Schwefel ist ein chemisches Element, das in der sechsten Gruppe und dritten Periode des Periodensystems steht. In diesem Artikel werfen wir einen detaillierten Blick auf seine chemischen und physikalischen Eigenschaften, Herstellung, Verwendung und so weiter. Die physikalische Eigenschaft umfasst Merkmale wie Farbe, elektrische Leitfähigkeit, Schwefelsiedepunkt etc. Die chemische beschreibt die Wechselwirkung mit anderen Stoffen.
Schwefel in physikalischer Hinsicht
Das ist eine zerbrechliche Substanz. Unter normalen Bedingungen befindet es sich in einem festen Aggregatzustand. Schwefel hat eine zitronengelbe Farbe.
Und zum größten Teil haben alle seine Verbindungen gelbe Farbtöne. Löst sich nicht in Wasser auf. Es hat eine geringe thermische und elektrische Leitfähigkeit. Diese Eigenschaften charakterisieren es als typisches Nichtmetall. Trotz der Tatsache, dass die chemische Zusammensetzung von Schwefel überhaupt nicht kompliziert ist, kann diese Substanz mehrere Variationen aufweisen. Es hängt alles von der Struktur des Kristallgitters ab, mit dessen Hilfe Atome verbunden sind, aber keine Moleküle bilden.
Also, die erste Option ist rhombischer Schwefel. Sie ist es zufälligdas stabilste. Der Siedepunkt dieser Art von Schwefel beträgt vierhundertfünfundvierzig Grad Celsius. Damit aber ein bestimmter Stoff in einen gasförmigen Aggregatzustand übergehen kann, muss er zunächst einen flüssigen Aggregatzustand durchlaufen. Das Schmelzen von Schwefel erfolgt also bei einer Temperatur von einhundertdreizehn Grad Celsius.
Die zweite Option ist monokliner Schwefel. Es ist ein nadelförmiger Kristall mit einer dunkelgelben Farbe. Das Schmelzen von Schwefel des ersten Typs und dann seine langsame Abkühlung führt zur Bildung dieses Typs. Diese Sorte hat fast die gleichen physikalischen Eigenschaften. Beispielsweise beträgt der Siedepunkt von Schwefel dieser Art immer noch dieselben vierhundertfünfundvierzig Grad. Darüber hinaus gibt es eine solche Vielf alt dieser Substanz wie Kunststoff. Es wird durch Eingießen in k altes Wasser gewonnen, das fast rhombisch zum Sieden erhitzt wird. Der Siedepunkt von Schwefel dieser Art ist derselbe. Aber die Substanz hat die Fähigkeit, sich wie Gummi zu dehnen.
Eine weitere Komponente der physikalischen Eigenschaft, über die ich sprechen möchte, ist die Zündtemperatur von Schwefel.
Diese Zahl kann je nach Art des Materials und seiner Herkunft variieren. Beispielsweise liegt die Zündtemperatur von technischem Schwefel bei einhundertneunzig Grad. Dies ist eine eher niedrige Zahl. In anderen Fällen kann der Flammpunkt von Schwefel zweihundertachtundvierzig Grad und sogar zweihundertsechsundfünfzig Grad betragen. Es hängt alles davon ab, aus welchem Material es abgebaut wurde und welche Dichte es hat. Aber man kann daraus schließendass die Verbrennungstemperatur von Schwefel im Vergleich zu anderen chemischen Elementen recht niedrig ist, handelt es sich um eine brennbare Substanz. Außerdem kann sich Schwefel manchmal zu Molekülen verbinden, die aus acht, sechs, vier oder zwei Atomen bestehen. Nachdem wir Schwefel aus physikalischer Sicht betrachtet haben, gehen wir nun zum nächsten Abschnitt über.
Chemische Charakterisierung von Schwefel
Dieses Element hat eine relativ geringe Atommasse, es sind zweiunddreißig Gramm pro Mol. Die Eigenschaft des Schwefelelements umfasst ein Merkmal dieser Substanz wie die Fähigkeit, unterschiedliche Oxidationsgrade zu haben. Darin unterscheidet es sich beispielsweise von Wasserstoff oder Sauerstoff. Betrachtet man die Frage nach der chemischen Eigenschaft des Elements Schwefel, so ist es unumgänglich zu erwähnen, dass es je nach Bedingungen sowohl reduzierende als auch oxidierende Eigenschaften aufweist. Betrachten Sie also der Reihe nach die Wechselwirkung einer bestimmten Substanz mit verschiedenen chemischen Verbindungen.
Schwefel und einfache Substanzen
Einfach sind Stoffe, die nur ein chemisches Element in ihrer Zusammensetzung haben. Seine Atome können sich zu Molekülen verbinden, wie zum Beispiel im Fall von Sauerstoff, oder sie können sich nicht verbinden, wie es bei Metallen der Fall ist. Schwefel kann also mit Metallen, anderen Nichtmetallen und Halogenen reagieren.
Wechselwirkung mit Metallen
Diese Art von Prozess erfordert eine hohe Temperatur. Unter diesen Bedingungen findet eine Additionsreaktion statt. Das heißt, Metallatome verbinden sich mit Schwefelatomen und bilden so komplexe Substanzen Sulfide. Zum Beispiel, wenn Sie heizenzwei Mol Kalium, gemischt mit einem Mol Schwefel, erh alten wir ein Mol Sulfid dieses Metalls. Die Gleichung kann wie folgt geschrieben werden: 2K + S=K2S.
Reaktion mit Sauerstoff
Das ist Schwefelverbrennung. Als Ergebnis dieses Prozesses wird sein Oxid gebildet. Letzteres kann von zwei Arten sein. Daher kann die Verbrennung von Schwefel in zwei Stufen erfolgen. Die erste ist, wenn ein Mol Schwefel und ein Mol Sauerstoff ein Mol Schwefeldioxid bilden. Sie können die Gleichung dieser chemischen Reaktion wie folgt schreiben: S + O2=SO2. Die zweite Stufe ist die Addition eines weiteren Sauerstoffatoms an das Dioxid. Dies geschieht, wenn bei hohen Temperaturen ein Mol Sauerstoff zu zwei Mol Schwefeldioxid hinzugefügt wird. Das Ergebnis sind zwei Mol Schwefeltrioxid. Die Gleichung für diese chemische Wechselwirkung sieht so aus: 2SO2 + O2=2SO3. Als Ergebnis dieser Reaktion wird Schwefelsäure gebildet. Durch die Durchführung der beiden beschriebenen Verfahren ist es also möglich, das entstehende Trioxid durch einen Wasserdampfstrahl zu leiten. Und wir bekommen Sulfatsäure. Die Gleichung für eine solche Reaktion wird wie folgt geschrieben: SO3 + H2O=H2 SO 4.
Wechselwirkung mit Halogenen
Die chemischen Eigenschaften von Schwefel erlauben es, wie andere Nichtmetalle, mit dieser Stoffgruppe zu reagieren. Es enthält Verbindungen wie Fluor, Brom, Chlor, Jod. Schwefel reagiert mit jedem von ihnen, mit Ausnahme des letzten. Als Beispiel wird der Prozess der Fluorierung betrachtetuns ein Element des Periodensystems. Durch Erhitzen des erwähnten Nichtmetalls mit einem Halogen können zwei Variationen von Fluorid erh alten werden. Der erste Fall: Wenn wir ein Mol Schwefel und drei Mol Fluor nehmen, erh alten wir ein Mol Fluorid, dessen Formel SF6 ist. Die Gleichung sieht so aus: S + 3F2=SF6. Außerdem gibt es noch eine zweite Möglichkeit: Wenn wir ein Mol Schwefel und zwei Mol Fluor nehmen, erh alten wir ein Mol Fluorid mit der Summenformel SF4. Die Gleichung wird wie folgt geschrieben: S + 2F2=SF4. Wie Sie sehen können, hängt alles von den Anteilen ab, in denen die Komponenten gemischt werden. Genauso ist es möglich, den Prozess der Schwefelchlorierung (es können auch zwei verschiedene Stoffe entstehen) oder der Bromierung durchzuführen.
Wechselwirkung mit anderen einfachen Substanzen
Die Charakterisierung des Elements Schwefel endet hier nicht. Der Stoff kann auch eine chemische Reaktion mit Wasserstoff, Phosphor und Kohlenstoff eingehen. Durch die Wechselwirkung mit Wasserstoff entsteht Schwefelsäure. Durch seine Reaktion mit Metallen können ihre Sulfide erh alten werden, die wiederum auch durch direkte Reaktion von Schwefel mit demselben Metall erh alten werden. Die Addition von Wasserstoffatomen an Schwefelatome erfolgt nur unter sehr hohen Temperaturbedingungen. Wenn Schwefel mit Phosphor reagiert, entsteht sein Phosphid. Es hat die folgende Formel: P2S3. Um ein Mol dieser Substanz zu erh alten, müssen Sie zwei Mol Phosphor und nehmen drei Mol Schwefel. Wenn Schwefel mit Kohlenstoff wechselwirkt, wird das Carbid des betrachteten Nichtmetalls gebildet. Seine chemische Formel sieht so aus: CS2. Um ein Mol dieser Substanz zu erh alten, müssen Sie ein Mol Kohlenstoff und zwei Mol Schwefel nehmen. Alle oben beschriebenen Additionsreaktionen finden nur statt, wenn die Reaktanten auf hohe Temperaturen erhitzt werden. Wir haben die Wechselwirkung von Schwefel mit einfachen Substanzen betrachtet, jetzt gehen wir zum nächsten Absatz über.
Schwefel und Komplexverbindungen
Komplexe sind solche Substanzen, deren Moleküle aus zwei (oder mehr) verschiedenen Elementen bestehen. Die chemischen Eigenschaften von Schwefel ermöglichen es ihm, mit Verbindungen wie Alkalien sowie konzentrierter Sulfatsäure zu reagieren. Seine Reaktionen mit diesen Substanzen sind ziemlich eigentümlich. Betrachten Sie zunächst, was passiert, wenn das fragliche Nichtmetall mit Alkali gemischt wird. Wenn Sie zum Beispiel sechs Mol Kaliumhydroxid nehmen und drei Mol Schwefel hinzufügen, erh alten Sie zwei Mol Kaliumsulfid, ein Mol dieses Metallsulfits und drei Mol Wasser. Diese Art von Reaktion kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 O. Nach dem gleichen Prinzip tritt eine Wechselwirkung auf, wenn Natriumhydroxid hinzugefügt wird. Betrachten Sie als nächstes das Verh alten von Schwefel, wenn eine konzentrierte Lösung von Sulfatsäure hinzugefügt wird. Wenn wir ein Mol der ersten und zwei Mol der zweiten Substanz nehmen, erh alten wir folgende Produkte: Schwefeltrioxid in einer Menge von drei Mol sowie Wasser - zwei Mol. Diese chemische Reaktion kann nur stattfinden, wenn die Reaktanten auf eine hohe Temperatur erhitzt werden.
Bekomme den fraglichen ArtikelNichtmetall
Es gibt mehrere grundlegende Möglichkeiten, Schwefel aus einer Vielzahl von Substanzen zu extrahieren. Die erste Methode besteht darin, es aus Pyrit zu isolieren. Die chemische Formel des letzteren lautet FeS2. Wenn diese Substanz ohne Zugang zu Sauerstoff auf eine hohe Temperatur erhitzt wird, können ein weiteres Eisensulfid - FeS - und Schwefel erh alten werden. Die Reaktionsgleichung wird wie folgt geschrieben: FeS2=FeS + S. Die zweite, in der Industrie häufig angewandte Methode zur Gewinnung von Schwefel ist die Verbrennung von Schwefelsulfid unter der Bedingung a wenig Sauerstoff. In diesem Fall können Sie das betrachtete Nichtmetall und Wasser erh alten. Um die Reaktion durchzuführen, müssen Sie die Komponenten in einem Molverhältnis von zwei zu eins einnehmen. Als Ergebnis erh alten wir die Endprodukte im Verhältnis von zwei zu zwei. Die Gleichung für diese chemische Reaktion kann wie folgt geschrieben werden: O. Darüber hinaus kann Schwefel bei verschiedenen metallurgischen Prozessen gewonnen werden, beispielsweise bei der Herstellung von Metallen wie Nickel, Kupfer und anderen.
Industrielle Nutzung
Das Nichtmetall, das wir in Betracht ziehen, hat seine breiteste Anwendung in der chemischen Industrie gefunden. Wie oben erwähnt, wird es hier verwendet, um daraus Sulfatsäure zu gewinnen. Darüber hinaus wird Schwefel als Bestandteil für die Herstellung von Streichhölzern verwendet, da es sich um ein brennbares Material handelt. Auch bei der Herstellung von Sprengstoff, Schießpulver, Wunderkerzen etc. ist es unverzichtbar. Darüber hinaus wird Schwefel als einer der Inh altsstoffe in Schädlingsbekämpfungsmitteln verwendet. BEIMMedizin wird es als Bestandteil bei der Herstellung von Arzneimitteln gegen Hautkrankheiten verwendet. Außerdem wird die betreffende Substanz bei der Herstellung verschiedener Farbstoffe verwendet. Außerdem wird es bei der Herstellung von Leuchtstoffen verwendet.
Elektronische Struktur von Schwefel
Wie Sie wissen, bestehen alle Atome aus einem Kern, der Protonen - positiv geladene Teilchen - und Neutronen, also Teilchen ohne Ladung, enthält. Elektronen kreisen mit negativer Ladung um den Kern. Damit ein Atom neutral ist, muss es die gleiche Anzahl von Protonen und Elektronen in seiner Struktur haben. Sind von Letzteren mehr vorhanden, handelt es sich bereits um ein negatives Ion – ein Anion. Ist dagegen die Zahl der Protonen größer als die Zahl der Elektronen, handelt es sich um ein positives Ion oder Kation. Das Schwefelanion kann als Säurerest wirken. Es ist Teil der Moleküle von Substanzen wie Sulfidsäure (Schwefelwasserstoff) und Metallsulfiden. Ein Anion wird während der elektrolytischen Dissoziation gebildet, die auftritt, wenn eine Substanz in Wasser gelöst wird. In diesem Fall zerfällt das Molekül in ein Kation, das als Metall- oder Wasserstoffion dargestellt werden kann, sowie in ein Kation - ein Ion eines Säurerests oder einer Hydroxylgruppe (OH-).
Da die Ordnungszahl von Schwefel im Periodensystem sechzehn ist, können wir daraus schließen, dass dies die Anzahl der Protonen in seinem Kern ist. Auf dieser Grundlage können wir sagen, dass sich auch sechzehn Elektronen drehen. Die Anzahl der Neutronen erhält man, indem man die Seriennummer des chemischen Elements von der Molmasse abzieht: 32- 16=16. Jedes Elektron rotiert nicht zufällig, sondern auf einer bestimmten Umlaufbahn. Da Schwefel ein chemisches Element ist, das zur dritten Periode des Periodensystems gehört, gibt es drei Umlaufbahnen um den Kern. Das erste hat zwei Elektronen, das zweite acht und das dritte sechs. Die elektronische Formel des Schwefelatoms wird wie folgt geschrieben: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Vorkommen in der Natur
Grundsätzlich findet sich das betrachtete chemische Element in der Zusammensetzung von Mineralien, die Sulfide verschiedener Metalle sind. Zunächst einmal ist es Pyrit - Eisensalz; es ist auch Blei, Silber, Kupferglanz, Zinkblende, Zinnober - Quecksilbersulfid. Darüber hinaus kann Schwefel auch Bestandteil von Mineralien sein, deren Struktur durch drei oder mehr chemische Elemente repräsentiert wird.
Zum Beispiel Kupferkies, Mirabilit, Kieserit, Gips. Sie können jeden von ihnen genauer betrachten. Pyrit ist ein Eisensulfid oder FeS2. Es hat eine hellgelbe Farbe mit einem goldenen Glanz. Dieses Mineral findet sich oft als Verunreinigung in Lapislazuli, der häufig zur Herstellung von Schmuck verwendet wird. Dies liegt daran, dass diese beiden Mineralien oft ein gemeinsames Vorkommen haben. Kupferglanz – Chalkosin oder Chalkosin – ist eine bläulich-graue Substanz, ähnlich wie Metall. Bleiglanz (Bleiglanz) und Silberglanz (Argentit) haben ähnliche Eigenschaften: Sie sehen beide aus wie Metalle und haben eine graue Farbe. Zinnober ist ein bräunlich-rotes, mattes Mineral mit grauen Flecken. Chalkopyrit, chemischdessen Formel CuFeS2 ist, - goldgelb, wird auch Goldblende genannt. Zinkblende (Sphalerit) kann eine Farbe von Bernstein bis Feuerorange haben. Mirabilit - Na2SO4x10H2O - transparente oder weiße Kristalle. Es wird auch Glaubersalz genannt und in der Medizin verwendet. Die chemische Formel von Kieserit ist MgSO4xH2O. Es erscheint als weißes oder farbloses Pulver. Die chemische Formel von Gips ist CaSO4x2H2O. Außerdem ist dieses chemische Element Bestandteil der Zellen lebender Organismen und ein wichtiges Spurenelement.
