Propriétés physiques et chimiques du soufre

Soufre - assez commun dans la natureun élément chimique (le seizième contenu dans la croûte terrestre et le sixième dans les eaux naturelles). Il y a à la fois du soufre natif (état libre de l'élément) et ses composés.

Soufre dans la nature

Parmi les minéraux naturels les plus importants du soufre,nom des pyrites de fer, sphalérite, galène, cinabre, antimonite. Dans les océans, il est principalement contenu sous forme de sulfates de calcium, de magnésium et de sodium, qui déterminent la rigidité des eaux naturelles.

Comment obtiennent-ils le soufre?

L'extraction des minerais sulfuriques est effectuée par différentes méthodes. Le principal moyen de produire du soufre consiste à le fondre directement dans le sol.

La méthode ouverte d'extraction prévoitL'utilisation de pelles, en enlevant les couches de roche qui couvrent le minerai sulfurique. Après avoir concassé des couches de minerai, des explosions sont envoyées à la fonderie.

Dans l'industrie, le soufre est reçu comme sous-produitprocessus de production dans les fours de fusion, lors du raffinage du pétrole. En grande quantité, il est présent dans le gaz naturel (sous forme d'anhydride sulfureux ou d'hydrogène sulfuré), lors de l'extraction duquel il se dépose sur les parois des équipements utilisés. Le soufre finement dispersé extrait du gaz est utilisé dans l'industrie chimique en tant que matière première pour la production de divers produits.

Cette substance peut être obtenue à partir dedioxyde de soufre gazeux. Pour cela, la méthode Claus est utilisée. Il consiste en l'application de "puits de soufre" dans lesquels le soufre se dégaze. Le résultat est un soufre modifié, largement utilisé dans la production d'asphalte.

Modifications allotropiques basiques du soufre

Le soufre est inhérent à l'allotropie. Un grand nombre de modifications allotropiques sont connues. Les plus célèbres sont le rhombique (cristallin), le monoclinique (aciculaire) et le soufre plastique. Les deux premières modifications sont stables, la troisième à la solidification se transforme en une rhombique.

Propriétés physiques caractérisant le soufre

Les molécules de orthorhombique (α-S) et monoclinique (ß-S) contiennent des modifications à 8 atomes de soufre, qui sont reliés dans une boucle fermée par des liaisons covalentes simples.

Dans des conditions normales, le soufre a une modification rhombique. C'est une substance cristalline solide jaune avec une densité de 2,07 g / cm³. Il fond à 113 ° C La densité du soufre monoclinique est de 1,96 g / cm³son point de fusion est 119,3 ° C.

En fondant, le soufre augmente de volume etdevient un liquide jaune qui se rompt à une température de 160 ° C et se transforme en une masse brun foncé visqueuse lorsqu'il atteint environ 190 ° C. À des températures dépassant cette valeur, la viscosité du soufre diminue. À environ 300 ° C, il redevient liquide. Cela s'explique par le fait que pendant le chauffage, le soufre se polymérise, augmentant la longueur de la chaîne avec l'augmentation de la température. Et lorsque la valeur de la température dépasse 190 ° C, les unités de polymère sont détruites.

Lorsque le soufre fondu est refroidi naturellement dansdes creusets cylindriques, appelés cristaux en dents de scie gris-diamant, sont formés, qui ont une forme déformée en forme d'octaèdres avec des arêtes ou des angles partiellement coupés.

Si la substance fondue est soumise à une forterefroidissement (par exemple à l'aide d'eau froide), il est possible d'obtenir du soufre plastique, qui est une masse élastique caoutchouteuse de couleur brune ou rouge foncé avec une densité de 2 046 g / cm³. Cette modification, contrairement au rhombique etmonoclinique, est instable. Peu à peu (en quelques heures) il change de couleur en jaune, devient fragile et se transforme en rhombique.

Lors de la congélation des vapeurs de soufre (fortement chauffées) avec de l'azote liquide, il se forme une modification violette qui est stable à des températures inférieures à moins 80 ° C.

En milieu aqueux, le soufre est pratiquement insoluble. Cependant, il se caractérise par une bonne solubilité dans les solvants organiques. Conduite d'électricité et de chaleur insuffisante.

Le point d'ébullition du soufre est de 444,6 ° C. Le processus d’ébullition s’accompagne de la libération de vapeurs jaune orangé constituées principalement de₈, qui se dissocient lors du chauffage ultérieur, entraînant la formation de formes d'équilibre de S₆, S₄ et S₂. En outre, en cas de chauffage se décompose de grandes molécules, et à une température supérieure à 900 degrés paires sont constitués essentiellement uniquement des molécules S_2, se dissociant en atomes à 1500 ° C

Quelles sont les propriétés chimiques du soufre?

Le soufre est un non-métal typique. Il est chimiquement actif. Par oxydation-Les propriétés réductrices du soufre se manifestent dansrelation avec l'ensemble des éléments. Lorsqu'il est chauffé, il est facilement relié à pratiquement tous les éléments, ce qui explique sa présence obligatoire dans les minerais métalliques. Les exceptions sont Pt, Au, I₂, N₂ et des gaz inertes. Degré d'oxydation, qui montre le soufre dans les composés, -2, +4, +6.

Les propriétés du soufre et de l'oxygène provoquent sa combustion dans l'air. Le résultat de cette interaction est la formation de soufre (SO₂) et sulfurique (SO₃) les anhydrides utilisés pour la production d'acides sulfurique et sulfurique.

A température ambiante, les propriétés réductrices du soufre ne se manifestent que par rapport au fluor, dans la réaction avec laquelle se forme l'hexafluorure de soufre:

• S + 3F₂ = SF₆.

Lorsqu'il est chauffé (sous la forme d'une masse fondue), il interagit avec le chlore, le phosphore, le silicium et le carbone. À la suite de réactions avec l’hydrogène, en plus du sulfure d’hydrogène, il forme des sulfates combinés selon la formule générale H₂S_X.

Les propriétés oxydantes du soufre sont observées lorsqueinteraction avec les métaux. Dans certains cas, des réactions assez violentes peuvent être observées. À la suite d'une interaction avec des métaux, des sulfures (composés soufrés) et des polysulfures (métaux multi-soufrés) se forment.

En cas de chauffage prolongé, il réagit avec les oxydants concentrés tout en s'oxydant.

Ensuite, nous considérons les principales propriétés des composés soufrés.

Dioxyde de soufre

Oxyde de soufre (IV), également appelé dioxyde de soufreet l'anhydride sulfureux, est un gaz (incolore) avec une odeur aiguë d'asphyxie. Il a la propriété d'être liquéfié sous pression à température ambiante. SO₂ est un oxyde acide. Caractérisé par une bonne solubilité dans l'eau. Cela produit un acide sulfureux faible et instable, qui n'existe que dans une solution aqueuse. En raison de l'interaction de l'anhydride sulfureux avec les alcalis, des sulfites se forment.

Diffère plutôt chimique élevéactivité. Les plus importantes sont les propriétés chimiques réductrices de l'oxyde de soufre (IV). Ces réactions s'accompagnent d'une augmentation du degré d'oxydation du soufre.

Les propriétés chimiques oxydatives de l'oxyde de soufre se manifestent en présence d'agents réducteurs puissants (par exemple, le monoxyde de carbone).

Trioxyde de soufre

Le trioxyde de soufre (anhydride sulfureux) est l'oxyde le plus élevésoufre (VI). Dans des conditions normales, il s'agit d'un liquide incolore et volatil avec une odeur suffocante. Il a la propriété de geler à des températures inférieures à 16,9 degrés. Il se forme un mélange de différentes modifications cristallines du trioxyde de soufre solide. Les propriétés hygroscopiques élevées de l'oxyde de soufre le font "fumer" dans l'air humide. En conséquence, des gouttelettes d'acide sulfurique sont formées.

Sulfure d'hydrogène

Le sulfure d'hydrogène est un composé chimique binaire de l'hydrogène et du soufre. H₂S est un gaz toxique et incolore, caractéristiquedont les caractéristiques sont le goût sucré et l'odeur des œufs pourris. Il fond à moins 86 ° C, bout à moins 60 ° C. Est thermiquement instable. À des températures supérieures à 400 ° C, l’hydrogène sulfuré se décompose en S et en H_2. Il se caractérise par une bonne solubilité dans l'éthanol. Il se dissout mal dans l'eau. À la suite de la dissolution dans l'eau, il se forme un sulfure d'hydrogène faible. Le sulfure d'hydrogène est un réducteur puissant.

Inflammable. Quand il brûle dans les airs, vous pouvez voir une flamme bleue. À des concentrations élevées, il est capable de réagir avec de nombreux métaux.

Acide sulfurique

Acide sulfurique (H₂SO₄) peut être de concentration et de pureté différentes. À l'état anhydre, il s'agit d'un liquide huileux incolore sans odeur.

La température à laquelle la substancefond, soit 10 ° C Le point d'ébullition est de 296 ° C. Il se dissout bien dans l'eau. Lors de la dissolution de l'acide sulfurique, des hydrates se forment et une grande quantité de chaleur est libérée. Le point d'ébullition de toutes les solutions aqueuses à une pression de 760 mm Hg. Art. dépasse 100 ° С. Le point d'ébullition augmente avec l'augmentation de la concentration en acide.

Les propriétés acides de la substance se manifestent lors de l'interaction avec les bases et les oxydes basiques. H₂SO₄ est un acide dibasique, à la suite de quoi il peut former à la fois des sulfates (sels moyens) et des hydrogénosulfates (sels acides), dont la plupart sont solubles dans l'eau.

Les propriétés les plus prononcées de l'acide sulfurique se manifestent dans les réactions d'oxydoréduction. C'est parce que dans la composition de H₂SO₄ le soufre a un état d'oxydation plus élevé (+6). Comme exemple de la manifestation des propriétés oxydantes de l'acide sulfurique, on peut citer la réaction avec le cuivre:

• Cu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + 2h₂O + SO₂.

Soufre: propriétés utiles

Le soufre est un oligo-élément nécessaire à laorganismes vivants. Il fait partie intégrante des acides aminés (méthionine et cystéine), des enzymes et des vitamines. Cet élément est impliqué dans la formation de la structure tertiaire de la protéine. La quantité de soufre lié chimiquement contenu dans les protéines est comprise entre 0,8 et 2,4% en poids. La teneur de l'élément dans le corps humain est d'environ 2 grammes par kilo de poids (soit environ 0,2% de soufre).

Les propriétés bénéfiques de l’oligo-élément sont difficilessurestimer. Protégeant le protoplasme sanguin, le soufre aide activement l'organisme à lutter contre les bactéries nocives. La coagulabilité du sang dépend de sa quantité, c'est-à-dire que l'élément aide à maintenir son niveau suffisant. Le soufre joue également un rôle important dans le maintien des valeurs normales de la concentration de bile produite par le corps.

On l’appelle souvent le "minéral de la beauté" caril est simplement nécessaire de préserver la santé de la peau, des ongles et des cheveux. Le soufre se caractérise par la capacité de protéger le corps contre divers types d'effets négatifs sur l'environnement. Cela aide à ralentir le processus de vieillissement. Le soufre nettoie le corps des toxines et protège contre les radiations, ce qui est particulièrement important maintenant, étant donné la situation environnementale actuelle.

Une quantité insuffisante d'oligo-éléments dans le corps peut entraîner une mauvaise élimination des toxines, une immunité et une vitalité réduites

Soufre - participant à la photosynthèse bactérienne. C'est un composant de la bactériochlorophylle, et le sulfure d'hydrogène est une source d'hydrogène.

Soufre: propriétés et applications industrielles

Le plus utilisé est le soufre.production d'acide sulfurique. En outre, les propriétés de cette substance lui permettent d’être utilisées pour la vulcanisation du caoutchouc, comme fongicide en agriculture et même comme médicament (soufre colloïdal). En outre, le soufre est utilisé pour la fabrication d’allumettes et de compositions pyrotechniques. Il fait partie des compositions de bitume au soufre pour la fabrication d’asphalte sulfureux.