейшем она стала одним из трёх принципов алхимиков, а позднее «принцип горючести» явился основой теории флогистона . Элементарную природу серы установил Лавуазье в своих опытах по сжиганию. С введением пороха в Европе началось развитие добычи природной серы, а также разработка способа получения её из пиритов; последний был распространён в древней Руси. Впервые в литературе он описан у Агриколы . Таким образом, точное время открытия серы не установлено, но, как сказано выше, этот элемент использовался до нашей эры, а значит, знаком людям с древнейших времён.

II. Положение серы в ПСХЭ, строение атома

В основном состоянии

Первое возбуждённое состояние

+ 6

Второе возбуждённое состояние

III. Сера в природе

Сера является шестнадцатым по химической распространённости элементом в земной коре . Встречается в свободном (самородном) состоянии и в связанном виде.

Самородная сера:

Украина, Поволжье, Центральная Азия и др.

Важнейшие природные минералы серы:

  • FeS 2 — железный колчедан , или пирит (кошачье золото)
  • ZnS — цинковая обманка, или сфалерит (вюрцит)
  • PbS — свинцовый блеск, или галенит
  • Sb 2 S 3 —антимонит

Кроме того, сера присутствует в нефти , природном угле , природных газах и сланцах .

Сера — шестой элемент по содержанию в природных водах, встречается в основном в виде сульфат-иона и обусловливает «постоянную» жёсткость пресной воды. Жизненно важный элемент для высших организмов, составная часть многих белков, концентрируется в волосах, ногтях, кожных покровах. При недостатке серы в организме наблюдается хрупкость ногтей и костей, выпадение волос.

Серой богаты горох, фасоль, овсяные хлопья, пшеница, мясо, рыба, плоды и сок манго. Соединения серы могут служить лекарственными препаратами.

Тысячелистник обладает повышенной способностью извлекать из почвы серу и стимулировать поглощение этого элемента с соседними растениями.

Чеснок выделяет вещество – альбуцид, едкое соединение серы. Это вещество предотвращает раковые заболевания, замедляет старение, предупреждает сердечные заболевания.

Сульфаты

  • CaSO 4 x 2H 2 O — гипс
  • MgSO 4 x 7H 2 O – горькая соль (английская)
  • Na 2 SO 4 x 10H 2 O – глауберова соль (мирабилит)

IV. Физические свойства, аллотропия

Твердое кристаллическое вещество желтого цвета , нерастворима в воде, водой не смачивается (плавает на поверхности), t° кип = 445°С

Аллотропия

Для серы характерны несколько аллотропных модификаций:

Ромбическая

(a — сера) — S 8

t° пл. = 113°C;

ρ = 2,07 г/см 3 .

Наиболее устойчивая модификация.

Моноклинная

(b — сера) — S 8

темно-желтые иглы,

t° пл. = 119°C; ρ = 1,96 г/см3. Устойчивая при температуре более 96°С; при обычных условиях превращается в ромбическую.

Пластическая

коричневая резиноподобная (аморфная) масса. Неустойчива, при затвердевании превращается в ромбическую.

V. Получение серы

В древности и в средние века серу добывали, вкапывая в землю большой глиняный горшок, на который ставили другой, с отверстием в дне. Последний заполняли породой, содержащей серу, и затем нагревали. Сера плавилась и стекала в нижний горшок. В настоящее время серу получают главным образом путём выплавки самородной серы непосредственно в местах её залегания под землёй. Серные руды добывают разными способами — в зависимости от условий залегания. Залежам серы почти всегда сопутствуют скопления ядовитых газов — соединений серы. К тому же нельзя забывать о возможности её самовозгорания.

1. Промышленный метод — выплавление из руды с помощью водяного пара.

2. Неполное окисление сероводорода (при недостатке кислорода): 2H 2 S + O 2 = 2S + 2H 2 O

3. Реакция Вакенродера: 2H 2 S + SO 2 = 3S + 2H 2 O

VI. Химические свойства серы

VII. Применение

Примерно половина производимой серы используется в производстве серной кислоты .

Серу применяют для вулканизации каучука, как фунгицид в сельском хозяйстве и как сера коллоидная — лекарственный препарат. Также сера в составе серобитумных композиций применяется для получения сероасфальта, а в качестве заместителя портландцемента — для получения серобетона. Сера находит применение для производства пиротехнических составов, ранее использовалась в производстве пороха, применяется для производства спичек.

Получение эбонита, производство пороха, в борьбе с вредителями сельского хозяйства, для медицинских целей (серные мази для лечения кожных заболеваний). Сера – основа мази для лечения грибковых заболеваний кожи, для борьбы с чесоткой. Тиосульфат натрия Na 2 S 2 O 3 используется для борьбы с нею.

Многие соли серной кислоты содержат кристаллизационную воду: ZnSO 4 ×7H 2 O и CuSO 4 ×5H 2 O. Их применяют как антисептические средства для опрыскивания растений и протравливания зерна в борьбе с вредителями сельского хозяйства.

Железный купорос FeSO 4 ×7H 2 O используют при анемии.

BaSO 4 применяют при рентгенографическом исследовании желудка и кишечника.

Алюмокалиевые квасцы KAI(SO 4) 2 ×12H 2 O — кровоостанавливающее средство при порезах.

Минерал Na 2 SO 4 ×10H 2 O носит название «глауберова соль» в честь открывшего его в VIII веке немецкого химика Глаубера И.Р. Глаубер во время своего путешествия внезапно заболел. Он ничего не мог есть, желудок отказывался принимать пищу. Один из местных жителей направил его к источнику. Как только он выпил горькую соленую воду, сразу стал есть. Глаубер исследовал эту воду, из нее выкристаллизовалась соль Na 2 SO 4 ×10H 2 O. Сейчас ее применяют как слабительное в медицине, при окраске хлопчато- бумажных тканей. Соль также находит применение в производстве стекла.

VIII. Тренажеры

IX. Задания

№1. Закончите уравнения реакций:

S + O 2 =
S + Na =
S + H 2 =
Расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель, восстановитель.

№2. Осуществите превращения по схеме:
H 2 S → S → Al 2 S 3 → Al(OH) 3

№3. Закончите уравнения реакций, укажите, какие свойства проявляет сера (окислителя или восстановителя).

Комплекс производства серы (КПС)

Производство серы и общезаводское хозяйство

Производство серы и общезаводское хозяйство введен в эксплуатацию в 2017 году. Состоит из следующих установок:

Секция отпарки кислых стоков (С-500/С-600)

Секции отпарки кислых стоков С-500/С-600 предназначены для сбора кислой воды c установок ПППН С-100, ПГПН С-100 и С-200, УЗК, отделения из нее остатков углеводородов и последующей переработкой кислой воды в отпарной колонне (стриппинг-процесс). Целью стриппинг-процесса является извлечение из кислой воды кислых газов, аммиака (NH3) и преимущественно сероводорода (H2S) — 60-65% вес. и получения отпаренной воды для повторного использования. Расчетная производительность секции составляет 79 т/час.

Секция регенерации амина (С-850)

Секция регенерации амина (С-850) предназначена для регенерации насыщенного амина (МДЭА), поступающего от технологических установок завода, после чего регенерированный амин возвращается обратно на установки гидроочистки, а отпаренные сероводородсодержащие газы служат сырьем для получения серы на секции производства серы и очистки хвостовых газов (А-710). Секция состоит из двух идентичных блоков регенерации амина. Мощность установки составляет 2890 тыс. тонн в год.

Секция производства серы и очистки хвостовых газов (А-710)

Секция производства серы и очистки хвостовых газов (А-710, лицензионная технология компании Siirtek Nigi) предназначена для переработки кислых газов, поступающих от секции регенерации амина (С-850) и секции отпарки кислых стоков (С-500/С-600) с получением дегазированной жидкой серы, из которой в дальнейшем получается высококачественная продукция — гранулированная сера в блоке грануляции серы (С-840). Расчетная мощность секции производства серы и очистки хвостовых газов (А-710) составляет 60 тыс. тонн в год, степень извлечения серы из сырьевых газов – 99,9 %.

Секция грануляции и упаковки серы С-840

Секция грануляции и упаковки серы С-840 предназначена для гранулирования жидкой серы, поступающей из секции производства серы А-710 с целью получения твердых гранул сферической формы, как конечного товарного продукта. Производительность секции грануляции серы и упаковки – 72000 т/г серы.

Объекты общезаводского хозяйства

Объекты ОЗХ:

          Установка очистки конденсата и приготовления питательной воды состоит из объединенного производственного корпуса с наружным хозяйством и объединяет оборудование следующих технологических систем:

—   Е904 Система распределения пара и сбора конденсата;

—   Е907 Система подготовки и распределения котловой питательной воды;

—   Е909 Система извлечения и очистки конденсата;

—   Е909/1 Система теплофикационной воды;

—   E908 Система распределения деминерализованной воды.

          Е910 Система пожаротушения новых технологических установок и резервуаров обеспечивающая пожаротушение новых технологических установок.

Сера

Сера / Sulphur (S)
Атомный номер 16
Внешний вид простого вещества светло-желтое хрупкое твердое вещество, в чистом виде без запаха
Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса)
32,066 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома 127 пм
Энергия ионизации
(первый электрон)
999,0 (10,35) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация [Ne] 3s2 3p4
Химические свойства
Ковалентный радиус 102 пм
Радиус иона 30 (+6e) 184 (-2e) пм
Электроотрицательность
(по Полингу)
2,58
Электродный потенциал 0
Степени окисления 6, 4, 2, -2
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность 2,070 г/см³
Молярная теплоёмкость 22,61 Дж/(K·моль)
Теплопроводность 0,27 Вт/(м·K)
Температура плавления 386 K
Теплота плавления 1,23 кДж/моль
Температура кипения 717,824 K
Теплота испарения 10,5 кДж/моль
Молярный объём 15,5 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки орторомбическая
Параметры решётки a=10,437 b=12,845 c=24,369 Å
Отношение c/a
Температура Дебая n/a K
S 16
32,066
[Ne]3s23p4
Сера


Се́ра (Sulphur — обозн.«S» в таблице Менделеева) — высокоэлектроотрицательный элемент, проявляет неметаллические свойства. В водородных и кислородных соединениях находится в составе различных ионов, образует многие кислоты и соли. Многие серосодержащие соли малорастворимы в воде

Природные минералы серы

Схема атома серы

Сера является шестнадцатым по химической распространенности элементом в земной коре. Встречается в свободном (самородном) состоянии и связанном виде. Важнейшие природные соединения серы FeS2 — железный колчедан или пирит, ZnS — цинковая обманка или сфалерит (вюрцит), PbS — свинцовый блеск или галенит, HgS — киноварь, Sb2S3 — антимонит. Кроме того, сера присутствует в нефти, природном угле, природных газах и сланцах. Сера — шестой элемент по содержанию в природных водах, встречается в основном в виде сульфат-иона и обуславливает «постоянную» жёсткость пресной воды. Жизненно важный элемент для высших организмов, составная часть многих белков, концентрируется в волосах.

История открытия и происхождение названия

Сера (Sulfur, франц. Sufre, нем. Schwefel) в самородном состоянии, а также в виде сернистых соединений известна с древнейших времен. С запахом горящей серы, удушающим действием сернистого газа и отвратительным запахом сероводорода человек познакомился, вероятно, еще в доисторические времена. Именно из-за этих свойств сера использовалась жрецами в составе священных курений при религиозных обрядах. Сера считалась произведением сверхчеловеческих существ из мира духов или подземных богов. Очень давно сера стала применяться в составе различных горючих смесей для военных целей. Уже у Гомера описаны «сернистые испарения», смертельное действие выделений горящей серы. Сера, вероятно, входила в состав «греческого огня», наводившего ужас на противников.

Около VIII в. китайцы стали использовать ее в пиротехнических смесях, в частности, в смеси типа пороха. Горючесть серы, лёгкость, с которой она соединяется с металлами с образованием сульфидов (например, на поверхности кусков металла), объясняют то, что ее считали «принципом горючести» и обязательной составной частью металлических руд. Пресвитер Теофил (XII в.) описывает способ окислительного обжига сульфидной медной руды, известный, вероятно, еще в древнем Египте.

В период арабской алхимии возникла ртутно-серная теория состава металлов, согласно которой сера почиталась обязательной составной частью (отцом) всех металлов. В дальнейшем она стала одним из трех принципов алхимиков, а позднее «принцип горючести» явился основой теории флогистона. Элементарную природу серы установил Лавуазье в своих опытах по сжиганию. С введением пороха в Европе началось развитие добычи природной серы, а также разработка способа получения ее из пиритов; последний был распространен в древней Руси. Впервые в литературе он описан у Агриколы. Таким образом точно происхождение серы не установлено, но как сказано выше этот элемент использовался до Рождества Христова, а значит знаком людям с давних времен.

Происхождение названия

Происхождение латинского sulfur неизвестно. Русское название элемента обычно производят от санскритского «сира» — светло-желтый. Возможно родство «серы» с древнееврейским «серафим» — множественным числом от «сераф» — букв. сгорающий, а сера хорошо горит. В древнерусском и старославянском «сера» — вообще горючее вещество, в том числе и жир.

Происхождение серы

Большие скопления самородной серы встречаются не так уж часто. Чаще она присутствует в некоторых рудах. Руда самородной серы — это порода с вкраплениями чистой серы.

Когда образовались эти вкрапления — одновременно с сопутствующими породами или позже? От ответа на этот вопрос зависит направление поисковых и разведочных работ. Но, несмотря на тысячелетия общения с серой, человечество до сих пор не имеет однозначного ответа. Существует несколько теорий, авторы которых придерживаются противоположных взглядов.

Теория сингенеза (то есть одновременного образования серы и вмещающих пород) предполагает, что образование самородной серы происходило в мелководных бассейнах. Особые бактерии восстанавливали сульфаты, растворенные в воде, до сероводорода, который поднимался вверх, попадал в окислительную зону и здесь химическим путем или при участии других бактерий окислялся до элементарной серы. Сера осаждалась на дно, и впоследствии содержащий серу ил образовал руду.

Теория эпигенеза (вкрапления серы образовались позднее, чем основные породы) имеет несколько вариантов. Самый распространенный из них предполагает, что подземные воды, проникая сквозь толщи пород, обогащаются сульфатами. Если такие воды соприкасаются с месторождениями нефти или природного газа, то ионы сульфатов восстанавливаются углеводородами до сероводорода. Сероводород поднимается к поверхности и, окисляясь, выделяет чистую серу в пустотах и трещинах пород.

В последние десятилетия находит все новые подтверждения одна из разновидностей теории эпигенеза — теория метасоматоза (в переводе с греческого «метасоматоз» означает замещение). Согласно ей в недрах постоянно происходит превращение гипса CaSO4-h3O и ангидрита CaSО4 в серу и кальцит СаСО3.

Данная теория создана в 1935 году советскими учеными Л. М. Миропольским и Б. П. Кротовым. В ее пользу говорит, в частности, такой факт.

 

В 1961 году в Ираке было открыто месторождение Мишрак. Сера здесь заключена в карбонатных породах, которые образуют свод, поддерживаемый уходящими вглубь опорами (в геологии их называют крыльями). Крылья эти состоят в основном из ангидрита и гипса. Такая же картина наблюдалась на отечественном месторождении Шор-Су.

 

Геологическое своеобразие этих месторождений можно объяснить только с позиций теории метасоматоза: первичные гипсы и ангидриты превратились во вторичные карбонатные руды с вкраплениями самородной серы. Важно не только соседство минералов — среднее содержание серы в руде этих месторождений равно содержанию химически связанной серы в ангидрите. А исследования изотопного состава серы и углерода в руде этих месторождений дали сторонникам теории метасоматоза дополнительные аргументы.

 

Но есть одно «но»: химизм процесса превращения гипса в серу и кальцит пока не ясен, и потому нет оснований считать теорию метасоматоза единственно правильной. На земле и сейчас существуют озера (в частности, Серное озеро близ Серноводска), где происходит сингенетическое отложение серы и сероносный ил не содержит ни гипса, ни ангидрита.

 

Разнообразие теорий и гипотез о происхождении самородной серы — результат не только и не столько неполноты наших знаний, сколько сложности явлений, происходящих в недрах. Еще из элементарной школьной математики все мы знаем, что к одному результату могут привести разные пути. Этот закон распространяется и на геохимию.

Получение

 

Серу получают главным образом выплавкой самородной серы непосредственно в местах её залегания под землей. Серные руды добывают разными способами — в зависимости от условий залегания. Залежам серы почти всегда сопутствуют скопления ядовитых газов — соединений серы. К тому же нельзя забывать о возможности ее самовозгорания.

 

Добыча руды открытым способом происходит так. Шагающие экскаваторы снимают пласты пород, под которыми залегает руда. Взрывами рудный пласт дробят, после чего глыбы руды отправляют на сероплавильный завод, где из концентрата извлекают серу.

 

В 1890 г. Герман Фраш, предложил плавить серу под землей и через скважины, подобные нефтяным, выкачивать ее на поверхность. Сравнительно невысокая (113°C) температура плавления серы подтверждала реальность идеи Фраша. В 1890 г. начались испытания, приведшие к успеху.

 

Известно несколько методов получения серы из серных руд: пароводяные, фильтрационные, термические, центрифугальные и экстракционные.

Также сера в больших количествах содержится в природном газе в газообразном состоянии (в виде сероводорода, сернистого ангидрида). При добыче она откладывается на стенках труб и оборудования, выводя их из строя. Поэтому её улавливают из газа как можно быстрее после добычи. Полученная химически чистая мелкодисперсная сера является идеальным сырьём для химической и резиновой промышленности.

Крупнейшее месторождение самородной серы вулканического происхождения находится на острове Итуруп с запасами категории A+B+C1 — 4227 тыс. тонн и категории C2 — 895 тыс. тонн, что достаточно для строительства предприятия мощностью 200 тыс. тонн гранулированной серы в год.

Производители

Основными производителями серы в России являются предприятия ОАО Газпром: ООО Газпром добыча Астрахань и ООО Газпром добыча Оренбург, получающие ее как побочный продукт при очистке газа.

Физические свойства

Природный сросток кристаллов самородной серы

Сера существенно отличается от кислорода способностью образовывать устойчивые цепочки и циклы из атомов серы. Наиболее стабильны циклические молекулы S8, имеющие форму короны, образующие ромбическую и моноклинную серу. Это кристаллическая сера — хрупкое вещество желтого цвета. Кроме того, возможны молекулы с замкнутыми (S4, S6) цепями и открытыми цепями. Такой состав имеет пластическая сера, вещество коричневого цвета. Формулу пластической серы чаще всего записывают просто S, так как она, хотя и имеет молекулярную структуру, является смесью простых веществ с разными молекулами. В воде сера нерастворима, некоторые её модификации растворяются в органических растворителях, например сероуглероде. Серу применяют для производства серной кислоты, вулканизации каучука, как фунгицид в сельском хозяйстве и как сера коллоидная — лекарственный препарат. Также сера в составе серобитумных композиций применяется для получения сероасфальта, а в качестве заместителя портландцемента — для получения серобетона.

Химические свойства

Горение серы

При комнатной температуре сера реагирует со фтором и хлором, проявляя восстановительные свойства:
S + 3F2 = SF6
S + Cl2 = SCl2
С концентрированными кислотами-окислителями (HNO3, H2SO4) сера реагирует только при длительном нагревании, окисляясь:

S + 6HNO3(конц.) = H2SO4 + 6NO2 ↑ + 2H2O
S + 2H2SO4(конц.) = 3SO2 ↑ + 2H2O

На воздухе сера горит, образуя сернистый ангидрид — бесцветный газ с резким запахом:
S + O2 = SO2

С помощью спектрального анализа установлено, что на самом деле процесс окисления серы в двуокись представляет собой цепную реакцию и происходит с образованием ряда промежуточных продуктов: моноокиси серы S2O2, молекулярной серы S2, свободных атомов серы S и свободных радикалов моноокиси серы SO.

При взаимодействии с металлами образует сульфиды. 2Na + S = Na2S

При добавлении к этим сульфидам серы образуются полисульфиды: Na2S + S = Na2S2

При нагревании сера реагирует с углеродом, кремнием, фосфором, водородом:
C + 2S = CS2 (сероуглерод)

Сера при нагревании растворяется в щёлочах — реакция диспропорционирования
3S + 6KOH = K2SO3 + 2K2S + 3H2O

Пожароопасные свойства серы

Тонкоизмельченная сера склонна к химическому самовозгоранию в присутствии влаги, при контакте с окислителями, а также в смеси с углем, жирами, маслами. Сера образует взрывчатые смеси с нитратами, хлоратами и перхлоратами. Самовозгорается при контакте с хлорной известью.

Средства тушения: распыленная вода, воздушно-механическая пена.

Обнаружение горения серы является трудной проблемой. Пламя сложно обнаружить человеческим глазом или видеокамерой, спектр голубого пламени лежит в основном в ультрафиолетовом диапазоне. Горение происходит при низкой температуре. Для обнаружения горения тепловым извещателем необходимо размещать его непосредственно близко к сере. Пламя серы не излучает в инфракрасном диапазоне. Таким образом оно не будет обнаружено распространенными инфракрасными извещателями. Ими будут обнаруживаться лишь вторичные возгорания. Пламя серы не выделяет паров воды. Таким образом детекторы ультрафиолетовых извещателей пламени, использующие соединения никеля, не будут работать.

Для эффективного обнаружения пламени рекомендуется использовать ультрафиолетовые извещатели с детекторами на основе молибдена. Они имеют спектральный диапазон чувствительности 1850…2650 ангстрем, который подходит для обнаружения горения серы.

Так как воздух по объему состоит приблизительно из 21 % кислорода и 79 % азота и при горении серы из одного объема кислорода получается один объем SO2, то максимальное теоретически возможное содержание SO2 в газовой смеси составляет 21 %. На практике горение происходит с некоторым избытком воздуха и объемное содержание SO2 в газовой смеси меньше теоретически возможного составляя обычно 14…15 %.

Горение серы протекает только в расплавленном состоянии аналогично горению жидкостей. Верхний слой горящей серы кипит, создавая пары, которые образуют слабосветящееся пламя высотой до 5 см. Температура пламени при горении серы составляет 1820 °C

Пожары на складах серы

В декабре 1995 года на открытом складе серы предприятия, расположенного в городе Сомерсет Вест Западной Капской провинции Южно-Африканской Республики произошел крупный пожар, погибли два человека.

16 января 2006 г. около пяти вечера на череповецком предприятии «Аммофос» загорелся склад с серой. Общая площадь пожара — около 250-ти квадратных метров. Полностью ликвидировать его удалось лишь в начале второго ночи. Жертв и пострадавших нет.

15 марта 2007 рано утром на ООО «Балаковский завод волоконных материалов» произошел пожар на закрытом складе серы. Площадь пожара составила 20 кв.м. На пожаре работало 4 пожарных расчета с личным составом в 13 человек. Примерно через полчаса пожар был ликвидирован. Никто не пострадал.

4 и 9 марта 2008 года произошло возгорание серы в Атырауской области в хранилище серы ТШО на Тенгизском месторождении. В первом случае очаг возгорания удалось потушить быстро, во втором случае сера горела 4 часа. Объём горевших отходов нефтепереработки, к каковым по казахстанским законам отнесена сера, составил более 9 тысяч килограммов.

В апреле 2008 недалеко от поселка Кряж Самарской области загорелся склад, на котором хранилось 70 тонн серы. Пожару была присвоена вторая категория сложности. К месту происшествия выехали 11 пожарных расчетов и спасатели. В тот момент, когда пожарные оказались около склада, горела еще не вся сера, а только ее небольшая часть — около 300 килограммов. Площадь возгорания вместе с участками сухой травы, прилегающими к складу, составила 80 квадратных метров. Пожарным удалось быстро сбить пламя и локализовать пожар: очаги возгорания были засыпаны землей и залиты водой.

В июле 2009 в Днепродзержинске горела сера. Пожар произошел на одном из коксохимических предприятий в Баглейском районе города. Огонь охватил более восьми тонн серы. Никто из сотрудников комбината не пострадал.

Стратегия: Нефтегазохимия и нефтепродукты | ООО «Газпром экспорт»

Наряду с природным газом ООО «Газпром экспорт» реализует на внешних рынках нефть, нефтепродукты, сжиженные углеводородные газы, серу и широкий перечень продуктов нефтегазохимии.

 

Текущие направления деятельности

Продуктовый портфель Общества представлен серой газовой, стабильным газовым конденсатом (СГК), дистиллятом газового конденсата (ДГК), бензином, дизельным топливом, мазутом, сжиженными углеводородными газами (СУГ), малотоннажным СПГ, гелием, техуглеродом и рядом других товарных позиций.


Основными производителями продукции являются Астраханский ГПЗ, Оренбургский ГПЗ, Сургутский ЗСК, Уренгойский ЗПКТ, Сосногорский ГПЗ и Салаватский НПЗ.

 В 2019 г. ООО «Газпром экспорт» поставило на экспорт 6,6 млн т жидкой углеводородной продукции и продуктов переработки на общую сумму около 1,72 млрд долл. Реализация товаров осуществлялась по договорам комиссии с ПАО «Газпром», дочерними обществами и независимыми производителями на различных условиях поставок (FCA, FOB, CPT).

Общий объем поставок продукции в 2019 г. вырос по сравнению с предыдущим периодом на 37%.

Нефтепродукты и стабильный газовый конденсат (СГК) 

В 2019 г. ООО «Газпром экспорт» реализовало на экспорт 2,65 млн т нефтепродуктов и СГК на общую сумму 1,29 млрд долл. Объем экспортированной продукции увеличился на 0,37 млн т или 16% относительно 2018 г. Рост произошел преимущественно за счет возобновления экспорта мазута производства Астраханского ГПЗ, поставки которого в 2019 г. составили 273 тыс. т, а также за счет увеличения объема поставок ДГК на 100 тыс. т по сравнению с показателями 2018 г. При относительной стабильности объема экспорта других нефтепродуктов была расширена номенклатура и география их поставок. Основными направлениями поставок нефтепродуктов в отчетном периоде стали страны Европы, а также Китай, США, Республика Корея, Азербайджан, Монголия и Грузия.

Сера

В 2019 г. ООО «Газпром экспорт» обеспечило экспортные поставки серы газовой технической комовой и гранулированной в объеме порядка 3,254 млн т, что на 47,85% выше показателя 2018 года.

В течение года Группа Газпром сохранила присутствие на ключевых рынках серы Дальнего (Бразилия, Израиль, США и Китай) и Ближнего Зарубежья (Литва, Белоруссия), а также полностью восстановила поставки на ключевой для российской серы контрактный рынок — Марокко. При этом в 2019 г. Группой обеспечена дополнительная диверсификация географии размещения товара за счет экспорта потребителям в Сальвадоре, Мексике, Бенине и Иордании.


Своевременное заключение сделок в периоды благоприятной рыночной конъюнктуры при одновременном переходе к реализации серы на дальних базисах позволило достичь размера выручки порядка 207 млн долл. при крайне неблагоприятной конъюнктуре мирового рынка серы и продолжающегося с октября 2018 г. падения ценовых котировок: за период с октября 2018 г. по декабрь 2019 г. в среднем цены на базисах CFR Сев. Африка и CFR Бразилия снизились почти в три раза.

Гелий 

ООО «Газпром экспорт» занимается поставками гелия Группы Газпром на зарубежные рынки. На сегодняшний день товарный гелий производится на Оренбургском гелиевом заводе ООО «Газпром переработка» в газообразном и жидком виде в общем объеме до 5 млн куб. м ежегодно.

Более 80% производимого гелия потребляется на внутреннем рынке РФ, остальные объемы направляются на экспорт. Традиционные рынки экспорта газообразного гелия — страны Таможенного союза, жидкого гелия — страны Евросоюза и Турция.

Сжиженные углеводородные газы

В 2019 г. ООО «Газпром экспорт» реализовало на экспорт 139,8 тыс. т СУГ. Основными рынками сбыта СУГ Группы Газпром традиционно остаются Польша, Венгрия, Болгария, Латвия, Сербия и Эстония.

В результате проведенной работы по диверсификации поставок СУГ Общество возобновило свое присутствие на рынке Финляндии.

В рамках подготовки к реализации товарной номенклатуры производства Амурского ГПЗ Общество осуществило первую отгрузку СУГ железнодорожным транспортом из России в Китай. Помимо этого, была осуществлена пробная поставка партии СУГ в КНР с использованием железнодорожного и автомобильного видов транспорта через газонаполнительную станцию в районе г. Уссурийска.

Продукты нефтегазохимии

В 2019 г. Общество увеличило реализацию на экспорт продуктов нефтегазохимии до 107,6 тыс. т, что на 39,4 тыс. т больше по сравнению с 2018 г. Увеличение экспорта обусловлено заключением долгосрочного контракта на поставку стирола в Финляндию. Рынками сбыта продуктов нефтегазохимии преимущественно являются страны Европейского союза, Турция, Индия, а также страны Северной и Южной Америки.

Работа в рамках Европейского Регламента REACH

ООО «Газпром экспорт» совместно со Специальным представителем в Европейском союзе — компанией «Газпром Маркетинг энд Трейдинг Франс» — продолжает выполнение работ по сопровождению продукции ПАО «Газпром», зарегистрированной в соответствии с требованиями Регламентов Евросоюза REACH/CLP. Ведется постоянная работа по мониторингу новых требований экологического законодательства ЕС и других стран в отношении химических веществ. Проводится обновление паспортов безопасности на продукцию в соответствии с новыми требованиями, в частности в отношении классификации и маркировки. Ведутся работы по дополнительным исследованиям компонентного состава и физико‐химических свойств продукции по стандартам Европейского химического агентства (ЕХА), проводится обновление регистрационных досье, осуществляется регистрация новых продуктов.

В связи с выходом Великобритании из ЕС и ожидаемым принятием нового Регламента REACH — UK проводится работа по формированию стратегии регистрации в отношении продуктов, поставляемых в Великобританию.

Организована работа по подготовке к регистрации экспортной продукции в рамках законодательства Китая и Турции по безопасности оборота химических веществ.

 

Перспективные направления деятельности

В рамках реализуемой ПАО «Газпром» Восточной газовой программы предполагается создание газодобывающих, газотранспортных и газоперерабатывающих мощностей, использующих газ месторождений Восточной Сибири.

Так, в связи с планируемым началом поставок нефтегазоконденсатной смеси и СГК с Чаяндинского газоконденсатного месторождения по трубопроводной системе «Восточная Сибирь — Тихий океан» (ВСТО) ООО «Газпром экспорт» проводятся исследования рынков нефти и нефтепродуктов Азиатско‐Тихоокеанского региона (АТР).


После ввода в эксплуатацию в 2021 г. Амурского ГПЗ, объем производства гелия на котором к 2026 г. достигнет 60 млн куб. м., экспортный портфель по гелию будет диверсифицирован, а Группа Газпром превратится в одного из ведущих поставщиков этого продукта на мировые рынки. Объемы гелия с Амурского ГПЗ будут реализованы преимущественно на экспорт. Ожидается, что основными получателями этой продукции будут Япония, Китай, Южная Корея, Тайвань, а также ряд других стран АТР.

ООО «Газпром экспорт» проводит работу по маркетингу гелия, заключению долгосрочных экспортных контрактов, а также совместно с другими компаниями и партнерами Группы Газпром участвует в работах по созданию объектов логистической инфраструктуры, обеспечивающих эффективность и надежность поставок на зарубежные рынки. Для логистики гелия на Дальнем Востоке будет организован специализированный центр подготовки криогенных контейнеров. Общество принимает активное участие в формировании функциональных задач этого специализированного инфраструктурного объекта.

 

атом серы — Справочник химика 21

    Атом серы 5, как и атом кислорода, имеет шесть валентных электронов (35 3/) ). Сера — типичный неметаллический элемент. По электроотрицательности (ЭО = 2,5) она уступает только галогенам, кислороду, азоту. Наиболее устойчивы четные степени окисления серы (—2, +2, -j-4 и +6), что объясняется участием в образовании химических связей двух непарных электронов, а также одной или двух электронных пар  [c.322]
    При составлении уравнения полуреакции окисления серы исходим из схемы H S —> SO «. В холе этого процесса атом серы связывается с четырьмя атомами кислорода, источником которых служат четыре молекулы воды. Пои этом образуются восемь ионов Н+ кроме того, два иона Н+ высвобождаются из молекулы HaS. Всего, следовательно, образуются десять ионов водорода  [c.168]

    ЕИ орой атом кислорода О присоединяется к атому серы за счет до-норно-акцепторной связи (она показана стрелкой)  [c.78]

    В сульфидах атом серы экранирован углеводородными радикалами, поэтому в их присутствии коагуляция частиц нерастворимого осадка наблюдается в меньшей степени. [c.77]

    Порядковый номер серы равен 16, следовательно, атом серы содержит 16 протонов он должен также содержать 16 электронов. Массовое число серы равно 32, следовательно, в ее атоме должно быть 32 — 16 = = 16 нейтронов. Атомный символ серы 8. Удаление из ее ядра одного нейтрона приводит к образованию изотопа серы-31 оно не влияет на число электронов. Удаление протона ведет к образованию фосфо-ра-31 чтобы атом после этого остался нейтральным, из него должен быть удален также один электрон. [c.479]

    Приведенные цифры как будто не говорят о высоком содержании в нефти соответствующих соединений, однако молекулярный вес соединений, содержащих атом серы, кислорода или азота, вероятно, близок к молекулярному весу тех углеводородов, которым они сопутствуют. Например, смазочное масло с молекулярным весом 300 и содержанием серы 1% может иметь 10% сернистых соединений. Подобные соображения применимы и к другим неуглеводородным соединениям. Такие соединения состоят главным образом из углерода и водорода, и несмотря на присутствие постороннего элемента, сохраняют основные свойства углеводородов. [c.29]

    На одну молекулу полимера приходится примерно один атом серы, что согласуется с приведенными схемами механизма действия меркаптана. Типичные кривые ММР бутадиен-стирольного каучука, полученного в присутствии различных регуляторов, приведены на рис. 1, 2. [c.248]

    Среди свойств, положенных в основу построения первой периодической системы, основными были масса атома и его способность взаимодействовать с атомами других элементов. Предшествующее этому развитие науки показало, что атомы различных элементов имеют различную массу. Например, атом водорода — самый легкий из всех, атом кислорода примерно в 16 раз тяжелее атома водорода, атом серы примерно в 2 раза тяжелее атома кислорода (или в 32 раза тяжелее атома водорода). Сравнивая таким образом элементы между собой, каждому атому можно приписать атомную массу. [c.124]


    Атака на соединение Р идет скорее по атому серы, чем по двойной связи. Эндрюс и Эванс [715] наблюдали [2,3]-сигма-тропную перегруппировку [c.326]

    Если центральный атом комплексного иона окружен несколькими равноудаленными от него атомами, число окружающих атомов называется координационным числом центрального атома. Координационное число зависит главным образом от размеров центрального атома и окружающих его атомов или групп. Вокруг атома азота в нитрат-ионе, КОз, могут расположиться три атома кислорода, поэтому координационное число азота по отношению к кислороду равно 3. Атом серы больше атома азота, поэтому в сульфат-ионе, ЗО , содержится на один атом кислорода больше, чем в нитрат-ионе. Следовательно, координационное число серы по отношению к кислороду равно 4. [c.34]

    По мере перехода к молекулам, центральный атом в которых имеет все большие размеры, электроны на валентных орбиталях в среднем располагаются все дальше друг от друга. Поэтому межэлектронные отталкивания оказывают все меньшее влияние на форму молекул. Например, атом серы имеет больший эффективный размер, чем атом кислорода, а атомные спектры свидетельствуют о том, что межэлектронное отталкивание для валентных орбиталей серы значительно меньше, чем для валентных орбиталей кислорода. По-видимому, по этой причине валентный угол Н—S—Н в молекуле сероводорода H S равен 92°, что намного ближе к значению 90% предсказываемому в рамках модели связывания, основанной на перекрывании (Зр + lsl-орбиталей (рис. 13-17). Очевидно, отталкивание двух связывающих электронных пар в h3S значительно меньше отталкивания двух связывающих электронных пар в HjO. [c.564]

    Атомы железа обычно образуют комплексы с октаэдрической координацией. Что же происходит с двумя координационными положениями выше и ниже плоскости порфиринового цикла В цитохроме с группа гема находится в углублении на поверхности молекулы белка (рис. 20-23). От каждой стенки этого щелевидного углубления к гему направлено по одному лиганду с одной стороны атом азота с неподеленной парой, принадлежащий гистидиновой группе белка, а с другой стороны атом серы с непо- [c.257]

    Вторым фактором является энергия сталкивающихся молекул. В простейших теориях она характеризуется только как относительная скорость двух молекул при столкновении. Если относительная скорость двух молекул при столкновении мала, промежуточное состояние скорее всего обратится в исходные молекулы. Медленно движущаяся молекула воды просто оттолкнется от молекулы тиоацетамида, не причинив ей никакого вреда. В отличие от этого молекула воды, сильно ударяющаяся о молекулу тиоацетамида, имеет больше шансов отщепить от нее атом серы, в результате чего образуется ацетамид и НзЗ. Можно построить график зависимости вероятности реакции от скорости сближения двух молекул вдоль линии, соединяющей их центры. [c.354]

    Атом серы в молекуле 50з связан с атомами кислорода тремя двухцептровыми а-связями и одной четырехцентровой п-связыо (ср. со структу )ой молекулы 50-2 — 129). Кроме того, за счег неподелеиных 2р-электронных пар атомов кислорода и свободны к Зй(-орбиталей атома серы здесь возможно образование дополн -тельиых ковалентных связей, подобно тому, как это нмеет место в молекуле С12 (стр. 354). [c.387]

    Из циклических соединений, содержащих атом серы, в реактивных топливах присутствуют производные тиофена. Циклические сульфиды могут содержаться в количествах до 40—50% (масс,), считая на общую серу. Гомологи тиофана в реактивных топливах присутствуют в крайне незначительном количестве [17]. В целом циклические соединения сульфидов- замедляют окисление топлива. Однако действие их при этом специфично. На ранних стадиях процесса окисления наблюдается ускорение его, затем замедление за счет образования продуктов окисления самих сернистых соединений. [c.16]

    В молекулах SO2 и SO3 атом серы находится в состоянии р -гибридизацин. Полярны ли эти молекулы Какова их пространственная структура  [c.66]

    Температура плавления (т. пл.), °С -210 Белый 44,1 Красный 590 Серый 817 при 36 ат Серая 630 271 [c.154]

    Поэтому, В отличие от атома фтора, атом хлора может участвовать в образовании не только одной, но также трех, пяти или семг ковалентных связей. Так, в хлористой кислоте НСЮа ковалентность хлора равна трем, в хлорноватой кислоте НСЮз — пяти а в хлорной кислоте НСЮл — семи. Аналогично атом серы, также обладающий незанятым З -подуровнем, может переходить в возбужденные состояния с четырьмя или шестью неспаренными электронами и участвовать, следовательно, в образовании не только двух, как у кислорода, но также четырех или шести ковалентных связен. Именно поэтому существуют соединения, в которых сера проявляет ковалентность, равную четырем (80г, ЗСЦ) или шести (5Рс)- [c.130]

    Например, для иона 8042- атом серы является центральным атомом А, а четыре атома кислорода — лигандами В. [c.33]

    Одновременно с собственно сульфохлорированием, как важнейшая побочная реакция, протекает только одно хлорирование углеродной цепи без одновременного присоединения двуокиси серы. При проведении сульфохлорирования в условиях рассеянного освещения, реакции сульфохлорирования и хлорирования углеродной цепи протекают с практически одинаковой скоростью, так что в молекуле на каждый атом серы приходится приморио двойное количество атомов хлора. Если реакция сульфохлорирования проводится в условиях облучения ультрафиолетовым светом или в присутствии образующих радикалы веществ, как перекиси, тетраэтилсвинец, диазомотап и т. п., хлорирование углеродной цепи приобретает второстепенное значение и практически идет только сульфохлорировашге. [c.137]


    Тиофаны пох лощают в области спектра, соответствующей валентным ко.чебаниям С—З-связей сульфидов [81], Кроме того, в спектрах тиофана и всех его производных присутствуют интенсивные полосы поглощения в области 1260—1225 см (7,95 — 8,(5 ц), которые, по-видимому, характеризуют атом серы, связанный в пятичленном кольце [84], Во всяком случае, эти же полосы поглощения известны и для всех структур тиофенового ряда. Следует отметить, что в присутствии связи С—О—С эти полосы ног,/го1цения не могут быть характеристичными. [c.119]

    К числу соединений, реагирующих с гидропероксидами и образующих молекулярные продукты, относятся некоторые амины и аминосульфиды, сульфиды, меркаптаны, дисульфиды, тииль-ные радикалы, алифатические фосфиты и ароматические фосфиты с неэкранированными феноксилами [43, 44]. Наиболее активными ингибиторами окисления из перечисленных сернистых соединений считают сульфиды, у которых атом серы соединен с алифатическими или циклоалифатическими радикалами, — очевидно, благодаря предварительному образованию меркантильного или феноксисульфидного свободных радикалов 45]. [c.44]

    Гидролиз, как и в случае ангидрида этионовой кислоты, дает гидро-ксисульфонат R H—(ОН)СНз SO3H. Интерес к этой реакции основан на ценности продуктов, получаемых из олефинов с числом углеродных атомов более 10, используемых в качестве детергентов, особенно гидроксисульфо-наты из гексадецена-1 и гептадецена-1. Изобутилен образует непредельную алкилсерную кислоту [35]. В олефинах-1 атом серы всегда соединен с крайним атомом углерода, как было показано выше [37]. Стирол дает продукт присоединения, который при гидролизе образует [2] главным образом соединение [c.351]

    Нефть и нефтепродукты содержат относительно большое количество серы. Особенно много (до 2%) серы в нефтяных остатках (см. табл. 32, № 5 и 6). В связи с этим при паровой конверсии такого сырья в реактор иногда дозируют определенное количество водорода (60—150 молей на 1 г-атом серы) рециркуляцией части полученного в этом процессе газа. Замечено, что на осерненном катализаторе получается меньшее количество газа, но газ имеет повышенную теплотворную способность. Сера, подаваемая с сырьем в слой катализатора, связывается им и удаляется на стадии реге- [c.51]

    Сера (на 1 моль ксилола 6 г-атом серы) HNOз (на 1 моль ксилола 2,4 моль НМОз) [c.184]

    Полимеры хлоропрена, полученные в отсутствие серы, не реагируют с серой при их длительном нагревании в растворах и в массе в присутствии инициаторов или без них. Связи полихлоропрена с серой образуются только в процессе полимеризации [23]. 11ри- сопоставлении содержания связанной серы в полимере с средними молекулярными массами, определенными по вязкости, было установлено, что количество связанной серы в молекуле полимера составляет в среднем 12—28 г-ат. серы на 1 моль полимера [17, с. 75—80]. Это соответствует схеме построения полимерной цепи в виде сополимерной, в которой отдельные фрагменты полихлоропрена связаны между собой полисульфидными группами. [c.373]

    Свободные молекулы SO3 (в газообразном состоянии) построены в форме правильного треугольника, в центре которого находится атом серы, а в вершинах — атомы кислорода. Как н в молекуле SO2, атом серы находится здесь в состоянии s/ —rn6pH дизации в соответствии с этим ядра всех четырех атомов, входящих в состав молекулы SO3, расположены в одной плоскости, а валентные углы OSO равны 120″  [c.387]

    Вещества, которые можно рассматривать как получающиеся из кислородсодержащих кислот путем замещения в них всего или части кислорода серой, называются тиокяслотамв, а соответствующие им соли — тиосолями. В частности тиосерную кислоту иожио представить как серную кислоту, в молекуле котором вместо одного из атомов кислорода находится атом серы. Поэтому для НгЗгОз принято название тиосерная кислота . [c.394]

    Относительное число атомов каждого элемента в сэедннении указывается его химической формулой. Например, минерал халькозин, медный блеск или сульфид меди(1), содержит по два атома меди на калщнй атом серы. Эти сведения полезны при определении количества меди, содержащегося в том или ином образце ее соединения с известной химической )ормулой. [c.148]

    Сульфидами называют соединения, содержащие атом серы, соединенный с двумя углеводородными радикалами. По аналогии с эфирами сульфиды иногда называют тиоэфирами. Это нейтральные, нерастворимые в воде вещества. При обычных температурах еуль-фиды химически мало активны. [c.23]

    Водород по определению имеет валентность, равную 1. Валентность кислорода в Н2О и большинстве других соединений 2, но в пероксиде водорода, Н2О2, она равна 1. Пользуясь данными табл. 6-1, можно видеть, что С1 и Вг имеют валентность 1, Са 2, а Аз 3 углерод может проявлять различные валентности 4, 3, 2 и 1. Сера имеет валентность 2 в Н25, 4 в 502 и 6 в 50з. Валентность азота в аммиаке 3, в N02 4 и в N20 2. Отметим, что в указанных бинарных соединениях суммарная валентность всех атомов одного элемента точно равна суммарной валентности всех атомов другого элемента. В 50з один атом серы с валентностью 6 соединен с тремя атомами кислорода, имеющими каждый валентность 2. Формулировка понятия валентности, или емкости насыщения, была первым шагом на пути создания теории химической связи. Вторым шаю.м явилось введение положительных и отрицательных валентностей, с условие.м чтобы алгебраическая сумма валентностей всех атомов в молекуле была равна нулю Водороду приписывалась валентность -Ь 1 следовательно, чтобы сумма валентностей всех атомов в молекуле воды Н2О оказалась равной нулю, [c.294]

    Однако рассмотрение этой структуры показывает, что на атоме серы находится формальный заряд -Ь 2. Образование большого положительного заряда на атоме неметаллического элемента с высокой электроотрицательностью малоправдоподобно. От такого формального заряда можно нзоавитьея, если предположить, что сера образует с двумя атомами кислорода двойные связи, в результате чего атом серы обобществляет со своими соседями 12 электронов  [c.476]

    Это промежуточное состояние неустойчиво. Если молекула воды станет снова удаляться и ситуация вернется к изображенной на рис, 22-1, а (нет никакой причины, почему бы это не могло случиться), то в результате реакция не осуществится. Молекула воды отразится после столкновения с молекулой тиоацетамида и полетит дальще своим путем. Но может случиться и так, что отделится атом серы, как показано на рис. 22-1, в. В таком случае два протона, высвобождаемые атомом О при образовании им двойной связи с атомом С, притягиваются атомом серы с его четырьмя электронными парами и образуется молекула Н28. Таким образом завер-щается реакция [c.353]

    Выделены два изомера o(Nh4)4(S N)j. Как определить, в обоих ли изомерах группы S N связаны через атом серы Если в обоих изомерах координация осуществляется через серу, как установить, у какого из изомеров цис-конфигурация, у какого — транс-конфигурация (Вспомните, что в спектрохимическом ряду — S N и СР располагаются рядом, в то время как — N S создает более сильное поле o(Nh4)4 l2 синтезировать легко.) [c.125]

    В нефтяных дистиллятах встречаются тиофен, алкилтиофены и арилтиофены. Тиофены малореакционноспособны, как и ароматические углеводороды. Атом серы в кольце тиофена инертен. Среди сернистых соединений нефти тиофены обладают самой высокой термостабильностью [18-21]. [c.10]

    Изучены скорости гидродссульфуризацлп в процессе ОиИ-НВ (см. — ) и факторы, влияющие на нее. Из вакуумного остатка кувейтской нефти с 5,45% серы получены гидрогенизаты, содержащие от 1,2 до 3,8% серы. Teopeтичe кпit расход водорода равен 2 моль на 1 г-атом серы, однако фактический расход выше п тем больше, чем глубже обессеривание. Разработан новый катализатор, дающий аналогичные результаты Прн более низкой температуре [c.70]

    Дано более полное описание процесса струйной гидроочистки фирмы Shell Oil (см.2 ). Отличительной особенностью является небольшая степень рециркуляции и подача водорода в смеси с сырьем прямотоком сверху вниз. При этом дистиллят образует пленку па поверхности катализатора. Выше 390° С начинается гидрокрекинг. Расход водорода 3—4 моль на 1 г-атом серы. Азот удаляется неполностью, хорошо удаляются кислород, диены и олефины [c.76]

    Изучалось гидрообессеривание нефти месторождения Хафи (Ближний Восток), содержащей 2,8% серы. Сделан ВЫВОД, что экономически более выгодно вести процесс в мягких условиях с удалением 30—60% серы. При этбм расход водорода близок к теоретическому, около 4 моль на 1 г-атом серы (считая, что сера представлена соединениями типа бенз- и дибензтиофена). В жестких условиях при удалении 80% серы расход водорода возрастает до 6 моль на 1 г-атом серы. В мягких условиях соединения ванадия не разрушаются, что увеличивает срок службы катализатора [c.78]

    Сернистые соединения этого типа содержатся в нефтяных фракциях, кипящих выше 230°, и могут быть представлены тиаинда-нами и тиатетралинами. Концентрация их в светлых дистиллятах невелика и лишь изредка превышает 10% от суммы сульфидов (см. табл. 2.5). Детальный анализ СС из нефти Уоссон привел к идентификации 18 соединений, относящихся исключительно к ряду 1-тиаиндана, а именно незамещенного 1-тиаиндана, 2-, 3- и 5-(или 7-) метил-, 2,2-, 2,3-, 2,4-, 2,5- (или 2,7-), 2,6-, 3,3-, 3,5- (или 3,7-) и 3,6-диметил-, 2-этил-, 2-метил-, 2-этил,- 2-метил-З-этил, 2,2,4-, 2,3,4- и 2,3,5- (или 2,3,7-)триметил-1-тиаинданов [103]. Среди них наиболее распространены соединения с алкильными заместителями в а-положении к атому серы. Ни одного члена ряда тетралина из нефтей пока не выделено. [c.66]

    По данным [496 ] средняя молекула алкилтиофенов из фракции 150—250°С арланской нефти содержит одну сравнительно, длинную (Сз—Ся), одну более короткую (С,—Сз) цепи и 1—2 метильные группы. По результатам оптической и масс-спектрометрии и гидродесульфурирования сделан вывод о том, что среди этих алкил-тиофенов нет монозамещенных, что лишь около 10 % их имеют заместители в а-положении к атому серы и что в их алифатических цепях нет гем-диметильных и изопропильных групп [467, 472]. До 40% тиофенов в этой фракции составляли СС с 2 = 6, которые, по данным осколочной масс-спектрометрии, являлись скорее цик-поалкил, чем циклоалканотиофенами [496]. [c.67]


Сера — Продукция — Норникель

  • «Норникель» — лидер горно-металлургической промышленности в России и мире

    Компания
  • «Норникель» — один из крупнейших в мире производителей никеля и палладия

    Наш бизнес
  • «Норникель» — лидер создания акционерной стоимости

    Инвесторам и акционерам
  • «Норникель» придерживается незыблемых принципов в области устойчивого развития

    Устойчивое развитие
  • «Норникель» ведет открытый диалог со СМИ, акционерами и стейкхолдерами

    Новости и медиа
  • Норникель — лучший работодатель в России по мнению международного и национального рейтингов Forbes по итогам 2019 года

    Работа в компании
  • «Норникель» выстраивает доверительные отношения с поставщиками

    Поставщикам
  • Непрофильное имущество
en Теллур(Ctrl + ←) Сульфат натрия(Ctrl + →) Выпускаемая продукция
СЕРА ТЕХНИЧЕСКАЯ КОМОВАЯ 9950, 9920
Производитель Области применения Форма выпуска Упаковка
Заполярный филиал
  • Производство удобрений
  • Химическая промышленность
  • Металлургия
  • Производство бумаги
  • Вулканизация резины
Комовая

Описание:
Полипропиленовые или капроновые мешки

Вес упаковки:
1 МТ

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ, %
Элемент Сорт 9950 ГОСТ 127.1-93 Среднее значение за 6 мес 2021 года Сорт 9920 ГОСТ 127.1-93 Среднее значение за 2019 год
1. Массовая доля серы, %, не менее 99,50 99,85 99,2 99,7
2. Массовая доля золы, %. не более 0,2 0,12 0,4 0,149
3. Массовая доля органических веществ, %, не более 0,25 0,036 0,5 0,14
4. Массовая доля кислот в пересчете на серную кислоту, %, не более 0,01 <0,0010 0,02 0,0018
5. Массовая доля мышьяка, %, не более 0,000 <0,00010 0,03 <0,00010
6. Массовая доля селена, %, нe более 0,000 <0,0005 0,04 0,0153
Паспорт безопасности
  • Паспорт безопасности PDF, 1.5 MB
Информация о Cookies

Мы используем Cookies для того, чтобы сделать ваше пребывание на нашем сайте максимально комфортным. Если вы продолжаете просмотр страниц без изменения настроек, это будет означать, что вы принимаете все Cookies сайта «Норникель». Вы также можете нажать кнопку «Я принимаю», чтобы скрыть это сообщение. Конечно, вы можете изменить ваши настройки Cookies в любое время, настроив браузер соответствующим образом. Детали о Cookies доступны по ссылке подробнее

Я принимаю

Химия кислорода и серы

Химия кислорода и сера

Химия Кислород

Кислород — самый распространенный элемент на этой планете. В земная кора на 46,6% состоит из кислорода по весу, океаны на 86% кислород по весу, а атмосфера составляет 21% кислорода по объему. В название Oxygen происходит от греческого слова oxys , «кислота» и gennan , чтобы образовать или генерировать.Таким образом, кислород буквально означает «кислота». бывшее «. Это имя было введено Лавуазье, который заметил это соединения, богатые кислородом, такие как SO 2 и P 4 O 10 , растворяются в воде с образованием кислот.

Электронная конфигурация атома кислорода [He] 2 с 2 2 p 4 предполагает, что нейтральные атомы кислорода могут получить октет валентных электронов, разделив две пары электроны с образованием двойной связи O = O, как показано на рисунке ниже.

Согласно этой структуре Льюиса, все электроны в O 2 молекулы спарены. Следовательно, соединение должно быть диамагнитным он должен отражаться магнитное поле. Экспериментально установлено, что O 2 парамагнитен это притягивается к магнитному полю. Это можно объяснить, если предположить что есть два неспаренных электрона в * разрыхляющей связке молекулярные орбитали молекулы O 2 .

На этой фотографии видно, что жидкость O 2 настолько сильно притягивается магнитным полем, что преодолеть разрыв между полюсами подковообразного магнита.

При температурах ниже -183 o C, O 2 конденсируется с образованием жидкости характерного светло-голубого цвета который возникает в результате поглощения света с длиной волны 630 нм.Это поглощение не наблюдается в газовой фазе и относительно слабый даже в жидкости, потому что для этого требуется три тела сталкиваются две молекулы O 2 и фотон одновременно, что является очень редким явлением даже в жидкая фаза.

Химия Озон

Молекула O 2 — не единственная элементарная форма кислород. При наличии молнии или другого источника искра, O 2 молекул диссоциируют с образованием атомов кислорода.

искра
O 2 ( г ) 2 O ( г )

Эти атомы O могут реагировать с молекулами O 2 с образованием озон, O 3 ,

O 2 ( г ) + O ( г ) O 3 ( г )

, структура Льюиса которого показана на рисунке ниже.

Кислород (O 2 ) и озон (O 3 ) являются примерами. из аллотропов (от греческого значения «в другой способ «). По определению, аллотропы разные формы элемента. Потому что у них разные структуры, аллотропы обладают разными химическими и физическими свойствами (см. Таблица ниже).

Свойства аллотропов кислорода

Кислород (O 2 ) Озон (O 3 )
Точка плавления -218.75 o С -192,5 o С
Точка кипения -182.96 o С -110,5 o С
Плотность (при 20 o C) 1,331 г / л 1.998 г / л
Порядок связи O-O 2 1,5
Длина соединения O-O 0,1207 нм 0,1278 нм

Озон — нестабильное соединение с резким резким запахом, которое медленно разлагается до кислорода.

3 O 3 ( г ) 3 O 2 ( г )

При низких концентрациях озон может быть относительно приятным.(В характерный запах чистоты, связанный с летними грозами, из-за образования небольших количеств О 3 .)

Воздействие O 3 при более высоких концентрациях приводит к кашель, учащенное сердцебиение, боль в груди и общие телесная боль. При концентрациях выше 1 ppm озон токсичен.

Одним из характерных свойств озона является его способность поглощать излучение в ультрафиолетовой части спектра ( > 300 нм), тем самым обеспечивая фильтр, защищающий нас от воздействие высокоэнергетического ультрафиолетового излучения солнца.Мы сможем понять важность этого фильтра, если подумаем о что происходит, когда наша кожа поглощает солнечное излучение.

Электромагнитное излучение в инфракрасном, видимом и низкоэнергетические участки ультрафиолетового спектра (<300 нм) несет достаточно энергии, чтобы возбудить электрон в молекуле в орбиталь с более высокой энергией. Этот электрон в конечном итоге возвращается в орбитали, с которой он был возбужден, и энергия передается на окружающие ткани в виде тепла.Любой, у кого есть пострадавшие от солнечных ожогов могут оценить болезненные последствия чрезмерного количества этого излучения.

Излучение в высокоэнергетической части ультрафиолета спектр (300 нм) при поглощении оказывает другое действие. Это излучение несет достаточно энергии, чтобы ионизировать атомы или молекулы. Ионы, образующиеся в этих реакциях, имеют нечетное число электронов и чрезвычайно реактивны. Они могут вызвать постоянное повреждают клеточную ткань и вызывают процессы, которые в конечном итоге привести к раку кожи.Относительно небольшое количество этого излучения поэтому может оказывать сильное воздействие на живые ткани.

В 1974 г. Молина и Роуленд указали, что хлорфторуглероды, такие как CFCl 3 и CF 2 Cl 2 , которые использовались в качестве хладагентов и пропеллентов в аэрозолях банки начали накапливаться в атмосфере. в стратосферы, на высотах от 10 до 50 км над земной поверхность, хлорфторуглероды разлагаются с образованием атомов Cl и оксиды хлора, такие как ClO, когда они поглощают солнечный свет.Атомы Cl и молекулы ClO имеют нечетное количество электронов, как показано на рисунок ниже.

В результате эти вещества необычно реакционноспособны. в атмосфере, они реагируют с озоном или с атомами кислорода, которые необходимы для образования озона.

Класс + О 3 ClO + О 2
ClO + O Класс + О 2

Молина и Роуленд предположили, что эти вещества могут в конечном итоге разрушить озоновый щит в стратосфере, с опасные последствия для биологических систем, которые могут быть подвергается повышенному воздействию ультрафиолетового излучения высокой энергии.

Кислород как Окислитель

Фтор — единственный элемент, который более электроотрицателен, чем кислород. В результате кислород приобретает электроны практически во всем химические реакции. Каждая молекула O 2 должна получить четыре электронов, чтобы удовлетворить октеты двух атомов кислорода без обмен электронами, как показано на рисунке ниже.

Таким образом, кислород окисляет металлы с образованием солей, в которых атомы кислорода формально присутствуют в виде ионов O 2-.Ржавчина образуется, например, когда железо реагирует с кислородом в присутствии воды, чтобы получить соль, формально содержащую Fe 3+ и ионов O 2-, в среднем три молекулы воды координирована с каждым из ионов Fe 3+ в этом твердом теле.

H 2 O
4 Fe ( с ) + 3 O 2 ( г ) 2 Fe 2 O 3 ( с ) 3 H 2 O

Кислород также окисляет неметаллы, такие как углерод, с образованием ковалентные соединения, в которых кислород формально окисляется количество -2.

C ( с ) + O 2 ( г ) CO 2 ( г )

Кислород — прекрасный пример окислителя потому что он увеличивает степень окисления практически любого вещества с которой он реагирует. В ходе своих реакций кислород уменьшенный. Таким образом, вещества, с которыми он вступает в реакцию, уменьшают агенты .

Пероксиды

Требуется четыре электрона, чтобы восстановить молекулу O 2 до пара ионов O 2-. Если реакция прекращается после O 2 молекула получила только два электрона, O 2 2- ион, показанный на рисунке ниже.

Этот ион имеет на два электрона больше, чем нейтральный O 2 молекула, что означает, что атомы кислорода должны иметь только одну одна пара связывающих электронов для достижения октета валентности электроны.Ион O 2 2- называется пероксидом . ион, потому что соединения, содержащие этот ион, необычайно богаты кислород. Это не просто оксиды, это (гипер) пероксиды.

Самый простой способ приготовить перекись — провести реакцию натрия или металлический барий с кислородом.

2 Na ( с ) + O 2 ( г ) Na 2 O 2 ( с )
Ba ( с ) + O 2 ( г ) BaO 2 ( с )

Когда эти пероксиды вступают в реакцию с сильной кислотой, перекись водорода (H 2 O 2 ).

BaO 2 ( с ) + 2 часа + ( водн. ) Ba 2+ ( водн. ) + H 2 O 2 ( водн. )

Структура Льюиса перекиси водорода содержит O-O одинарная связь, как показано на рисунке ниже.

Теория VSEPR предсказывает, что геометрия вокруг каждого кислорода атом в H 2 O 2 должен быть изогнут. Но это теория не может предсказать, должны ли четыре атома находиться в в той же плоскости или следует визуализировать молекулу лежащей в двух пересекающихся плоскостях. Экспериментально определенная Структура H 2 O 2 показана на рисунке ниже.

Валентный угол H-O-O в этой молекуле лишь немного больше чем угол между парой соседних 2 p атомных орбитали на атоме кислорода, а угол между плоскостями образующие молекулу немного больше тетраэдрической угол.

Степень окисления атомов кислорода в перекиси водорода равно -1. H 2 O 2 , следовательно, может действовать как окислитель и захватить еще два электрона, чтобы сформировать пару гидроксид-ионы, в которых кислород имеет степень окисления -2.

H 2 O 2 + 2 e 2 ОН

Или он может действовать как восстанавливающий агент и потерять пару электронов с образованием молекулы O 2 .

H 2 O 2 О 2 + 2 часа + + 2 e

Реакции, в которых соединение одновременно подвергается обоим окисление и восстановление называются диспропорционированием реакция . Продукты диспропорционирования H 2 O 2 кислород и вода.

2 H 2 O 2 ( водн. ) O 2 ( г ) + 2 H 2 O ( л )

Диспропорционирование H 2 O 2 является экзотермическая реакция.

2 H 2 O 2 ( водн. ) O 2 ( г ) + 2 H 2 O ( л ) H o = -94.6 кДж / моль H 2 O

Эта реакция является относительно медленной, однако в отсутствие катализатор, например пыль или металлическая поверхность. Основные виды использования H 2 O 2 вращаются вокруг его окислительной способности. Используется в разбавленных (3%) растворах как дезинфицирующее средство. В большей степени концентрированные растворы (30%), используется как отбеливающий агент для волосы, мех, кожа или древесная масса, из которой делают бумагу.В очень концентрированные растворы, H 2 O 2 было использовано в качестве ракетного топлива из-за легкости, с которой оно разлагается на дать О 2 .

Методы Подготовка O 2

Небольшие количества газа O 2 можно приготовить в количество способов.

1. Разложив разбавленный раствор перекиси водорода с помощью пыль или металлическая поверхность в качестве катализатора.

2 H 2 O 2 ( водн. ) O 2 ( г ) + 2 H 2 O ( л )

2. Путем реакции перекиси водорода с сильным окислителем. агент, такой как перманганат-ион, MnO 4 .

5 H 2 O 2 ( водн. ) + 2 MnO 4 ( водн. ) + 6 часов + ( водн. ) 2 млн 2+ ( водн. ) + 5 O 2 ( г ) + 8 H 2 O ( л )

3.Путем пропускания электрического тока через воду.

электролиз
2 H 2 O ( л ) 2 H 2 ( г ) + O 2 ( г )

4.При нагревании хлората калия (KClO 3 ) в наличие катализатора до его разложения.

MnO 2
2 KClO 3 ( с ) 2 KCl ( с ) + 3 O 2 ( г )

Химия Сера

Поскольку сера находится непосредственно под кислородом в периодической таблице, эти элементы имеют похожие электронные конфигурации.Как результат, сера образует множество соединений, являющихся аналогами кислородных соединений, как показано в таблице ниже. Примеры в этой таблице показывают, как префикс thio — может использоваться для обозначения соединений, в которых сера заменяет атом кислорода. Тиоцианат (SCN ) ион, например, является серосодержащим аналогом цианата (OCN ) ион.

Соединения кислорода и их серные аналоги

Кислородные соединения Соединения серы
Na 2 O (оксид натрия) Na 2 S (сульфид натрия)
H 2 O (вода) H 2 S (сероводород)
O 3 (озон) SO 2 (диоксид серы)
CO 2 (диоксид углерода) CS 2 (сероуглерод)
OCN (цианат) SCN (тиоцианат)
OC (NH 2 ) 2 (мочевина) SC (NH 2 ) 2 (тиомочевина)

Есть четыре основных различия между химическим составом сера и кислород.

1. Двойные связи O = O намного прочнее двойных связей S = S.

2. Одинарные связи S-S почти вдвое прочнее одинарных O-O. облигации.

3. Сера ( EN = 2,58) гораздо менее электроотрицательна. чем кислород ( EN = 3,44).

4. Сера может расширять свою валентную оболочку, удерживая более восьми электроны, а кислород — нет.

Эти, казалось бы, незначительные различия имеют важные последствия для химии этих элементов.

Эффект Различия в силе связей X-X и X = X

Радиус атома серы примерно на 60% больше, чем у атома серы. атом кислорода.

В результате атомам серы труднее подойти близко достаточно вместе, чтобы образовать узы. S = S двойные связи, следовательно, намного слабее, чем двойные связи O = O.

Двойные связи между серой и атомами кислорода или углерода могут быть содержится в таких соединениях, как SO 2 и CS 2 (см. рисунок ниже).Но эти двойные связи намного слабее, чем эквивалентные двойные связи с атомами кислорода в O 3 или CO 2 . Энтальпия диссоциации связи для двойной связи C = S составляет 477 кДж / моль, например, тогда как энтальпия диссоциации связи для Двойная связь C = O составляет 745 кДж / моль.

Элементарный кислород состоит из молекул O 2 , в которых каждый атом завершает свой октет валентных электронов, разделяя два пары электронов с одним соседним атомом.Потому что сера не образует прочных двойных связей S = S, элементарная сера обычно состоит из циклических S 8 молекул, в которых каждый атом завершает свой октет, образуя одинарные связи с двумя соседними атомов, как показано на рисунке ниже.

S 8 молекул могут упаковываться, образуя более одной кристалл. Самая стабильная форма серы состоит из орторомбической кристаллы молекул S 8 , которые часто встречаются вблизи вулканы.Если эти кристаллы нагреть до плавления и расплавленная сера затем охлаждается, аллотроп серы, состоящий из моноклинных кристаллов молекул S 8 составляет сформирован. Эти моноклинные кристаллы медленно трансформируются. в более стабильную орторомбическую структуру за период время.

Склонность элемента к образованию связей с самим собой называется цепью (от латинского catena , «цепочка»). Потому что сера образует необычно прочные одинарные связи S-S, лучше при катенация, чем любой элемент, кроме углерода.В результате ромбические и моноклинные формы серы — не единственные аллотропы элемента. Также существуют аллотропы серы, которые различаются размером молекул, образующих кристалл. Циклический молекулы, содержащие 6, 7, 8, 10 и 12 атомов серы, являются известный.

Сера плавится при 119,25 o C с образованием желтой жидкости. которая менее вязкая, чем вода. Если эту жидкость нагреть до 159 o C, превращается в темно-красную жидкость, которую невозможно вылить из ее контейнер.Вязкость этой темно-красной жидкости в 2000 раз. больше, чем у расплавленной серы, потому что циклический S 8 молекулы открываются и соединяются вместе, образуя длинные цепочки из около 100 000 атомов серы.

Когда сера вступает в реакцию с активным металлом, она может образовывать сульфид-ион, S 2-.

16 К ( с ) + с 8 ( с ) 8 К 2 S ( с )

Однако это не единственный продукт, который можно получить.А может быть произведено множество полисульфид-ионов с зарядом -2 которые различаются количеством атомов серы в цепи.

Эффект Различия в электроотрицательностях серы и кислорода

Поскольку сера менее электроотрицательна, чем кислород, она с большей вероятностью будет образовывать соединения, в которых он имеет положительный степень окисления (см. таблицу ниже).

Общие числа окисления для серы

Окисление
Число
Примеры
-2 Na 2 S, H 2 S
-1 Na 2 S 2 , H 2 S 2
0 S 8
+1 S 2 Класс 2
+2 S 2 O 3 2-
+2 1 / 2 S 4 O 6 2-
+3 S 2 O 4 2-
+4 SF 4 , SO 2 , H 2 SO 3 , СО 3 2-
+5 S 2 O 6 2-
+6 SF 6 , SO 3 , H 2 SO 4 , СО 4 2-

Теоретически сера может реагировать с кислородом с образованием SO 2 или SO 3 , чьи структуры Льюиса приведены на рисунке ниже.

СО 2
СО 3

На практике при сжигании сернистых соединений образуется SO 2 , независимо от того, сжигается ли сера или соединение серы.

S 8 ( с ) + 8 O 2 ( г ) 8 SO 2 ( г )
CS 2 ( л ) + 3 O 2 ( г ) CO 2 ( г ) + 2 SO 2 ( г )
3 FeS 2 ( с ) + 8 O 2 ( г ) Fe 3 O 4 ( с ) + 6 SO 2 ( г )

Хотя образующийся в этих реакциях SO 2 должен реагирует с O 2 с образованием SO 3 , скорость этого реакция очень медленная.Курс конвертации СО 2 в SO 3 можно значительно увеличить, добавив соответствующий катализатор.

В 2 О 5 / К 2 О
2 SO 2 ( г ) 2 СО 3 ( г )

Огромное количество SO 2 производится промышленностью. каждый год, а затем конвертируется в SO 3 , который можно использовать для производства серной кислоты, H 2 SO 4 .В теории, серную кислоту можно получить путем растворения газа SO 3 в воды.

SO 3 ( г ) + H 2 O ( л ) H 2 SO 4 ( водн. )

На практике это неудобно. Вместо этого SO 3 абсорбируется 98% H 2 SO 4 , где он реагирует с водой для образования дополнительных H 2 SO 4 молекулы.Затем при необходимости добавляют воду, чтобы концентрация этого раствора от 96% до 98% H 2 SO 4 по весу.

Серная кислота на сегодняшний день является наиболее важным промышленным химический. Утверждалось даже, что существует прямая соотношение между количеством серной кислоты в стране потребляет и его уровень жизни. Более 50% ежегодно производимая серная кислота используется для производства удобрений. В остальное используется для изготовления бумаги, синтетических волокон и текстиля, инсектициды, моющие средства, кормовые добавки, красители, лекарства, антифриз, краски и эмали, линолеум, синтетический каучук, печатные краски, целлофан, фотопленка, взрывчатые вещества, автомобильные аккумуляторы и металлы, такие как магний, алюминий, железо и сталь.

Серная кислота диссоциирует в воде с образованием HSO 4 ион, известный как гидросульфатный или бисульфатный ион.

H 2 SO 4 ( водн. ) H + ( водн. ) + HSO 4 ( водн. )

10% этих ионов гидросульфата диссоциируют с образованием SO 4 2-, или сульфат-ион.

HSO 4 ( водн. ) H + ( водн. ) + SO 4 2- ( водн. )

Различные соли могут быть образованы путем замены H + ионы в серной кислоте с положительно заряженными ионами, такие как Ионы Na + или K + .

NaHSO 4 = натрия гидросульфат
Na 2 SO 4 = натрия сульфат

Двуокись серы растворяется в воде с образованием серной кислоты.

SO 2 ( г ) + H 2 O ( л ) H 2 SO 3 ( водн. )

Сернистая кислота не так сильно диссоциирует в воде как серную кислоту, но еще можно заменить H + ионы в H 2 SO 3 с положительными ионами с образованием соли.

NaHSO 3 = гидросульфит натрия
Na 2 SO 3 = натрия сульфит

Серная кислота и сернистая кислота являются примерами класса соединений, известных как оксикислоты , потому что они буквально кислоты, содержащие кислород. Потому что они отрицательные ионы (или анионы), содержащие кислород, SO 3 2- и ионы SO 4 2- известны как оксианионы .Льюисовские структуры некоторых оксидов серы, образующих оксикислоты или оксианионы приведены в таблице ниже.

Один из этих оксианионов заслуживает особого упоминания. Этот ион, который известен как ион тиосульфата, образуется в результате реакции между серой и сульфитным (SO 3 2- ) ионом.

8 SO 3 2- ( водн. ) + с 8 ( с ) 8 S 2 O 3 2- ( водн. )

Эффект Различия в способности серы и кислорода расширять свои Валентная оболочка

Электронные конфигурации кислорода и серы обычно написано следующим образом.

O = [He] 2 с 2 2 p 4
S = [Ne] 3 с 2 3 с 4

Хотя это обозначение показывает сходство между конфигурации двух элементов, он скрывает важную разница, которая позволяет сере расширять свою валентную оболочку, чтобы удерживать более восьми электронов.

Кислород реагирует с фтором с образованием OF 2 .

O 2 ( г ) + 2 F 2 ( г ) 2 ИЗ 2 ( г )

Реакция останавливается на этом этапе, потому что кислород может удерживать только восемь электронов в валентной оболочке, как показано на рисунке ниже.

Сера реагирует с фтором с образованием SF 4 и SF 6 , показано на рисунке ниже, потому что сера может расширять свою валентность оболочка для хранения 10 или даже 12 электронов.

S 8 ( с ) + 16 F 2 ( г ) 8 SF 4 ( г )
S 8 ( с ) + 24 F 2 ( г ) 8 SF 6 ( г )

Sulfur Atom — обзор

3.13.2.4 Тиофены, замещенные серой

Атом серы тиофенов является слабонуклеофильным и в некоторых случаях может действовать как место для атаки электрофильного реагента. В сильнокислых растворах α-атом углерода протонирован 〈66RTC1072〉; Однако это может быть термодинамически контролируемый продукт. Реакция тиофена с мощными алкилирующими агентами дает соль тиофения ( 56 ), где X представляет собой ненуклеофильный противоион, такой как BF 4 или PF 6 〈64JA5360, 70JCS (C) 1764〉.Получен и охарактеризован большой ассортимент солей тиофения и бензо [ b ] тиофения.

In ( 56 ) и его производные должна вестись битва между необходимостью планарности атома серы для достижения максимальной резонансной стабилизации и нормальной пирамидальной геометрией вокруг сульфониевой серы. Та же проблема возникает с сульфоксидами тиофена. Для ( 57 ) 〈70JA7610〉, полученного с низким выходом окислением соответствующего тиофена m -хлорпербензойной кислотой, с помощью спектроскопии ЯМР 1 H было установлено, что атом серы является пирамидальным.При температуре ниже 26 ° C метиленовые атомы водорода изооктильных заместителей являются диастереотопными; выше этой температуры происходит коалесценция, и атомы водорода метилена считаются эквивалентными. Это согласуется с пирамидальным атомом серы, который быстро инвертируется по шкале времени ЯМР 1 H при температуре выше 26 ° C. Расчетная энергия активации для пирамидальной инверсии составляет 61,9 кДж моль -1 по сравнению с нормальным значением 160-180 кДж моль -1 для алифатических сульфоксидов.Такая же ситуация, а именно пирамидальный атом серы и достаточно низкий пирамидальный барьер инверсии, обнаруживается для солей тиофения. Доступ к сульфоксидам бензо [ b ] тиофена, , т.е. ( 58a ), также может быть достигнут 〈75TL2345〉; они также имеют пирамидальный атом серы.

Как и следовало ожидать, атом серы производного тиофена при алкилировании или окислении может быть вызван реакциями, характерными, соответственно, для солей сульфония или сульфоксидов.Дибензотиофен — особенно полезное соединение для изучения этого типа химии. Алкилирование соответствующего сульфоксида дает соли алкоксисульфония, подобные ( 59 ), а обмен с вторичными аминами обеспечивает доступ к производным азасульфония, подобным ( 60 ) 〈72JCS (P1) 899〉. В некоторых случаях также доступны илидические структуры, например ( 61 ). Приведены некоторые подходящие длины связей для ( 61 ), полученные с помощью рентгеноструктурного анализа.Обратите внимание на повышенную локализацию связей в тиофеновом кольце, отражающую потерю ароматичности. Как и следовало ожидать, атом серы также неплоский 〈78CC83〉. Илид из 1,2,3,4,5-пентаметилтиофения фторсульфоната также был получен и охарактеризован в растворе с помощью спектроскопии ЯМР 1 H 〈74TL75〉.

Возникает вопрос об ароматичности. Ни соли тиофения, ни сульфоксиды тиофена не являются особенно стабильными, что затрудняет классический тест реакционной способности электрофильного ароматического замещения.Первый деалкилирует легко, а второй, по крайней мере, в случае сульфоксида тиофена, легко подвергается самодимеризации 〈65CCC1158〉 (объемные заместители ( 57 ) препятствуют этой реакции). Ароматичность требует, чтобы неподеленная пара на сере участвовала в ароматическом секстете. Если неподеленная пара из-за гибридизации sp 3 и неправильной симметрии не делокализована в сегмент бутадиена, система будет иметь антиароматический .

На основании рентгеноструктурных определений структур ( 62 ), ( 63 ) и ( 64 ) наиболее подходящим 〈81JA289〉 является приближение антиароматического вещества .Как и ожидалось, атом серы во всех случаях пирамидальный, алкильные заместители находятся на 68–69 ° вне плоскости, а кислород ( 64 ) на 59 ° вне плоскости. Во всех случаях длины связи углерод – сера значительно больше, чем у неалкилированных (окисленных) аналогов. Этот момент лучше проиллюстрирован сравнением рассчитанных длин облигаций (методами MNDO с использованием структурных результатов для 62 , 63 и 64 ) для ( 56 ) с рассчитанными длинами облигаций для ( 1 ) с использованием тех же вычислительных методов и параметров.Расчетное удлинение связи углерод – сера является следствием введения антиароматического характера.

Дополнительная неподеленная пара на сере в тризамещенных производных также может быть использована для образования связи. Различные тиофеновые сульфоны ( 16 , раздел 3.13.2.1) были получены либо прямым окислением соответствующих тиофенов, либо косвенными путями 〈53RTC314, 54JA1932, 54JA1936, 54JA1940, 76SC583〉. Более эзотерические, хотя и вполне разумные, структуры, такие как окисленные соли тиофения ( 65 ), насколько известно автору, еще не описаны.Можно было бы ожидать a priori , что тиофенсульфоны ( 16 ) и подобные производные не должны иметь ароматического характера из-за отсутствия неподеленной пары на сере. Хотя производные соединения ( 16 ) не проявляют характерного ароматического характера (наиболее часто наблюдаются реакции Дильса – Альдера с диенофилами), все же существует некоторая степень передачи сопряженных эффектов через сульфоновую группу 〈74JA280〉. В ( 16 ; R = Bu t ) самая высокая занятая молекулярная орбиталь (полученная из диена) стабилизирована примерно на 0.85 эВ относительно соответствующей орбитали 2,5-ди- t -бутилциклопентадиена. Это указывает на заметную степень сквозного сопряжения.

Указание на структурные вариации, которые могут быть достигнуты с тиофенами и тиофенсульфонами, дают поликонденсированные тиенотиофенсульфоны ( 66 ) — ( 71 ) 〈71JOC1645, 71JOC1998, 72JCS (P2) 572, 73RTC1073〉. Хотя ограниченная способность сульфоновой группы передавать конъюгативные эффекты, эффект, отмеченный в начале 1950-х годов 〈50MI31300, 51MI31300〉, уже упоминался, это не видно из обширных исследований, проведенных на ( 66 ) — ( 71 ), что для этих соединений сульфоновая группа придает свойства, отличные от качественно ожидаемых для мостиковой и изолирующей функции.

Небольшое удлинение связей углерод – сера также происходит в тиофеновых сульфонах. Рентгеновские кристаллографические структуры ( 72 ) 〈66MI31301〉 и ( 73 ) 〈68AX (B) 981〉 были определены, и некоторые соответствующие длины связей приведены в структурах. Наиболее яркая особенность структур видна в ( 72 ), где двойная связь удлинена на 0,1 Å относительно тиофена.

Имеются значительные доказательства существования другого типа промежуточного тиофена, в котором сера является четырехкоординатной, а именно таких соединений, как ( 75 ), которые, по-видимому, образуются в виде короткоживущих промежуточных продуктов при добавлении ариллития или реактива Гриньяра к дибензотиофенонию. соль, например ( 74 ) (уравнение 12).Соли арилтиофения ( 75 ) получают обменом лиганда с соответствующими солями алкоксисульфония, полученными алкилированием сульфоксидов кислородом. Такие соединения, как ( 75 ), не были выделены как таковые, но постулируются как промежуточные соединения на основании большого количества доказательств. Такие соединения будут иметь нехватку электронов вокруг серы, которая, как ожидается, будет иметь тригонально-бипирамидную геометрию 〈73JA5288, 74CPB1711, 74CPB2004, 74CPB2014, 74CPB2020〉. Тригональные бипирамидные соединения серы, конечно, хорошо известны и в других ситуациях.

(12)

Это элементаль — Элемент сера

Что в имени? От санскритского слова sulvere и латинского слова sulphurium .

Сказать что? Сера произносится как SUL-fer .

Сера, десятый по содержанию элемент во Вселенной, известна с древних времен. Примерно в 1777 году Антуан Лавуазье убедил остальную часть научного сообщества в том, что сера является элементом. Сера входит в состав многих распространенных минералов, таких как галенит (PbS), гипс (CaSO 4 · 2 (H 2 O), пирит (FeS 2 ), сфалерит (ZnS или FeS), киноварь (HgS). ), антимонит (Sb 2 S 3 ), эпсомит (MgSO 4 · 7 (H 2 O)), целестит (SrSO 4 ) и барит (BaSO 4 ).Около 25% производимой сегодня серы извлекается при переработке нефти и в качестве побочного продукта при извлечении других материалов из серосодержащих руд. Большая часть производимой сегодня серы добывается из подземных отложений, обычно обнаруживаемых вместе с соляными отложениями, с помощью процесса, известного как процесс Фраша.

Сера — бледно-желтый, хрупкий материал без запаха. Он отображает три аллотропные формы: ромбическую, моноклинную и аморфную. Орторомбическая форма — наиболее стабильная форма серы.Моноклинная сера существует между температурами от 96 ° C до 119 ° C и возвращается обратно в ромбическую форму при охлаждении. Аморфная сера образуется при быстром охлаждении расплавленной серы. Аморфная сера мягкая и эластичная и в конечном итоге возвращается к ромбической форме.

Большая часть производимой серы используется в производстве серной кислоты (H 2 SO 4 ). Большое количество серной кислоты, почти 40 миллионов тонн, используется каждый год для производства удобрений, свинцово-кислотных аккумуляторов и во многих промышленных процессах.Меньшие количества серы используются для вулканизации натурального каучука, в качестве инсектицида (греческий поэт Гомер упомянул «серу, предотвращающую вредителей» почти 2800 лет назад!), При производстве пороха и в качестве красителя.

Помимо серной кислоты, сера образует другие интересные соединения. Сероводород (H 2 S) — это газ, который пахнет тухлыми яйцами. Диоксид серы (SO 2 ), образующийся при сжигании серы на воздухе, используется как отбеливающий агент, растворитель, дезинфицирующее средство и как хладагент.В сочетании с водой (H 2 O) диоксид серы образует сернистую кислоту (H 2 SO 3 ), слабую кислоту, которая является основным компонентом кислотных дождей.

ФОРМ СЕРЫ И УГЛЕРОДА, АЗОТА И СВЯЗИ СЕРЫ …: Почвоведение

Хотя давно известно, что сера необходима для роста растений, очень мало известно о природе и наличии соединений серы в почвах. Ранние исследования показали, что большая часть серы в хорошо дренированных почвах влажных регионов объединена органически, а недавняя работа показывает, что большая часть этой органической серы встречается в двух различных формах: (а) органическая сера, которая не связана напрямую с углеродом, и восстанавливается до сероводорода йодоводородной кислотой, и (б) органическая сера, которая непосредственно связана с углеродом и восстанавливается до неорганического сульфида никелем Ренея в щелочной среде (3, 5, 6, 7, 8, 13, 14, 15) .Считается, что фракция (а) состоит в основном, если не полностью, из S в форме сложноэфирных сульфатов (органических сульфатов, содержащих связи C – O – S; например, сульфат холина, фенольные сульфаты, сульфатированные полисахариды) и фракция (b) как полагают, состоит в основном из S в форме S-содержащих аминокислот, таких как метонин и цистеин. Наличие S-содержащих аминокислот в почвах подтверждено хроматографическими анализами кислых гидролизатов почв и препаратов почвенного органического вещества (см. Обзор в справ.2), но попытки выделить сложноэфирные сульфаты из почв до сих пор не увенчались успехом, и нет однозначных доказательств того, что значительная часть почвенной серы находится в форме органических сульфатов.

Текущие знания о формах серы в почвах были получены в основном из исследований поверхностных почв Австралии и Канады, и никаких исследований по определению распределения сложноэфирного сульфата серы и связанной углеродом серы в почвах США не проводилось. Основная цель представленной здесь работы состояла в том, чтобы охарактеризовать S в почвах Айовы и изучить влияние глубины отбора проб на распределение различных форм S в почвах.Дополнительная цель состояла в том, чтобы сравнить соотношения углерода, азота и серы в почвах Айовы с соотношениями в почвах из других регионов.

© Williams & Wilkins, 1972. Все права защищены.

молекул | Бесплатный полнотекстовый | От элементарной серы до сероводорода в сельскохозяйственных почвах и растениях

1. Введение

Сера является одним из самых распространенных элементов на Земле и важным элементом для живых существ, из которых в среднем 1% от сухого веса.В растениях содержание S сильно варьирует между видами, в пределах от 0,1 до 6% от сухого веса (от 0,03 до 2 ммоль г -1 сухого веса) [1]. S принадлежит к группе VIA периодической системы, где находится вместе с O, Se, Te и Po; естественно, S представляет собой смесь четырех изотопов: 32 S, 33 S, 34 S и 35 S. Естественное содержание каждого из них составляет 95,1%, 0,74%, 4,2% и 0,016%, соответственно. Сера существует в степенях окисления от +6 до -2 (Таблица 1), с наиболее окисленным состоянием в форме сульфата (SO 4 2-), который представляет собой химическую форму, которую растения поглощают из почвы в питаются S [2].Биологические молекулы, которые варьируются от небольших молекул до белков и других полимеров, содержат S в его более восстановленных состояниях 0, -1 и -2. Например, известно, что приблизительно 40% ферментов зависят от их каталитической активности от присутствия сульфгидрильных групп (-SH). Эти группы -SH участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, обеспечивают сайты связывания токсичных или физиологически важных металлов и связаны с детоксикацией различных ксенобиотиков. Также известно, что третичная и четвертичная структура многих белков является результатом присутствия дисульфановых связей (-SS-), образованных окислением -SH групп цистеина, серной аминокислоты, которая вместе с метионином является ключевой фактор в определении пищевой ценности растений, а также центральный элемент метаболизма серы во всех организмах [2].По указанным выше причинам у растений была обнаружена тесная взаимосвязь между питательным статусом азота и серы [3,4]. Приблизительно 80% азота и серы, содержащихся в органических соединениях растений, содержится в белках, когда оба элемента находятся в адекватных пропорциях. Баланс S / N растения, описываемый органическим отношением S / N, находится в диапазоне от 0,025 (бобовые) до 0,032 (травы) и относительно постоянен от одного вида к другому. Следовательно, количество S, необходимое растению, сильно зависит от его азотного питания.Следствием этого является то, что доступность S ниже потребностей сельскохозяйственных культур не позволяет адекватно использовать внесенный N [5]. Такие важные соединения, как β-лактамные антибиотики (пенициллины, цефалоспорины и цефамицины), имеют атом S, полученный из цистеина. . Соединение серы S-аденозил-1-метионин (SAM) является наиболее важным метилирующим агентом, известным для всех организмов; SAM-опосредованные реакции трансметилирования необходимы для регуляции экспрессии генов, активности различных ферментов, синтеза соединений, таких как осмолит DMSP (диметилсульфониопропионат) и газ DMS (диметилсульфид), а также для производства антибиотиков [ 2].S-накопители Земли расположены в литосфере, гидросфере, атмосфере и биосфере. Деятельность человека приводит к извлечению серы из литосферы (сжигание ископаемого топлива, добыча элементарной серы и металлов) и биосферы (окисление органических веществ из почвы и сжигание биомассы). Антропогенная S включается в глобальный цикл в основном в виде SO 2 , выбрасываемого в атмосферу [6]. Между земными и морскими массами существует постоянный поток S через атмосферу через газообразные формы элемента ( SO 2 , COS, H 2 S, DMS и CS 2 ) [6] и аэрозоли (в основном SO 4 2− от окисления серных газов и 7], или от стока от земных к океаническим регионам (рис. 1).Постоянная мобилизация серы вызывает изменения в видах серы, которые перемещаются из одного земного отсека в другой. В кислородных условиях преобладающей неорганической формой S является SO 4 2-, возникающая в результате атмосферного осаждения или окисления восстановленных форм S. уменьшение S магазинов; по этой причине рекомендуется регулярное внесение S с удобрениями [8].В почвах большая часть S содержится в органических формах; неорганические формы представляют собой элементарную серу (S 0 ) или SO 4 2-, последняя может находиться в виде гипса или адсорбироваться в матрице неорганического обмена. SO 4 2-, адсорбированный в почве, находится в динамическом равновесии с почвенным раствором, а коэффициент адсорбции / десорбции обратно зависит от значения pH почвы и катионов, присутствующих в обменной матрице, показывая более высокое сродство к Al 3+ > Ca 2+ > K + [9,10].В почве SO 4 2- подвергается диссимиляционной и ассимиляционной редукции. Диссимиляционное восстановление происходит, когда SO 4 2- используется в качестве конечного акцептора электронов в анаэробном метаболизме микроорганизмов, образуя H 2 S, который повторно окисляется в присутствии O 2 или улетучивается в атмосферу. Ассимиляционное восстановление используется прокариотами, водорослями, растениями и грибами для биосинтеза органических соединений, например аминокислот.Животные и простейшие не могут выполнять ассимиляционную редукцию SO 4 2-; следовательно, они зависят от органических соединений серы, синтезируемых другими организмами [6]. Во многих видах сельскохозяйственных культур сера является элементом, связанным с питательными качествами и плотностью минеральных питательных веществ, устойчивостью к стрессу и борьбой с определенными вредителями и патогенами [11,12,13]. В сельскохозяйственных почвах SO 4 2− , используемое культурными растениями, происходит в основном за счет внесения удобрений с сульфатами, таких как сульфат аммония, гипс, сульфат калия, сульфат магния, простой суперфосфат, сульфат фосфата аммония, сульфат калия-магния и сульфаты микроэлементов [8,14], а также а также окисление S 0 и S 2-, содержащихся в органических удобрениях.Другая часть S сельскохозяйственных культур получается из SO 4 2- и аэрозолей, возникающих в результате атмосферных осадков, а также поглощения почвой и растениями аэрозолей и газов, таких как H 2 S, COS и DMS. Когда S добавляется в почву в форме SO 4 2−, растения и аэробные прокариоты поглощают ее и включают в восстановительный метаболизм, в результате которого образуется сульфид (S 2−). С другой стороны, когда S поставляется в виде S 0 или в форме органических удобрений (S 2-), она должна окисляться до SO 4 2- под действием почвенных прокариот, чтобы быть доступны растениям [2,6,8].

Цель настоящего обзора — описать динамику содержания серы в почве и растениях, рассматривая элементарную серу в качестве отправной точки и, в качестве конечной точки, серу, накопленную в виде S -2 в биомолекулах и биологических структурах, преобразованную в мириады соединений серы и вернулись в атмосферу и гидросферу в виде H 2 S и других газообразных молекул. Описываются факторы, которые изменяют поведение различных компонентов потока серы в системе почва – растение – атмосфера, а также то, как они влияют на продуктивность, качество и устойчивость сельскохозяйственных культур к стрессам.

2. Преобразования элементарной серы в почве

S, доступный для растений в сельскохозяйственных экосистемах, находится в динамическом хранилище (рис. 2). Он происходит из газообразных форм и аэрозолей серы из атмосферы, из растворенной серы (в основном SO 4 2−) в дождевых и снежных осадках, а также из SO 4 2−, которая получается в результате окисления. S почвенного органического вещества и S 0 . Сульфаты могут фиксироваться в матрице обмена почвы или выщелачиваться в недра [10].В засушливых регионах SO 4 2− может храниться в больших количествах в виде гипса в недрах, но в районах с более высокой водообеспеченностью выщелоченный SO 4 2− мобилизуется в нижние горизонты и в недра. [15]. В бескислородных зонах почвы S 0 и SO 4 2− преобразуются в H 2 S, который улетучивается или повторно окисляется до S 0 y и сульфат в кислородной среде. зона. Растения и микроорганизмы принимают SO 4 2- и уменьшают его до S 2-, чтобы включить его в огромное разнообразие органических соединений.Впоследствии эти же растения и микроорганизмы трансформируют часть серы в H 2 S, DMS и CS 2 [8,16]. Вышеупомянутые летучие молекулы связаны с детоксикационным метаболизмом, стрессоустойчивостью и передачей сигналов у растений и прокариот [17,18]. Как и в случае с йодом [19], органическое вещество почвы может преобразовывать S в летучие формы посредством абиотических реакций, но скорость преобразования очень мала по сравнению с биотическим метаболизмом S [16]. S может войти в сельскохозяйственную экосистему, невозможно указать конкретную отправную точку.Поэтому произвольно принимается допущение о нанесении S 0 на почву, и описываются преобразования, которые этот материал испытывает до SO 4 2-. Оказавшись в форме SO 4 2-, он ассимилируется в клетках растений в форме бесчисленных органических соединений. Последняя часть потока серы из почвы к растениям заканчивается производством летучих соединений растительными клетками или трансформацией серы, содержащейся в растительных отходах (рис. 2).Атомы S стремятся избегать двойных связей, поэтому в S 0 вместо образования молекул S 2 (S = S) атомы S сгруппированы в виде циклических аллотропов (циклосеры) или длинных цепей Sn (катена сера) [20]. S 0 , используемый для нанесения на почву, состоит в основном из молекул S 8 (циклоокта-S), которые сгруппированы, образуя полимеры различного размера; S 8 — наиболее стабильная форма с термодинамической точки зрения. S 8 — очень электрофильная кислота Льюиса, поэтому она реагирует с нуклеофильными анионами или основаниями Льюиса, такими как OH , сульфидами (S 2-), тиолами (R-SH), тиолатами (RS ). , I , CN и SO 3 2 — [21,22].S 0 вносится в почву или субстрат в количестве от 20 до 250 кг га -1 год -1 , последняя цифра эквивалентна 200 мг S 0 кг -1 почвы. Попав в почву или субстрат, S 0 начинает превращаться в другие химические формы, в основном за счет биотических процессов и, в меньшей степени, за счет абиотических процессов. Скорость превращения обратно пропорциональна размеру частиц и прямо пропорциональна температуре (Q 10 = 4.0), доступность влажности и изобилие эдафических микроорганизмов [8,23,24]. Любой фактор, снижающий активность бактерий, например температура 40 ° C и недостаток влажности в почве, уменьшит трансформацию S. почвы будут иметь бескислородные условия, которые вызывают высокие скорости превращения S 0 и SO 4 2- в газообразные формы серы [8,24]. Метаболизм серы в почвах может изменять другие процессы, например, на рисовых полях, где использование гипсовой добавки снижает выбросы парникового метана [25].В щелочных почвах было замечено, что использование S 0 вызывает подкисление (H 2 SO 4 ), что увеличивает биодоступность таких элементов, как P [26]. 0 производит SO 4 2−, быстро доступный для сельскохозяйственных культур, источник S 0 с малым размером частиц ( 0 источники с большим диаметром частиц или даже гранулированные формы, такие как гранулы S 0 или S 0 — удобрения NPK и DAP, обогащенные [27,28].При температуре 14 ° C было обнаружено, что за 51 неделю окислилось 51% S 0 с диаметром частиц 41 мкм (300 меш) по сравнению с 18% S 0 с диаметром частиц 125 мкм (120 мкм). сетка). В почвах с низкими температурами S 0 размером 41 мкм будет окисляться со скоростью, эквивалентной S 0 размером 125 мкм в почвах с более высокими температурами [23]. В другом эксперименте с применением 50 кг га -1 S 0 было обнаружено, что 80-90% S 0 с частицами 29].С другой стороны, было обнаружено, что повторное нанесение S 0 на почву увеличивает популяцию и активность окисляющих бактерий S 0 [24]. Увеличение количества бактерий-окислителей S 0 сопровождалось сокращением количества грибов и простейших, в то время как популяции бактерий и актиномицетов оставались стабильными [30]. Другие авторы сообщили о снижении биомассы и бактериального метаболизма при применении S 0 ежегодно в течение пяти лет [31]. Когда S 0 находится в микронизированной форме (32,33).Реакционная способность микронизированного S 0 является следствием высокого отношения поверхность / объем частиц, которое, по оценкам, составляет от 1300 до 1940 см 2 г -1 для S 0 125 и 41 мкм соответственно [ 23]. Микронизированный S 0 можно вносить через листву или даже с использованием систем орошения под давлением для внесения его в почву [34,35]. При нанесении с помощью ирригационной системы проблемы, связанные с нанесением микронизированного S 0 (поскольку это горючий и раздражающий материал) с помощью пылеулавливающих машин, уменьшаются [24].Также описано использование наночастиц S для борьбы с патогенами в растениях [36,37]. Принимая во внимание высокое значение отношения поверхность / объем наночастиц S, которые, кроме того, являются источником S для быстрой ассимиляции растениями и микроорганизмами, возможно, что они действуют как биостимуляторы [38] и обеспечивают высокую реактивность S . 0 , который действует как фактор, вызывающий толерантность к патогенным грибам [32,39]. Чтобы быть доступным для растений, S 0 , нанесенный на почву или субстрат, должен быть окислен до SO 4 2-.Изменение степени окисления серы от 0 до +6 позволяет получить восстановительные эквиваленты (8H + + 6e ). Окисление осуществляется большинством почвенных микроорганизмов, включая Thiobacillus, Beggiatoa, Desulfomicrobium и Desulfovibrio, а также другие гетеротрофные аэробные S-окисляющие бактерии, такие как Bacillus, Pseudomonas и Arthrobacter [2,40]. Были описаны два метаболических пути, которые позволяют окислять неорганическую S до SO 4 2-: путь Келли-Фридриха, который не включает образование промежуточных продуктов, таких как политионаты, и путь Келли-Трудингера, который включает в качестве промежуточного выхода тетратионат (S 4 O 6 2−) и другие политионаты [16].Существование двух различных маршрутов и большое количество таксонов, которые осуществляют окисление S 0 , обеспечивают высокую избыточность и способность выдерживать значительные изменения pH и засоленности почв [41,42]. окислительная активность от S 0 до SO 4 2− представлена ​​справа и показывает путь Келли-Трудингера с образованием политионатов, таких как S 4 O 6 2− и S 3 O 6 2− (а также S 2 O 3 2− и SO 3 2−), которые служат источником восстанавливающего потенциала и, возможно, действуют в качестве индукторов стрессоустойчивости растений, возможно, за счет содержания единственной сульфановой серы, не связанной с кислородом [16].В связи с этим Li et al. [43] описали политионаты как агенты с антибиотическим действием, эффективность которых варьируется в зависимости от pH. Кроме того, абиотическое окисление S 2- в присутствии S 0 дает полисульфиды [44], которые были описаны как агенты, связанные с устойчивостью к стрессу в клетках животных [45]. Полисульфиды, возможно, выполняют аналогичную функцию защиты от стресса у растений [46]. Возможно, присутствие в полисульфидах S 0 и S 2- [44] объясняет их способность вызывать стрессоустойчивость.Производство политионатов и полисульфидов представляет собой дополнительное преимущество использования S 0 в качестве источника серы для сельскохозяйственных культур. В бескислородных условиях S 0 производится как часть диссимиляционного восстановления SO 4 2− . Позже S 0 может быть ассимилирован в S 2-, который будет частью биомолекул, или он будет улетучиваться в случае избытка S (см. Центральную часть рисунка 2). На левом и правом концах рисунка 2, в центральной части, представлены SO 4 2- от удобрений, осадков и минерализации органического вещества.Часть этого SO 4 2− образует хранилище адсорбированного в почве сульфата, которое будет находиться в динамическом равновесии с SO 4 2−, растворенным в почвенном растворе. В кислородных условиях SO 4 2− ассимилируется в S 2− путем ассимиляционного восстановления, а затем превращается обратно в SO 4 2− в ходе органического разложения и минерализации органического вещества [42]. Часть процессов органического разложения, минерализации органического вещества и восстановления сульфатов, как почва, через абиотические реакции, так и микроорганизмы и растения могут быть источником или поглотителем летучих форм S, таких как H 2 S, DMS, COS, CS 2 и SO 2 (рисунок 2).Обычно в бескислородных условиях окисленные формы S восстанавливаются микробиомом почвы до H 2 S, CS 2 , COS, DMDS, метилмеркаптана и COS [8]. Считается, что эти газообразные молекулы являются частью механизма рассеивания избытка S, хотя не исключено участие в других процессах [16,47]. Что касается восстановительных и окислительных микробных реакций, наиболее распространенные формы серы в почве а эдафический микробиом — это S 2-, R-SH, RSSH, полисульфиды (RS n 2-), S 2 O 3 2-, SO 3 2- , SO 4 2− и политионаты [16].SO 4 2−, внесенный в качестве удобрения или полученный с помощью описанных выше процессов, представляет собой форму S, которую растения усваивают своими корнями [40]. В лучших условиях роста потребность растения в сере составляет от 2 до 10 мкмоль · г −1 сырой вес растения сутки −1 [1]. Поскольку поток S представляет собой динамический процесс, при котором экосистема получает S из атмосферы, осадков, грунтовых вод и удобрений и теряет S в результате испарения S почвой и растениями, а также выщелачивания, трудно оценить фактическое количество S, которое поверхность растения поглощает, ассимилирует, выщелачивает и испаряет.В качестве упражнения предположим одну точку отбора проб на кукурузном поле, например, перед уборкой урожая. На один гектар может приходиться 78 000 кг сырого веса -1 га, что эквивалентно 25 кг серы, содержащейся в растениях. Однако 25 кг га -1 , накопленные в тканях растений в это конкретное время отбора проб, не включают S, улетучивающуюся самим растением или выщелачиваемую, ассимилированную или улетучивающуюся в почве и микроорганизмами.

С помощью данных из предыдущего абзаца следует выделить то, что S почвы находится в постоянном обмене и извлечении растениями, атмосферой и почвенной водой.Следовательно, требуется постоянная подача S, которую рекомендуется применять в форме S 0 (40–60 кг га -1 ) каждые один или два года для поддержания почвенного запаса.

18.10 Возникновение, получение и свойства серы — Химия 2e

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите свойства, получение и применение серы

Сера существует в природе в виде элементарных отложений, а также сульфидов железа, цинка, свинца и меди, а также сульфатов натрия, кальция, бария и магния.Сероводород часто является компонентом природного газа и присутствует во многих вулканических газах, подобных тем, которые показаны на рис. 18.58. Сера входит в состав многих белков и необходима для жизни.

Фигура 18,58 Вулканические газы содержат сероводород. (Источник: Дэниел Джули / Wikimedia Commons)

Процесс Фраша, показанный на рис. 18.59, важен при добыче свободной серы из огромных подземных месторождений в Техасе и Луизиане. Перегретая вода (170 ° C и давление 10 атм) вытесняется по внешней из трех концентрических труб в подземное месторождение.Горячая вода растапливает серу. Самая внутренняя труба проводит сжатый воздух в жидкую серу. Воздух заставляет жидкую серу, смешанную с воздухом, течь вверх через выпускную трубу. Перенос смеси в большие отстойники позволяет твердой сере отделяться при охлаждении. Эта сера имеет чистоту от 99,5% до 99,9% и в большинстве случаев не требует очистки.

Фигура 18,59 Процесс Frasch используется для добычи серы из подземных месторождений.

Большие количества серы также образуются из сероводорода, извлекаемого при очистке природного газа.

Сера существует в нескольких аллотропных формах. Стабильная форма при комнатной температуре содержит восьмичленные кольца, поэтому истинная формула S 8 . Однако химики обычно используют S для упрощения коэффициентов в химических уравнениях; мы будем следовать этой практике в этой книге.

Подобно кислороду, который также входит в группу 16, сера проявляет явно неметаллические свойства. Он окисляет металлы, давая множество бинарных сульфидов, в которых сера имеет отрицательную степень окисления (2-).Элементарная сера окисляет меньше электроотрицательных неметаллов, а больше электроотрицательных неметаллов, таких как кислород и галогены, будут окислять ее. Другие сильные окислители также окисляют серу. Например, концентрированная азотная кислота окисляет серу до сульфат-иона с одновременным образованием оксида азота (IV):

S (т.) + 6HNO3 (водн.) ⟶2h4O + (водн.) + SO42− (водн.) + 6NO2 (г) S (т.) + 6HNO3 (водн.) ⟶2h4O + (водн.) + SO42− (водн.) + 6NO2 (г)

Химический состав серы со степенью окисления 2− аналогичен химическому составу кислорода.Однако в отличие от кислорода сера образует множество соединений, в которых она проявляет положительные степени окисления.

Информация об элементе серы: факты, свойства, тенденции, использование и сравнение — Периодическая таблица элементов

История серы

Элемент Сера был обнаружен Древним Китаем в году. 500 г. до н.э. в неизвестном месте . Сера получил свое название от латинского слова «сера», «огонь и сера».

Присутствие серы: изобилие в природе и вокруг нас

В таблице ниже показано содержание серы во Вселенной, Солнце, Метеоритах, Земная кора, океаны и человеческое тело.

Кристаллическая структура серы

Сера имеет твердую структуру Орторомбическая с центрированной гранью.

Кристаллическую структуру можно описать с помощью ее элементарной ячейки. Элементарные ячейки повторяются в три пространственное пространство для формирования конструкции.

Параметры элементарной ячейки

Элементарная ячейка представлена ​​в терминах ее параметров решетки, которые являются длинами ячейки края Константы решетки ( a , b и c )

а б c
1043.7 1284,5 2436.9 вечера

и углы между ними Решетки Углы (альфа, бета и гамма).

альфа бета гамма
π / 2 π / 2 π / 2

Положения атомов внутри элементарной ячейки описываются набором атомных положений ( x i , y i , z i ), измеренные от опорной точки решетки.

Свойства симметрии кристалла описываются концепцией пространственных групп. Все возможно симметричное расположение частиц в трехмерном пространстве описывается 230 пространственными группами (219 различных типов или 230, если хиральные копии считаются отдельными.

Атомные и орбитальные свойства серы

Атомы серы имеют 16 электронов и структура электронной оболочки [2, 8, 6] с символом атомного члена (квантовые числа) 3 P 2 .

Оболочечная структура серы — количество электронов на энергию уровень

n с п. д f
1 К 2
2 L 2 6
3 M 2 4

Основное состояние электронной конфигурации серы — нейтральный Атом серы

Электронная конфигурация нейтрального атома серы в основном состоянии [Ne] 3с2 3п4.Часть конфигурации серы, которая эквивалентна благородному газу предыдущий период сокращенно обозначается как [Ne]. Для атомов с большим количеством электронов это нотация может стать длинной, поэтому используется сокращенная нотация. валентные электроны 3s2 3p4, электроны в внешняя оболочка, определяющая химические свойства элемента.

Полная электронная конфигурация нейтральной серы

Полная электронная конфигурация основного состояния для атома серы, несокращенная электронная конфигурация

1с2 2с2 2п6 3с2 3п4

Атомная структура серы

Атомный радиус серы 88 пм, а его ковалентный радиус 102 пм.

Атомный спектр серы

Химические свойства серы: Энергии ионизации серы и сродство к электрону

Сродство к электрону серы составляет 200 кДж / моль.

Энергия ионизации серы

Энергия ионизации серы

см. В таблице ниже.
Число энергии ионизации Энтальпия — кДж / моль
1 999.6
2 2252
3 3357
4 4556
5 7004,3
6 8495,8
7 27107
8 31719
9 36621
10 43177

Физические свойства серы

Физические свойства серы см. В таблице ниже

Плотность 1.96 г / см3
Молярный объем 16.3596938776 см3

Упругие свойства

Твердость серы — Испытания для измерения твердости элемента

Электрические свойства серы

Сера — изолятор электричества. Ссылаться на стол ниже электрические свойства серы

Теплопроводность и теплопроводность серы

Магнитные свойства серы

Оптические свойства серы

Акустические свойства серы

Термические свойства серы — энтальпии и термодинамика

Термические свойства серы

см. В таблице ниже.

Энтальпии серы

Изотопы серы — ядерные свойства серы

Изотопы родия.Встречающаяся в природе сера имеет 4 стабильный изотоп — 32С, 33С, 34С, 36С.

Изотоп Масса изотопа % Изобилие Т половина Режим распада
26S
27S
28S
29S
30S
31S
32S 94.93% Стабильный N / A
33S 0.76% Стабильный N / A
34S 4.29% Стабильный N / A
35S
36S 0.02% Стабильный N / A
37S
38S
39S
40S
41S
42S
43S
44S
45S
46S
47S
48S
49S

Нормативно-правовое регулирование и здравоохранение — Параметры и рекомендации по охране здоровья и безопасности

Количество CAS CAS7704-34-9
Номер RTECS {RTECSWS4250000, N / A, N / A, N / A, N / A, N / A}
Класс опасности DOT {N / A, N / A, N / A, N / A, N / A, N / A}
Номера DOT «Н / Д», «Н / Д», «Н / Д», «Н / Д», «Н / Д», «Н / Д»
Номер ЕС {N / A, N / A, N / A, N / A, N / A, N / A}
Рейтинг огнестойкости NFPA {N / A, N / A, N / A, N / A, N / A, N / A}
Опасности NFPA Н / Д, Н / Д, Н / Д, Н / Д, Н / Д, Н / Д
Рейтинг здоровья NFPA {N / A, N / A, N / A, N / A, N / A, N / A}
Рейтинг реактивности NFPA {N / A, N / A, N / A, N / A, N / A, N / A}

Поиск в базе данных

Список уникальных идентификаторов для поиска элемента в различных базах данных химического реестра

База данных Идентификационный номер
Количество CAS — Химическая служба рефератов ( CAS ) CAS7704-34-9
Номер CID {CID5362487, CID5460602, CID139340, CID139602, CID66348, CID66348}
Число Гмелина {N / A, N / A, N / A, N / A, N / A, N / A}
Номер НСК {N / A, N / A, N / A, N / A, N / A, N / A}
Номер RTECS {RTECSWS4250000, N / A, N / A, N / A, N / A, N / A}

Изучите нашу интерактивную таблицу Менделеева

Сравнение элементов периодической таблицы

.

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *