Lưu huỳnh là một nguyên tố hóa học nằm ở nhóm thứ sáu và thứ ba của bảng tuần hoàn. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ xem xét chi tiết các đặc tính hóa học và vật lý, sản xuất, sử dụng, v.v. Đặc tính vật lý bao gồm các đặc điểm như màu sắc, mức độ dẫn điện, điểm sôi lưu huỳnh, v.v. Đặc tính hóa học mô tả sự tương tác của nó với các chất khác.
Lưu huỳnh về mặt vật lý
Đây là một chất dễ vỡ. Trong điều kiện bình thường, nó ở trạng thái tập hợp rắn. Lưu huỳnh có màu vàng chanh.
Và phần lớn, tất cả các hợp chất của nó đều có màu vàng. Không hòa tan trong nước. Nó có độ dẫn nhiệt và điện thấp. Những đặc điểm này đặc trưng cho nó như một phi kim loại điển hình. Mặc dù thực tế là thành phần hóa học của lưu huỳnh không phức tạp chút nào, nhưng chất này có thể có một số biến thể. Tất cả phụ thuộc vào cấu trúc của mạng tinh thể, với sự trợ giúp của các nguyên tử nào được kết nối với nhau, nhưng chúng không tạo thành phân tử.
Vì vậy, lựa chọn đầu tiên là lưu huỳnh hình thoi. Cô ấy tình cờ trở thànhổn định nhất. Nhiệt độ sôi của loại lưu huỳnh này là bốn trăm bốn mươi lăm độ C. Nhưng để một chất nhất định chuyển sang trạng thái khí tập hợp thì trước hết chất đó phải chuyển sang trạng thái lỏng. Vì vậy, sự nóng chảy của lưu huỳnh xảy ra ở nhiệt độ là một trăm mười ba độ C.
Phương án thứ hai là lưu huỳnh đơn tà. Nó là một tinh thể hình kim có màu vàng sẫm. Sự nóng chảy của lưu huỳnh thuộc loại đầu tiên, và sau đó sự nguội đi chậm lại của nó dẫn đến sự hình thành của loại này. Giống này có các đặc điểm vật lý gần như giống nhau. Ví dụ, nhiệt độ sôi của lưu huỳnh loại này vẫn là bốn trăm bốn mươi lăm độ. Ngoài ra, có nhiều loại chất này như nhựa. Nó thu được bằng cách đổ vào nước lạnh được đun nóng gần như đến một hình thoi sôi. Điểm sôi của lưu huỳnh loại này là như nhau. Nhưng chất có khả năng co giãn như cao su.
Một thành phần khác của đặc tính vật lý mà tôi muốn nói đến là nhiệt độ bốc cháy của lưu huỳnh.
Con số này có thể thay đổi tùy thuộc vào loại vật liệu và nguồn gốc của nó. Ví dụ, nhiệt độ bốc cháy của lưu huỳnh kỹ thuật là một trăm chín mươi độ. Đây là một con số khá thấp. Trong các trường hợp khác, điểm chớp cháy của lưu huỳnh có thể là hai trăm bốn mươi tám độ và thậm chí hai trăm năm mươi sáu độ. Tất cả phụ thuộc vào việc nó được khai thác từ vật liệu gì, mật độ ra sao. Nhưng có thể kết luậnrằng nhiệt độ cháy của lưu huỳnh là khá thấp, so với các nguyên tố hóa học khác, nó là một chất dễ cháy. Ngoài ra, đôi khi lưu huỳnh có thể kết hợp thành các phân tử bao gồm tám, sáu, bốn hoặc hai nguyên tử. Bây giờ, sau khi xem xét lưu huỳnh từ quan điểm vật lý, chúng ta hãy chuyển sang phần tiếp theo.
Đặc điểm hóa học của lưu huỳnh
Nguyên tố này có khối lượng nguyên tử tương đối thấp, nó là ba mươi hai gam trên một mol. Đặc tính của nguyên tố lưu huỳnh bao gồm một đặc điểm của chất này là khả năng có các mức độ oxi hóa khác nhau. Trong điều này, nó khác với hydro hoặc oxy. Xét đến câu hỏi nguyên tố lưu huỳnh có tính chất hóa học gì thì không thể không nhắc đến việc tùy điều kiện mà nó vừa thể hiện tính khử vừa thể hiện tính oxi hóa. Vì vậy, theo thứ tự, hãy xem xét sự tương tác của một chất nhất định với các hợp chất hóa học khác nhau.
Lưu huỳnh và các chất đơn giản
Đơn giản là những chất chỉ có một nguyên tố hóa học trong thành phần của chúng. Các nguyên tử của nó có thể kết hợp thành phân tử, chẳng hạn như trong trường hợp oxy, hoặc chúng có thể không kết hợp với nhau, như trường hợp với kim loại. Vì vậy, lưu huỳnh có thể phản ứng với kim loại, phi kim loại khác và halogen.
Tương tác với kim loại
Loại quy trình này đòi hỏi nhiệt độ cao. Trong điều kiện này, phản ứng cộng xảy ra. Nghĩa là, các nguyên tử kim loại kết hợp với các nguyên tử lưu huỳnh, do đó tạo thành các chất phức tạp sunfua. Ví dụ, nếu bạn làm nónghai mol kali, trộn với một mol lưu huỳnh, ta được một mol sunfua của kim loại này. Phương trình có thể được viết như sau: 2K + S=K2S.
Phản ứng với oxy
Đây là đốt lưu huỳnh. Kết quả của quá trình này, oxit của nó được hình thành. Loại thứ hai có thể có hai loại. Do đó, quá trình đốt cháy lưu huỳnh có thể xảy ra theo hai giai đoạn. Đầu tiên là khi một mol lưu huỳnh và một mol oxy tạo thành một mol lưu huỳnh đioxit. Bạn có thể viết phương trình của phản ứng hóa học này như sau: S + O2=SO2. Giai đoạn thứ hai là sự bổ sung thêm một nguyên tử oxy vào dioxit. Điều này xảy ra khi cho một mol oxi vào hai mol lưu huỳnh đioxit ở nhiệt độ cao. Kết quả là hai mol lưu huỳnh trioxit. Phương trình tương tác hóa học này có dạng như sau: 2SO2+ O2=2SO3. Kết quả của phản ứng này, axit sunfuric được tạo thành. Vì vậy, bằng cách thực hiện hai quá trình được mô tả, có thể truyền trioxit thu được qua một tia hơi nước. Và chúng tôi nhận được axit sunfat. Phương trình của một phản ứng như vậy được viết như sau: SO3+ H2O=H2VẬY 4.
Tương tác với halogen
Các tính chất hóa học của lưu huỳnh, giống như các phi kim loại khác, cho phép nó phản ứng với nhóm chất này. Nó bao gồm các hợp chất như flo, brom, clo, iot. Lưu huỳnh phản ứng với bất kỳ chất nào trong số chúng, ngoại trừ chất cuối cùng. Một ví dụ là quá trình flo hóa củachúng tôi một phần tử của bảng tuần hoàn. Bằng cách đun nóng phi kim loại đã đề cập với một halogen, có thể thu được hai biến thể của florua. Trường hợp đầu tiên: nếu chúng ta lấy một mol lưu huỳnh và ba mol flo, chúng ta nhận được một mol florua, công thức của nó là SF6. Phương trình có dạng như sau: S + 3F2=SF6. Ngoài ra, có một phương án thứ hai: nếu lấy một mol lưu huỳnh và hai mol flo, chúng ta nhận được một mol florua có công thức hóa học là SF4. Phương trình được viết như sau: S + 2F2=SF4. Như bạn có thể thấy, tất cả phụ thuộc vào tỷ lệ mà các thành phần được trộn. Theo cách hoàn toàn tương tự, có thể thực hiện quá trình clo hóa lưu huỳnh (hai chất khác nhau cũng có thể được tạo thành) hoặc brom hóa.
Tương tác với các chất đơn giản khác
Đặc điểm của nguyên tố lưu huỳnh không kết thúc ở đó. Chất này cũng có thể tham gia phản ứng hóa học với hydro, phốt pho và carbon. Do tương tác với hydro, axit sunfua được hình thành. Kết quả của phản ứng của nó với kim loại, có thể thu được các sunfua của chúng, và ngược lại, cũng thu được bằng phản ứng trực tiếp của lưu huỳnh với cùng một kim loại. Sự cộng nguyên tử hydro với nguyên tử lưu huỳnh chỉ xảy ra trong điều kiện nhiệt độ rất cao. Khi lưu huỳnh phản ứng với phốt pho, phốt pho của nó được hình thành. Nó có công thức như sau: P2S3.Để có một mol chất này cần lấy hai mol photpho và ba mol lưu huỳnh. Khi lưu huỳnh tương tác với cacbon, cacbua của phi kim loại được coi là được hình thành. Công thức hóa học của nó có dạng như sau: CS2. Để có một mol chất này cần lấy một mol cacbon và hai mol lưu huỳnh. Tất cả các phản ứng cộng mô tả ở trên chỉ xảy ra khi đun nóng chất phản ứng đến nhiệt độ cao. Chúng ta đã xem xét sự tương tác của lưu huỳnh với các chất đơn giản, bây giờ chúng ta hãy chuyển sang đoạn tiếp theo.
Lưu huỳnh và các hợp chất phức tạp
Phức tạp là những chất mà phân tử của chúng bao gồm hai (hoặc nhiều) nguyên tố khác nhau. Các đặc tính hóa học của lưu huỳnh cho phép nó phản ứng với các hợp chất như kiềm, cũng như axit sunfat đậm đặc. Phản ứng của nó với những chất này khá đặc biệt. Trước tiên, hãy xem xét điều gì sẽ xảy ra khi phi kim loại được đề cập trộn với kiềm. Ví dụ, nếu bạn lấy sáu mol kali hydroxit và thêm ba mol lưu huỳnh vào chúng, bạn sẽ có hai mol kali sunfua, một mol sunfit kim loại này và ba mol nước. Loại phản ứng này có thể được biểu diễn bằng phương trình sau: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3+ 3H2 O. Theo nguyên tắc tương tự, tương tác xảy ra nếu thêm natri hydroxit. Tiếp theo, hãy xem xét hoạt động của lưu huỳnh khi thêm dung dịch axit sunfat đậm đặc vào nó. Nếu chúng ta lấy một mol chất thứ nhất và hai mol chất thứ hai, chúng ta nhận được các sản phẩm sau: lưu huỳnh trioxit với số lượng là ba mol, và nước - hai mol. Phản ứng hóa học này chỉ có thể xảy ra khi các chất phản ứng được đun nóng đến nhiệt độ cao.
Nhận mặt hàng trong câu hỏiphi kim loại
Có một số cách cơ bản để bạn có thể chiết xuất lưu huỳnh từ nhiều chất khác nhau. Phương pháp đầu tiên là cô lập nó khỏi pyrit. Công thức hóa học của chất sau là FeS2. Khi nung chất này đến nhiệt độ cao mà không tiếp cận với oxy, có thể thu được một sunfua sắt khác - FeS - và lưu huỳnh. Phương trình phản ứng được viết như sau: FeS2=FeS + S. Phương pháp thứ hai để thu được lưu huỳnh, thường được sử dụng trong công nghiệp là đốt lưu huỳnh sunfua ở điều kiện a lượng nhỏ oxy. Trong trường hợp này, bạn có thể lấy nước và phi kim loại được coi là. Để thực hiện phản ứng, bạn cần phải lấy các thành phần theo tỷ lệ mol của hai: một. Kết quả là, chúng tôi nhận được các sản phẩm cuối cùng theo tỷ lệ từ hai đến hai. Phương trình của phản ứng hóa học này có thể được viết như sau: O. Ngoài ra, lưu huỳnh có thể thu được trong các quá trình luyện kim khác nhau, ví dụ, trong sản xuất kim loại như niken, đồng và các loại khác.
Sử dụng công nghiệp
Phi kim loại mà chúng tôi đang xem xét đã tìm thấy ứng dụng rộng rãi nhất của nó trong ngành công nghiệp hóa chất. Như đã đề cập ở trên, ở đây nó được sử dụng để thu được axit sunfat từ nó. Ngoài ra, lưu huỳnh được sử dụng như một thành phần để sản xuất diêm, do nó là vật liệu dễ cháy. Nó cũng không thể thiếu trong sản xuất thuốc nổ, thuốc súng, thuốc phóng điện,… Ngoài ra, lưu huỳnh được sử dụng như một trong những thành phần trong các sản phẩm phòng trừ sâu bệnh. TẠIy học, nó được sử dụng như một thành phần trong sản xuất thuốc chữa bệnh ngoài da. Ngoài ra, chất được đề cập được sử dụng trong sản xuất các loại thuốc nhuộm khác nhau. Ngoài ra, nó còn được sử dụng trong sản xuất phốt pho.
Cấu trúc điện tử của lưu huỳnh
Như bạn đã biết, tất cả các nguyên tử đều bao gồm một hạt nhân, chứa proton - các hạt mang điện dương - và neutron, tức là các hạt có điện tích bằng không. Các êlectron quay quanh hạt nhân mang điện tích âm. Để một nguyên tử là trung hòa, nó phải có cùng số proton và electron trong cấu trúc của nó. Nếu có nhiều hơn cái thứ hai, thì đây đã là một ion âm - anion. Ngược lại, nếu số proton lớn hơn số electron, thì đây là một ion dương, hoặc cation. Anion lưu huỳnh có thể hoạt động như một gốc axit. Nó là một phần của các phân tử của các chất như axit sunfua (hydro sunfua) và các sunfua kim loại. Một anion được hình thành trong quá trình phân ly điện phân, xảy ra khi một chất được hòa tan trong nước. Trong trường hợp này, phân tử phân hủy thành cation, có thể được biểu diễn dưới dạng kim loại hoặc ion hydro, cũng như cation - ion của dư axit hoặc nhóm hydroxyl (OH -).
Vì số thứ tự của lưu huỳnh trong bảng tuần hoàn là mười sáu, chúng ta có thể kết luận rằng đây là số proton trong hạt nhân của nó. Dựa trên điều này, chúng ta có thể nói rằng cũng có 16 electron quay xung quanh. Số nơtron có thể được tìm thấy bằng cách trừ số thứ tự của nguyên tố hóa học với khối lượng mol: 32- 16=16. Mỗi êlectron không quay ngẫu nhiên mà theo một quỹ đạo nhất định. Vì lưu huỳnh là nguyên tố hóa học thuộc chu kỳ 3 của bảng tuần hoàn nên có 3 quỹ đạo quay quanh hạt nhân. Cái đầu tiên có hai electron, cái thứ hai có tám và cái thứ ba có sáu. Công thức điện tử của nguyên tử lưu huỳnh được viết như sau: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Phổ biến trong tự nhiên
Về cơ bản, nguyên tố hóa học được coi là có trong thành phần của khoáng chất, là các sulfua của các kim loại khác nhau. Trước hết, đó là pyrit - muối sắt; nó cũng là chì, bạc, ánh đồng, sợi kẽm, chu sa - thủy ngân sulfua. Ngoài ra, lưu huỳnh cũng có thể là một phần của khoáng chất, cấu trúc của chúng được đại diện bởi ba hoặc nhiều nguyên tố hóa học.
Ví dụ: chalcopyrit, mirabilit, kieserit, thạch cao. Bạn có thể xem xét từng chi tiết hơn. Pyrit là một sunfua sắt, hoặc FeS2. Nó có màu vàng nhạt với ánh vàng. Khoáng chất này thường có thể được tìm thấy dưới dạng tạp chất trong lapis lazuli, được sử dụng rộng rãi để làm đồ trang sức. Điều này là do thực tế là hai khoáng sản này thường có một mỏ chung. Đồng bóng - chalcocite, hoặc chalcosine - là một chất màu xám xanh, tương tự như kim loại. Ánh chì (galena) và ánh bạc (argentite) có tính chất tương tự: chúng đều giống kim loại và có màu xám. Cinnabar là một khoáng chất màu nâu đỏ xỉn với các mảng màu xám. Chalcopyrit, hóa chấtcó công thức là CuFeS2, - màu vàng vàng, nó còn được gọi là màu vàng kim. Kẽm Blende (sphalerit) có thể có màu từ hổ phách đến cam rực. Mirabilite - Na2SO4x10H2O - tinh thể trong suốt hoặc trắng. Nó còn được gọi là muối của Glauber, được sử dụng trong y học. Công thức hóa học của kieserit là MgSO4xH2O. Nó xuất hiện dưới dạng bột màu trắng hoặc không màu. Công thức hóa học của thạch cao là CaSO4x2H2O. Ngoài ra, nguyên tố hóa học này là một phần của tế bào của sinh vật sống và là một nguyên tố vi lượng quan trọng.
