Síra. Velká ruská encyklopedie

Oblasti znalostí: Obecná chemie Symbol: S Atomové číslo: 16 Skupina prvků: Nekovy Relativní atomová hmotnost: 32,065a. e.m. Atomový poloměr: 104 pm Elektronegativita: 2,58 jednotek. podle Paulingovy stupnice Fyzikální stav: Hustota pevné látky při n. y.: 2,069 g/cm³ Bod tání: 112 °C Bod varu: 444 °C

Chemické prvky Chemické prvky

Síra (lat. Sulphur), S, chemický prvek skupiny VI krátké formy (16. skupina dlouhé formy) periodické tabulky, patří mezi chalkogeny; atomové číslo 16, atomová hmotnost 32,065. Přírodní síra se skládá ze čtyř izotopů: 32 S (nejběžnější – 95,02%), 33 S, 34 S, 36 S.

Historické informace

Síra v původním stavu, stejně jako ve formě sirných sloučenin, je známá již od starověku (zmíněna v Bibli) a začala se používat kolem roku 2000 před naším letopočtem. E. (v Egyptě se síra používala k dezinfekci, bělení tkanin atd.). Síra byla součástí hořlavých směsí pro vojenské účely (například řecký oheň), používala se i k fumigaci (k dezinfekci, při náboženských obřadech). V Číně (8. století) se ze síry vyráběl střelný prach a pyrotechnické směsi. Středověcí vědci považovali síru za „princip hořlavosti“ a základní složku kovových rud. V období arabské alchymie vznikla rtuťovo-sírová teorie složení kovů, podle níž byla síra uctívána jako „otec“ všech kovů, později se „princip hořlavosti“ stal základem teorie flogistonu . Elementární povahu síry prokázal A. Lavoisier při pokusech o jejím spalování (1777).

Ruský název „síra“ pravděpodobně pochází z praslovanského séra, což znamenalo hořlavé a páchnoucí látky, pryskyřice, fyziologické sekrety (například ušní maz), slovo je spojeno se sanskrtským Sira (světle žlutá) – po barva přírodní síry. Další staré ruské jméno – „bogeyman“ (hořlavá síra) kombinuje známky hořlavosti a špatného zápachu. Latinské síra pravděpodobně pochází z indoevropského kořene swelp – hořet.

Prevalence v přírodě

Síra je běžný chemický prvek, její obsah v zemské kůře je 0,034 % hmotnosti, ve vodách moří a oceánů 0,09 %. Vyskytuje se ve volném stavu (nativní síra) a ve formě sulfidu (pyrit, stibnit, galenit, rumělka, sfalerit, covellit, chalkocit, bismutin, chalkopyrit aj.) a síranu (baryt, anhydrit, sádra, mirabilit, atd.) minerály; viz také Přírodní sulfidy, Přírodní sírany, Sulfidové rudy. Sloučeniny síry jsou přítomny v uhlí, břidlici, ropě a zemních plynech. Síra je biogenní prvek, součást bílkovin a vitamínů.

Vlastnosti

Konfigurace vnějšího elektronového obalu atomu síry je 3s 2 3p 4; nejcharakterističtější oxidační stavy jsou –2, +4, +6; sekvenční ionizační energie, v tomto pořadí, 999,6; 2251; 3361; 4564; 7013; 8495 kJ/mol; Paulingova elektronegativita 2,58; atomový poloměr 104 pm; iontové poloměry (pm, koordinační čísla jsou uvedena v závorce): S 2– 170 (6), S 4+ 51 (6), S 6+ 26 (4).

Síra je nekov; existuje v několika alotropních modifikacích, nejstabilnější jsou kosočtverečné α-S₈ (při pokojové teplotě citronově žluté krystaly, t_pl 112,8 °C, hustota 2069 kg/m 3, stabilní do 95,39 °C) a monoklinický β-S₈ (světle žluté krystaly, t_pl 119,6 °C, stabilní při 95,39–119,6 °C). Krystalové struktury α-S a β-S jsou vytvořeny z neplanárních cyklických molekul S₈ ve tvaru koruny a liší se vzájemnou orientací molekul S₈. Síra tvoří cyklické molekuly S_n s různým počtem atomů n (cyklus S₈ přednostně jsou jiné cykly méně stabilní, zejména S₅ a S.₄). Metastabilní modifikace z červeno-oranžové (S₆) na světle žlutou (S₂₀) barvy. Známá monoklinika, tzv. perleťový, γ-S₈ (světle žluté jehličkovité krystaly), romboedrické ε-S₆ (červenooranžová), dále amorfní a plastická (gumovitá) síra, skládající se z dlouhých, nepravidelně uspořádaných klikatých řetězců S_n. Při dlouhodobé expozici při 20–95 °C se všechny formy síry přeměňují na α-S₈, při 96–110 °C – přeměňuje se na β-S₈. Pevné a kapalné formy síry jsou diamagnetické; modrofialová S₂, stabilní při vysokých teplotách, paramagnetické; a-S₈ klasifikovány buď jako vysokoodporové polovodiče nebo dielektrika. Sirné modifikace se vyznačují dvěma t_pl – „ideální“ (tavenina obsahuje molekuly stejného typu) a „přírodní“ (tavenina obsahuje směs molekul různého složení).

Vzorek síry. Foto: Ekaterina Kriminskaya / legion-media.ru Ukázka síry. Foto: Ekaterina Kriminskaya / legion-media.ru Tavenina síry poblíž t_pl – pohyblivá žlutá kapalina, obsahuje cyklické molekuly S₈ a S._n (n=6, 7, 9, 10); nad 120 °C vznikají polymerní řetězce S_x, při 160 °C obsah S_x maximum. Při 187 °C se tavenina stává viskózní a získává tmavě hnědou barvu. Nad 187 °C se polymerní řetězce ničí a tavenina ztrácí viskozitu. Plynná síra při t.t_žok (444,6 °C) obsahuje molekuly S₈, S₆, S₇, bezvýznamný S₂; při 700 °C v přibližně stejných množstvích S₂, S₆, S₈, S₇, bezvýznamný S₃; nad 730 °C převládají molekuly S₂, nad 1500 °C – monatomická S.

Síra je nerozpustná ve vodě, vysoce rozpustná v sirouhlíku CS₂ (29 % při 20 °C). Polymerní řetězce obsahující síru jsou v CS nerozpustné₂. Síra je chemicky aktivní a při zahřívání tvoří sloučeniny s téměř všemi prvky. Koncentrovaný H₂SO₄ oxiduje roztavenou síru na oxid siřičitý SO₂, koncentrované HNO₃ – na kyselinu sírovou H₂SO₄; při zahřívání dochází k disproporcím síry v alkalických roztocích za vzniku siřičitanů a sulfidů a poté polysulfidů a thiosíranů. Při 280 °C síra hoří v O₂, při 360 °C – na vzduchu za vzniku SO₂ (s příměsí oxidu sírového SO₃). S halogeny (kromě I₂) tvoří halogenidy síry, s vodíkem sirovodík a sulfany H₂S_x (polyhydrogensulfidy, x⩾2), s uhlík – sirouhlík CS₂, s kovy a nekovy – sulfidy. Získané nitridy síry: cyklický S₄N₄, S₂N₂; polymer (SN)_x kovová vodivost, nízkoteplotní supravodič; S₄N₂ atd. Sloučeniny s kationty S jsou známé₈ 2+, S₁₉ 2+ atd. Cyklické anionty S_n 2- mohou být ligandy pro komplexní sloučeniny, jako je K₂[Pt(S₅)₃]. Viz také sloučeniny organické síry.

Příjem

Síra se těží z původních rud, získávaných oxidací H₂S nebo restaurování SO₂. Pro těžbu z rud se často používá geotechnologická metoda – tavení síry přiváděním horké vodní páry do rudné vrstvy; poté je tavenina vytažena na povrch pomocí stlačeného vzduchu. Mezi další způsoby patří tavení z rozdrcené rudy v komorových pecích, sublimace, extrakce sirouhlíku z rud, úprava v autoklávech horkou párou atd. Síra se získává z ropy a odpadu z rafinace ropy, průmyslových plynů (generátorový plyn, koksárenský plyn, plyny z rafinace ropy) a zemní plyny obsahující H₂S, zpracováním plynů alkalickými roztoky s následnou oxidací. Přidružená extrakce síry při zpracování sulfidických rud spočívá v redukci SO₂ Kola Přírodní kusová síra se získává z přírodních rud, z H₂S a SO₂ – hrudka plynu; přírodní kusová síra čištěná destilací – rafinovaná síra kondenzovaná z par nad t.t_pl a nalévá se z kapalného stavu do forem – řezání síry, kondenzované do pevného stavu z páry – „barva síry“. Vysoce rozptýlená síra se nazývá koloidní. K čištění síry se používají chemické metody (úprava koncentrovanou HNO₃ a H₂SO₄, praní, sublimace ve vakuu); hloubkové čištění se provádí destilací a rektifikací. Vysoce čistá síra obsahuje 10–5–10–6 % nečistot. Objem celosvětové produkce síry je asi 80 milionů tun/rok (2020).

přihláška

Asi 50% vyrobené síry se používá k výrobě H₂SO₄, asi 25 % – siřičitany, 10–15 % – pro hubení škůdců a chorob zemědělských plodin (hlavně vinná réva a bavlna), asi 10 % – v gumárenském průmyslu (vulkanizační činidlo). Síra se používá při výrobě barviv, výbušnin, umělých vláken, fosforů, CS₂sulfidy, v organické syntéze atd.; síra je obsažena v zápalkových hlavičkách a mastech pro léčbu kožních onemocnění.

Hlavním zdrojem znečištění sloučeninami síry je spalování uhlí a ropných produktů, hutní výroba; 96 % síry se dostává do atmosféry ve formě SO₂, zbytek jsou sírany, H₂S, C.S.₂, COS aj. Jemně rozptýlená síra dráždí dýchací ústrojí, sliznice, může způsobovat ekzémy atd. Mnoho sloučenin síry je jedovatých.

Alikberová Ljudmila Jurjevna. První publikace: Velká ruská encyklopedie, 2015.

Publikováno 8. června 2022 ve 14:26 (GMT+3). Naposledy aktualizováno 6. února 2023 v 17:00 (GMT+3). Kontaktujte redakci

Oblasti znalostí: Obecná chemie Symbol: S Atomové číslo: 16 Skupina prvků: Nekovy Relativní atomová hmotnost: 32,065a. e.m. Atomový poloměr: 104 pm Elektronegativita: 2,58 jednotek. podle Paulingovy stupnice Fyzikální stav: Hustota pevné látky při n. y.: 2,069 g/cm³ Bod tání: 112 °C Bod varu: 444 °C

• Vědecký a vzdělávací portál “Velká ruská encyklopedie”
  Vytvořeno s finanční podporou Ministerstva digitálního rozvoje, komunikací a masových komunikací Ruské federace.
  Osvědčení o registraci hromadných sdělovacích prostředků EL č. FS77-84198, vydané Federální službou pro dohled nad komunikacemi, informačními technologiemi a hromadnými komunikacemi (Roskomnadzor) dne 15. listopadu 2022.
  ISSN: 2949-2076
• Zakladatel: Autonomní nezisková organizace „Národní vědecké a vzdělávací centrum „Velká ruská encyklopedie“
  Šéfredaktor: Kravets S.L.
  Telefon redakce: +7 (495) 917 90 00
  E-mailem Redakční e-mail: [email protected]

• © ANO BRE, 2022 – 2024. Všechna práva vyhrazena.
• Podmínky použití informací. Veškeré informace zveřejněné na tomto portálu jsou určeny pouze pro osobní potřebu a nejsou předmětem další reprodukce.
  Mediální obsah (ilustrace, fotografie, videa, zvukové materiály, mapy, naskenované obrázky) lze použít pouze se svolením držitelů autorských práv.
• Podmínky použití informací. Veškeré informace zveřejněné na tomto portálu jsou určeny pouze pro osobní potřebu a nejsou předmětem další reprodukce.
  Mediální obsah (ilustrace, fotografie, videa, zvukové materiály, mapy, naskenované obrázky) lze použít pouze se svolením držitelů autorských práv.