Сера

Се́ра (Sulphur) — высокоэлектроотрицательный элемент, проявляет неметаллические свойства. В водородных и кислородных соединениях находится в составе различных анионов, образует многие кислоты и соли. Большинство серусодержащих солей малорастворимы в воде.

Природные минералы серы

Сера является пятнадцатым по химической распространенности элементом в земной коре. Встречается в свободном (самородном) состоянии и связанном виде.

Важнейшие природное соединение серы FeS₂ — железный колчедан, пирит, ZnS — цинковая обманка, PbS — свинцовый блеск, HgS — киноварь, CaSO₄ · H₂O — гипс, Na₂SO₄ · 10H₂O — глауберова соль, MgSO₄ · 7H₂O — горькая соль.

Входит в состав различных минералов, руд и горных пород, нефти, природного угля. Сера — шестой элемент по содержанию в природных водах, встречается в основном в виде сульфат-иона и обуславливает «постоянную» жесткость пресной воды. Жизненно важный элемент для высших организмов, составная часть многих белков, концентрируется в волосах.

История

Происхождение названия

Происхождение латинского sulfur неизвестно. Русское название элемента обычно производят от санскритского «сира» — светло-желтый. Возможно родство «серы» с древнееврейским «серафим» — мн. числом от «сераф» — букв. сгорающий, а сера хорошо горит. В древнерусском и старославянском «сера» — вообще горючее вещество, в том числе и жир.

Получение

Серу получают главным образом выплавкой самородной серы непосредственно в местах её залегания под землей. Серные руды добывают разными способами — в зависимости от условий залегания. Залежам серы почти всегда сопутствуют скопления ядовитых газов — соединений серы. К тому же нельзя забывать о возможности ее самовозгорания.

Добыча руды открытым способом происходит так. Шагающие экскаваторы снимают пласты пород, под которыми залегает руда. Взрывами рудный пласт дробят, после чего глыбы руды отправляют на сероплавильный завод, где из концентрата извлекают серу.

В 1890 г. Герман Фраш, предложил плавить серу под землей и через скважины, подобные нефтяным, выкачивать ее на поверхность. Сравнительно невысокая (меньше 120 °C) температура плавления серы подтверждала реальность идеи Фраша. В 1890 г. начались испытания, приведшие к успеху.

Известно несколько методов получения серы из серных руд: пароводяные, фильтрационные, термические, центрифугальные и экстракционные.

Физические свойства

Сера существенно отличается от кислорода способностью образовывать устойчивые гомоцепи. Наиболее стабильны циклические молекулы S₈, имеющие форму короны, образующие ромбическую и моноклинную серу. Это кристаллическая сера — хрупкое вещество желтого цвета. Кроме того, возможны молекулы с замкнутыми (S₄, S₆) цепями и открытыми цепями. Такой состав имеет пластическая сера, вещество коричневого цвета. В воде сера нерастворима, некоторые её модификации растворяются в органических растворителях, например сероуглероде.

Серу применяют для производства серной кислоты, вулканизации каучука, как фунгицид в сельском хозяйстве и как лекарственный препарат.

Химические свойства

При комнатной температуре сера реагирует со фтором, хлором и концентрированными кислотами-окислителями (HNO₃, H₂SO₄), проявляя восстановительные свойства:
$S + 3F_2 = SF_6$
$S + Cl_2 = SCl_2$
$S + 6HNO_3$ (конц.) $= H_2SO_4 + 6NO_2$ ↑ $+ 2H_2O$
$S + 2H_2SO_4$ (конц.) $= 3SO_2$ ↑ $+ 2H_2O$

На воздухе сера горит, образуя сернистый ангидрид — бесцветный газ с резким запахом:
$S + O_2 = SO_2$
При взаимодействии с металлами образует сульфиды.

При нагревании сера реагирует с углеродом, кремнием, фосфором, водородом:
$C + 2S = CS_2$ (сероуглерод)

Сера при нагревании растворяется в щелочах — реакция диспропорционирования
$3S + 6KOH = K_2SO_3 + 2K_2S + 3H_2O$

См. также

Категория:Соединения серы

Ссылки

Химические элементы | Неметаллы

Gourt Home::Gourt :: Сера