Реферат з хімії
Хімічна та агрохімічна сировина ( Сірка ).
Сірка. Сірка за стандартних умов – крихка кристалічна речовина жовтого кольору. Погано проводить теплоту і не проводить електричного струму. У воді не розчиняється краще розчиняється в деяких розчинниках (у сірковуглеці CS2, бензині, етері та ін.).
І в розчинах, і в кристалах сірка складається з циклічних молекул S8, які за формою нагадують корону. Але в кристалах ці молекули можуть бути упаковані по-різному.
Якщо молекули розташовані щільно, утворюється алотропна форма ромбічна сірка. Менш щільне упакування молекул спричинює виникнення іншої алотропної форми – моноклінної сірки.
Якщо сірку розплавити і швидко охолодити, утворюється ще одна алотропна форма: пластична сірка – коричнева губоподібна маса.
Властивості ромбічної і моноклінної сірки
Хімічні властивості сірки
Хімічна активність сірки доволі висока. При нагрівання вона реагує майже з усіма елементами.
1. Взаємодія з металами.
2Cu + S = Cu2S
2. Взаємодія з неметалами.
S + O2 = SO2^
H2 + S = H2S ^
Застосування. Найбільша маса сірки і природних сульфідів витрачається на вироблення сульфатної кислоти.
Оксиди сульфуру.
Сульфур утворює два кислотні оксиди: оксид сульфуру (IV) SO2 і оксид сульфуру (VI) SO3/
Оскид сульфуру (IV) SO2 (діоксид сульфуру, сірчастий газ) – це безбарвний важкий газ (у 2,2 раза важчий за повітря), з різким запахом, що викликає кашель. Негорючий. Дуже легко розчиняється у воді (в 1л води при 200С розчиняється 43 л SO2.
Застосування. Найважливіша галузь застосування оксиду сульфуру (IV) SO2 – це виробництво сульфатної кислоти H2SO4.
Фізіологічна дія. Оксид сульфуру (IV) SO2 токсичний. Невелика концентрація його у повітрі викликає подразнення слизових оболонок дихальних органів і очей.
Вплив на навколишнє середовище. Діоксид сульфуру SO2 один з основних забрудників повітря, він отруює навколишнє середовище.
Звідки ж береться діоксид сульфуру SO2 у повітрі?
Природним джерелом SO2 є окислення сірководню H2S атмосферним киснем й озоном:
2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O
H2S + O3 = SO2 + H2O
Діоксид сульфуру SO2, потрапляючи у повітря, викликає утворення “кислотних дощів”, шкідливих для усього живого.
Оксид сульфуру (IV) SO3 (триоксид сульфуру) – безбарвна рідина, яка за температури, нижчої від 170С, кристалізується, перетворюючись на довгі шовковисті кристали. Дуже легка речовина, сильний окисник. Токсичний, уражує слизові оболонки й дихальні шляхи, викликає тяжкі опіки шкіри, енергійно руйнує органічні сполуки. Зберігають його у запаяних скляних посудинах.
Оксид сульфуру (VІ) на повітрі димить, бурхливо взаємодіє з водою з виділенням великої кількості теплоти, утворюючи сульфатну кислоту:
SO3 + H2O = H2SO4
Застосовується оксид сульфуру (IV) SO3 у виробництві сульфатної кислоти H2SO4. У лабораторній практиці він використовується як водовбирний засіб.
Сульфатна кислота.
Сульфатна кислота H2SO4 (безводна, 100%-ва) – важка безбарвна оліїста рідина. Густина її концентрованого розчину (w(H2SO4) = 98%) за стандартних умов 1,84 г/см3. вона нелегка, запаху не має. Надзвичайно гігроскопічна. Активно вбирає вологу. Змішується з водою у будь-яких співвідношеннях. Розчинення сульфатної кислоти у воді супроводжується виділенням великої куль ості теплоти, що може призвести до закипання води і розбризкування кислоти.
Розбавлена сульфатна кислота виявляє всі хімічні властивості, характерні для кислот.
Зміна кольору індикатора.
Дисоціація кислоти.
І ступінь H2SO4 ? Н+ + HSO -4 – гідрогенсульфат-іон
ІІ ступінь HSO –4 ? Н+ + SO -24 – сульфат-іон.
Взаємодія з основами.
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
4. Взаємодію з оксидами металів.
MgO + H2SO4 = MgSO4 + H2O
ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O
5. Взаємодія з солями.
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2? + H2O
2KNO3 + H2SO4 = K2SO4 + 2HNO3?
6. Взаємодія з металами.
Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2?
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2?
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2?
Застосування сульфатної кислоти і сульфатів. Сульфатна кислота є важливим продуктом хімічної промисловості. Вона у великих кількостях застосовується у виробництві мінеральних добрив, волокон, пластмас, барвників, вибухових речовин, у металургії в процесі добування міді. Нікелю, урану та інших металів. Використовується також як осушувач газів.
Серед сульфатів велике практичне значення мають мідний і залізний купороси CuSO4 ? 5H2O i FeSO4 ? 7H2O.
Родовища сірки.
Посеред вулканогенних родовищ сірки розрізняють (40):
а) гідротермальні - руди, які придставлені сірними кварцитами, поклади локалізуються уздовж розломів крихких та пористих агломеративних порід, форма покладу переважно пласто- або лінзообразна, вміст сірки в рудах до 30-40%;
б) ексгаляционні - сірка відкладається в кратерах вулканів у вигляді пластів,покровів;
в) вулканогенно-осадкові - сформовані в кратерах озер, поклади сформовані у вигляді плоских лінз.
Екзогенні родовища поділяються на: сингенетичні - сформовані осадковим біохімічним шляхом, мають пластообразну форму та лінзовидну форму покладу, потужність покладу – метри та перші десятки метрів, сіркові руди – карбонатні, вміст сірки 15-25%; епігенетичні – формуються інфільтраційнім біохімічним шляхом, поклади мають лінзо- та штокообразну форму (потужністю від 1 до 20м), розположені вздовж областей розломів в дрібних куполообразних зготках з порушеними сводами, руди карбонатні, пісчані, глиняні, вміст сірки в них 12-15%.
Фізична характеристика вулканогенних родовищ вивчена на гіотерматних родовищах Камчатки. Найбільш плотними породами являються незмінні вулканіти – базальт и та андезити( плотність=2.59-2,77 г/куб.см.). Змінні рудовмісні породи (вторинні кварци) та слабозмінні породи (прополіти) менш плотні (2,05-2,51 г/куб.см.).Плотність середніх кварців (з вмістом сірки 20-50%) переважно 2,45г/куб.см. Найбільш магнітними є незмінні базальти та андезити, менш магнітні – слабо змінні породи – туфи і андезити. Удільний електричний опір у змінних порід змінюються в великих межах: найменше його значення у без сіркових каоліното-кварцевих порід(25-200 Ом*м), найбільше(1500-44000 ОМ*м )- у сіркових кварцитів. На вулканогенно-осадкових родовищах важливу роль відіграє диференціація по фізичним властивостям вулканогенних и осадових порід, а також присутність в рудах сірникового колчедану, що визначає аномальну їх поляризацію.
Фізичні властивості порід і руд екзогенних родовищ добре вивчені у Прикарпатському сірконосному басейні .Для гіпсо-ангидритових формувань тріасу характерний високий електричний опір, що попередило собою існування в межах басейну опорного геоелектричного горизонту, потужністю до 40м и опором від 500 до 5000 Ом*м. Поляризація містких порід, як правило, незначна (0,5-1,5%). Сформовані сіркові поклади мають поляризацію до 6%.Плотносна характеристика розрізу: найменше значення в сірчаних вапняків, дещо більша - - у вапняків продуктивного горизонту, найбільш плотні формування – гіпсо-ангидрити.
Висновок: основним споживачем сірки є хімічна промисловість (виробництво сірчаної кислоти). Широко застосовується сірка при виробництві паперу, целюлози, гуми, скла, вибухових речовин, в медицині, текстильній, харчовій промисловості.
Сірчану сировину отримують із родовищ самородної сірки, піриту, піротину, природного газу, нафти, гіпсу, ангідриту.
У природі дуже поширені сполуки сульфуру з різними металами: PbS – свинцевий блиск, ZnS –цинкова обманка, Cu2S – мідний блиск, FeS2 – залізний колчедан, або пірит. Поширені в природі й інші мінерали Сульфуру, в основному сульфати кальцію і магнію. Поклади сполук сульфуру є в Україні (Львівська область). Також вони наявні і в Туркменістані, Італії, Японії, США та інших країнах.
До великих родовищ відносяться такі, в яких запаси складають більше 50 млн. тонн, до малих – з запасами менше 1 млн. тонн. Ціна 1 т сірки складає близько 150 $ США.
