Характеристика вещества сера – Урок №17. Сера. Аллотропия серы. Физические и химические свойства серы. Применение

mineralpro.ru

Характеристика химического элемента №16 (Сера)

Южно-Уральский государственный университет

Миасский машиностроительный факультет.

Кафедра Технологии производства машин.

Итоговый реферат.

«Характеристика химического элемента

№16 (Сера)»

ММФ-144

Выполнил: Лобзев Е.А.

Проверил: Мельнеченко В.Г.

Миасс 2001

План.

1.История открытия элемента.

2.Распростронение элемента в природе.

3.Физические свойства.

4.Химические свойства.

5.Получение.

6.Приминение.

История открытия элемента. Сера (англ. Sulfur, франц. Sufre, нем. Schwefel) в самородном состоянии, а также в виде сернистых соединений известна с самых древнейших времен. С запахом горящей серы, удушающим действием сернистого газа и отвратительным запахом сероводорода человек познакомился, вероятно, еще в доисторические времена. Именно из-за этих свойств сера использовалась жрецами в составе священных курений при религиозных обрядах. Сера считалась произведением сверхчеловеческих существ из мира духов или подземных богов. Очень давно сера стала применяться в составе различных горючих смесей для военных целей. Уже у Гомера описаны «сернистые испарения», смертельное действие выделений горящей серы. Сера, вероятно, входила в состав «греческого огня», наводившего ужас на противников. Около VIII в. китайцы стали использовать ее в пиротехнических смесях, в частности, в смеси типа пороха. Горючесть серы, легкость, с которой она соединяется с металлами с образованием сульфидов (например, на поверхности кусков металла), объясняют то, что ее считали «принципом горючести» и обязательной составной частью металлических руд. Пресвитер Теофил (XI в.) описывает способ окислительного обжига сульфидной медной руды, известный, вероятно, еще в древнем Египте. В период арабской алхимии возникла ртутно-серная теория состава металлов, согласно которой сера почиталась обязательной составной частью (отцом) всех металлов. В дальнейшем она стала одним из трех принципов алхимиков, а позднее «принцип горючести» явился основой теории флогистона. Элементарную природу серы установил Лавуазье в своих опытах по сжиганию. С введением пороха в Европе началось развитие добычи природной серы, а также разработка способа получения ее из пиритов; последний был распространен в древней Руси. Впервые в литературе он описан у Агриколы. Происхождение лат. Sulfur неясно. Полагают, что это название заимствовано от греков. В литературе алхимического периода сера часто фигурирует под различными тайными названиями. У Руланда можно найти, например, названия Zarnec (объяснение «яйца с огнем»), Thucios (живая сера), Terra foetida, spiritus foetens, Scorith, Pater и др. Древнерусское название «сера» употребляется уже очень давно. Под ним подразумевались разные горючие и дурно пахнущие вещества, смолы, физиологические выделения (сера в ушах и пр.). По-видимому, это название происходит от санскритского сirа (светло-желтый). С ним связано слово «серый», т. е. неопределенного цвета, что, в частности, относится к смолам. Второе древнерусское название серы — жупел (сера горючая) — тоже содержит в себе понятие не только горючести, но и дурного запаха. Как объясняют филологи, нем. Schwefel имеет санскритский корень swep (спать, англо-саксонское sweblan — убивать), что, возможно, связано с ядовитыми свойствами сернистого газа.(3)

Распространение элемента в природе. Сера широко распространена в природе. Она составляет 0,05% массы земной коры. В свободном состоянии (самородная сера) в больших количествах встречается в Италии (острова Сицилия) и США. Месторождения самородной серы имеются в Поволжье, в государствах Средней Азии, в Крыму и других районах.

Сера часто встречается в виде соединений с другими элементами. Важнейшими ее природными соединениями являются сульфиды металлов: FeS₂ — железный колчедан, или пирит; ZnS — цинковая обманка; PbS — свинцовый блеск; HgS — киноварь и др., атакжесоли серной кислоты (кристаллогидраты): СаSO_{4 ×} 2Н₂ O — гипс, Na₂ SO₄ × 10H₂ O — глауберова соль, МgSО₄ × 7H₂ O — горькая соль и др.(2)

Физические свойства. Сера — твердое хрупкое вещество желтого цвета. В воде практически нерастворима, но хорошо растворяется в сероуглероде, анилине и некоторых других растворителях. Плохо проводит теплоту и электричество. Сера образует несколько аллотропных модификаций — сера ромбическая, моноклинная, пластическая. Наиболее устойчивой модификацией является ромбическая сера, в нее самопроизвольно через некоторое время превращаются все остальные модификации.

При 444,6 °С сера кипит, образуя пары темно-бурого цвета. Если их быстро охладить, то получается тонкий порошок, состоящий из мельчайших кристаллов серы, называемый серным цветом.

Температура плавления, ° С 112,8 . Температура кипения, ° С 444,6

В этих реакциях сера является восстановителем. Нужно подчеркнуть, что оксид серы (VI) может образовываться только в присутствии Pt или V₂ O₅ и высоком давлении .

удаления разлитой ртути, пары которой являются сильным ядом.(3)

Несколько примеров соединений серы.

Эту реакцию часто проводят в аппарате Киппа.

Сероводородная кислота, так же как и сероводород, — типичный восстановитель.

Сульфиды. Например, Na₂ S — сульфид натрия, NaHS — гидросульфид натрия.

Гидросульфиды почти все хорошо растворимы в воде. Сульфиды щелочных и щелочно-земельных металлов также растворимы в воде, а остальных металлов практически нерастворимы или мало растворимы; некоторые из них не растворяются и в разбавленных кислотах. Поэтому такие сульфиды можно легко получить, пропускаясероводород через соли соответствующего металла, например:

Некоторые сульфиды имеют характерную окраску: CuS и PbS — черную, CdS — желтую, ZnS — белую, MnS — розовую, SnS — коричневую, Sb₂ S₃ — оранжевую и т. д. На различной растворимоcти сульфидов и различной окраске многих из них основан качественный анализ катионов.(4)

Оксид серы (IV).Оксид серы (IV), или сернистый газ, при обычных условиях — бесцветный газ с резким, удушливым запахом. При охлаждении до -10°

mirznanii.com

Физические и химические свойства серы

Сера – довольно распространенный в природе химический элемент (шестнадцатый по содержанию в земной коре и шестой – в природных водах). Встречаются как самородная сера (свободное состояние элемента) так и ее соединения.

Сера в природе

В числе важнейших природных минералов серы можно назвать железный колчедан, сфалерит, галенит, киноварь, антимонит. В Мировом океане содержится в основном в виде сульфатов кальция, магния и натрия, обуславливающих жесткость природных вод.

Как получают серу?

Добыча серных руд производится разными методами. Основным способом получения серы является ее выплавка непосредственно в местах залегания.

Открытый способ добычи предусматривает использование экскаваторов, снимающих породные пласты, которые покрывают серную руду. После дробления пластов руды взрывами их направляют на сероплавильный завод.

В промышленности серу получают как побочный продукт процессов в печах для плавки, при нефтепереработке. В больших количествах она присутствует в природном газе (в виде сернистого ангидрида или сероводорода), при добыче которого откладывается на стенках применяемого оборудования. Уловленную из газа мелкодисперсную серу используют в химической промышленности в качестве сырья для производства различной продукции.

Данное вещество можно получать и из природного сернистого газа. Для этого используется метод Клауса. Он заключается в применении «серных ям», в которых происходит дегазация серы. Результатом является модифицированная сера, широко использующаяся в производстве асфальта.

Основные аллотропические модификации серы

Сере присуща аллотропия. Известно большое количество аллотропических модификаций. Наиболее известными являются ромбическая (кристаллическая), моноклинная (игольчатая) и пластическая сера. Первые две модификации являются устойчивыми, третья при затвердевании превращается в ромбическую.

Физические свойства, характеризующие серу

Молекулы ромбической (α-S) и моноклинной (β-S) модификаций содержат по 8 атомов серы, которые соединены в замкнутый цикл одинарными ковалентными связями.

В обычных условиях сера имеет ромбическую модификацию. Представляет собой желтое твердое кристаллическое вещество с плотностью 2,07 г/см³. Плавится при 113 °C. Плотность моноклинной серы составляет 1,96 г/см³, температура ее плавления равна 119,3 °C.

При плавлении сера увеличивается в объеме и становится желтой жидкостью, которая буреет при температуре 160 °C и превращается в вязкую темно-коричневую массу при достижении около 190 °C. При температурах, превышающих это значение, вязкость серы уменьшается. При около 300 °C она снова переходит в жидкое текучее состояние. Это объясняется тем, что в процессе нагревания сера полимеризуется, с повышением температуры увеличивая длину цепочки. А при достижении температурного значения свыше 190 °C наблюдается разрушение полимерных звеньев.

При охлаждении расплава серы естественным путем в цилиндрических тиглях образуется так называемая комовая сера — ромбические кристаллы крупных размеров, имеющие искаженную форму в виде октаэдров с частично «срезанными» гранями или углами.

Если расплавленное вещество подвергнуть резкому охлаждению (к примеру, при помощи холодной воды), то можно получить пластическую серу, представляющую собой упругую каучукоподобную массу коричневатого или темно-красного цвета с плотностью 2,046 г/см³. Данная модификация, в отличие от ромбической и моноклинной, является неустойчивой. Постепенно (в течение нескольких часов) она меняет окраску на желтую, становится хрупкой и превращается в ромбическую.

При замораживании паров серы (сильно нагретых) жидким азотом образуется ее пурпурная модификация, которая является устойчивой при температурах ниже минус 80 °C.

В водной среде сера практически не растворяется. Однако характеризуется хорошей растворимостью в органических растворителях. Плохо проводит электричество и тепло.

Температура кипения серы равна 444,6 °C. Процесс кипения сопровождается выделением оранжево-желтых паров, состоящих преимущественно из молекул S₈, которые при последующем нагревании диссоциируют, в результате чего образуются равновесные формы S₆, S₄ и S₂. Далее при нагревании происходит распад крупных молекул, и при температуре выше 900 градусов пары состоят практически только из молекул S_2, диссоциирующих на атомы при 1500 °С.

Какими химическими свойствами обладает сера?

Сера является типичным неметаллом. Химически активна. Окислительно—восстановительные свойства серы проявляются по отношению к множеству элементов. При нагревании легко соединяется практически со всеми элементами, что объясняет ее обязательное присутствие в металлических рудах. Исключение составляют Pt, Au, I₂, N₂ и инертные газы. Степени окисления, которые проявляет сера в соединениях, -2, +4, +6.

Свойства серы и кислорода обуславливают горение ее на воздухе. Результатом такого взаимодействия является образование сернистого (SO₂) и серного (SO₃) ангидридов, использующихся для получения сернистой и серной кислот.

При комнатной температуре восстановительные свойства серы проявляются только в отношении фтора, в реакции с которым образуется гексафторид серы:

При нагревании (в виде расплава) взаимодействует с хлором, фосфором, кремнием, углеродом. В результате реакций с водородом кроме сернистого водорода образует сульфаны, объединенные общей формулой H₂S_Х.

Окислительные свойства серы наблюдаются при взаимодействии с металлами. В некоторых случаях можно наблюдать довольно бурные реакции. В результате взаимодействия с металлами образуются сульфиды (сернистые соединения) и полисульфиды (многосернистые металлы).

При длительном нагревании вступает в реакции с концентрированными кислотами-окислителями, окисляясь при этом.

Далее рассмотрим основные свойства соединений серы.

Диоксид серы

Оксид серы (IV), называемый также диоксидом серы и ангидридом сернистым, представляет собой газ (бесцветный) с резким удушающим запахом. Имеет свойство сжижаться под давлением при комнатной температуре. SO₂ является кислотным оксидом. Характеризуется хорошей растворимостью в воде. При этом образуется слабая, неустойчивая сернистая кислота, существующая только в водном растворе. В результате взаимодействия сернистого ангидрида со щелочами образуются сульфиты.

Отличается довольно высокой химической активностью. Наиболее ярко выраженными являются восстановительные химические свойства оксида серы (IV). Такие реакции сопровождаются повышением степени окисления серы.

Окислительные химические свойства оксида серы проявляются в присутствии сильных восстановителей (например, оксида углерода).

Триоксид серы

Триоксид серы (ангидрид серный) — высший оксид серы (VI). В обычных условиях представляет собой бесцветную легколетучую жидкость, характеризующуюся удушающим запахом. Имеет свойство застывать при температурных значениях ниже 16,9 градуса. При этом образуется смесь разных кристаллических модификаций твердого триоксида серы. Высокие гигроскопические свойства оксида серы обуславливают его «дымление» в условиях влажного воздуха. В результате образуются капельки серной кислоты.

Сероводород

Сероводород является бинарным химическим соединением водорода и серы. H₂S — это ядовитый бесцветный газ, характерными особенностями которого являются сладковатый вкус и запах протухших яиц. Плавится при температуре минус 86 °С, кипит при минус 60 °С. Неустойчив термически. При температурных значениях выше 400 °С происходит разложение сернистого водорода на S и H_2. Характеризуется хорошей растворимостью в этаноле. В воде растворяется плохо. В результате растворения в воде образуется слабая сероводородная кислота. Сероводород является сильным восстановителем.

Огнеопасен. При его горении в воздухе можно наблюдать синее пламя. В больших концентрациях способен вступать в реакции со многими металлами.

Серная кислота

Серная кислота (H₂SO₄) может быть разной концентрации и чистоты. В безводном состоянии является бесцветной маслянистой жидкостью, не имеющей запаха.

Значение температуры, при котором вещество плавится, составляет 10 °С. Температура кипения равна 296 °С. В воде растворяется хорошо. При растворении серной кислоты образуются гидраты, при этом выделяется большое количество теплоты. Температура кипения всех водных растворов при давлении 760 мм рт. ст. превышает 100 °С. Повышение точки кипения происходит с увеличением концентрации кислоты.

Кислотные свойства вещества проявляются при взаимодействии с основными оксидами и основаниями. H₂SO₄ является двухосновной кислотой, за счет чего может образовывать как сульфаты (средние соли), так и гидросульфаты (кислые соли), большинство из которых растворимы в воде.

Наиболее ярко свойства серной кислоты проявляются в окислительно-восстановительных реакциях. Это объясняется тем, что в составе H₂SO₄ у серы высшая степень окисления (+6). В качестве примера проявления окислительных свойств серной кислоты можно привести реакцию с медью:

• Cu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + 2H₂O + SO₂.

Сера: полезные свойства

Сера является микроэлементом, необходимым для живых организмов. Является составной частью аминокислот (метионина и цистеина), ферментов и витаминов. Данный элемент принимает участие в образовании третичной структуры белка. Количество химически связанной серы, содержащейся в белках, составляет по массе от 0,8 до 2,4%. Содержание элемента в организме человека составляет около 2 граммов на 1 кг веса (то есть примерно 0,2% составляет сера).

Полезные свойства микроэлемента трудно переоценить. Защищая протоплазму крови, сера является активным помощником организма в борьбе с вредными бактериями. От ее количества зависит свертываемость крови, то есть элемент помогает поддерживать ее достаточный уровень. Также сера играет не последнюю роль в поддержании нормальных значений концентрации желчи, вырабатываемой организмом.

Часто ее называют «минералом красоты», поскольку она просто необходима для сохранения здоровья кожи, ногтей и волос. Сере присуща способность предохранять организм от различных видов негативного воздействия окружающей среды. Это способствует замедлению процессов старения. Сера очищает организм от токсинов и защищает от радиации, что особенно актуально в настоящее время, учитывая современную экологическую обстановку.

Недостаточное количество микроэлемента в организме может привести к плохому выведению шлаков, снижению иммунитета и жизненного тонуса.

Сера – участница бактериального фотосинтеза. Она является составляющей бактериохлорофилла, а сернистый водород — источником водорода.

Сера: свойства и применение в промышленности

Наиболее широко сера используется для производства серной кислоты. Также свойства данного вещества позволяют применять его для вулканизации каучука, в качестве фунгицида в сельском хозяйстве и даже лекарственного препарата (коллоидная сера). Кроме того, серу используют для производства спичек и пиротехнических составов, она входит в состав серобитумных композиций для изготовления сероасфальта.

fb.ru

25. Сера и ее свойства

Сера (S) в природе встречается в соединениях и свободном виде. Распространены и соединения серы, такие как свинцовый блеск PbS, цинковая обманка ZnS, медный блеск Cu2S. Для получения серы основным источником служит железный колчедан (пирит) FeS2. Газовую серу получают из газов, образованных при коксовании и газификации угля.

Существует несколько известных аллотропных модификаций серы:

1) циклическая форма;

2) моноклинная форма;

3) кристаллическая ромбическая форма.

При температуре 20–25 °C (комнатная) наиболее устойчива желтая ромбическая сера (a-сера, r = 2,1 г/см3). При температурном интервале от 95,4 °C до 119,3 °C (температура плавления) наиболее стабильной является моноклинная сера (b-сера). При комнатной температуре кристаллы моноклинной серы постепенно переходят в монолит микроскопических кристаллов ромбической серы. При резком охлаждении сильно нагретой серы происходит образование пластической серы.

Реже встречается пурпурная сера, образующаяся при быстрой конденсации паров серы на поверхности, охлаждаемой жидким азотом.

Сера находится в VI группе третьего периода периодической системы. Имеет на внешнем электронном слое атома шесть электронов.

Проявляет степень окисления от -2 до +6.

Сера не растворима в воде, но растворима в органических растворителя х. Является диэлектриком.

Сера – неметалл с типичными для него свойствами. Взаимодействует со многими металлами непосредственно (медью, железом, цинком), выделяя при этом теплоту. Среди металлов лишь золото, платина и рутений не вступают в реакцию с серой. Взаимодействует также с большинством неметаллов, за исключением азота и йода.

Химические свойства:

1) при нагревании сера реагирует с водородом, образуя сероводород: S + Н2 = h3S;

2) взаимодействуя с металлами, сера образует сульфиды: S + Fe = FeS; 2Al + 3S = Al2S3;

3) при сжигании серы в струе кислорода образуется сернистый газ или сернистый ангидрид SO2: S + O2 = SO2;

4) чистая сера способна проявлять восстановительные свойства: S + 2HNO3 = h3SO4 + 2NO.

Сера используется в большом количестве в народном хозяйстве. Серу используют для получения резины – при помощи серы происходит ее затвердевание (вулканизация).

Каучук с высоким содержанием серы называется эбонит , являющийся качественным электрическим изолятором. Для уничтожения некоторых сельскохозяйственных вредителей серу применяют в виде серного цвета. Серу используют для приготовления спичек, синей краски (ультрамарина), сероуглерода, серной кислоты.

26. Сероводород и сульфиды

Сероводород (h3S) – бесцветный газ с резким запахом гниющего белка. В природе встречается вводах минеральных ключей вулканических газах, гниении отбросов, а также при разложении белков погибших растений и животных.

Получение:

1) прямой синтез из элементов, при температуре 600 °C;

2) воздействием на сульфиды натрия и железа соляной кислотой.

Физические свойства: сероводород тяжелее воздуха, очень ядовит. Сжижение его происходит при -60,8 °C, затвердение – при -85,7 °C. Легко воспламеняется на воздухе. Растворим в воде – при температуре 20 °C в 1 литре воды можно растворить 2,5 литра сероводорода, при этом образуется сероводородная кислота.

Химические свойства: сероводород – сильный восстановитель, в зависимости от условий (температура, pH раствора, концентрация окислителя) при взаимодействии с окислителями он окисляется до диоксида серы или серной кислоты:

1) горит голубоватым пламенем на воздухе:

2) при высокой температуре разлагается:

3) вступает в реакцию с галогенами:

4) взаимодействует с окислителями:

5) серебро при взаимодействии с сероводородом темнеет:

Применение: сероводород используют как химический реактив, а также как сырье для получения серы и серной кислоты.

Сероводородная кислота – слабая кислота. Водный раствор сероводорода.

Сульфиды – средние соли сероводородной кислоты .

Получение сульфидов:

1) взаимодействие металлов с серой при высокой температуре: Fe + S = FeS ;

2) взаимодействие сводными растворами солей металлов: CuSO4 + h3S = CuS? + h3SO 4;

3) сульфиды подвергаются гидролизу:

Взбалтывая раствор сульфида с серой можно обнаружить после выпаривания остаток, содержащий полисульфиды (многосернистые металлы).

Полисульфиды – соединения с большим содержанием серы, например Na2S2, Na2S5 .

Для сульфидов характерны соединения переменного состава (FeS1,01—FeS1,14).

Природные сульфиды – основа руд цветных и редких металлов, поэтому их используют в металлургии. Некоторые сульфиды используют в производстве серной кислоты(FeS2 – железный колчедан). В химической и легкой промышленности применяют сульфиды щелочных и щелочноземельных металлов (в качестве основы люминофоров). В электронной технике используются как полупроводники.

studfiles.net

Общая характеристика серы — химия, презентации

Общая

характеристика

серы

Общая характеристика серы

1

• Историческая справка.
• Историческая справка.

2

• Нахождение в природе.
• Нахождение в природе.

3

• Положение в ПСХЭ. Строение атома.
• Положение в ПСХЭ. Строение атома.

4

• Строение и физические свойства.
• Строение и физические свойства.

5

• Химические свойства.
• Химические свойства.

6

• Получение.
• Получение.

7

• Применение.
• Применение.

8

• Проверь свои знания!
• Проверь свои знания!

Общая характеристика серы

Содержание

10/22/16

Историческая справка

• Элементарную природу серы установил

француз (по

образованию юрист, а по призванию химик)

в своих опытах по сжиганию в 1770 году..

• Древнерусское название «сера»

употребляется очень давно. Оно происходит от

санскритского слова «сира», что означает светло-желтый.

Антуан Лоран Лавуазье

• Алхимический символ серы

• Химический символ Дальтона

S

• Химический символ Берцелиуса

сера

Нахождение в природе

В земной коре в свободном и связанном состоянии серы находится 0,03% от общего количества атомов, по массе – 0,05%.

Самородная сера — S

Глауберова соль – Na 2 SO 4 ∙10H 2 O

Цинковая обманка — ZnS

Сера в природе

Гипс – CaSO 4 ∙2H 2 O

Киноварь — HgS

Железный колчедан – FeS 2

Свинцовый блеск — PbS

Медный колчедан – Cu 2 S

Положение серы в ПСХЭ.

Строение атома.

Вспомни!

Общая характеристика серы

Вставьте пропущенные слова:

• Сера — элемент VI группы, главной подгруппы.
• Заряд ядра атома cеры равен +16 .
• В ядре атома серы 16 протонов.
• В ядре атома серы 16 нейтронов.
• В атоме серы 16 электронов.
• Атом серы имеет 3 энергетических уровня.
• Электронная оболочка имеет строение 2е, 8е, 6е .
• На внешнем уровне в атоме 6 электронов.
• Высшая степень окисления атома серы равна +6 .
• Простое вещество сера является неметаллом .
• Высший оксид и гидроксид серы имеют

кислотный характер.

Строение атома серы

S

p + = 16

32

Электронное строение

0

n 0 = 16

+16

Валентные возможности

e — = 16

8

2

6

3d 2

3d 1

3d 0

3p 4

3p 3

3p 4

3s 1

3s 2

3s 2

2p 6

2p 6

2s 2

2s 2

1s 2

1s 2

IV,

VI

II,

Валентные возможности —

Краткая электронная формула

8

Сера – простое вещество

8

Аллотропные модификации

Ромбическая

Моноклинная

Пластическая

Аллотро́пия— существование одного и того же химического элемента в виде двух и более простых веществ, различных по строению и свойствам: так называемых аллотропических модификаций или аллотропических форм.

?

8

2,05Å

Ромбическая сера

• S 8
• Твердая хрупкая
• Цвет лимонно – желтый
• Без вкуса и запаха
• t пл. = 112,8 0 С
• t кип. = 444 0 С
• Плотность — 2,07 г/см
• В воде не растворяется, не смачивается
• Растворяется в сероуглероде

108 0 C

10

Моноклинная сера

• Желтые иглы — S 8
• Без вкуса и запаха
• t пл. = 119 0 С
• t кип. = 444 0 С
• Плотность — 1,96 г/см
• Устойчивая при t 96 0 С, при обычных условиях превращается в ромбическую.

Выше 96 0 С

Вставить Flash : Единая коллекция ЦОР — http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/bed068ab-8cff-11db-b606-0800200c9a66/ch09_22_06.swf

Ниже 96 0 С

11

S

S

S

S

S

S

S

Пластическая сера

• Мягкая, похожая на

резину коричневая масса,

растягивающаяся в нити;

• Плотность — 2,046 г/см
• Не растворяется в

сероуглероде

• При хранении становится

хрупкой, желтеет,

превращается в

ромбическую

12

2,05Å

Аллотропия серы

12

Получение пластической серы

108 0 C

t

S

S

S

S

S

S

S

Видео плеер химических экспериментов

13

Природные соединения серы

13

Фотография

Описание минерала

Химический состав

S

Цвет

Серно-желтый, желто-оранжевый, желто-бурый.

Плотность

2 – 2,1 г/см 3

Твердость

2

Сера

самородная

Источник информации

W

Природные соединения серы

Фотография

Описание минерала

Химический состав

FeS 2

Цвет

Латунно-желтый

Плотность

4,95 — 5,1 г/см 3

Твердость

6 -6,5

Пирит

Источник информации

W

Природные соединения серы

Фотография

Описание минерала

Химический состав

HgS

Цвет

Красный, коричневый, серый

Плотность

8,0 – 8,2 г/см 3

Твердость

2 – 2,5

Киноварь

Источник информации

W

Природные соединения серы

Фотография

Описание минерала

Химический состав

ZnS

Цвет

Серовато-бурый, коричневый, реже желтый, красный

Плотность

3,9 – 4,2 г/см 3

Твердость

3,5 – 4

Сфалерит (цинковая обманка)

Источник информации

W

Природные соединения серы

Фотография

Описание минерала

Химический состав

PbS

Цвет

Свинцово — серый

Плотность

7,2 – 7,6 г/см 3

Твердость

2,5

Галенит (свинцовый блеск)

Источник информации

W

Природные соединения серы

Фотография

Описание минерала

Химический состав

Na 2 SO 4 * 10 H 2 O

Цвет

Бесцветный, белый

Плотность

1.49 г/см 3

Твердость

1.5

Мирабилит (глауберова соль)

Источник информации

W

Природные соединения серы

Фотография

Описание минерала

Химический состав

Цвет

Cu 2 S

Плотность

Синевато-черный, серый, черный, стальной черный

5,5 – 5,8 г/см 3

Твердость

2 — 3

Халькозин (медный колчедан)

Источник информации

W

Природные соединения серы

Фотография

Описание минерала

Химический состав

CaSO 4 ∙ 2H 2 O

Цвет

Белый, серый, красный

Плотность

2,31 – 2,33г/см 3

Твердость

1,5 — 2

Гипс

Источник информации

W

10/22/16

Химические свойства серы

Взаимодействие с водородом

Взаимодействие с металлами

Химические свойства серы

Взаимодействие c окислителями

Взаимодействие с кислородом

Взаимодействие с галогенами

Сера – типичный химически активный неметалл, вступающий в реакции со многими металлами, неметаллами и сложными веществами, но она менее активна по сравнению с кислородом и галогенами. Все эти реакции относятся к окислительно-восстановительным, в которых свободная сера выступает в роли как окислителя, так и восстановителя, проявляя при этом степени окисления S -2 ← S 0 → S +4 → S +6

Общий вывод

сера

22

Химические свойства серы

23

Взаимодействие с металлами

?

2 Na 0 + S 0 = Na +1 2 S -2

Na + S =

При взаимодействии с металлами сера проявляет окислительные свойства. Реакции протекают при нагревании и приводят к образованию сульфидов. Исключение – благородные металлы: золото, платина и иридий, которые с серой не реагируют.

Al + S =

2Al 0 + 3S 0 = Al +3 2 S -2 3

Fe 0 + S 0 = Fe +2 S -2

Fe + S =

Опыт «Взаимодействие натрия с серой»: http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/3e6b77cf-8fff-882a-d3c3-c50221c6eba9/index.htm

Выводы

Видео плеер химических экспериментов

.

23

Химические свойства серы

23

Взаимодействие с водородом

?

Н 2

S + H 2 = H 2 S ↑

При пропускании водорода через расплав серы появляется характерный запах тухлых яиц, т.к. образуется газообразный сероводород. В этой реакции сера также проявляет окислительные свойства

S

Н 2 О

.

24

Химические свойства серы

25

Взаимодействие с кислородом

?

S + О 2 = SO 2

При нагревании сера вступает в реакцию с кислородом с образованием оксида серы(IV) SO 2 (сернистого газа). В этой реакции сера выступает в роли восстновителя.

Видео плеер химических экспериментов

.

25

Химические свойства серы

25

Взаимодействие с галогенами

?

S 0 + 2Cl 0 2 = S +4 Cl -1 4

S x Cl y

С галогенами (кроме йода) сера проявляет восстановительные свойства, образуя соединения разного состава: SF 6 , SF 4 , SF 2 , SCl 4 , S 2 Cl 2 , S 2 Br 2 . большинство этих соединений легко разлагается водой(гидролиз)

.

10/22/16

Губарева В.А.

26

Химические свойства серы

26

?

Взаимодействие с окислителями

При нагревании сера взаимодействует с сильными окислителями – кислотами и солями, например, с концентрированной серной кислотой, с нитратом калия, хлоратом калия. В этих реакция сера является восстановителем.

S 0 +2H 2 SO 4 = 3S +4 O 2 +2H 2 O

S + H 2 SO 4 =

(Конц.)

S + KClO 3 =

3S + KClO 3 = 2KCl + 3SO 2

Видео плеер химических экспериментов

Выводы

.

27

Расставить коэффициенты методом электронного баланса

27

0 +5 -1 +4

S + KClO 3 → KCl + SO 2 ↑

Электронный баланс

Порядок действий

Окисление

S 0

— 4ē → S +4

S 0

3

3

3

нок

12

3. Составить полуреакции окисления и восстановления

1. Расставить степени окисления химических элементов

2. Подчеркнуть элементы, изменившие степень окисления

4. Расставить коэффициенты

Восстановление

Cl +5

Cl +5

+ 6ē → Cl -1

2

2

2

2

— восстановитель

— окислитель

28

10/22/16

Получение серы

28

В промышленных условиях серу получают без подъема руды на поверхность:

• путем выплавления из руды водяным паром

• окислением сероводорода

• восстановлением сернистого газа:

2 H 2 S + O 2 = 2 S + 2H 2 O

SO 2 + C = S + CO 2

SO 2 + 2 CО = S + 2 CO 2

сера

28

Применение серы

28

Круго

ворот

Производство красителей и пигментов, взрывчатых веществ (входит в состав пороха), искусственных волокон, люминофоров, производство спичек. Серу до сих пор содержат некоторые мази, которыми лечат заболевания кожи. В металлургии.

Другое

28

Проверь свои знания!

31

Выбери правильный ответ

Процесс демеркуризации – это взаимодействие серы с

Восстановительные свойства сера

проявляет в реакции

Количество энергетических уровней

у атома серы.

Сера не будет реагировать с

Для серы не характерны степени

окисления

Вопрос 1

алюминием

ртутью

с кислородом

с водородом

три

два

2 +

4 +

азотом

водородом

А

Б

Б

А

Б

А

Б

А

А

Б

Вопрос 2

Вопрос 3

медью

железом

с ртутью

с натрием

четыре

один

6 +

1 +

кислородом

хлором

Г

В

Г

В

Г

В

Г

Г

В

В

Вопрос 4

Вопрос 5

31

Проверь свои знания!

32

Выберите уравнения реакций, в которых сера

является окислителем

S + Zn = ZnS

S + O 2 =SO 2

Ошибка

Молодец

S + Fe = FeS

S + Cu = CuS

Молодец

Молодец

S + Hg = HgS

3S + 2Al= Al 2 S 3

Ошибка

Молодец

3S+2KClO 3 =2KCl+SO 2

S + 3F 2 = SF 6

Ошибка

Молодец

S + 2Na =Na 2 S

S + H 2 = H 2 S

Молодец

Молодец

S + 2Cl 2 =SCl 4

2H 2 S +3O 2 =2H 2 O+2SO 2

Ошибка

Ошибка

32

Проверь свои знания!

32

32

Используемые источники

32

http://www.alhimikov.net/element/S.html

Академик. http://dic.academic.ru/dic.nsf/simvol/776

Популярная библиотека. http://n-t.ru/ri/ps/pb016.htm

http://www.chemnet.ru/rus/history/element/S.html

Викитека. http://ru.wikisource.org/wiki/ЭСБЕ/Сера,_в_технике

http://www.edimka.ru/text/sostav-produktov/sera

http://www.catalogmineralov.ru

http://ru.wikipedia.org/wiki

http://school-collection.edu.ru/

http://www.school316.spb.ru/chemistry/sera/index.html

34

kopilkaurokov.ru

Сера | Info-Farm.RU

Серы (S) — химический элемент группы 16 периодической системы элементов с атомным номером 16, простое вещество которого сера — неметалл, желтая кристаллическое вещество. Встречается в природе в самородном состоянии и в виде сульфидов тяжелых металлов (пирита и других). Серу применяют преимущественно в химической промышленности для производства серной кислоты, синтетического волокна, сернистых красителей, дымного пороха, в резиновой промышленности, а также в сельском хозяйстве, фармацевтике и др.

Благодаря способности создавать дисульфидные связи Сера играет важную роль в составе белков.

История

Элементарную природу серы установил Антуан Лавуазье в своих опытах по сжиганию.

Общая характеристика

Серы имеет атомную массу 32,06. В природе существует 4 стабильных изотопа с массовыми числами 32-34 и 36. Сера принадлежит к халькогенов, по новой классификации в шестнадцатом, а по старой к VI группы элементов периодической таблицы. Сера является неметаллов.

Известны несколько аллотропных форм серы. При обычных условиях стабильной является ромбическая сера — бледно-желтого цвета, с плотностью 2070 кг ^/ м3, t _плав = 112,8 ^{° С,} t _кип = 444,6 ^{о С.} Во всех жидких и твердых состояниях сера диамагнитна. Термодинамические и другие свойства серы резко меняются при 160 ° C, что связано с изменением молекулярного строения жидкой серы. Вязкость серы с повышением температуры сильно возрастает (от 0,0065 Пас при 155 ° C до 93,3 Пас при 187 ° C), а затем падает (до 0,083 Пас при 444,6 ° C).

Сера реагирует почти со всеми металлами.

Распространение в природе

Серы — достаточно распространенный элемент, на него приходится около 0,1% массы земной коры. Среднее содержание серы в земной коре 4,710 ^-2 мас.%, При этом основное количество природной серы сосредоточена в осадочных горных породах (0,3 мас.%). В других горных породах среднее содержание серы таков: дуниты, перидотиты, пироксениты — 0,01%; базальты, габронориты, диабаза — 0,03%; диориты, андезиты — 0,02%.

В природе сера встречается как в свободном состоянии — так называемая самородная сера, но значительно чаще она встречается в связанном виде, то есть в виде различных соединений. Важнейшие из них — железный колчедан, или пирит FeS _2, цинковая обманка ZnS, свинцовый блеск PbS, медный блеск Cu _{2 S,} гипс CaSO ₄ · 2H _{2 O,} мирабилит _Na 2 _SO 4 · 10H _{2 O} и др.

Сера содержится в каменном угле и нефти, а также во всех растительных и животных организмах, поскольку она входит в состав белков.

Содержание серы в нефти и природном газе оценивается в 210 ^{9 т,} то есть больше, чем запасы природной серы. Сера в нефти присутствует в разной форме, от элементной серы и сероводорода в сернистой органики, который включает более 120 соединений. Основные серосодержащие вещества углеводородного сырья — сероводород, меркаптаны и другие сероорганические соединения. Сырьевой базой для получения серы является, как правило, газы с содержанием сероводорода не менее 0,1%.

Конечно самородная сера встречается сплошной массой, заполняя трещины и полости в горных породах, или в виде натечных, шаровидных и гниздоподибних агрегаты, сталактитов, сталагмитов, налетов, выцветов, землистых порошковатые скоплений. Нередко она образует кристаллы, которые часто группируются в сростки, друзы, щетки.

Физические свойства

Сера — кристаллическое вещество желтого цвета. Она очень хрупкая и легко растирается в мельчайших порошок. Плотность 2070 кг / ^м 3. t _плав = 112,8 ^{° С,} t _кип = 444,6 ^{о С.} Во всех жидких и твердых состояниях сера диамагнитна.

Встречается в трех аллотропных формах: две кристаллические (ромбическая и моноклинная, по способу соединения атомов в кристалле) и аморфная.

• α-S (ромбическая) кристаллическая модификация, t _плав = 112,8 ° C, устойчива к 95,6 ° C, лимонно-желтая;
• β-S кристаллическая модификация, t _плав = 119 ° C, устойчива при 95,6-119 ° C, медово-желтая. До 160 ° C молекулы 8-атомные, в парах — 2-атомные (парамагнитная сера), 4, 6, и 8-атомные.
• Выше 160 ° C образуются спиральные цепи μ-S пластической серы.

Электрического тока и тепла сера почти не проводит. Пары серы при очень быстром охлаждении переходят в твердое состояние в виде очень тонкого порошка (серного цвета), минуя жидкое состояние. В воде сера нерастворим и не смачивается водой, но в бензоле _C 6 H _{6 и} особенно в сероуглероде CS ₂ растворяется хорошо.

Химические свойства

Имея во внешнем слое шесть электронов: (+ 16), 2,8,6 — атомы серы проявляют свойства окислителя и, присоединяя от атомов других элементов два электрона, которых им не хватает в полностью заполненной внешней оболочки, превращаются в отрицательно двухвалентные ионы: S ⁰ + 2е = S ^2. Но Сера — менее активный окислитель, чем кислород, поскольку его валентные электроны отдаленные от ядра атома и слабее с ним связаны, чем валентные электроны атомов кислорода. В отличие от кислорода Сера может проявлять свойства и восстановителя: S ⁰ — 6e = S ⁶⁺ или S ⁰ — 4e = S ^4+. Восстановительные свойства серы проявляются при взаимодействии с сильнее него окислителем, то есть с веществами, атомы которых имеют большее сродство к электрону.

Серы может непосредственно реагировать почти со всеми металлами (за исключением благородных), но преимущественно при нагревании. Так, если смесь порошков серы и железа нагреть хоть в одном месте, чтобы началась реакция, то дальше вся смесь сама собой раскалится (за счет теплоты реакции) и превратится в черную хрупкую вещество — моносульфид железа:

Fe + S = FeS

Смесь порошков серы и цинка при поджога реагирует очень бурно, со вспышкой. Вследствие реакции образуется сульфид цинка:

Zn + S = ZnS

С ртутью сера реагирует даже при обычной температуре. Так, при растирании ртути с порошком серы возникает черное вещество — сульфид ртути:

Hg + S = HgS

При высокой температуре сера реагирует также с водородом с образованием сероводорода:

_H 2 + S = _H 2 S.

При взаимодействии с металлами и водородом сера играет роль окислителя, а сама восстанавливается до ионов S ^2- Поэтому во всех сульфидах сера негативно двухвалентное. Сера сравнительно легко реагирует и с кислородом. Так, подожжена сера горит на воздухе с образованием диоксида серы SO ₂ (сульфитного ангидрида) и в очень незначительном количестве триоксида серы SO _{3 (сульфатного} ангидрида).

• S + _O 2 = SO ₂
• 2S + 3O ₂ = 2SO ₃

При этом окислителем является кислород, а серу — восстановителем. В первой реакции атом серы теряет четыре, а во второй — шесть валентных электронов, в результате чего Сера в составе SO ₂ положительно четырёхвалентен, а в SO ₃ — положительно шестивалентный.

Получение

Серу получают из самородных руд, а также в виде побочного продукта при переработке полиметаллических руд, из сульфатов при их комплексной переработке, из природных газов и горючих ископаемых при их очистке. Доля серы получена из сероводорода возрастает. Для отделения серы от посторонних примесей ее выплавляют в автоклавах. Автоклавы — это железные цилиндры, в которые загружают руду и нагревают перегретым водяным паром до 150 ° С под давлением 6 атм .. Расплавленное сера стекает вниз, а пустая порода остается. Выплавленная из руды сера еще содержит определенное количество примесей.

Вполне чистую серу получают перегонкой в ​​специальных печах, соединенных с большими камерами. Пары серы в холодной камере сразу переходят в твердое состояние и оседают на стенках в виде очень тонкого порошка светло-желтого цвета. Когда же камера нагревается до 120 ° С, то пары серы превращаются в жидкость. Расплавленную серу разливают в деревянные цилиндрические формы, где она и застывает. Такую серу называют Черенкова.

Применение

Сера широко применяется в различных отраслях народного хозяйства, в основном в химической промышленности для производства серной кислоты H _{2 SO4 (почти} половина серы, добываемой в мире), сероуглерода CS _2, некоторых красителей, и других химических продуктов. Значительные количества серы потребляет резиновая промышленность для вулканизации каучука, то есть для преобразования каучука в резину.

Серу используют в химической промышленности при производстве фосфорной, соляной и других кислот, в резиновой промышленности, производстве красителей, дымного пороха и тому подобное. Самородную серу используют в сельском хозяйстве (инсектициды, микроудобрения, как дезинфицирующее средство в животноводстве).

Техническая сера, применяется для производства серной кислоты, должна содержать не менее 95% серы, мышьяка и Селена не должно быть совсем, а содержание органических веществ не должно превышать 1%. Производство искусственного волокна (вискозы) в химической промышленности является другим потребителем серы. В сельском хозяйстве серу применяют как средство борьбы с вредителями, частично в качестве удобрения, для дезинфекции при лечении животных. В бумажном производстве серу в виде SО2 используют при обработке древесной массы (бисульфатний метод). Сера используется при вулканизации резины, в стеклянной, кожевенной промышленности. Незначительные количества серы высокой чистоты используются в химико-фармацевтической промышленности. Серу используют также для производства ультрамарина. Текстильная, пищевая, крахмальная и паточная отрасли промышленности применяют серу или ее соединения для отбеливания и осветления, при консервировании фруктов, в холодильном деле.

Серу используют также в спичечном производстве, в пиротехнике, в производстве черного пороха и тому подобное. В медицине сера идет для изготовления серной мази при лечении кожных болезней. В сельском хозяйстве сернистый цвет применяют для борьбы с вредителями хлопчатника и виноградной лозы.

Воздействие на человека

Серный пыль раздражает органы дыхания, слизистые оболочки. ПДК — 2 мг / м. куб.

Изображения по теме

info-farm.ru

Характеристика химического элемента №16 (Сера)