Растворимость сера: Растворимость ромбической серы в органических растворителях

Содержание

Растворимость ромбической серы в органических растворителях

    РАСТВОРИМОСТЬ СЕРЫ (РОМБИЧЕСКОЙ) В ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЯХ [c.304]

    Растворимость желтого фосфора, ромбической серы и иода в органических растворителях.................... 53 [c.363]

    Растворимость ромбической серы в органических растворителях [c.424]

    Растворимость желтого фосфора, ромбической серы и пода в органических растворителях. ...........................................48 [c.351]

    Ромбическая модификация серы —желтые кристаллы (плотность 2,07), хорошо растворимые во многих органических растворителях и обесцвечивающиеся при охлаждении ниже —50°. Если эти кристаллы нагревать медленно, то при 95,5° они перейдут в моноклинную серу (плотность 1,96), которая затем плавится при 119,3°. Плавление кристаллов сопровождается значительным уменьшением объема (около 15%), и при этом образуется подвижная светло-желтая жидкость (Я-модификация серы), вязкость которой падает при дальнейшем нагреве от 119 до 155°. [c.117]


    Не растворяются в царской водке хлорид, бромид, иодид и цианид серебра, сульфаты стронция, бария и свинца, фторид кальция, сплавленный хромат свинца, окись алюминия, окись хрома, двуокись олова, двуокись кремния, элементные углерод и кремний, карборунд и многие силикаты. Чтобы перевести в раствор, их разлагают. Из числа веществ, встречающихся в качественном анализе, в органических растворителях (например, в диэтиловом эфире, этиловом спирте, хлороформе, бензоле, сероуглероде, четыреххлористом углероде) растворимы элементные бром и иод. Аморфная сера не растворяется в сероуглероде. Моноклинная сера растворяется в сероуглероде, а ромбическая сера — в сероуглероде и толуоле. Желтый фосфор хорошо растворим в сероуглероде и бензоле, а красный фосфор не растворим в растворе аммиака, эфире, спирте и сероуглероде. 
[c.274]

    Ромбическая сера обладает малой электропроводностью и теплопроводностью. Магнитная восприимчивость а-серы при комнатной температуре равна 0,481—0,487 [179—181]. Ромбическая сера хорошо растворяется в сероуглероде, ограниченно растворима во многих органических растворителях и не растворима в воде (см. 1.4). Исследовано влияние высокого давления (до 31 кбар) на полимеризацию а-серы [182] и ее температуру плавления [183]. Исследованы фазовые переходы ромбической серы при давлении 25—83 кбар и 25—400°С [184]. Изучены спектральные характеристики ромбической серы — ультрафиолетовые [185], инфракрасные и Раман-спектры [186—194]. Дана интерпретация рентгеноэлектронных и рентгеновских эмиссионных спектров [195, 196]. 

[c.18]

    Сера может существовать в виде различных аллотропных модификаций. Аллотропия серы обусловлена образованием молекул с различным числом атомов и различными способами построения кристаллов. Устойчивой при обычных температурах модификацией является ромбическая сера (За) [1, 4, 7, 57]. Она желтого цвета, обладает малой электропроводностью и теплопроводностью, хорошо растворима в сероуглероде, ограниченно—в органических растворителях (см. 1.4). Точка плавления За 112,8°С. При быстром нагревании За расплав представляет смесь серы Зх и 3 . При температуре 112,8° ромбическая сера находится в равновесии только с серой 3,.. Из расплава, в котором находятся в равновесии сера 3 . и сера 3, ромбическая сера выкристаллизовывается при 110,2°С. Кристаллы ромбической серы построены из неплоских восьмичленных циклов Зз [7, 57, 58]. О физических свойствах сс-серы см. 1.3.1. 

[c.14]


    Растворимость ромбической серы, 85, в водных растворах гидроксвдов Растворимость ромбической серы, 85, в водном растворе сульфида натрия Растворимость ромбической серы, 85, в органических растворителях Растворимость низших фунлеренов Сбо и С70 в различных растворителях [c.397]

    Свойства. Сера существует во многих модификациях. Устойчивой при обычных температурах модификацией является ромбическая сера (а-сера). Она имеет хорошо известный желтый цвет, удельный вес 2,06, твердость 2,5, удельную теплоемкость 0,172 (при 16°), обладает очень малыми электро- и теплопроводностью. При трении она сильно отрицательно электризуется. В воде она нерастворима, немного растворима в бензоле, пирте, эфире и других органических растворителях легко растворяется в сероуглероде 100 ч. сероуглерода растворяют при 0° 24,0, при 22° 46,1, при 55° 181 3 ч. серы. Из раствора сера кристаллизуется в той жэ модификации. [c.752]


ICSC 0198 - ХЛОРИД СЕРЫ (IV)

ICSC 0198 - ХЛОРИД СЕРЫ (IV)
ХЛОРИД СЕРЫ (IV)ICSC: 0198
Март 1998
CAS #: 7791-25-5
UN #: 1834
EINECS #: 232-245-6

  ОСОБЫЕ ОПАСНОСТИ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРЫ ТУШЕНИЕ ПОЖАРА
ПОЖАР И ВЗРЫВ Не горючее.        В случае возникновения пожара в рабочей зоне, использовать надлежащие средства пожаротушения. НЕ использовать воду.  В случае пожара: охлаждать бочки и т.д. распыляя воду. НЕ допускать прямого контакта с водой. 

 ИЗБЕГАТЬ ЛЮБЫХ КОНТАКТОВ! ВО ВСЕХ СЛУЧАЯХ ОБРАТИТЬСЯ К ВРАЧУ! 
  СИМПТОМЫ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРЫ ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ
Вдыхание Ощущения жжения. Кашель. Затрудненное дыхание. Сбивчивое дыхание. Боли в горле. Симптомы могут проявляться позже. См. примечания.  Применять вентиляцию, местную вытяжку или средства защиты органов дыхания.  Свежий воздух, покой. Полусидячее положение. Может потребоваться искусственное дыхание. Обратиться за медицинской помощью. 
Кожа Покраснение. Ожоги кожи. Боль. Волдыри.  Защитные перчатки. Защитная одежда.  Снять загрязненную одежду. Промыть кожу большим количеством воды или принять душ. обратиться за медицинской помощью . 
Глаза Покраснение. Боль. Потеря зрения. Сильные глубокие ожоги. 
Использовать маску для лица или средства защиты глаз в комбинации со средствами защиты органов дыхания.. 
Прежде всего промыть большим количеством воды в течение нескольких минут (снять контактные линзы, если это возможно сделать без затруднений), затем обратится за медицинской помощью.  
Проглатывание Боль в животе. Ощущение жжения. Шок или сильная слабость. См. вдыхание.  Не принимать пищу, напитки и не курить во время работы.   Прополоскать рот. НЕ вызывать рвоту. 

ЛИКВИДАЦИЯ УТЕЧЕК КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА
Покинуть опасную зону! Проконсультироваться со специалистом! Индивидуальная защита: полный комплект защитной одежды, включая автономный дыхательный аппарат. НЕ допускать попадания этого химического вещества в окружающую среду. Как можно быстрее собрать пролитую жидкость в закрывающиеся емкости. Удалить оставшуюся жидкость при помощи сухого песка или инертного абсорбента. Затем хранить и утилизировать в соответствии с местными правилами. 

Согласно критериям СГС ООН

 

Транспортировка
Классификация ООН
Класс опасности по ООН: 8; Группа упаковки по ООН: I 

ХРАНЕНИЕ
Отдельно от сильных оснований. Хранить сухим. 
УПАКОВКА
 

Исходная информация на английском языке подготовлена группой международных экспертов, работающих от имени МОТ и ВОЗ при финансовой поддержке Европейского Союза.
© МОТ и ВОЗ 2018

ХЛОРИД СЕРЫ (IV) ICSC: 0198
ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Агрегатное Состояние; Внешний Вид
ОТ БЕСЦВЕТНОЙ ДО ЖЁЛТОГО ЦВЕТА ЖИДКОСТЬ С РЕЗКИМ ЗАПАХОМ. СТАНОВИТСЯ ЖЕЛТЫМ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВОЗДУХА ИЛИ СВЕТА. 

Физические опасности
Пар тяжелее воздуха. 

Химические опасности
Разлагается под воздействием влажного воздха. При этом выделяется хлор, оксид серы, серную кислоту и хлористый водород. Интенсивно Реагирует с водой. Разъедает многие металлы в присутствии воды. 

Формула: SO2Cl2
Молекулярная масса: 134.96
Температура кипения: 69.1°C
Температура плавления: -54.1°C
Относительная плотность (вода = 1): 1.67
Растворимость в воде: вступает в реакцию
Давление пара, kPa при 20°C: 14.8
Удельная плотность паров (воздух = 1): 4.65
Относительная плотность смеси пара и воздуха при 20°C (воздух = 1): 1.5 


ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ И ЭФФЕКТЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ

Пути воздействия
Вещество может проникать в организм при вдыхании паров. 

Эффекты от кратковременного воздействия
Вещество разъедает глаза, кожу и дыхательные пути. Вдыхание пара может вызвать отек легких. См Примечания Вещество может оказать воздействие на дыхательные пути. Воздействие вещества может привести к смертельному исходу. Эффект от воздействия может проявляться с задержкой. Необходимо медицинское обследование. 

Риск вдыхания
Опасный уровень загрязнения воздуха может быть достигнут очень быстро при испарении этого вещества при 20°C. 

Эффекты от длительного или повторяющегося воздействия
 


Предельно-допустимые концентрации
 

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
Это вещество может быть опасным для окружающей среды. Особое внимание следует уделять качеству воды. 

ПРИМЕЧАНИЯ
Симптомы отека легких часто не проявляются, пока не пройдет несколько часов, и они усугубляются физическими усилиями.
Поэтому крайне важны отдых и медицинское наблюдение.
Следует рассмотреть возможность немедленного проведения соответствующей ингаляционной терапии врачом или уполномоченным на это лицом.
НЕ берите рабочую одежду домой.
НЕ используйте вблизи от огня, горячей поверхности или во время сварки. 

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
  Классификация ЕС
Символ: C; R: 14-34-37; S: (1/2)-26-45 

(ru)Ни МОТ, ни ВОЗ, ни Европейский Союз не несут ответственности за качество и точность перевода или за возможное использование данной информации.
© Версия на русском языке, 2018

Сера. Описание, свойства, происхождение и применение минерала

  • Главная
  • Другое
  • Сера. Описание, свойства, происхождение и применение минерала

НОВОСТИ ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛИ

Сера — минерал из класса самородных элементов. Сера представляет собой пример хорошо выраженного энантиоморфного полиморфизма. В природе образует 2 полиморфные модификации: a-сера ромбическая и b-сера моноклинная. При атмосферном давлении и температуре 95,6°С a-сера переходит в b-серу. Сера жизненно необходима для роста растений и животных, она входит в состав живых организмов и продуктов их разложения, ее много, например, в яйцах, капусте, хрене, чесноке, горчице, луке, волосах, шерсти и т.д. Она присутствует также в углях и нефти.

  1. Структура
  2. Свойства
  3. Морфология
  4. Происхождение
  5. Применение
  6. Классификация
  7. Физические свойства
  8. Оптические свойства
  9. Кристаллографические свойства

 

СТРУКТУРА


Кристаллическая структура и две сингонии серы

Самородная сера обычно представлена a-серой, которая кристаллизуется в ромбической сингонии, ромбо-дипирамидальный вид симметрии. Кристаллическая сера имеет две модификации; одну из них, ромбическую, получают из раствора серы в сероуглероде (CS2) испарением растворителя при комнатной температуре. При этом образуются ромбовидные просвечивающие кристаллы светложелтого цвета, легко растворимые в CS2. Эта модификация устойчива до 96° С, при более высокой температуре стабильна моноклинная форма. При естественном охлаждении расплавленной серы в цилиндрических тиглях вырастают крупные кристаллы ромбической модификации с искаженной формой (октаэдры, у которых частично «срезаны» углы или грани). Такой материал в промышленности называется комовая сера. Моноклинная модификация серы представляет собой длинные прозрачные темножелтые игольчатые кристаллы, также растворимые в CS2. При охлаждении моноклинной серы ниже 96° С образуется более стабильная желтая ромбическая сера.

СВОЙСТВА


Самородная сера

Самородная сера жёлтого цвета, при наличии примесей — жёлто-коричневая, оранжевая, бурая до чёрной; содержит включения битумов, карбонатов, сульфатов, глины. Кристаллы чистой серы прозрачны или полупрозрачны, сплошные массы просвечивают в краях. Блеск смолистый до жирного. Твердость 1-2, спайности нет, излом раковистый. Плотность 2,05 -2,08 г/см3, хрупкая. Легко растворима в канадском бальзаме, в скипидаре и керосине. В HCl и h3SO4 нерастворима. HNO3 и царская водка окисляют серу, превращая её в h3SO4. Сера существенно отличается от кислорода способностью образовывать устойчивые цепочки и циклы из атомов.
Наиболее стабильны циклические молекулы S8, имеющие форму короны, образующие ромбическую и моноклинную серу. Это кристаллическая сера — хрупкое вещество жёлтого цвета. Кроме того, возможны молекулы с замкнутыми (S4, S6) цепями и открытыми цепями. Такой состав имеет пластическая сера, вещество коричневого цвета, которая получается при резком охлаждении расплава серы (пластическая сера уже через несколько часов становится хрупкой, приобретает жёлтый цвет и постепенно превращается в ромбическую). Формулу серы чаще всего записывают просто S, так как она, хотя и имеет молекулярную структуру, является смесью простых веществ с разными молекулами.
Плавление серы сопровождается заметным увеличением объёма (примерно 15 %). Расплавленная сера представляет собой жёлтую легкоподвижную жидкость, которая выше 160 °C превращается в очень вязкую тёмно-коричневую массу. Наибольшую вязкость расплав серы приобретает при температуре 190 °C; дальнейшее повышение температуры сопровождается уменьшением вязкости и выше 300 °C расплавленная сера снова становится подвижной. Это связано с тем, что при нагревании серы она постепенно полимеризуется, увеличивая длину цепочки с повышением температуры. При нагревании серы свыше 190 °C полимерные звенья начинают рушиться.
Сера может служить простейшим примером электрета. При трении сера приобретает сильный отрицательный заряд.

МОРФОЛОГИЯ


Самородная сера

Образует усечённо-дипирамидальные, реже дипирамидальные, пинакоидальные или толстопризматические кристаллы, а также плотные скрытокристаллические, сливные, зернистые, реже тонковолокнистые агрегаты. Главные формы на кристаллах: дипирамиды (111) и (113), призмы (011) и (101), пинакоид (001). Также сростки и друзы кристаллов, скелетные кристаллы, псевдосталактиты, порошковатые и землистые массы, налёты и примазки. Для кристаллов характерны множественные параллельные срастания.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ


Самородная сера

Сера образуется при вулканических извержениях, при выветривании сульфидов, при разложении гипсоносных осадочных толщ, а также в связи с деятельностью бактерий. Главные типы месторождений самородной серы — вулканогенные и экзогенные (хемогенно-осадочные). Экзогенные месторождения преобладают; они связаны с гипсо-ангидритами, которые под воздействием выделений углеводородов и сероводорода восстанавливаются и замещаются серно-кальцитовыми рудами. Такой инфильтрационно-метасоматический генезис имеют все крупнейшие месторождения. Самородная сера часто образуется (кроме крупных cкоплений) в результате окисления h3S. Геохимические процессы её образования существенно активизируются микроорганизмами (сульфатредуцирующими и тионовыми бактериями). Сопутствующие минералы — кальцит, арагонит, гипс, ангидрит, целестин, иногда битумы. Среди вулканогенных месторождений самородной серы главное значение имеют гидротермально-метасоматические (например, в Японии), образованные сероносными кварцитами и опалитами, и вулканогенно-осадочные сероносные илы кратерных озёр. Образуется также при фумарольной деятельности. Образуясь в условиях земной поверхности, самородная сера является всё же не очень устойчивой и, постепенно окисляясь, даёт начало сульфатам, гл. образом гипсу.
Используется в производстве серной кислоты (около 50% добываемого количества). В 1890 г. Герман Фраш предложил плавить серу под землёй и извлекать на поверхность через скважины, и в настоящее время месторождения серы разрабатывают главным образом путём выплавки самородной серы из пластов под землёй непосредственно в местах её залегания. Сера также в больших количествах содержится в природном газе (в виде сероводорода и сернистого ангидрида), при добыче газа она откладывается на стенках труб, выводя их из строя, поэтому её улавливают из газа как можно быстрее после добычи.

ПРИМЕНЕНИЕ


Сера входит в состав спичечной головки

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.


Сера (англ. Sulphur) — S

Молекулярный вес 32.06 г/моль
Происхождение названия Латинское sulfur (происходящее из эллинизированного написания этимологического sulpur), предположительно, восходит к индоевропейскому корню *swelp — «гореть»
IMA статус действителен, описан впервые до 1959 (до IMA)

КЛАССИФИКАЦИЯ


Strunz (8-ое издание) 1/B.03-10
Nickel-Strunz (10-ое издание) 1.CC.05
Dana (7-ое издание) 1.3.4.1
Dana (8-ое издание) 1.3.5.1
Hey’s CIM Ref. 1.51

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Цвет минерала жёлтый, серно-жёлтый, коричневато- или зеленовато-жёлтый, оранжевый, белый
Цвет черты бесцветный
Прозрачность прозрачный, полупрозрачный
Блеск смоляной, жирный
Спайность несовершенная по {001}, {110} и {111}
Твердость (шкала Мооса) 1.5 — 2.5
Излом неровный, раковистый
Прочность очень хрупкая
Отдельность отдельность по {111}
Плотность (измеренная) 2.07 г/см3
Радиоактивность (GRapi) 0

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Тип двухосный (+)
Показатели преломления nα = 1.958 nβ = 2.038 nγ = 2.245
Максимальное двулучепреломление δ = 0.287
Оптический рельеф очень высокий
Плеохроизм видимый
Рассеивание относительно слабое r<v
Люминесценция в ультрафиолетовом излучении не флюоресцентный

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Точечная группа mmm (2/m 2/m 2/m) — ромбо-дипирамидальный
Пространственная группа Fddd
Сингония Ромбическая (орторомбическая)
Параметры ячейки a = 10.468Å, b = 12.870Å, c = 24.49Å
Двойникование Двойники по {101}, {011}, {110} довольно редки

 

 

34003 ПРИСОЕДИНЯЙТЕСЬ К НАМ В СОЦСЕТЯХ:

ФС.2.2.0016.15 Сера осажденная | Фармакопея.рф

Содержимое (Table of Contents)

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФАРМАКОПЕЙНАЯ СТАТЬЯ

Сера осажденная                                        ФС.2.2.0016.15

Сера осажденная

Sulfur                                                           Взамен ГФ Х, ст. 644

Сера

S                                                                                                    А. м. 32,07

Содержит не менее 99,5 % серы S в пересчете на безводное вещество.

Описание

Очень мелкий порошок от светло-желтого до желтого цвета без запаха.

Растворимость

Растворим при кипячении в смеси 10 % раствора натрия гидроксида и спирта 96 % (20:25), мало растворим в растительных маслах при нагревании на водяной бане, практически нерастворим в воде.

Подлинность
  1. Качественная реакция. Субстанция горит синим пламенем с выделением серы диоксида, который определяется по характерному запаху.
  2. Качественная реакция. 0,1 г субстанции нагревают с 0,5 мл бромной воды до обесцвечивания, прибавляют 5 мл воды и фильтруют. Полученный раствор должен давать характерную реакцию на сульфаты (ОФС «Общие реакции на подлинность»).

Кислотность

5 г субстанции взбалтывают в течение 5 мин с 30 мл свежепрокипяченной и охлажденной воды и фильтруют. Фильтрат должен окрашиваться в розовый цвет при прибавлении не более 0,2 мл 0,05 М раствора натрия гидроксида (индикатор – 1 % раствор фенолфталеина).

Сульфиды

1 г субстанции взбалтывают с 40 мл воды, нагревают до 40 – 50 °С и фильтруют. Фильтрат не должен вызывать потемнения бумаги, смоченной 10 % раствором свинца ацетата.

Хлориды

Не более 0,008 % (ОФС «Хлориды»). Для определения используют фильтрат, полученный в испытании «Сульфиды», в объеме 10 мл.

Сульфаты

Не более 0,01 % (ОФС «Сульфаты»). 2 г субстанции взбалтывают с 20 мл воды, нагревают до 40 – 50 °С и фильтруют. Для анализа отбирают 10 мл фильтрата.

Мышьяк

Не более 0,0002% (ОФС «Мышьяк»). Определение проводят с использованием эталонного раствора, приготовленного из 1 мл стандартного раствора мышьяк-иона (1 мкг/мл). 1 г субстанции нагревают на водяной бане с 20 мл 10 % раствора аммиака до 35 – 40 °С, оставляют на 30 мин при той же температуре, часто взбалтывая, и после охлаждения фильтруют. Фильтрат выпаривают на водяной бане досуха. К остатку прибавляют 1 мл азотной кислоты, вновь выпаривают досуха. Сухой остаток растворяют в 6 мл хлористоводородной кислоты разведенной 8,3 %. 3 мл полученного раствора переносят в прибор для определения мышьяка и прибавляют 25 мл хлористоводородной кислоты разведенной 8,3 %.

Селен

К 3 мл раствора, приготовленного в испытании «Мышьяк», прибавляют 5 мл раствора натрия гипофосфита и нагревают на кипящей водяной бане в течение 15 мин; не должно быть покраснения раствора.

Вода

Не более 0,5 % (ОФС «Определение воды»). Для определения используют около 0,5 г (точная навеска) субстанции.

Общая зола

Не более 0,25 % (ОФС «Зола общая»). Для определения используют около 1,0 г (точная навеска) субстанции.

Микробиологическая чистота

В соответствии с требованиями ОФС «Микробиологическая чистота».

Количественное определение

Около 0,2 г (точная навеска) субстанции помещают в колбу вместимостью 200 – 250 мл, прибавляют
50 мл 0,5 М спиртового раствора калия гидроксида и 10 мл воды. Колбу помещают на кипящую водяную баню и нагревают до растворения серы и полного удаления спирта. Затем прибавляют 40 мл воды, в горлышко колбы вставляют маленькую воронку и содержимое колбы кипятят в течение
10 мин. В горячий раствор осторожно (небольшими порциями) прибавляют при перемешивании 4 мл водорода пероксида до обесцвечивания раствора. После охлаждения жидкости воронку в колбе промывают водой, прибавляют 0,1 мл 0,1 % раствора метилового оранжевого и избыток калия гидроксида титруют 0,5 М раствором хлористоводородной кислоты.

Параллельно проводят контрольный опыт.

1 мл 0,5 М раствора калия гидроксида соответствует 8,017 мг серы S.

Хранение

В хорошо укупоренной упаковке.

Скачать в PDF ФС.2.2.0016.15 Сера осажденная

Поделиться ссылкой:

Сера в почве и в растении

В растении азот и сера являются важными строительными блоками для белков. Дефицит серы серьезно снижает эффективное использование азота и ограничивает синтез белка. Со времени индустриализации большое количество серы в почву поступало из двуокиси серы, содержащейся в загрязненном воздухе (из-за сжигания ископаемого топлива). Снижение выбросов сокращают этот источник серы в атмосфере, делая сбалансированное внесение удобрений еще более важным.

Сера может усваиваться растениями только из почвенного раствора в виде сульфата. Как и в случае с легкодоступным нитратом, она может утрачиваться в результате вымывания. Поэтому рекомендуется внесение сульфатных удобрений весной, чтобы растение могло усваивать их в период активного роста, как в случае нитрата. Сера необходима наряду с азотом для образования белков, причем время поглощения такое же.


Элементарная сера

В отличие от сульфатного удобрения, которое сразу готово к усвоению, элементарная сера должна, прежде чем она станет доступна растению, быть преобразована в сульфат в результате деятельности живущих в почве бактерий. Продолжительность такого процесса окисления непредсказуема и может составлять несколько месяцев: из-за этого необходимый растению сульфат может быть недоступен именно тогда, когда он особенно нужен.

Синтез белка

Сера необходима для многих функций роста растений – как и азот, она является важным компонентом белка. Следовательно, существует тесная взаимосвязь между количеством азота и серы в культурах, при этом большинство из них потребляет около 1 кг серы (2,5 кг SO3) на каждые 12 кг азота.

ПОГЛОЩЕНИЕ SO3 ПШЕНИЦЕЙ, КАРТОФЕЛЕМ И КАПУСТОЙ В ПЕРИОД ВЕГЕТАЦИИ

Для капустных культур, таких как масличный рапс, капуста и браунколь, требуется гораздо большее количество сульфата. Им требуется дополнительное количество серы для производства глюкозинолатов, которые используются в растениях в качестве защитного механизма.

После поглощения, в отличие от азота, сера не движется против транспирационного тока и не может быть взята из старых листьев, например, для поддержки новообразования. Таким образом, для удовлетворения всех потребностей растущих культур требуется достаточное и непрерывное поступление ее в почву.

Признаки дефицита включают пожелтение молодых листьев или новообразования. Напротив, пожелтение из-за недостатка азота в первую очередь поражает старые листья.

У масличного рапса с дефицитом серы могут быть багровые и коробление восходящих молодых листьев, замедленное и продолжительное цветение, бледные цветки и меньшее количество стручков меньшего размера.

Риск дефицита серы может возрасти в странах, где уровень серы в атмосфере - в результате загрязнения воздуха из-за сжигания ископаемого топлива - снижается. В США и ЕС выбросы диоксида серы резко сократились. По данным обсерватории Земли (которая использует данные исследований НАСА), даже в Азии, регионе мира, где производится больше всего диоксида серы, наблюдается снижение содержания серы в атмосфере. Выбросы диоксида серы в Китае в течение двух периодов первых двух десятилетий этого столетия демонстрируют неуклонное снижение в загрязненном воздухе, что, как и в других постиндустриальных регионах мира, приведет к уменьшению попадания серы в почву.

МНОГОЛЕТНИЕ СРЕДНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ДИОКСИДА СЕРЫ, ИЗМЕРЕННЫЕ OMI ЗА 2005–2007 гг.
Источник: Обсерватория Земли НАСА

МНОГОЛЕТНИЕ СРЕДНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ДИОКСИДА СЕРЫ, ИЗМЕРЕННЫЕ OMI ЗА 2011–2014 гг.
Источник: Обсерватория Земли НАСА

традиционные виды продукции, специализированные препаративные и препарированные формы (обзор)

УДК 661.21 + 661.249.29

Элементная сера: традиционные виды продукции, специализированные
препаративные и препарированные формы (обзор)

Ю. А. Сангалов, С. Н. Лакеев, С. Г Карчевский, И.О. Майданова,
Я. Л. Шестопал, А. В. Подшивалин

Проведены систематизация и анализ существующих и предлагаемых товарных, препаративных и препарированных форм серы в свете современного состояния проблемы ее переработки и утилизации. Показана роль указанных форм в реализации ценных свойств серы и разработке новых путей ее применения.

Ключевые слова: классификация, товарные формы серы, препаративные формы серы, препарированные формы серы, области применения.

Введение

Элементная сера является одним из важных и крупнотоннажных видов химического сырья. Мировое производство серы составляет около 58 млн. тонн, в России - более 5 млн. тонн (данные 2002 г). Сера находит широкое применение при синтезе многих продуктов (серная кислота, красители, сероуглерод и др.) и получении различных веществ и материалов (резина, целлюлоза, удобрения, присадки к маслам и др.) [1-3].

В настоящее время производство серы значительно превышает ее потребление, и существование такой диспропорции прогнозируется, по крайней мере, до 2015 - 2020 гг. Это обусловлено производством попутной (регенеративной) серы при переработке постоянно возрастающих объемов серосодержащего углеводородного сырья (газ, нефть) и более глубокой очисткой от серы продуктов нефтепереработки, отходящих и дымовых газов коксохимических, металлургических и энергетических производств, что продиктовано ужесточением требований к защите окружающей среде.

Между тем спрос на основные виды серной продукции стабилизировался, а в ряде направлений имеет тенденцию к уменьшению благодаря внедрению новых технологий. В этой ситуации остро стоит проблема разработки новых путей применения серы. Наиболее перспективными направлениями являются разработка новых наукоемких серосодержащих материалов, цена которых заметно превышает цену самой серы как сырья, и расширение использования серы в нетрадиционных материалоемких сферах.

Ценные специфические свойства серы - гидрофобность, бактерицидные и связующие свойства, низкая токсичность, хемостойкость в кислых средах - создают неплохие предпосылки для решения вышеуказанной проблемы. Однако существуют и ограничения, связанные с хрупкостью серы, плохой совместимостью с различными партнерами, трудной растворимостью, специфическим запахом и др. Множество аллотропных модификаций и кристаллических форм серы, зависимость свойств от способа получения, содержания примесей и условий хранения вносят дополнительные затруднения при работе с серой в материаловедческом аспекте. Поэтому очень важно учитывать предысторию сырья, а также выбранное направление модификации серы.

В настоящей обзорно-аналитической статье впервые приведены полные сведения о выпускаемых и разрабатываемых формах серы в связи с ее структурой и направлениями применения. Использованы материалы монографий, периодической научной, научно-технической и патентной литературы, сведения из интернета, собственные данные авторов, причем анализ материала включает и критическое рассмотрение его.

Условная классификация различных форм элементной серы, с использованием в ряде случаев исторически сложившейся терминологии, и общая структура излагаемого материала отображены в таблице.

Таблица

Условная классификация различных форм элементной серы

Товарные (выпускные) формы Специализированные формы
Препаративные формы Препарированныеформы
  • комовая
  • гранулированная
  • жидкая
  • молотая порошковая
  • осажденная
  • серный цвет
  • медицинская
  • чешуированная
  • пластинчатая (плиточная)
  • в отливках (черенковая)
  • полимерная
  • особой чистоты
  • легированная
  • коллоидная
  • коллоидная паста
  • смачивающийся порошок
  • "известково-серный отвар"
  • полисульфид кальция и его модифицированные формы
  • механо-активированная
  • ультра-сера
  • серо-бентонит
  • сера для вулканизирующих систем
  • полимерная композиционная
  • сополимерная модифицированная
  • концентрат эмульсии
  • аэрозольная
  • серно-энтомологические обратные эмульсии
  • серные мази
  • композиции сера-полиэтилен
  • композиции сера-серосодержащие полимеры
  • модифицированные связующие для серобетона

 

а: порядок расположения различных форм серы в группах соответствует порядку изложения информации о них по тексту.

Как видно из таблицы, известные формы серы можно разделить на три основных- товарную (производимые товарные продукты) и специализированные, т.е. ориентированные на конкретные области применения, препаративную и препарированную.

Товарные (выпускные) формы серы

Следует отметить исключительное разнообразие товарных форм серы. В научно-технической литературе и рекламных изданиях упоминаются, например, сера техническая, сера техническая природная молотая, сера техническая природная осажденная, сера техническая газовая гранулированная, сера техническая газовая чешуированная, смачивающийся 80%-ный порошок, сера полимерная, сера медицинская, сера комовая, натуральная и др. Столь широкий спектр отражает различное происхождение серы (природная, попутная и т.д.), особенности технологии выделения или очистки, области применения. С учетом изменений в структуре сырья, ужесточения технологических и экологических требований, новых направлений применения произошла некоторая переоценка существующих товарных форм серы в сторону унификации.

В настоящее время основными считаются комовая, гранулированная и жидкая формы серы [4-7]. Достоинства комовой серы - простота технологии приготовления, состоящей из разлива и затвердевания жидкой серы на бетонированной площадке с последующим взламыванием блоков серы высотой до 3 м, укладкой в штабеля и погрузкой на транспорт. Основной недостаток - потери до 3% при операции экскаваторного рыхления блоков серы, сопровождающейся образованием пылевидных фракций. При открытом хранении блоков возможно также загрязнение продукта (увеличение зольности) и увлажнение, что уменьшает сортность серы. Технология получения комовой серы наиболее пригодна в практике долговременного хранения серы в блоках размером 100х50х8÷10 м (практикуется в Канаде) в сочетании с защитой от атмосферных загрязнений.

Гранулированная сера, хотя и требует специальной техники получения, относится к разряду более предпочтительных форм. Среди ее достоинств укажем на удобство и безопасность при хранении и транспортировке (любым видом транспорта), низкие потери, улучшение санитарно-гигиенических условий труда и культуры производства. Фотографии Новосибирска на этом сайте, улицы, районы, дома. Варьирование технологических приемов гранулирования (воздушное, в кипящем слое, водяное) позволяют регулировать размеры (от 0,5 до 6 мм) и форму гранул (зерна, окатыши, капсулы, шарики и др.). Считается, что лучшей геометрической формой хрупкой твердой серы является сферическая, отличающаяся наиболее благоприятным соотношением массы и объема и наибольшей прочностью (наименьшая возможность срабатывания эффекта рычага, увеличивающего разрушающие силы). Особенно стоит выделить процесс гранулирования по принципу последовательной надстройки слоев на затравливающем ядре. Требуемый размер прочных специфических гранул (3-4 мм) достигается многократным прохождением растущих частиц через распыляемую жидкую среду, причем температурно-временной контроль обеспечивает эффективное сплавление наносимых слоев с предыдущими, т.е. монолитизацию гранул.

Непрерывно растущим спросом характеризуется жидкая сера как первичная форма, имея в виду базовое производство (способ Клауса) и приготовление из нее других форм. Особенно это касается крупнотоннажных потребителей и перевозки на сравнительно небольшие расстояния (до 800-1000 км), когда затраты энергии на поддержание серы в расплавленном состоянии меньше, чем при ее плавлении на месте потребления. Значительные капиталовложения и энергетические затраты, связанные с хранением, транспортировкой, разгрузкой жидкой серы, а также с проблемой накопления статического электричества в процессе транспортировки, компенсируются высокой чистотой продукта, невозможностью его загрязнения, отсутствием потерь и высокой культурой производства.

Помимо трех вышеуказанных форм серы целесообразно кратко остановиться на других выпускных формах, имеющих или ограниченное применение или играющих важную роль в получении специальных видов серы. Размолом (дроблением) комовой серы в среде инертного газа получают молотую серу определенного гранулометрического состава для шинной и резино-технической промышленности, сельского хозяйства. Эффективность применения молотой серы во многом определяется степенью ее дисперсности или тонины помола, которая, в свою очередь, зависит от структурных особенностей исходной комовой серы - наличия полимерной (из-за быстрого охлаждения жидкой серы) и моноклинной аллотропных модификаций, ухудшающих способность исходной серы к измельчению и вызывающих комкование молотой серы. На практике для улучшения способности к измельчению рекомендуется вводить в жидкую среду, перед ее застыванием и получением комовой серы, легко разлагающиеся при 293-393 Всегда здесь снимаю квартиры посуточно в Новосибирске. К соли, например, (NH4 )2 CO3 в количестве 0,005-0,01 %. Другой неблагоприятный фактор - комкование порошка серы в процессе размола - также определяется предысторией комовой серы и может быть значительно снижен введением некоторых минеральных добавок - аэросила или каолина (0,1-0,2 % от массы серы). Увеличение тонины помола до 5 мкм увеличивает смачиваемость серы водой и превращает молотую серу из товарной формы в промежуточную для получения препаративной формы - смачивающегося порошка для сельского хозяйства и тонкодисперсного порошка в гранулированном виде для шинной промышленности.

Повышение дисперсности при высоком качестве серы может быть достигнуто при получении осажденной серы - мельчайшего аморфного порошка бледно-желтого цвета. Для этого серосодержащий материал или комовая сера обрабатываются известковым молоком с образованием полисульфида кальция, который после фильтрации подкисляется соляной кислотой. Выпавшая сера (близкая к коллоидному состоянию) обезвоживается на центрифуге и сушится. Способ не получил развития из-за высокой стоимости получаемого продукта, однако ограничение его первой стадией (обработка известковым молоком) позволяет получать многофункциональную препаративную форму серы (будет рассмотрена ниже).

Близкими к осажденной сере свойствами характеризуются серный цвет - продукт возгонки серы в виде мельчайших частичек, представляющих нерастворимую в CS2 смесь циклических и линейных молекул, и медицинская сера - продукт тонкого помола серы высокой чистоты в токе инертного газа или мокрого измельчения в присутствии смачивающих поверхностно-активных веществ. Последняя в виде препаративных форм используется в производстве фармацевтических и косметических препаратов.

Ряд способов формирования серы представляют интерес с точки зрения простоты и возможности варьирования формы частиц продукта. К ним относятся чешуированная сера (чешуйки толщиной 0,5-2 мм, образующиеся при срезании застывшей серы с поверхности барабана-кристаллизатора, частично погруженного в жидкую среду и вращающегося с определенной скоростью), пластинчатая или плиточная форма (кристаллизация серы на охлаждаемой поверхности движущейся стальной ленты с образованием монолитного слоя, ломающегося под действием тяжести на пластины до 5 мм толщины) и сера в отливках или черенковая, получаемая при разливе жидкой серы в специальные охлаждаемые формы. Во всех перечисленных случаях проявляется хрупкость серы (образование мелочи и пыли), устраняемая в более совершенных препаративных и препарированных формах.

К числу сравнительно новых и сложных форм серы относится ее полимерная модификация, получаемая при нагреве обычной серы выше 433 К [8-11]. Известны торговые марки полимерной серы- "Manox" и "Krystex" производства США и Германии. Становлению и росту промышленного производства полимерной серы способствовало явное преимущество ее использования для вулканизации ненасыщенных каучуков по сравнению с ромбической серой. В отличие от обычной полимерная сера не "выцветает" на поверхности каучуков и вулканизатов, что стабилизирует свойства продукта в течение длительных сроков хранения. Кроме того, благодаря нерастворимости полимерная сера не способна к миграции в соседние слои многослойных резиновых и резинотканевых систем, что обеспечивает более однородную и интенсивную вулканизацию при одновременном сокращении времени процесса. В отличие от большинства известных полимеров, имеющих только верхнюю предельную температуру полимеризации, т.е. распадающихся на низкомолекулярные соединения при повышении температуры, полимерная среда характеризуется также нижней предельной температурой (432 К). При охлаждении ниже этой температуры полимер постепенно, со скоростью около 7% в месяц, переходит в растворимые аллотропы. Стабилизация полимерной серы осуществляется введением различных химических добавок.

Необходимо отметить, что поскольку получение различных видов серы осуществляется через жидкую серу, полимерная модификация в том или ином количестве присутствует в любых других аллотропах. В этом квартирном бюро есть дешевые квартиры посуточно в Новосибирске. Следовательно, все твердые модификации серы представляют собой композиционные материалы из стабильной кристаллической части (циклооктасера), активных аллотропов и нерастворимой полимерной серы. Таким образом, исследования полимерной формы затрагивают в определенной мере весь спектр аллотропных модификаций серы.

В заключение краткого анализа товарных форм серы остановимся на сере особой чистоты. Как правило, сера, независимо от вида сырья, технологии переработки, а также общей культуры производства, загрязнена вредными и балластными примесями. Для большинства потребителей сера не пригодна без специальной очистки. В зависимости от назначения серы оговаривается содержание различных примесей: битумов - при производстве CS2 , влаги - для шинной и резинотехнической промышленности, селена (отсутствие) - для целлюлозно-бумажной промышленности, хлора - для сернокислотного производства, мышьяка (отсутствие) - для фармацевтических производств. В технической газовой сере (содержание основного вещества 99,9 - 99,98 %) нормируется содержание золы (0,02 - 0,05 %), органических веществ (0,01 - 0.06 %) и воды (0,2 %). К сере, получаемой методом Клауса, предъявляются жесткие, диктуемые экологией требования к остаточному содержанию сернистых соединений - H2 S и полисульфанов (не более 10 ррм) [12]. Наивысшие требования по чистоте предъявляются к сере, используемой для получения сульфидов Cd, Ga и других, применяемых в электронной технике для изготовления оптических приборов и люминофоров. Несмотря на трудности получения серы особой чистоты, связанные со сложным молекулярным составом серы, наличием примесей, возможными химическими превращениями в системе, комбинация современных методов (химических, противоточной кристаллизации, дистилляции) позволяет получить серу с содержанием примесей на уровне 10-4 масс. %, что вполне удовлетворяет требованиям современной техники [5].

Впрочем, в материаловедческом аспекте важна не только чистая, но и направленно "загрязненная" сера. Выявление из ряда примесных соединений "полезных спутников" необходимо в связи с их значительным влиянием на свойства серы - вязкость, поверхностное натяжение, известные аномалии цвета, теплоемкость и другие, вызываемые, например, малыми добавками некоторых растворителей (бензол) и остаточным H2 S, а также другими факторами. Обоснование их влияния составляет понятие легированной серы (по аналогии с металлами, полимерами, керамикой), существование которой часто допускается, но строго не доказано.

Препаративные формы серы

Свойства, реализуемые в выпускных формах серы, во многом определяют направления ее применения. Например, молотая, осажденная сера, серный цвет и другие формы обладают повышенной степенью дисперсности. По сути, высокодисперсные порошки (дусты), легко наносимые на растения, являются простейшей препаративной формой серы, хотя к удобной ее нельзя отнести. Другое полезное свойство - уменьшение плотности образцов серы. Так, для чешуированной формы серы она составляет 950 - 1000 кг/м3 , а для ромбической - 2070 кг/м3 .

Однако при создании материалов и при других операциях с серой наиболее важным фактором является возможность совмещения серы с различными веществами. К сожалению, сера, независимо от ее вида, трудно совмещается с другими веществами. Так, по параметру растворимости (плотности энергии когезии) сера сильно отличается от углеводородных соединений - 26 (Мдж/м3 )1/2 против 14,3 - 18,4 (Мдж/м3 )1/2 . По этому показателю сера больше похожа на высокополярные низко- и высокомолекулярные соединения, однако, в отличие от них, относится к гидрофобным веществам. Гостиницы в Новосибирске можно найти тут, есть в центре. Сера плохо растворяется в большинстве обычных растворителей (исключение составляет высокотоксичный CS2 ), трудно смачивается водой, имеет высокую плотность и кристалличность - все это накладывает ограничения при ее использовании.

В этой связи, большое значение приобретают препаративные формы серы, обеспечивающие рациональные приемы работы, максимально возможную адаптацию к конкретным объектам, равномерное распределение в композициях и смесях и отвечающие другим требованиям в зависимости от конкретного назначения. Среди препаративных форм можно выделить две основные группы: смеси (композиции) серы с углеводородными партнерами для совмещения с гидрофобными материалами и смачивающиеся водой или водные препараты, предназначенные для природных объектов.

Из форм последнего типа, применяемых в качестве средств защиты растений в сельском и лесном хозяйстве, наиболее доступна коллоидная сера - тончайший порошок, получаемый помолом в коллоидных мельницах и смешиваемый перед употреблением с мыльной водой [4, 5]. Более удобна сера коллоидная в виде пасты, представляющая собой влажный неслеживающийся порошок или легко раздавливаемые в порошок рыхлые комочки серо-желтого цвета, содержащие от 88 до 96 % серы [13]. Рабочую жидкость в виде суспензии готовят добавлением воды к коллоидной сере при непрерывном перемешивании. В качестве диспергатора используют отходы целлюлозно-бумажного производства - комплекс кальций-натриевых солей лигносульфоновых кислот и др.

Выпускаются также пастообразные коллоидные препараты с меньшим содержанием серы - 70 % и 35 % (сульфарид), для более оперативного применения (в мелкой упаковке).

Наибольшее применение получил препарат серы в виде 80 %-ного [5, 14] и 90 %-ного смачивающегося порошка [15]. Его получают измельчением молотой или газовой серы до тонины не более 20 мкм в среде диспергатора и смачивателя с последующей сушкой суспензии распылением в потоке инертного газа. Конечный продукт - высокодисперсный гидрофильный порошок серо-коричневого цвета или гранулы со сроком хранения до 3 лет. В качестве диспергатора рекомендуются вышеуказанные соли лигнинсульфокислот, а также их смеси с ограниченным содержанием редуцирующих веществ - органических кислот, сахаров. В качестве смачивателей или поверхностно-активных веществ используют алкилариловые эфиры полиэтиленгликолей ОП-7, ОП-10 и др., улучшающие действие диспергирующих агентов. Для уменьшения слеживаемости продукта в процессе хранения используют наполнители, например, силикагель или каолин в количестве около 15 %. Рабочие растворы, содержащие после разбавления водой 0,2 - 1 % серы, быстро (2 мин) и полностью смачивают рабочие поверхности (листья растений и т.п.).

Все формы диспергированной в воде серы отличаются недостаточной агрегативной устойчивостью. Так как эффект действия подобных форм возрастает с уменьшением размера частиц серы и увеличением стабильности водных систем, заслуживают внимания препараты в виде истинных водных растворов. Ранее в сельскохозяйственной практике применялся так называемый "известково-серный отвар" (водный раствор полисульфида кальция), получаемый растворением серы в гашеной извести и выделяющий дисперсную активную серу при последующем разбавлении водой на воздухе [16]. Трудности приготовления и несовершенство этой препаративной формы - длительность и неполнота растворения серы в извести, жесткие условия реакции (373 К), образование твердых отходов (непрореагировавшие компоненты), недостаточно высокая концентрация растворов серы (не выше 15-20 %), невысокая селективность (образование значительных количеств тиосульфата кальция CaS2 O3 ), выделение сероводорода H2 S в процессе применения - сделали эту форму малопривлекательной. Более того, из-за выделения сероводорода она относится к категории токсичных и в настоящее время отсутствует в перечне действующих средств защиты растений.

Однако интерес к этой препаративной форме не пропадает. В частности, проведенными работами уточнена оптимальная температура синтеза - 368 К [17], расширен ассортимент серного сырья и повышена концентрация раствора до 25 % [18]. Существенное улучшение способа достигнуто путем изменения схемы синтеза [19]. Использование в качестве исходных компонентов h3S, S и CaO позволило получить концентрированный водный раствор полисульфида кальция (30 % и выше) с высокой селективностью (отсутствие CaS2 O3 ) и в мягких условиях (333-334 К, 1-2 часа). Вероятно, достигнутый эффект связан с образованием в указанной системе активного CaS in situ, который далее реагирует с серой (прямой синтез из S и CaS неэффективен из-за неустойчивости последнего).

Введение в полученную форму добавок водорастворимых полимеров (полиэтиленгликоль, поливиниловый спирт и др.) в небольших концентрациях (до 1 %) дает возможность регулировать выделение высокодисперсной серы и ее закрепление на обрабатываемой поверхности (пролонгированный характер действия) [20]. Биологическая активность серы при этом сохраняется. Разрушение полисульфида кальция без образования сероводорода возможно по окислительно-восстановительному механизму.

Легкость нанесения серы в виде равномерных дисперсных покрытий из разбавленных водных растворов препаративной формы с помощью различных распылительных устройств позволяет обрабатывать любые поверхности - гладкие, неровные, пористые и т.п. Поэтому она может быть использована в самых разных направлениях: в сельскохозяйственной практике (как это делалось ранее), для защиты лесных насаждений от насекомых-вредителей и болезней, в коллективном садоводстве - для профилактической защиты большинства плодово-ягодных культур, в строительстве - в качестве гидрофобизатора традиционных строительных материалов (бетон, кирпич и т.д.) и др. [3, 10].

Заслуживают внимания еще два момента, связанные с рассматриваемой препаративной формой. Оказалось, что при введении в очень небольших количествах (от 2-4 % в расчете на серу и выше), она может проявлять вяжущие свойства по отношению к самым различным наполнителям: песок, мел, древесная мука, фосфогипс и др. Необходимо отметить, что в серном бетоне - композиционном материале из наполнителей, связанных серой (через жидкое состояние), содержание последней составляет от 15 до 60 %, в среднем 30-35 % [21]. Подобное существенное изменение эффективности действия добавок в композиционных материалах отмечается для случаев, когда один или оба компонента находятся в "нано-форме", т.е. имеют размеры частиц 10-100 нм [22]. По-видимому, водный препарат полисульфида кальция способен в композициях формировать структурные элементы серы нано-размеров, которым и присущи столь необычайные (в данном случае вяжущие) свойства.

Второй момент связан со структурным типом серы, формирующимся из водных растворов полисульфида Са. Есть весомые аргументы в пользу аморфного типа, т.к. последний реализуется в условиях геометрических пространственных ограничений кристаллизации серы (тонкие слои, узкие поры и т.п.) [23]. Это положение доказано прямым определением методом рентгенофазового анализа долгоживущей аморфной серы в композиции "сера (10%) - силикагель". При этом введение серы в матрицу аморфного наполнителя может быть осуществлено только через водный раствор полисульфида кальция, который и обеспечивает доставку дисперсной серы в поровое, ограничивающее кристаллизацию, пространство. Очевидно, что подобная картина может иметь место и в случае строительных материалов, с чем и связан гидрофобизирующий эффект серы.

В связи с высокой склонностью серы к кристаллизации при отсутствии ограничений, вызывают сомнения частые указания в научно-технической литературе на аморфную форму серы. Как было отмечено выше и будет показано далее в разделе по препарированным формам серы, это состояние очень специфично и реализуется только в особых случаях.

В свете этих положений укажем на еще одну форму серы - механо-активированную [24], которую по характерным только для нее признакам следует отнести к препаративной форме. Такое долговременное состояние серы реализуется при механическом воздействии на нее в дезинтеграторном устройстве, в котором осуществляется режим свободного удара - кратковременные и высокочастотные столкновения частиц в полете с ударными элементами аппарата. Наиболее характерные изменения образцов серы, кроме увеличения степени дисперсности на 1 - 2 порядка величины, состоят в изменении ширины и положения пиков на рентгенограммах исходной орторомбической серы при отсутствии появления новых пиков (при отжиге пики возвращаются в первоначальное положение). Это означает, что в результате ударных воздействий, сера переходит в активное состояние с запасенной энергией, и последствия обработки заключаются не в необратимых изменениях разрушительного характера, а в обратимом переходе из основного в возбужденное состояние с дефектной структурой кристаллов. Ожидаемое химическое последствие обработки - повышение реакционной способности серы, что ведет к снижению температуры и времени синтеза вышерассмотренного полисульфида кальция в растворе. Вполне очевидно, что повышенная реакционноспособность серы будет иметь место и в других реакциях, расширяя и улучшая возможности в области синтеза S-органических и других соединений.

Возвращаясь к препаративным формам серы, используемых для природных объектов, в частности в качестве удобрений, упомянем ультра-серу (или бентонит-серу) - своеобразное драже глины с оболочкой из серы [4]. Предложенная для более экономичного применения серы эта форма себя не оправдала. Однако сравнительно недавно технологией гранулирования в кипящем слое получена перспективная форма легко разлагаемой серы [6,25]. Она представляет смесь в виде гладких сферических гранул чистой серы (85-90 %) с бентонитом (10-15 %) - агентом, вызывающим набухание и последующий быстрый (несколько часов) распад гранул с генерированием высокоактивной серы (частицы около 300 мкм). Последняя постепенно превращается в сульфаты и обеспечивает дозированное введение серосодержащего удобрения. Такой способ более удобен и эффективен, чем традиционная подкормка сульфатаммонием, который легко вымывается (как и все сульфаты) из почвы. Кроме того, бентонит в указанной форме играет роль рыхлителя почв.

Предложен также современный вариант ультра-серы, в котором покрытия из серы использованы для капсулирования широко используемых удобрений (карбамид, суперфосфат и др.) [25]. Варьирование толщины покрытия дает возможность регулировать скорость высвобождения удобрения, что предотвращает потери из-за быстрого растворения в почве и приводит к экономии средств. Одновременно в почву вводится и сера - положительный момент, имея в виду общее истощение питательной серы в почве из-за интенсивного земледелия.

Препаративные формы серы для гидрофобных (углеводородных) материалов представлены смесями серы и полимерной серы с различными технологическими добавками. Для элементной серы это добавки, вводимые в качестве вулканизирующих систем. Предложены: сера с 1 % сажи (темно-коричневый порошок), с 25 или 35 % полиизобутилена (тверже пластины), с 2 % MgCO3 (для предотвращения комкования).

Разработана композиция высокодисперсной модифицированной газовой серы, содержащей 25-50 масс. % окиси цинка или бентонита [27], что позволяет существенно (на 3-4 десятичных порядка) уменьшить удельное поверхностное электрическое сопротивление порошка и снизить накопление статического электричества при размоле, а следовательно пожаро- и взрывоопасность процесса. Показана принципиальная возможность использования этой формы для вулканизации бутадиенстирольного каучука.

В случае полимерной серы "Кристекс" для вулканизации каучуков используют маслонаполненные композиции, а также смеси с атактическим и высокоиндексным полипропиленом, тиоколом, термопреном, каучуками, причем второй компонент составляет приблизительно одну треть от массы серы [6, 11, 28]. Нетрудно видеть, что основным назначением препаративной формы является облегчение диспергирования различных форм серы в каучуке и, тем самым, улучшение условий вулканизации. Альтернативным вариантом полимерной серы "Кристекс" является отечественная сополимерная модифицированная сера, получаемая из жидкой серы и органической сополимеризующейся добавки (разработка ГИНЦВЕТМЕТ, г. Москва). По активности она не уступает сере "Кристекс".

В заключение скажем о двух препаративных формах серы, реализация которых стала возможной в свете последних достижений в создании новых форм серы. Среди препаративных форм биологически-активных веществ популярным является концентрат эмульсии, получаемый диспергированием в воде действующего компонента, растворенного в подходящем растворителе, с одновременной стабилизацией эмульсии водорастворимыми поверхностно-активными веществами [16]. Для серы это форма трудно реализуема из-за плохой растворимости в органических растворителях. То же самое можно сказать об аэрозольном варианте препаративной формы, основанном на тонком распылении рабочего раствора под действием избыточного давления вытесняющего газа - пропелента (пропан-бутан, СО2 и др.) [29]. Однако, заметное (в 5 и более раз) увеличение растворимости в органических растворителях активированной механическим воздействием серы позволяет получать обе указанные препаративные формы. Естественно, они предназначены больше для локального применения при решении задач получения покрытий высокодисперсной серы.

Препарированные формы серы

Вторую группу специализированных форм серы составляют препарированные формы (см. таблицу). В отличие от препаративных форм серы, они характеризуются более сложным составом, возможностью протекания не только физических, но и химических взаимодействий компонентов, в результате чего реализуются новые свойства (возможности) серы и ее партнеров.

Так, если препаративные формы серы однонаправленного действия ориентированы только на водные или только на органические среды, то предлагаемая новая форма смешанного типа - обратная эмульсия серы в воде - полифункциональна по назначению [30]. Она представляет собой расплав серы в смеси низкомолекулярных полиизобутилена и полиэтилена с добавкой малорастворимого эмульгатора - сложных эфиров предельных С16-18 кислот. После введения горячей воды, интенсивного перемешивания и охлаждения образуется мазеподобный препарат. Соотношение органическая фаза : сера : вода составляет примерно 50:20:30. В результате нанесения препарата тонким слоем на рабочую поверхность и испарения воды, образуется клеевое покрытие с равномерно распределенной дисперсной серой, сочетающее бактерицидные свойства серы и энтомологическую липкость углеводородного полимерного слоя.

Указанная форма представляет развитие известных в фармацевтической и ветеринарной практике средств. Так, композиция медицинской серы, вазелина и воды известна как серная мазь простая для лечения чесотки, с добавкой салициловой кислоты - серно-салициловая мазь с антисеборейными свойствами, в сочетании с резорцином, ихтиолом и ланолином - серная мазь сложная с противомикробными свойствами. Комбинация серы с березовым дегтем и тривитамином используется в качестве серно-дегтярного линимента для лечения демодекоза у собак и др. [32]. Добавки к сере не только облегчают ее нанесение - признак препаративной формы, но и оказывают в сочетании с серой комплексное лечебное действие.

Новые возможности применения серы открывает препарирование ее полиолефинами, в частности полиэтиленом. В противоположность процессам вулканизации ненасыщенных каучуков, химическое осернение (фактисация) насыщенных полимеров не получило развития из-за сложности процесса. Например, в случае низкомолекулярного полиэтилена или полипропилена оно включает присоединение серы, элиминирование H2 S, реакции осерненных соединений, сопровождающиеся увеличением молекулярной массы, сшивкой и другими процессами [33]. К тому же содержание серы в продуктах невелико и не поддается регулированию. В итоге не удается получить совместимых с серой продуктов, представляющих практический интерес.

Более благоприятная ситуация наблюдается в процессе совместного диспергирования полиэтилена и серы в условиях упруго-деформационного воздействия в роторном диспергаторе специальной конструкции [34]. Получены однородные высокодисперсные порошки (размер частиц 30-90 мкм) с содержанием серы до 35 %, которые отличаются от полиэтилена улучшенными свойствами - увеличенной текучестью расплава и повышенными адгезией, прочностью, эластичностью (в переработанном виде) [35]. Предполагается химическое взаимодействие компонентов в системе. Существенным представляется установленное авторами настоящего обзора длительное существование препарированной полиэтиленом серы в аморфном состоянии (данные оптической микроскопии и рентгенографического анализа). Следствием этого является быстрое и полное растворение препарата в хлорбензоле при комнатной температуре (обычная сера растворяется в этом растворителе в ограниченном количестве).

Разработанная форма серы может быть использована в разных направлениях: в качестве технологической добавки для улучшения эластичности резинового кровельного материала на основе полиизопренового каучука [35], в качестве бактерицидной добавки в составе пропитывающих растворов на основе тяжелых фракций переработки нефти для комплексной защиты древесных материалов от атмосферных воздействий и для гидрофобизации древесно-полимерных композитов на базе дисперсной древесины [36, 37].

Еще одна препарированная форма серы связана с использованием S-содержащих соединений. Мотивация состоит в следующем. Известно, что обычная и полимерная сера и соединения с полисульфидной группировкой ограниченно растворяются в обычных растворителях (вклад высокой когезионной составляющей). Однако, они хорошо совместимы между собой и, как следствие, могут модифицировать свойства друг друга. Так, элементная сера S8 является пластификатором полимерной серы, понижая ее температуру стеклования с 348 К до 243 К и придавая продукту эластичные свойства [38]. На способности низкомолекулярных полисульфидных полимеров (тиоколов) предотвращать кристаллизацию S8, основано получение материалов типа уплотнительных замазок [39]. Аналогичным эффектом обладают и более высокомолекулярные тиоколы, получаемые из смесей моно- и полихлоралканов (алкенов) и тетрасульфида натрия [40]. Выявлен сложный характер поведения систем из подобных тиоколов и серы - после видимого совмещения в расплаве наблюдается нелинейный характер аморфизации серы в зависимости от количества введенного полимера (от 2 до 12 %). Вероятно, это связано с недостаточным для предотвращения кристаллизации количеством введенного полимера и трудностями гомогенизации системы из-за высокой вязкости раствора. Со временем во всех композициях прогрессируют процессы кристаллизации серы.

Более привлекательные условия для получения композиций такого рода реализуются при их формировании in situ, т.е. в процессе синтеза S-содержащего полимера с полисульфидной группировкой в расплаве серы. Таким путем на основе дигидроксиорганилтетрасульфида, кислотного катализатора и серы S8, взятых в разных соотношениях, получены при 413 К композиции эластомерного полиэтилового эфира тетрасульфида с серой в интервале соотношений от 25:75 до 75:25 [3]. Они характеризуются наличием аморфной серы, а для композиции состава полимер:сера = 75:25 - полной ее аморфизацией. Следует отметить динамичный характер композиций. Со временем (масштаб наблюдений - недели) наблюдается некоторое увеличение содержания ромбической серы (образуется из моноклинной) и, соответственно, уменьшение аморфной модификации S8 . Несовпадение определенной методом количественного рентгенофазового анализа относительной степени кристалличности с расчетной, задаваемой соотношением серы и полимера в исследуемых композициях, может свидетельствовать о взаимодействии компонентов в системе. На это указывает и наличие на рентгеновских дифрактограммах смесей с избытком полимера к сере рефлексов, не характерных для орторомбической серы. Хотя детали указанных взаимодействий требуют уточнения, сам факт их, очевидно, следует из равенства энергий связи S-S в S8 и тетрасульфидах [38].

Препарированная таким путем сера отличается пластическими свойствами и высокой адгезией к металлам - более 0,01 МПа, что близко к полиизобутиленовым герметикам [41]. Придание ей технологически удобной выпускной формы согласно [42] - путь получения хемостойкого герметизирующего материала как альтернативы тиоколовым и полиизобутиленовым герметикам.

В заключение анализа препарированных форм серы остановимся еще на одной, пока нереализованной, но имеющей все необходимые предпосылки для реализации. Речь идет об использовании серы в качестве связующего материала для приготовления серобетона - одного из самых крупномасштабных направлений применения серы. Компромисс между прочностью, жесткостью и хрупкостью этого материала достигается введением в серу добавок органических соединений - стирола, дициклопентадиена и др. [21]. Механизм их действия в композициях серобетона не ясен. Независимо проведенными экспериментами показано, что в рабочем для получения серобетона интервале температур около 403-423 К в системах сера-стирол и сера-дициклопентадиен имеет место образование набора олигомерных продуктов с молекулярной массой несколько тысяч и серой в виде моно-, ди- и тетрасульфидных фрагментов [43-46]. Органическая составляющая олигомеров представлена стирольными, циклопентеновыми и норборненовыми фрагментами. Кроме того, возможно образование ряда циклических продуктов с различным содержанием серы. Использование некоторых из них, например сополимера дициклопентадиена с серой, позволяет регулировать прочностные свойства и ударную вязкость серобетона [46]. В общем случае, можно предположить сложную картину превращений стирола и дициклопентадиена в присутствии серы в условиях формирования серобетона. Очевидно, более рациональным представляется автономное приготовление комплексного связующего - серы, препарированной продуктами ее взаимодействия с указанными модифицирующими добавками. Все предпосылки для этого имеются. Скорее всего, это не единственный пример целесообразности создания новых препарированных форм серы.

Заключение

Как следует из приведенных данных, практическое использование серы осуществляется через создание целого ряда рабочих форм (в обзоре приведено примерно 30), учитывающих происхождение серы, многообразие ее свойств, а также области применения, в том числе такие крупнотоннажные как строительство, сельское и лесное хозяйство, техника и др. Если набор товарных форм можно считать сформировавшимся и превалирует ориентация на наиболее экономически и экологически благоприятные в производстве, транспортировке и применении (комовая, гранулированная, жидкая, полимерная сера), то круг препаративных форм расширяется как по линии совершенствования существующих, так и создания новых. Материаловедческая, а не только сырьевая направленность использования серы выступает фактором, стимулирующим эти работы. Что касается препарированных форм серы, то они представляют собой вспомогательные продукты или полупродукты с ценными эксплуатационными свойствами, а в ряде случаев и готовые продукты и препараты. Таким образом, в рамках рассмотренных рабочих форм создаются предпосылки для перехода от исходного сырья - товарной серы к конечным продуктам - специальным материалам. Можно ожидать дальнейшего прогресса в этом направлении.

 

Библиография
 
  1. Соколов А.С. // Химия в России.- 1998.- N 1.- С.6.
  2. Кисленко Н.Н., Мотин Н.В., Медведев М.А. и др. // В сб. "Научно-технический прогресс в технологии переработки природного газа и конденсата".- М: 2003.- С.115.
  3. Сангалов Ю.А., Дмитриев Ю.К., Маталинов В.И. и др. // Вестник Башкирского университета.- 2004.- N 2.- С.31.
  4. Природная сера. // Под ред. М.А. Менковского.- М: Химия, 1972.- 240 с.
  5. Менковский М.А., Яворский В.Т. // Технология серы. - М: Химия, 1985.- 328 с.
  6. Грунвальд В.Р. //Технология газовой серы. - М: Химия, 1992.- 272 с.
  7. Кисленко Н.Н., Мотин Н.В., Медведев М.А. и др. // Мат. Межд. конф. "Сера-2002", Австрия, Вена, 2002.- С.1.
  8. Получение и свойства органических соединений серы. //Под ред. Л.И. Беленького.- М: Химия, 1998.- 560 с.
  9. Савин Е.Д., Фролова Н.Г., Неделькин В.И.. // Химия в России.- 2000.- N 10.- С.18.
  10. Сангалов Ю.А. // Вестник Академии наук Республики Башкортостан.- 2001.- Т.6.- N 1.- С.26.
  11. Бороховский В.А., Салюк А.П., Гордиенко Е.Г. и др. // Обзорн. информ. серия: Сера и серная промышленность - М: НИИТЭХИМ, 1985.- 38 с.
  12. Исмагилова З.Ф., Сафин Р.Р., Исмагилов Ф.Р. // Тр. Менделеевского съезда по общей и прикладной химии.- Казань, КГЦ, 2003.- С.174.
  13. ТУ 113-04-322-40 Сера коллоидная - паста.
  14. ТУ 113-04-327-90 Сера 80 % смачивающийся порошок.
  15. ТУ 113-04-232-86 Сера 90 % смачивающийся порошок.
  16. Разумов А.. // Виноград: выращивание и переработка в домашних условиях. - Ташкент: Узбекистан, 1971.- 243 с.
  17. Елесин М.А. // Журнал прикл. химии.- 1996.- Т. 69.- Вып.7.- С.1069.
  18. Препарат для защиты растений (сельское хозяйство). // Каталог НИА "Инпромтех"- Минск, 2002.
  19. Патент РФ N 2256602, 2003.
  20. Патент РФ N 214298; Бюлл.изобр. N 35, 1998.
  21. Рамачандран В., Фельдман Г., Бодуэн Дж. //Наука о бетоне.- М: Стройиздат, 1986.- 278 с.
  22. Помогайло А.Д. // Успехи химии.- 2000.- Т.69.- N1.- С.60.
  23. Угинчус Д.А. // Дисс. на соиск. уч. степ. док. техн. наук - Л: ГИПХ, 1987.
  24. Массалимов И.А., Сангалов Ю.А.. // Хим. пром. Сегодня.- 2004.- N5.- С.11.
  25. Dall'aglio L., Kordek M.. // Mater. Of Intern. Conference Sulfur-99.- Canada, May, 1999.- Р.41-44.
  26. Захарченко П.И. // Справочник резинщика. Материалы резинового производства. - М: Химия, 1971.- 607 с.
  27. Лагутченко С.В., Мухутдинов А.А., Сольяшинова О.А. и др. // Хим. пром.- 2001.- N2.- С. 31.
  28. Проспект "Сера полимерная". // Украина, ЗАО "Добромль", Ивано-Франковск, 2001.
  29. Патент РФ N 2123020, Бюлл.изобр. N 34, 1998.
  30. Патент РФ N 2179391; Бюлл. изобр. N 5, 2002.
  31. Сангалов Ю.А., Романко Т.В., Мусин М.А. // Башк. хим. журн.- 1996.- Т. 3.- N 3-4.- С. 17.
  32. Машковский М.Д. //Лекарственные средства.- М: "Новая волна", 2002.- Т.1.- 540 с.; Т.2.- 608 с.
  33. Сангалов Ю.А., Ильясова А.И.. // Хим. пром. Сегодня.- 2003.- N9.- С. 24.
  34. Акопян Е.Л., Кармилов А.Ю., Никольский В.Г. и др. // Доклады АН СССР.- 1986.- Т.291.- N1.- С. 133.
  35. Ахметханов Р.М., Кадыров Р.Г., Минскер К.С.// Хим. пром.- 2002.- N12.- С. 30.
  36. Сангалов Ю.А., Красулина Н.А., Ильясова А.И. // Хим. пром.- 2002.- N3.- С. 34.
  37. Сангалов Ю.А., Красулина Н.А., Антонова Н.Е.. // Препринт докл. ИНК АН РБ.- Уфа, 2001.- 40 с.
  38. Tobolsky A.V., Macknight U.J. // Polymer Sulfur and Related Polymers. - N.Y.: Polymer Rev., 1965.- 140 c.
  39. Энциклопедия полимеров. // М: Изд. Советская энциклопедия, 1977.- Т.3.- С.49.
  40. Сангалов Ю.А., Дмитриев Ю.К., Лакеев С.Н. и др. // Башк. хим. журнал.- 2004.- Т. 11.- N2.- С.16.
  41. Сангалов Ю.А., Минскер К.С. // Полимеры и сополимеры изобутилена. - Уфа: Гилем АН РБ, 2001.- 384 с.
  42. Лабутин А.Л. // Антикоррозионные и герметизирующие материалы на основе синтетических каучуков. - Л: Химия, 1982.- 214 с.
  43. Патент НРБ N 40411; РЖХИМ 19с526П, 1989.
  44. Гонюх А.В., Аверко-Антонович Л.А., Лиакумович А.Г. и др. // Каучук и резина.- 1992.- N4.- С. 6.
  45. Гонюх А.В., Шарафутдинова Д.Г., Ефремов Ю.Я. и др. // Высокомол. соединения.- 1991.- Т.33А.- N2.- С.298.
  46. Рылова М.В. // Автореф. канд. диссертации.- Казань, КХТУ, 2004.

Сера гранулированная. Сера коллоидная (молотая)

 

СПОСОБ ВНЕСЕНИЯ СЕРЫ САДОВОЙ

 

Внесение гранулированной серы для голубики для подкисления почвы

 

Гранулированная сера для голубики для снижения уровня pH почвы вносится весной или осенью под куст с расчета 50-100 г на один саженец. Гранулированная сера позволяет постепенно повышать кислотность почвы для уже существующих насаждений и удерживать pH на уровне 3-4 единицы. Если же Вам требуется добиться быстрого эффекта, следует использовать молотую серу.

 

Внесение коллоидной серы для голубики для подкисления почвы

 

Коллоидная сера для голубики применяется, зачастую, при посадке саженцев. Вносится она в яму путем равномерного перемешивания с субстратом, из расчета 20 г на 10 л субстрата. Для подкисления грунта для уже существующих насаждений голубики, коллоидная сера вносится рано весной или в середине лета. В таком случае порошковая сера закладывается на глубину 10 см и обильно поливается водой. Расход коллоидной серы составит около 20-40 г на 1 квадратный метр плантации.

 

Внесение коллоидной серы для защиты с/х культур от болезней и вредителей

 

Молотая сера для защиты растений от мучнистой росы, оидиума, парши и клещей вносится путем опрыскивания растений в период вегетации свежеприготовленным раствором. Рабочий раствор готовится из порошковой серы, к которой добавляют воду, непрерывно перемешивая до образования однородной суспензии. Раствор замешивают непосредственно перед применением. Опрыскивание проводят в утреннее или вечернее время, в сухую безветренную погоду. Норма расхода препарата зависит от вида обрабатываемой культуры, и с учетом того, что опрыскивать листья необходимо с двух сторон, так как коллоидная сера не способна проникать в ткани растений.

 

Скорость защитного действия наступает через 3-4 часа после опрыскивания растений раствором коллоидной серы и длится около 8-12 дней, поэтому систематическое использование порошковой серы предполагает проведение повторных обработок через 10-15 дней. Растения обрабатывают коллоидной серой от вредителей и болезней не более 5 раз за сезон. Последняя обработка раствором молотой серы проводится не позже, чем за три дня до сбора урожая.

 

Следует обратить внимание, что большое влияние на активность препарата серы оказывает температура воздуха. Акарицидное действие коллоидной серы (против клещей) проявляется при температуре выше +30°С. Молотая сера против оидиума, мучнистой росы, парши, антракноза и других заболеваний эффективна при температуре воздуха +21…+25°С. Если температура будет ниже +20°С, фунгицидный эффект будет очень слабым из-за недостаточно интенсивного процесса испарения, а при температуре воздуха выше +35°С листья обработанной культуры могут повреждаться. Поэтому чем выше температура окружающей среды, тем ниже должна быть норма расхода препарата сера.

 

Садовая сера коллоидная совместима с большинством фунгицидов, кроме железного купороса и препаратов, содержащих минеральные масла и фосфорорганические инсектициды.

 

ГДЕ КУПИТЬ СЕРУ ГРАНУЛИРОВАННУЮ И КОЛЛОИДНУЮ В УКРАИНЕ?

 

Купить серу гранулированную для голубики и молотую серу от мучнистой росы и оидиума Вы можете, оформив заказ в нашем интернет магазине agrovinn.com или позвонив нам за номером, указанном в контактах.

 

Продажа серы для сада в Виннице осуществляется оптом и в розницу. В наличии имеется гранулированная и коллоидная сера в мешках по 0,5 кг, 1 кг, 10 кг, 25 кг, 40 кг. Возможна поставка молотой и гранулированной серы насыпью в объеме 1 тонна.

 

Приобретенную у нас садовую серу для подкисления почвы Вы можете забрать самостоятельно со склада АгроВинн в г. Винница. Если Вы проживаете не в Виннице, Вы можете заказать серу для сада и огорода с доставкой по Украине, вне зависимости от того, где находится Ваш участок: Киев, Харьков, Днепропетровск, Одесса, Николаев, Херсон, Чернигов, Черкассы, Суммы, Полтава, Запорожье, Житомир, Хмельницкий, Кривой Рог, Черновцы, Тернополь, Львов, Ровно, Ивано-Франковск, Ужгород или Луцк.

 

Обращайтесь! У нас самая выгодная цена на серу гранулированную и коллоидную и самые выгодные условия сотрудничества!

Растворимость элементарной серы в чистых органических растворителях и смесях органический растворитель – ионная жидкость от 293,15 до 353,15 K

Abstract

Растворимость элементарной серы в чистых ароматических и алифатических углеводородах измерялась путем измерения температуры помутнения с использованием метода рассеяния лазерного луча. при атмосферном давлении и температуре от 293,15 до 353,15 К. Обнаружено, что растворимость элементарной серы в исследованных растворителях увеличивается с повышением температуры.Среди испытанных растворителей сера имела самую высокую растворимость в толуоле. Индивидуальный эффект четырех различных ионных жидкостей имидазолия - гексафторфосфата 1-бутил-3-метилимидазолия ([C 4 мим] [PF 6 ]), гексафторфосфата 1-гексил-3-метилимидазолия ([C 6 мим] [PF 6 ]), тетрафторборат 1-бутил-3-метилимидазолия ([C 4 мим] [BF 4 ]) и тетрафторборат 1-гексил-3-метилимидазолия ([C 6 мим] [ BF 4 ]) на растворимость серы в толуоле.Результаты показывают, что как структуры катионов, так и концентрации ионных жидкостей раньше играли важную роль в растворимости элементарной серы. Экспериментальные данные о растворимости элементарной серы могут быть хорошо коррелированы с помощью модифицированного уравнения Апельблата. Наконец, свободная энергия переноса Δ tr G , энтропия переноса Δ tr S и энтальпия переноса Δ tr H элементарной серы из толуола в толуол + [ Смесь C 6 mim] [PF 6 ] определяли на основании измерений растворимости.

Основные особенности

► Растворимость серы в смешанных растворителях, содержащих органическое вещество и ионную жидкость, была детально измерена. ► Модифицированное эмпирическое уравнение Апельблата было использовано для хорошей корреляции экспериментальных данных растворимости серы. ► С точки зрения термодинамики, свободные энергии, энтропии и энтальпии переноса были рассчитаны для изучения поведения растворимости серы.

Ключевые слова

Растворимость

Элементарная сера

Органический растворитель

Ионная жидкость

Смешанный растворитель

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Полный текст

Copyright © 2011 Elsevier B.V. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирование статей

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

серы | Безграничная химия

Свойства серы

Сера горит синим пламенем, не растворяется в воде и образует многоатомные аллотропы.

Цели обучения

Опишите свойства серы.

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Сера образует многоатомные молекулы с различными химическими формулами. Наиболее известным его аллотропом является октасера, S 8 , мягкое твердое вещество желтого цвета со слабым запахом.Из-за изменений межмолекулярных взаимодействий он претерпевает фазовые превращения от α-октасеры до β-полиморфа и до γ-серы при высоких температурах.
  • При температурах выше точки кипения октасеры происходит деполимеризация. Расплавленная сера имеет темно-красный цвет при температуре выше 200 ° C. Различные аллотропы имеют разную плотность около 2 г / см 3 . Стабильные аллотропы - отличные электроизоляторы.
  • Сера горит синим пламенем, образуя двуокись серы с удушающим запахом.Он нерастворим в воде, но растворим в сероуглероде. S + 4 , S 6+ более распространены, чем S 2+ . Более высокие состояния ионизации существуют только с сильными окислителями, такими как фтор, кислород и хлор.
Ключевые термины
  • деполимеризация : разложение полимера на более мелкие фрагменты.
  • октасера ​​: наиболее распространенный аллотроп серы (S8), содержащий восемь атомов в кольце.
  • аллотроп : Любая форма чистого элемента с совершенно иной молекулярной структурой.

октасера ​​

Сера встречается в различных многоатомных аллотропных формах. Самый известный аллотроп - октасера, cyclo-S 8 . Октасера ​​- мягкое твердое вещество ярко-желтого цвета со слабым запахом, похожим на запах спичек. Он плавится при 115,21 ° C, кипит при 444,6 ° C и легко возгоняется.

Циклооктасера ​​: структура молекулы циклооктасеры, S 8 .

При 95,2 ° C, ниже температуры плавления, циклооктасера ​​превращается из α-октасеры в β-полиморф.Структура кольца S 8 практически не изменяется из-за этого фазового перехода, который влияет на межмолекулярные взаимодействия. Между температурами плавления и кипения октасера ​​снова меняет свою аллотропную форму, превращаясь из β-октасеры в γ-серу. Опять же, это сопровождается более низкой плотностью, но повышенной вязкостью из-за образования полимеров. Однако при еще более высоких температурах вязкость уменьшается по мере того, как происходит деполимеризация. Расплавленная сера приобретает темно-красный цвет при температуре выше 200 ° C.Плотность серы составляет около 2 г / см 3 , в зависимости от аллотропа. Все стабильные аллотропы серы являются отличными электрическими изоляторами.

Химические свойства серы

Сера горит синим пламенем, сопровождающимся образованием диоксида серы, отличается своеобразным удушающим запахом. Сера нерастворима в воде, но растворима в сероуглероде и, в меньшей степени, в других неполярных органических растворителях, таких как бензол и толуол. Первая и вторая энергии ионизации серы равны 999.6 и 2252 кДж / моль соответственно. Несмотря на такие цифры, S 2+ встречается редко, а S +4 и S 6+ встречаются чаще. Четвертая и шестая энергии ионизации составляют 4556 и 8495,8 кДж / моль. Величина фигур обусловлена ​​переносом электронов между орбиталями; эти состояния стабильны только с сильными окислителями, такими как фтор, кислород и хлор.

Плавление и горение серы : Сера горит синим пламенем и при плавлении образует кроваво-красную жидкость.

Соединения серы

Сера образует стабильные соединения с большинством элементов, кроме благородных газов.

Цели обучения

Обсудите несколько примеров соединений серы.

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Сероводород имеет слабую кислотность в воде и чрезвычайно токсичен. Сера может образовывать цепи между собой (цепная реакция). Полисульфиды образуются при восстановлении элементарной серы. Полисульфаны - это протонированные полисульфиды.Восстановление серы дает сульфидные соли.
  • Горючая сера образует основные оксиды серы. Оксиды серы образуют множество оксианионов, которые связаны с многочисленными кислотами. Олеум - это раствор пиросерной кислоты и серной кислоты. Пероксиды превращают серу в нестабильные сульфоксиды.
  • Соединения серы с галогенами включают гексафторид серы, дихлорид серы и хлорсерную кислоту. Тионилхлорид - обычный реагент в органическом синтезе. Тетранитрид и тиоцианаты тетрасеры представляют собой соединения серы и азота.Сульфиды фосфора многочисленны.
  • Основные руды многих металлов - сульфиды. Они образуются при реакции сероводорода с солями металлов. Потускнение - это процесс коррозии металла серой.
  • Серосодержащие органические соединения включают тиолы (серные аналоги спиртов) и тиоэфиры (серные аналоги простых эфиров). Соединения со связями углерод – сера встречаются редко. Сероорганические соединения являются причиной некоторых неприятных запахов разлагающихся органических веществ.
  • Серо-серные связи являются структурным компонентом белков, придавая им жесткость. Вулканизация - это процесс нагревания резины и серы до образования дисульфидных мостиков между изопреновыми звеньями полимера. Это увеличивает жесткость резины.
Ключевые термины
  • катенация : способность нескольких элементов, особенно углерода, образовывать цепочки и кольца, образуя ковалентные связи с атомами одного и того же элемента.
  • вулканизация : Процесс отверждения резины с использованием тепла и серы.

Обычные степени окисления серы находятся в диапазоне от -2 до +6. Сера образует устойчивые соединения со всеми элементами, кроме благородных газов. У некоторых органических соединений серы запах зависит от их концентрации. Серосодержащий монотерпеноид меркаптан грейпфрута имеет характерный запах грейпфрута в малых концентрациях, но имеет неприятный запах тиола в больших концентрациях.

Реакции с водородом

При обработке серы водородом образуется сероводород.+ [/ латекс]

Газообразный сероводород и гидросульфид-анион чрезвычайно токсичны для млекопитающих, поскольку они подавляют способность гемоглобина и некоторых цитохромов переносить кислород подобно цианиду и азиду.

Восстановление серы

Восстановление элементарной серы дает полисульфиды, которые состоят из цепочек атомов серы, оканчивающихся центрами S - :

[латекс] 2 \ text {Na} + \ text {S} _8 \ rightarrow \ text {Na} _2 \ text {S} _8 [/ latex]

Лазурит : Лазурит своим синим цветом обязан серному радикалу.

Эта реакция подчеркивает, возможно, единственное наиболее отличительное свойство серы: ее способность катентировать (связываться с собой путем образования цепей). Протонирование этих полисульфид-анионов дает полисульфаны, H 2 S x , где x = 2, 3 и 4.

В конечном итоге восстановление серы дает сульфидные соли:

[латекс] 16 \ text {Na} + \ text {S} _8 \ rightarrow 8 \ text {Na} _2 \ text {S} [/ latex]

Взаимное превращение этих веществ используется в натриево-серных батареях.

Анион-радикал S 3 - придает голубой цвет минералу лазурита. С очень сильными окислителями S 8 может быть окислен, например, с образованием бициклического S 8 2+ .

Оксиды серы

Основные оксиды серы получают сжиганием серы:

[латекс] \ text {S} + \ text {O} _2 \ rightarrow \ text {SO} _2 [/ latex],

[латекс] 2 \ text {SO} _2 + \ text {O} _2 \ rightarrow 2 \ text {SO} _3 [/ latex]

Известны и другие оксиды - монооксид серы и моно- и диоксиды серы, но они нестабильны.Оксиды серы образуют многочисленные оксианионы с формулой SO n 2–. Диоксид серы и сульфиты (SO 3 2-) относятся к нестабильной сернистой кислоте (H 2 SO 3 ). Триоксид и сульфаты серы (SO 4 2-) относятся к серной кислоте. Серная кислота и SO 3 объединяются с образованием олеума, раствора пиросерной кислоты (H 2 S 2 O 7 ) в серной кислоте.

Пероксиды превращают серу в нестабильные соединения, такие как S 8 O, сульфоксид.Пероксимоносерная кислота (H 2 SO 5 ) и пероксидисерные кислоты (H 2 S 2 O 8 ) образуются под действием SO 3 на концентрированный H 2 O 2, и H 2 SO 4 на концентрированном H 2 O 2 , соответственно. Тиосульфатные соли (S 2 O 3 2-), иногда называемые «гипосульфитами», используются в фотографической фиксации (HYPO) и в качестве восстановителей.Эти соли содержат серу в двух степенях окисления. Дитионит натрия (S 2 O 4 2-) содержит анион дитионита с более высокой степенью восстановления; дитионат натрия (Na 2 S 2 O 6 ) является первым членом политионовой кислоты (H 2 S n O 6 ), где n может варьироваться от 3 до многих.

Пероксидисерная кислота : Пероксидисерная кислота (H 2 S 2 O 8 ) образуется под действием H 2 SO 4 на концентрированном H 2 O 2 .

Галогениды серы

Существует два основных фторида серы. Гексафторид серы - это плотный газ, используемый в качестве инертного и нетоксичного пропеллента. Тетрафторид серы - редко используемый органический реагент, который очень токсичен. Их хлорированные аналоги - дихлорид серы и монохлорид серы. Сульфурилхлорид и хлорсерная кислота являются производными серной кислоты; тионилхлорид (SOCl 2 ) - обычный реагент в органическом синтезе.

Соединения серы и азота

Важным соединением S – N является каркасный тетранитрид тетрасеры (S 4 N 4 ).Нагревание этого соединения дает полимерный нитрид серы ((SN) x), который имеет металлические свойства, даже если он не содержит атомов металла. Тиоцианаты содержат группу SCN - . Окисление тиоцианата дает тиоцианоген, (SCN) 2 со связностью NCS – SCN. Сульфиды фосфора многочисленны.

Сера с металлами

Основные руды меди, цинка, никеля, кобальта, молибдена и других металлов - сульфиды. Эти материалы, как правило, представляют собой полупроводники темного цвета, которые не подвержены воздействию воды или даже многих кислот.Они образуются при реакции сероводорода с солями металлов. Минерал галенит (PbS) был первым продемонстрированным полупроводником. Он использовался в качестве выпрямителя сигнала в кошачьих усах ранних кристаллических радиоприемников. Облагораживание этих руд, обычно путем обжига, является дорогостоящим и экологически опасным. Сера разъедает многие металлы в результате процесса, называемого потускнением.

Органические соединения с серой

Ниже приведены некоторые из основных классов серосодержащих органических соединений:

  • Тиолы или меркаптаны (поскольку они захватывают ртуть в качестве хелаторов) являются серными аналогами спиртов; обработка тиолов основанием дает ионы тиолата.
  • Тиоэфиры - серные аналоги простых эфиров. Ионы сульфония имеют три группы, присоединенные к катионному серному центру. Диметилсульфониопропионат (DMSP) является одним из таких соединений, важных в круговороте морской органической серы.
  • Сульфоксиды и сульфоны - это тиоэфиры с одним и двумя атомами кислорода, присоединенными к атому серы, соответственно. Самый простой сульфоксид, диметилсульфоксид, является обычным растворителем; обычный сульфон - сульфолан. Сульфоновые кислоты используются во многих моющих средствах.
  • Соединения со связями углерод-сера встречаются редко, за исключением сероуглерода, летучей бесцветной жидкости, структурно подобной диоксиду углерода.В отличие от монооксида углерода, моносульфид углерода стабилен только как разбавленный газ, например, в межзвездной среде. Сероорганические соединения являются причиной некоторых неприятных запахов разлагающихся органических веществ.

Вулканизация

Сера-серные связи являются структурным компонентом, повышающим жесткость резины, аналогичным биологической роли дисульфидных мостиков в повышении жесткости белков. В наиболее распространенном типе промышленного «отверждения» или упрочнения и упрочнения натурального каучука элементарная сера нагревается вместе с каучуком до тех пор, пока химические реакции не образуют дисульфидные мостики между изопреновыми звеньями полимера.Из-за тепла и серы этот процесс был назван вулканизацией в честь римского бога кузницы и вулканизма.

Растворимость соединений серы в промышленных физических растворителях и ионной жидкости по результатам моделирования методом Монте-Карло

Заголовок

Растворимость соединений серы в промышленных физических растворителях и ионной жидкости по результатам моделирования методом Монте-Карло

Автор

Джамали, S.H. (ТУ Делфтская инженерная термодинамика)
Рамдин, М.(TU Delft Engineering Thermodynamics)
Becker, T. (TU Delft Engineering Thermodynamics)
Torres-Knoop, Ariana (University of Amsterdam)
Dubbeldam, D. (University of Amsterdam)
Buijs, W. (TU Delft Engineering Thermodynamics)
Влугт, TJH (ТУ Делфтская инженерная термодинамика)

Дата

2017

Абстрактный

Природный газ, синтез-газ и дымовой газ обычно содержат большое количество примесей (например,g., кислые газы), которые следует удалять во избежание экологических и технологических проблем, а также в соответствии с требованиями заказчика. Один из подходов заключается в использовании физических растворителей для удаления кислых газов. Если экспериментальные данные отсутствуют, данные о растворимости, необходимые для разработки процесса подслащивания, могут быть получены путем молекулярного моделирования. Здесь моделирование методом Монте-Карло (MC) используется для вычисления растворимости молекул газа, т. Е. Карбонилсульфида, сероуглерода, диоксида серы, сероводорода, метилмеркаптана, диоксида углерода и метана в коммерческих растворителях тетраэтиленгликоль-диметил -эфир (Selexol), н-метил-2-пирролидон, пропиленкарбонат, метанол (Rectisol) и ионная жидкость 1-бутил-3-метилимидазолий бис (трифторметилсульфонил) имид ([bmim] [Tf2N]).Коэффициенты Генри газов в исследуемых растворителях получают из вычисленных значений растворимости. Отношение коэффициентов Генри используется для вычисления идеальной селективности растворителей. Солюбилиты и селективности, рассчитанные на основе моделирования MC, сравниваются с имеющимися экспериментальными данными. Приведены некоторые рекомендации по удалению кислых газов с использованием исследуемых растворителей. Ректизол - лучший растворитель для удаления кислых газов, но его следует использовать при низких температурах. Селексол и ионная жидкость обладают одинаковой селективностью по отношению к соединениям серы по отношению к метану и могут использоваться при повышенных давлениях и температурах, поскольку оба имеют низкое давление пара.Растворимость сероуглерода, диоксида серы и метилмеркаптана в этих растворителях самая высокая. Следовательно, эти компоненты могут быть легко удалены до сероводорода, карбонилсульфида и диоксида углерода в предварительном абсорбере.

Предмет

Кислые газы
Улавливание углерода
Молекулярное моделирование
Природный газ
Осмотический ансамбль
Соединения серы

Для ссылки на этот документ используйте:

http: // resolver.tudelft.nl/uuid:79af2dcc-3323-48bb-af82-cb00622c5675

DOI

https://doi.org/10.1016/j.fluid.2016.11.015

Дата эмбарго

2019-02-01

ISSN

0378-3812

Источник

Равновесия жидкой фазы, 433, 50-55

Библиографическая справка

Рукопись принятого автора

Часть коллекции

Институциональный репозиторий

Тип документа

журнальная статья

Права

© 2017 С.Х. Джамали, М. Рамдин, Т. Беккер, Ариана Торрес-Кнуп, Д. Дуббельдам, В. Буйс, Т.Дж.Х. Vlugt

Сообщение

- Влияние растворимости полисульфида лития на емкость литий-серных элементов

Понимание поведения литиевых (Li) -серных (S) элементов в условиях насыщения полисульфидом лития (LiPS), особенно определение того, является ли растворимость LiPS внутренним пределом емкости элементов, представляет большой интерес для разработки высокой плотности энергии Li -S батареи.В этой работе наборы Li-S ячеек были протестированы в соответствии с разработанными сценариями, чтобы продемонстрировать влияние растворимости LiPS на емкость ячеек. Было обнаружено, что при достижении предела растворимости LiPS, хотя сера может быть восстановлена ​​до твердотельного LiPS, она не может далее преобразовываться в последующие продукты разряда и вносить вклад в емкость элемента.

Аккумуляторы

Li-S с теоретической удельной емкостью 1672 мАч -1 являются одними из наиболее многообещающих кандидатов для аккумуляторных батарей следующего поколения из-за высокой плотности энергии, низкой стоимости сырья и экологичности. 1 Большинство текущих исследований Li-S аккумуляторов проводилось с использованием LiPS-растворимых электролитов. Хотя растворение LiPS вызывает паразитные окислительно-восстановительные челночные реакции, электролит с высокой растворимостью LiPS и низкой вязкостью по-прежнему благоприятен для использования с высоким содержанием серы и быстрой кинетики реакции.

Среди различных технических проблем, связанных с Li-S аккумуляторами, проблема растворимости LiPS менее известна из-за обычно высоких соотношений электролит / сера (E / S в мл г -1 ), используемых в литературе, так что установленные LiPS концентрации значительно ниже предела растворимости.Фактически, плотность энергии практических Li-S батарей сильно зависит от соотношения E / S. 2–4 Отношение E / S устанавливает верхний предел растворения LiPS, а максимальная растворимость частиц LiPS, указанная в широко используемом растворе эфира ([S] = ~ 6 M) 5 соответствует E / S соотношение 5,2 мл г -1 . Если минимальное соотношение E / S определяется растворимостью LiPS, то в приведенном выше случае вес электролита будет преобладать над весом батареи, а теоретическая удельная энергия идеального элемента Li-S составляет менее 500 Вт · ч кг -1 (см. Материал).Следовательно, достижение обратимой электрохимии в условиях низкого отношения E / S необходимо для успешной коммерциализации системы Li-S с высокой плотностью энергии, и предел растворимости LiPS станет критической проблемой в условиях обедненного электролита.

В этой работе три типа катодов, то есть катоды без серы, катоды серы с твердотельной загрузкой LiPS (обозначаемые как катоды C / LiPS) и катоды серы с загрузкой серы (обозначаемые как катоды C / S), были испытаны в условиях разработаны сценарии, демонстрирующие влияние растворимости LiPS на емкость клеток.

Отдельно стоящая трехмерная макропористая пена из углеродных нанотрубок (УНТ) использовалась в качестве серной основы, метод синтеза которой был описан в другом месте. 6,7 Обеспечивает постоянную углеродную нагрузку и исключает необходимость использования токосъемника. Полученная пена имеет контролируемую толщину ~ 100 мкм и пористость ~ 94%. Выбранные частицы LiPS Li 2 S 8 получали смешиванием стехиометрических количеств коммерческого порошка серы и порошка Li 2 S в растворе 1,2-диметоксиэтана (DME).Раствор предшественника нагревали при 45 ° C и интенсивно перемешивали в течение 48 часов с получением растворенного раствора. В перчаточном боксе, заполненном аргоном, катоды C / LiPS получали путем вымачивания пен УНТ в растворе LiPS с контролируемой концентрацией в течение контролируемого периода времени и, наконец, сушили в течение ночи для испарения растворителя. Катод C / LiPS №1, №2 и №3 имеет загрузку LiPS ~ 4 мг, 2 мг и 1 мг соответственно. Катоды C / S были изготовлены путем пропитывания серы в пену УНТ методом диффузии плавления.Катод №1, №2 и №3 C / S имеет содержание серы ~ 4 мг, 2 мг и 1 мг соответственно.

Стандартный используемый электролит состоял из 1 М бис (трифторметан) сульфонимидной Li соли (LiTFSI) и 0,1 М LiNO 3 в DME: 1,3-диоксолане (DOL) (1: 1 по объему). Электролит с высоким содержанием соли Li состоит из 5 M LiTFSI в DME: DOL (1: 1 по объему). Католит Li 2 S 8 был приготовлен описанным выше способом, за исключением того, что в качестве холостого электролита использовался 0,5 M LiTFSI и 0.1 M LiNO 3 в DME: DOL (1: 1 по объему).

Катод в исходном состоянии был собран с сепаратором из стекловолокна и анодом из литиевой фольги впоследствии в монетный элемент типа CR2032. Во все ячейки использовали 60 мкл электролита. Собранные Li-S элементы разряжались в гальваностатическом режиме при плотности тока 0,4 мА · см −2 . Измерение циклической вольтамперометрии (CV) проводилось Gamry Instruments-Reference 3000 при скорости сканирования 0,1 мВ с -1 .

Рис.1 представлены профили разряда и ВАХ Li-S элементов с электролитом из обычных солей и солей с высоким содержанием лития. В качестве катодов использовались катоды №2 C / LiPS. В экспериментах был выбран первый восстановленный продукт серы, то есть Li 2 S 8 , так что состояние перенасыщения должно было возникнуть на ранней стадии разряда. В Li-S-элементе с обычным электролитом четко видны два плато разряда, которые соответствуют двум катодным пикам на его кривой CV.Результат является ожидаемым, поскольку твердотельный LiPS сначала растворяется в обычном электролите и запускает хорошо охарактеризованные двухступенчатые реакции восстановления, то есть преобразование LiPS высокого порядка Li 2 S n (6 2 S n (2 2 S в твердой фазе. Когда вместо этого использовался электролит с высоким содержанием соли Li, растворимость LiPS могла бы значительно снизиться из-за общего ионного эффекта. 8 Профиль напряжения все еще имеет двухступенчатую форму, но рабочее напряжение смещается к более низкому значению из-за повышенной поляризации ячейки, что постоянно наблюдалось другими, которые использовали композиты C / S в качестве катодов в аналогичных условиях. 8,9 Значительно уменьшенная пиковая сила тока также предполагает, что скорость реакции была ниже в электролите с высоким содержанием соли лития. В результате можно было бы сделать вывод, что восстановление Li 2 S 8 может происходить либо по растворимому, либо по нерастворимому пути, как показано на рис.2. Хотя растворение LiPS не является предпосылкой для последующих электрохимических реакций, оно обеспечивает более быструю кинетику реакции по сравнению с твердофазной реакцией.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 1. (a) Профили напряжения Li-S элементов с обычным электролитом и электролитом с высоким содержанием соли лития; (б) CV-кривые Li-S ячеек с обычным электролитом и электролитом с высоким содержанием солей Li.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 2. Схема, показывающая возможные пути восстановления Li 2 S 8 в клетках Li-S.

Другой набор испытаний был проведен с использованием катодов C / S, соединенных с католитом L 2 S 8 ([S] = 5 M). Чрезвычайно высокая концентрация LiPS вместе с со-солями делала раствор почти насыщенным, что препятствовало дальнейшему растворению вновь образованного LiPS.Как видно на рис. 3, емкости верхнего плато на профилях напряжения показывают монотонную тенденцию к увеличению с увеличением содержания серы в катоде. Повышенные емкости в относительно плоской области на ранней стадии разряда объясняются восстановлением серы до Li 2 S 8 , в то время как емкости, связанные с преобразованием LiPS высокого порядка в LiPS низкого порядка (обозначены как штриховые линии на профилях напряжения) практически не изменились. Приведенные выше результаты предполагают, что восстановление серы до Li 2 S 8 не тормозилось высокой концентрацией Li 2 S 8 в электролите.Поскольку электролит был почти насыщен LiPS, вновь созданный LiPS находился в основном в твердом состоянии. Однако сгенерированный Li 2 S 8 больше не преобразовывался в LiPS низкого порядка, что указывает на то, что полное использование активного материала было запрещено из-за предела растворимости LiPS. Также было замечено, что общая емкость ячейки с катодами C / S уменьшилась по сравнению с емкостью с катодом из пеноматериала CNT без серы, что может быть результатом увеличения внутреннего сопротивления переносу заряда, вызванного непрореагировавшей серой в катодах.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 3. Профили напряжения Li-S элементов с катодами C / S и католитом Li 2 S 8 ([S] = 5 M). Катоды

C / LiPS были позже испытаны в тех же условиях. Ожидается лучшее освещение, так как в этом сценарии все емкости клеток происходят от уменьшения одного вида LiPS. Как видно из профилей напряжения на рис.4, общие емкости, особенно емкости верхнего плато, остаются почти неизменными независимо от нагрузки твердотельного LiPS. Также нет никакого дополнительного увеличения емкости даже при разряде ячеек до 1,2 В (см. Рис. S1 в дополнительных материалах). Несмотря на возможные пути либо жидкой фазы, растворимой в LiPS, либо нерастворимой в LiPS твердой фазы, в экспериментах наблюдалась только жидкофазная реакция для LiPS. Возможная причина заключается в том, что существует конкуренция между двумя реакционными путями, и путь, растворимый в LiPS, преобладает в жидкой клетке из-за его гораздо более высокой скорости реакции.Таким образом, емкость ячейки почти полностью обеспечивается за счет LiPS в электролите, в то время как растворимость LiPS определяет максимальное количество растворенных частиц LiPS, доступных для последующих электрохимических реакций. Добавление твердотельного PS больше не увеличивало емкость ячейки после достижения состояния перенасыщения.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 4. Профили напряжения Li-S элементов с катодами C / LiPS и католитом Li 2 S 8 ([S] = 5 M).

Хотя общую окислительно-восстановительную реакцию Li-S элемента можно описать простой реакцией серы с Li с образованием Li 2 S, восстановление серы проходит через несколько отдельных этапов, и поэтому полное использование активного материала зависит от о полном преобразовании каждого промежуточного вида LiPS. Комбинированные результаты, приведенные выше, предполагают, что в обычном Li-S элементе, когда достигается предел растворимости LiPS, хотя сера может быть восстановлена ​​до твердотельного LiPS, следующая реакция восстановления происходит исключительно в жидкой фазе, и максимальное количество частиц LiPS, доступных для реакции, составляет ограничивается растворимостью LiPS.Таким образом, растворимость LiPS станет внутренним пределом емкости Li-S элементов.

Теоретическая плотность энергии Li-S батарей сильно зависит от соотношения E / S элемента. Когда минимальное соотношение E / S определяется растворимостью LiPS в текущем органическом электролите, теоретическая плотность энергии Li-S батарей станет менее привлекательной. Здесь некоторые разработанные сценарии были оценены на предмет влияния растворимости LiPS на емкость клеток. Было обнаружено, что при достижении растворимости LiPS, хотя сера может быть восстановлена ​​до твердого состояния LiPS, она не будет в дальнейшем вносить вклад в емкость ячейки.Поскольку снижение отношения E / S необходимо для повышения плотности энергии Li-S батарей, а растворимость LiPS будет внутренним пределом при условии низкого E / S, важность растворимости LiPS не может быть упущена из виду. Существует острая необходимость в исследованиях химии электролитов и электродов для улучшения кинетики реакции в условиях, насыщенных LiPS или нерастворимых в LiPS.

Эта работа была поддержана Power Division армии США по контракту № GTS-S-15-014.

ICSC 0958 - МОНОХЛОРИД СЕРЫ

ICSC 0958 - МОНОХЛОРИД СЕРЫ
МОНОХЛОРИД СЕРЫ ICSC: 0958
Хлорид серы
Дихлорид дисеры
Субхлорид серы
июль 1997 г.
Номер CAS: 10025-67-9
№ ООН: 1828
Номер ЕС: 233-036-2

ОСТРАЯ ОПАСНОСТЬ ПРОФИЛАКТИКА ПОЖАРНАЯ СИСТЕМА
ПОЖАР И ВЗРЫВ Горючие.При пожаре выделяет раздражающие или токсичные пары (или газы). НЕТ открытого огня. Используйте порошок, двуокись углерода. ЗАПРЕЩАЕТСЯ использовать водные агенты. Нет воды. В случае пожара: охладите бочки и т. Д., Обрызгав их водой. НЕ ДОПУСКАЙТЕ прямого контакта с водой.

ИЗБЕГАЙТЕ ВСЕХ КОНТАКТОВ!
СИМПТОМЫ ПРОФИЛАКТИКА ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ
Вдыхание Боль в горле.Кашель. Обжигающее ощущение. Сбивчивое дыхание. Затрудненное дыхание. Симптомы могут проявиться позже. См. Примечания. Используйте вентиляцию, местную вытяжку или средства защиты органов дыхания. Свежий воздух, отдых. Полупрямое положение. Может потребоваться искусственное дыхание. Обратитесь за медицинской помощью.
Кожа Боль. Покраснение. Волдыри. Ожоги кожи. Защитные перчатки. Защитная одежда. Снимите загрязненную одежду.Промыть кожу большим количеством воды или принять душ. Обратитесь за медицинской помощью.
Глаза Боль. Покраснение. Сильные глубокие ожоги. Потеря зрения. Используйте защитную маску или защиту для глаз в сочетании с защитой органов дыхания. Сначала промойте большим количеством воды в течение нескольких минут (снимите контактные линзы, если это легко возможно), затем обратитесь за медицинской помощью.
Проглатывание Ощущение жжения.Боль в животе. Шок или коллапс. Не ешьте, не пейте и не курите во время работы. Прополоскать рот. Не вызывает рвоту. Обратитесь за медицинской помощью.

УТИЛИЗАЦИЯ РАЗЛИВОВ КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА
Проконсультируйтесь со специалистом! Персональная защита: костюм химической защиты, включая автономный дыхательный аппарат.Вентиляция. Осторожно нейтрализуйте пролитую жидкость смесью сухой кальцинированной соды и гашеной извести.

Согласно критериям СГС ООН

Транспортировка
Классификация ООН
Класс опасности ООН: 8; Группа упаковки ООН: I

ХРАНЕНИЕ
Отдельно от сильных окислителей, пероксидов, оксидов фосфора, органических соединений, пищевых продуктов и кормов.Прохладный. Сухой. Хорошо закрыто. Вентиляция по полу.
УПАКОВКА
Не перевозить вместе с продуктами питания и кормами.

Подготовлено международной группой экспертов от имени МОТ и ВОЗ, при финансовой поддержке Европейской комиссии.
© МОТ и ВОЗ, 2017 г.

МОНОХЛОРИД СЕРЫ ICSC: 0958
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Физическое состояние; Внешний вид
МАСЛЯННАЯ ДЫМАЯ ЖИДКОСТЬ С РЕЗКИМ ЗАПАХОМ ОТ СВЕТЛОГО ЯНТАРНОГО ДО ЖЕЛТОВОГО КРАСНОГО.

Физическая опасность

Химическая опасность
Разлагается при нагревании и при горении. При этом образуются токсичные и едкие пары, включая хлористый водород, сероводород и оксиды серы. Реагирует с пероксидами, оксидами фосфора и некоторыми органическими соединениями. Это создает опасность пожара и взрыва. Реагирует бурно с водой. Это производит серу, хлористый водород, диоксид серы, сероводород, сульфит и тиосульфат.Агрессивно в отношении многих металлов в присутствии воды.

Формула: Cl 2 S 2
Молекулярная масса: 135,03
Точка кипения: 138 ° C
Точка плавления: -77 ° C
Относительная плотность (вода = 1): 1,7
Растворимость в воде: реакция
Давление пара, кПа при 20 ° C: 0,90
Относительная плотность пара (воздух = 1 ): 4,7
Относительная плотность смеси пар / воздух при 20 ° C (воздух = 1): 1,03
Температура вспышки: 118,5 ° C куб. См.
Температура самовоспламенения: 234 ° C


ВОЗДЕЙСТВИЕ И ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ

Пути воздействия
Вещество может всасываться в организм при вдыхании паров и при приеме внутрь.

Эффекты краткосрочного воздействия
Слезотечение. Вещество оказывает разъедающее действие на глаза, кожу и дыхательные пути. Разъедает при проглатывании. Вдыхание паров может вызвать отек легких. См. Примечания. Эффекты могут быть отложены. Показано медицинское наблюдение.

Риск при вдыхании
Опасное загрязнение воздуха может быть достигнуто очень быстро при испарении этого вещества при 20 ° C.

Последствия длительного или многократного воздействия


ПРЕДЕЛЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РАБОТЕ
TLV: 1 ppm как STEL


ПРИМЕЧАНИЯ
Реагирует бурно с такими средствами пожаротушения, как вода.
Предел профессионального воздействия не должен превышаться во время любой части рабочего воздействия.
Симптомы отека легких часто проявляются только через несколько часов и усугубляются физическим усилием.
Поэтому необходим отдых и медицинское наблюдение.
Следует рассмотреть возможность немедленного введения соответствующего спрея врачом или уполномоченным им лицом.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Классификация ЕС
Символ: T, C, N; R: 14-20-25-29-35-50; С: (1/2) -26-36 / 37 / 39-45-61

Все права защищены.Опубликованные материалы распространяются без каких-либо явных или подразумеваемых гарантий. Ни МОТ, ни ВОЗ, ни Европейская комиссия не несут ответственности за интерпретацию и использование информации, содержащейся в этом материале.
    Смотрите также:
       Токсикологические сокращения
 
.

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *