Самородная сера — применение, свойства, особенности. Самородная сера — S Сера в породе свойства

Диагностическая карта.
Кристаллы серы из Коццодиси (Агридженто)

S
Сингония ромбическая или моноклинная
Твердость 2
Удельный вес 2-2,1
Спайность несовершенная
Излом раковистый
Цвет желтый, коричневый
Цвет в порошке белый
Блеск от смоляного до жирного

Сера самородная - S. Блеск жирный до алмазного, минерал прозрачен до просвечивающего. Цвета: желтый, при выветривании становится серым или бурым вплоть до черного. Черта светло-желтая, излом раковистый, неровный. Весьма хрупка. Спайность несовершенная. Образуется сера как продукт вулканических возгонов, встречается также в биогенно-осадочных месторождениях.

Кристаллы (ромбической сингонии) пирамидальные, боченковидные. Часты сростки. Агрегаты сплошные грубозернистые, плотные, иногда землистые (встречаются гроздьевидные и почковидные выделения), порошковатые налеты. Используется для приготовления серной кислоты, в резиновой промышленности и для борьбы с вредителями сельского хозяйства. Места распространения: остров Сицилия (Италия), Испания. Польша, СНГ, Япония, шт. Луизиана (США), Мексика.

Сера представляет собой пример полиморфизма. В стабильной фазе (до 95 o С) ромбическая сингония, в интервале до 119 o C переходит в моноклинную. При повышении температуры плавится. В природе в силу этого встречается в основном в ромбической форме. Сера образует бипирамидальные кристаллы и зернистые агрегаты. Характерный для этого минерала цвет - лимонно-желтый, который может изменяться вплоть до почти черного из-за загрязнения битумом.

Сера (желтая). Гуам о., Тихий океан, США. 10 см. Фото: А.А. Евсеев.

Сера (англ. Sulfur, франц. Sufre, нем. Schwefel) в самородном состоянии, а также в виде сернистых соединений известна с самых древнейших времен. С запахом горящей серы, удушающим действием сернистого газа и отвратительным запахом сероводорода человек познакомился, вероятно, еще в доисторические времена. Примерно половина производимой в мире серы добывается из природных запасов.

Диагностические признаки.
Хрупкая, плохой проводник тепла; иногда достаточно прикосновения руки, чтобы вызвать растрескивание кристалла. Заряжается электричеством при трении. Плавится при невысокой температуре, на воздухе горит, выделяя ядовитый газ серного ангидрида.

Происхождение.
Сера - минерал, характерный для осадочных отложений типа эвапоритов и прямой ("сухой") вулканической возгонки, а также как элемент вулканических (термальных) сернистых источников (ядовитые вода и горячие испарения серы и кислоты). Считают, что она образуется при разложении сульфатов, прежде всего гипса (с которым она чаще всего и встречается совместно), под воздействием бактерий, прежде всего "тиобактерий". Моноклинная фаза образуется при сублимации паров сернистой кислоты в вулканической среде (в сольфатарах). На фото - агрегаты кристаллов серы, обычно называемые "цветы серы".

Месторождения и применение.
Крупные месторождения серы обнаружены в Техасе и Луизиане в кровле соляных куполов (эвапоритовых отложений), перекрытых глинистыми толщами. Сера в этих месторождениях практически не имеет примесей, ее добывают при бурении скважин, в которые нагнетается кипящая вода. Она расплавляет серу, которую откачивают затем на поверхность (метод Флэша).

Сера распространена также в Италии вдоль выходов гипсовой сероносной толщи, которые оконтуривают Апеннины, особенно в Рома-нье, Марке, Калабрии и Сицилии. Сера там переслаивается с глинистыми породами, поэтому для ее извлечения (сейчас прекратившегося) требуется достаточно сложный способ. На серных копях Сицилии использовали способ выдавливания. Добытую в руднике серу расплавляли и заливали в большие емкости.

Другие месторождения известны в Японии и Индонезии. В Италии очень красивые кристаллы ромбической серы известны из Романьи, Марке (Пертикара) и Сицилии, где они ассоциируются с целестином и арагонитом. Моноклинная сера установлена в Кампи-Флегери и на острове Вулькано. Сера используется в химической промышленности и для производства минеральных удобрений.

Сера (кристалл). Сицилия, Италия. 5х2,5 см. Фото: А.А. Евсеев.

Щетка кристаллов серы (60х40 см) с о-ва Сицилия (Италия). Фото: В.И. Дворядкин.

Сера. Друза дипирамидальных кристаллов на кристалле бесцветного гипса
и внутри него. Сицилия, Италия. Фото: А.А. Евсеев.

Сера - "минерал красоты" (шутка на советских "зонах", 1939-1969 гг. XX в., где отаботки заключенных были в т.ч. на сере). Содержание серы в теле взрослого человека – около 0,16% (110 г на 70 кг массы тела). Сера содержится во всех тканях организма, много ее в мышцах, скелете, печени, нервной ткани, крови - активный обмен веществ. Богаты желтой серой поверхностные слои кожи, где сера входит в состав кератина и меланина. Это - сульфиды. Сера поступает в организм с пищевыми продуктами, в составе неорганических и органических соединений. Большая часть серы попадает в организм в составе аминокислот.

Основные проявления избытка серы: зуд, сыпь, фурункулез, покраснение и опухание конъюнктивы; появление мелких точечных дефектов на роговице; ломота в бровях и глазных яблоках, ощущение песка в глазах; светобоязнь, слезотечение, общая слабость, головные боли, головокружение, тошнота, катар верхних дыхательных путей, бронхит; ослабление слуха, расстройства пищеварения, поносы, снижение массы тела; анемия, психические нарушения, снижение интеллекта. Сера - вулканы и серныистые источники, испарения серы (99.3%). Накапливают - продукты. Одним из источников избыточного поступления серы являются серосодержащие соединения (сульфиты), и потребление сульфитов, которое увеличивается, виновно в росте заболеваемости бронхиальной астмой.

Признаки недостаточности серы: запоры, аллергии, тусклость и выпадение волос, ломкость ногтей, повышенное артериальное давление, боли в суставах, тахикардия, высокий уровень сахара и высокий уровень триглицеридов в крови. Жировая дистрофия печени, кровоизлияния - в почки, нарушения белкового и углеводного обмена, перевозбуждение нервной системы, раздражительность. Сера – минерал, делающий чеснок "королем растений".

Атомы серы являются составной частью молекул незаменимых аминокислот (цистин, цистеин, метионин), гормонов (инсулин, кальцитонин), витаминов (биотин, тиамин), глутатиона, таурина и других важных для организма соединений. В их составе сера участвует в окислительно–восстановительных реакциях, процессах тканевого дыхания, выработки энергии, передачи генетической информации, и выполняет много других важных функций. Сера является компонентом структурного белка коллагена. Хондроитин сульфат присутствует в коже, хрящах, ногтях, связках и клапанах миокарда. Серосодержащими метаболитами являются гемоглобин, гепарин, цитохромы, фибриноген и сульфолипиды.

Сера выделяется с мочой в виде нейтральной серы и неорганических сульфатов, меньшая часть серы выводится через кожу и легкие, а выводится в основном с мочой в виде SO42–. Эндогенная серная кислота, образующаяся в организме, принимает участие в обезвреживании токсичных соединений (фенол, индол и др.), которые производятся микрофлорой кишечника, а также связывает чужеродные для организма вещества, в том числе лекарственные препараты и их метаболиты. При этом образуются безвредные соединения – конъюгаты, которые затем выводятся из организма. Обмен серы контролируется теми факторами, которые оказывают регулирующее воздействие и на белковый обмен (гормоны гипофиза, щитовидной железы, надпочечников, половых желез).

ДОПОГ 2.1
Легковоспламеняющиеся газы
Риск пожара. Риск взрыва. Могут находиться под давлением. Риск удушья. Могут вызывать ожоги и/или отморожения. Емкости могут взрываться при нагревании (сверхопасны - практически не горят)

ДОПОГ 2.2
Газовый баллон Невоспламеняющиеся, нетоксичные газы.
Риск удушья. Могут находиться под давлением. Могут вызывать отморожение (похоже на ожог - бледность, пузыри, черная газовая гангрена - скрип). Емкости могут взрываться при нагревании (сверхопасны – взрыв от искры, пламени, спички, практически не горят)
Использовать укрытие. Избегать низких участков поверхности (ям, низин, траншей)
Зеленый ромб, номер ДОПОГ, черный или белый газовый баллон (типа "баллон", "термос")

ДОПОГ 2.3
Токсичные газы . Череп и скрещенные кости
Опасность отравления. Могут находиться под давлением. Могут вызывать ожоги и/или отморожения. Емкости могут взрываться при нагревании (сверхопасны – мгновенное распространение газов по окрестности)
Использовать маску для аварийного оставления транспортного средства. Использовать укрытие. Избегать низких участков поверхности (ям, низин, траншей)
Белый ромб, номер ДОПОГ, черный череп и скрещенные кости

ДОПОГ 3
Легковоспламеняющиеся жидкости
Риск пожара. Риск взрыва. Емкости могут взрываться при нагревании (сверхопасны – легко горят)
Использовать укрытие. Избегать низких участков поверхности (ям, низин, траншей)
Красный ромб, номер ДОПОГ, черное или белое пламя

ДОПОГ 4.1
Легковоспламеняющиеся твердые вещества , самореактивные вещества и твердые десенсибилизированные взрывчатые вещества
Риск пожара. Легковоспламеняющиеся или горючие вещества могут загораться от искр или пламени. Могут содержать самореактивные вещества, способные к экзотермическому разложению в случае нагревания, контакта с другими веществами (такими как: кислоты, соединения тяжелых металлов или амины), трению или удару.
Это может привести к выделению вредных или легковоспламеняющихся газов или пары или самовоспламенения. Емкости могут взрываться при нагревании (сверхопасны - практически не горят).
Риск взрыва десенсибилизированных взрывчатых веществ после потери десенсибилизатора
Семь вертикальных красных полос на белом фоне, равновеликие, номер ДОПОГ, черное пламя

ДОПОГ 8
Коррозийные (едкие) вещества
Риск ожогов в результате разъедания кожи. Могут бурно реагировать между собой (компоненты), с водой и другими веществами. Вещество, что разлилось / рассыпалось, может выделять коррозийную пару.
Составляют опасность для водной окружающей среды или канализационной системы
Белая верхняя половина ромба, черная - нижняя, равновеликие, номер ДОПОГ, пробирки, руки

Наименование особо опасного при транспортировке груза	Номер ООН	Класс ДОПОГ
Ангидрид серный, стабилизированный СЕРЫ ТРИОКСИД СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ	1829	8
Ангидрид серист СЕРЫ ДИОКСИД	1079	2
Углероду дисульфид СЕРОУГЛЕРОД	1131	3
Газ СЕРЫ ГЕКСАФТОРИД	1080	2
КИСЛОТА СЕРНАЯ ОТРАБОТАННАЯ	1832	8
КИСЛОТА СЕРНАЯ ДЫМЯЩАЯСЯ	1831	8
КИСЛОТА СЕРНАЯ, что содержит не более 51% кислоты, или ЖИДКОСТЬ АККУМУЛЯТОРНАЯ КИСЛОТНАЯ	2796	8
КИСЛОТА СЕРНАЯ, РЕГЕНЕРИРОВАННАЯ ИЗ КИСЛОГО ГУДРОНА	1906	8
КИСЛОТА СЕРНАЯ, что содержит более 51% кислоты	1830	8
КИСЛОТА СЕРНАЯ	1833	8
СЕРА	1350	4.1
СЕРА РАСПЛАВЛЕНА	2448	4.1
Сера хлористая СЕРЫ ХЛОРИДЫ	1828	8
Сера шестифтористая СЕРЫ ГЕКСАФТОРИД	1080	2
Серы дихлорид	1828	8
СЕРЫ ДИОКСИД	1079	2
СЕРЫ ТЕТРАФТОРИД	2418	2
СЕРЫ ТРИОКСИД СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ	1829	8
СЕРЫ ХЛОРИДЫ	1828	8
СЕРОВОДОРОД	1053	2
СЕРОУГЛЕРОД	1131	3
СПИЧКИ БЕЗОПАСНЫЕ в коробках, книжечках, картонках	1944	4.1
СПИЧКИ ПАРАФИНОВЫЕ „ВЕСТА”	1945	4.1
Спички парафиновые СПИЧКИ ПАРАФИНОВЫЕ „ВЕСТА”	1945	4.1
СПИЧКИ САПЕРНЫЕ	2254	4.1

Камень, минерал, минералы, камни, кристалл, порода, камни драгоценные, натуральные камни, горные породы, драгоценный камень, горная порода, дикий камень, камни и минералы, название камней, природный камень, натуральный камень, камни минералы, полудрагоценный камень, минералы это камни каталог, минералогия, значение камней, что такое минералы, свойства камней, название камней и минералов, природные камни названия и фото, природные камни, минералы камни, камни натуральные, камни фото и названия, минералы названия, дикий камень фото, горные породы и минералы, минералы и камни, химический состав минералов, из чего состоит камень, самые удивительные камни и минералы, минералы список, каталог минералов, камни и их свойства, драгоценные минералы, камень природный, минералы виды, виды минералов, камень кристалл, камни свойства, геология камни, основные минералы, минералы и их классификация, самые красивые минералы, минералы определение, происхождение камней, кристалл минерал, обычные камни, минералы классификация, камни описание, как выглядят драгоценные камни в природе, камень что это, виды природного камня, ценный минерал, наука о минералах, химическая классификация минералов, магнитные свойства минералов, мир минералов, минерал горная порода, какие есть горные породы и минералы, типы камней, камень состав, описание минералов, камни в природе, полезные камни, определитель камней, плотность минералов, твердость горных пород, картинки камней и их названия, классификация минералов геология, горные породы и минералы, полудрагоценные камни названия и фото, характеристика минералов, структура камня, минералы в природе.

Сера в природе известна в нескольких полиморфных кристаллических модификациях, в коллоидных выделениях, в жидком и газообразном состояниях. В природных условиях устойчивой модификацией является ромбическая сера (α-сера). При атмосферном давлении при температуре выше 95,6° α-сера переходит в моноклинную β-серу, при охлаждении снова становится ромбической. γ-сера также кристаллизующаяся в моноклинной сингонии, при атмосферном давлении неустойчива и переходит в α-серу. Структура γ-серы не изучена; в данную структурную группу она отнесена условно.

В статье рассмотренно несколько полиморфных модификаций серы: α-сера, β-сера, γ-сера

α-модификация

Английское название минерала α-сера - α-Sulрhur

Происхождение названия

Название α-сера введено Дана (1892).

Синонимы:
Ромбическая сера. Обычно просто называется серой. Дэйтон-сера (Сузуки, 1915) - псевдоморфоза α-серы по β-сере.

Формула

Химический состав

Нередко самородная сера является практически чистой. Сера вулканического происхождения часто содержит небольшие количества As, Se, Те и следы Тi. Сера многих месторождений загрязнена битумами, глиной, разными сульфатами и карбонатами. В ней наблюдаются включения газов и жидкости, содержащей маточный раствор с NaCl, СаСЬ, Na2SO4 и др. Содержит иногда до 5,18% Se (селенистая сера)

Разновидности
1. Волканит - (селенистая сера) оранжево-красного, красно-бурого цвета.

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Ромбическая.

Класс. Дипирамидальный. Некоторые авторы считали, что сера кристаллизуется в ромбо-тетраэдрический класс так как иногда она имеет вид сфеноидов, но эта форма, по Руайе, объясняется влиянием асимметрической среды (активных углеводородов) на рост кристаллов.

Кристаллическая структура серы

Структура серы молекулярная: 8 атомов в решетке входят в одну молекулу. Молекула серы образует восьмерные кольца, в которых атомы чередуются на двух уровнях (вдоль оси кольца). 4 атома S одного уровня образуют квадрат, повернутый относительно другого квадрата на 45°. Плоскости квадратов параллельны оси с. Центры колец располагаются в ромбической ячейке по «алмазному» закону: в вершинах и центрах граней гранецентрированной ячейки и в центрах четырех октантов из восьми, на которые делится элементарная ячейка. В структуре серы выдержан принцип Юма-Розери, требующий для элементов менделеевской группы V1б координации 2 (= 8 - 6). В структуре теллура - селена, а также в моноклинной сере это достигается спиральным расположением атомов, в структуре ромбической серы (а также синтетических β-селене и β -теллуре) - их кольцевым расположением. Расстояние S - S в кольце равно 2,10 А, что в точности совпадает с расстоянием S - S в радикале S 2 пирита (и ковеллина) и немного больше расстояния S-S между атомами S из разных колец (3,3 А).

Форма нахождения в природе

Облик кристаллов

Облик кристаллов различный - дипирамидальный, реже толстотаблитчатый по с (001), дисфеноидальный и др. На гранях (111) наблюдаются фигуры естественного травления, отсутствующие на гранях (113).

Двойники

Редки двойники по (101), (011), (110) или (111), отмечаются также двойники по (211).

Агрегаты. Сплошные массы, шаровые п почковидные выделения, сталактиты и сталагмиты, порошковатые налеты и кристаллы.

Физические свойства

Оптические

Цвет серно-желтый, соломенно- и медово-желтый, желто-бурый, от примесей красноватый, зеленоватый, серый; иногда от примесей битумов цвет коричневый или почти черный.
Черта бесцветная.
Блеск алмазный
Отлив смолистый до жирного.
Прозрачность. Прозрачна до просвечивающей.

Механические

Твердость 1-2. Хрупка.
Плотность 2,05-2,08.
Спайность по (001), (110), (111) несовершенная. Отдельность по (111).
Излом раковистый до неровного.

Химические свойства

Растворяется в сероуглероде, скипидаре, керосине.

Прочие свойства

Электропроводность при обычной температуре почти равна нулю. При трении сера электризуется отрицательно. В ультрафиолетовых лучах пластинка толщиной 2 мм непрозрачна. При атмосферном давлении температура плавл. 112,8°; температура кипения + 444,5°. Теплота плавления при 115° 300 кал/г-атом. Теплота испарения при 316° 11600 кал/г-атом. При атмосферном давлении при 95,6° α-сера переходит в β-серу с увеличением объема.

Искусственное получение

Получается путем возгона или кристаллизацией из раствора.

Диагностические признаки

Легко узнается по желтому цвету, хрупкости, блеску и легкости воспламенения.

Сопутствующие минералы. Гипс , ангидрит , опал , ярозит , асфальт, нефть, озокерит, газообразный углеводород, сероводород, целестин , галит , кальцит , арагонит , барит , пирит.

Происхождение и нахождение в природе

Самородная сера встречается только в самой верхней части земной коры. Образуется при разнообразных процессах.

Большую роль в образовании месторождений серы играют животные и растительные организмы, с одной стороны, как аккумуляторы S, а с другой, как способствующие распаду H 2 S и других сернистых соединений. С деятельностью бактерий связывают образование серы в водах, илах, почвах, болотах и в нефтях; в последних она частью содержится в виде коллоидных частиц. Сера может выделяться из вод, содержащих H 2 S, под влиянием кислорода воздуха. В приморских районах местами сера выпадает при смешении пресной воды с соленой (из H 2 S морской воды, под действием кислорода, растворенного в пресных водах). Из некоторых природных вод сера выделяется в виде белой мути (р. Молочная в Куйбышевской обл, и др.). Из вод серных источников и из болотных вод, содержащих H 2 S и S, сера выпадает в северных районах России в зимний период в процессе вымораживания. Главным источником образования серы во многих месторождениях так или иначе является H 2 S, какого бы происхождения он ни был.

Значительные скопления серы наблюдаются в вулканических областях, в зоне окисления некоторых месторождений и среди осадочных толщ; месторождения последней группы служат основными источниками самородной серы, добываемой для практических целей. В вулканических областях сера выделяется как при извержениях вулканов, так и из фумарол, сольфатар, горячих источников и газовых струй. Иногда из кратера вулкана выливается расплавленная масса серы в виде потока (в Японии), причем сначала образуются β- или γ-сера превращающиеся позднее в α-серу с характерной зернистой структурой. При вулканических извержениях сера главным образом возникает при воздействии выделяющегося H 2 S на сернистый ангидрид или при окислении сероводорода кислородом воздуха; она может также возгоняться с парами воды. Пары S могут захватываться газами фумарол, струями углекислоты. Наблюдаемое впервые стадии вулканических извержений голубое пламя представляет облака горящей серы (Вулкано, на Липарских о-вах, Италия). Сероводородная стадия фумарол и сольфатар, сопровождающаяся образованием самородной серы, следует после стадии выделения фтористых и хлористых соединений и предшествует стадии углекислых выделений. Из сольфатар сера выделяется в виде рыхлых туфообразных продуктов, которые ветром и атмосферными осадками легко переносятся, образуя вторичные месторождения (Ков-Крик, шт. Юта в США).
Сера. Кристаллы в гипсе

Изменение минерала

В земной коре самородная сера легко окисляется с образованием серной кислоты и различных сульфатов; под влиянием бактерий может также давать сероводород.

Месторождения

Месторождения серы вулканического происхождения обычно невелики; они имеются на Камчатке (фумаролы), на горе Алагез в Армянии, в Италии (сольфатары Слит Поццуоли), в Исландии, Мексике, Японии, США, на Яве, на Липарских о-вах и т. д.
Выделение серы в горячих источниках сопровождается отложением опала, СаСО 3 , сульфатов и др. Местами сера замещает известняки около горячих источников, иногда выделяется в виде тончайшей мути. Горячие источники, отлагающие серу, наблюдаются в вулканических областях и в районах молодых тектонических нарушений, например, в России - на Кавказе, в Средней Азии, на Дальнем Востоке, на Курильских о-вах; в США - в Иеллоустонском национальном парке, в Калифорнии; в Италии, Испании, Японии и др.
Нередко самородная сера образуется в процессе гипергенных изменений при разложении сульфидных минералов (пирита, марказита , мельниковита, галенита, антимонита и др.). Довольно большие скопления найдены в зоне окисления колчеданных залежей, например, в Сталинском месторождении Свердловской обл. и в Блявинском месторождении Оренбургской обл.; в последнем сера имеет вид плотной, но хрупкой массы слоистой текстуры, различной окраски. В месторождении Майкаин в Павлодарской области (Казахстан) крупные скопления самородной серы наблюдались между зоной ярозитов и зоной колчеданных руд.
В небольших количествах самородная сера встречается в зоне окисления очень многих месторождений. Известно образование серы в связи с каменноугольными пожарами при самовозгорании пирита или марказита (порошковатая сера в ряде месторождений Урала), при пожарах в месторождениях нефтеносных сланцев (например, в Калифорнии).

В черном морском иле сера образуется при его посерении на воздухе за счет изменения находящегося в нем односернистого железа.

Наиболее крупные промышленные месторождения серы находятся среди осадочных пород, главным образом третичного или пермского возраста. Их образование связано с восстановлением серы сульфатов, преимущественно гипса, реже - ангидрита. Вопрос о происхождении серы в осадочных образованиях является спорным. Гипс под влиянием органических соединений, бактерий, свободного водорода и др. восстанавливается сначала, возможно, до CaS или Ca(HS) 2 , которые под действием углекислоты и воды переходят в кальцит с выделением сероводорода; последний при взаимодействии с кислородом дает серу. Скопления серы в осадочных толщах иногда имеют пластовый характер. Часто они приурочены к соляным куполам. В этих месторождениях сера сопровождается асфальтом, нефтью, озокеритом, газообразными углеводородами, сероводородом, целестином, галитом, кальцитом, арагонитом, баритом, пиритом и другими минералами. Известны псевдоморфозы серы по волокнистому гипсу (селениту). В России такого типа месторождения имеются в районе Средней Волги (Сюкеевское Татарстан, Алекееевское, Водинское Самарская обл. и др.), в Туркменистане (Гаурдак, Каракумы), в Урало- Эмбенском р-не Казахстана, где ряд месторождений приурочен к соляным куполам, в Дагестане (Аварская и Махачкалинская группы) и в других районах.
Вне России крупные месторождения серы, приуроченные к осадочным толщам, имеются в Италии (Сицилия, Романья), в США (шт. Луизиана и Техас), Испании (около Кадиса) и в других странах.

Практическое применение серы

Применяется в целом ряде производств: в сернокислотном, бумажно-целлюлозном, резиновом, красочном, стекольном, цементном, спичечном, кожевенном и др. Большое значение сера имеет в сельском хозяйстве как инсектофунгисид для борьбы с вредителями на плантациях.винограда, чая, табака, хлопка, свеклы и пр. В виде сернистого ангидрида находит применение в холодильном деле, служит для беления тканей, для протравы в красильном деле и как дезинфицирующее средство.

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

Главные линии на рентгенограммах:

Старинные методы. Под паяльной трубкой легко плавится. Сгорает с синеватым пламенем, выделяя SO 2 . В закрытой трубке дает желтый кристаллический возгон или красновато- , коричневые капельки, по охлаждении светло-желтые.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

Двуосна (+). Плотность оптических осей (010); Ng - с, Nm = b, Np = а. Показатель преломления по Шрауфу.

Сера является распространенном самородном минералом, который еще в древние времена использовался в медицинских и производственных целях.

Она образовывается в соляных шахтах, в качестве отложений вокруг вулканов и внутри осадочных слоев. Серная кислота, основное производное серы, — это наиболее важное неорганичное химическое вещество, которое используется в торговле, химии и производстве удобрений. Раньше считалось, что потребление кислоты является одним из лучших показателей промышленного развития страны.

Цвет минерала схож с цветом поверхности спутника Юпитера Ио, что объясняется вулканическими процессами, в следствии которых образовывается сера.

Английское название сульфур (sulfur) происходит от латинского слова, которое в переводе значит “сера”.

По классификации Dana Class принадлежит к классу самородных элементов с полуметаллическими и неметаллическими элементами, группа полиморфов.

Классификация

Подвидом серы является росицкит - необычный полиморф минерала. Он кристаллизуется в моноклинной системе, тогда как кристаллы серы - орторомбические.

Химический состав

Самородная сера состоит из одноименного химического элемента (S8). В периодической системе химических элементов имеет атомный номер 16. Молекулярный вес составляет 256,53 г.

Физические свойства

твердость по шкале твердости минералов Мооса: 2 (схож с гипсом);
удельный вес: 2;
плотность: 2,05-2,09 (средний показатель - 2,06);
прозрачность: от прозрачных до полупрозрачных самородков;
цвет: желтый, коричнево- или зелено-желтый, оранжевый, белый;
цвет черты: белый;
блеск от стеклянного до земляничного;
расщепление (излом): конхоидальный (раковистый), неровный;
габитус: призматический, порошкообразный, имеет форму почки (как, например, гематит);
люминесцентность: не флуоресцентный.

Оптические показатели

Следует отметить, что низкий коэффициент электропроводности влияет на хрупкость минерала при нагревании.

Добыча (месторождение)

Первичная добыча самородной серы в основном происходит из отложений горных пород соляных куполов, содержащих минерал. Она также образуется из пирита (сульфид железа, FeS2), из песчаных месторождений в Канаде и извлекается в качестве побочного продукта на плавильных заводах, промышленных предприятиях, при переработке нефти, бензина и природного газа.

Общая мировая добыча серы в 2013 году составила 69 млн. тонн, из них примерно 50% было получено, как побочный продукт, при разработке месторождений нефти и природного газа. Непосредственная доля добычи минерала - 30% объема продукции.

Сера широко распространена, как самородные месторождения вблизи вулканов и горячих источников. Она является компонентом сульфидных минералов, например, галенита, пирита, сфалерита и др., а также встречается в метеоритах. Значительные депозиты расположены вдоль побережья Мексиканского залива, а также в крупных месторождениям эвапоритовых групп отложений в Восточной Европе и Западной Азии, которые, скорее всего, являются результатом бактериального разрушения сульфатных минералов.

Шахта Ваниль в провинции Кадис, Андалусии, Испания, является историческим европейским депозитом минерала.

Два других - рудник Мучав, Тарнобжег, Польша и Воинское месторождение, Самарская область, Россия.

Депозиты минерала находятся вблизи горячих источников и вулканических районов во многих частях мира, особенно вдоль Тихоокеанского огненного кольца. Такие месторождения в настоящее время разрабатываются в Индонезии, Чили и Японии. эти отложения является поликристаллическими, а размеры самого крупного экземпляра составляли 22*16*11 см.

Исторически сложилось, что Сицилия была крупным поставщиком ископаемого во времена промышленной революции. На Земле, как и на спутнике Юпитера Ио, элемент образовывается во время вулканических выбросов, в том числе, выбросов из гидротермальных каналов.

В течение 2015 года по всему миру было произведено 70 млн. тонн серы. Топ-12 стран-производителей минерала включает Китай, США, Россию, Канаду, Германию, Японию, Саудовскую Аравию, Индию, Казахстан, Иран, ОАЭ и Мексику.

История (мифология)

Будучи легкодоступным, минерал был известен в древние времена и даже упоминался в Библии. В тексте Святого Писания сера упоминается в связи с “огненной проповедью”, в которой прихожанам напоминается о вечном проклятии для неверующих и нераскаивающихся.

Согласно папирусу Эберса (одна из старейших сохранившихся рукописей медицинского содержания), в Древнем Египте серная мазь использовалась для лечения зернистых век. В “Одиссее” Гомера упоминается, что полезное ископаемое применяли для обеззараживания. В 35 книге “Естественной истории” Плиний Старший рассматривает минерал, упоминая, что лучшие источники находятся на острове Мелос. Он указал, что его используют для обеззараживания, в медицине и для отбеливания одежды.

Самородная сера в своей природной форме известна в Китае с VI века до н.э. Там ее впервые обнаружили в Ханьчжун. К III веку китайцы обнаружили, что минерал можно добывать из пирита.

Ранние алхимики дали минералу свой собственный алхимический символ - крест с треугольником на вершине.

В традиционном досовременном лечении кожи полезное ископаемое использовалось в кремах для облегчения таких состояний, как чесотка, стригущий лишай, псориаз, экзема и акне.

Сфера и область применения

Основное коммерческое использование минерала заключается в производстве серной кислоты H2SO4. Она же, в свою очередь, используется для производства удобрений и является основой многих производственных процессов. Другие виды применения:

фунгициды;
инсектициды;
компонент артиллерийского пороха.

Чистая сера не имеет запаха, а характерный запах гнилых яиц, которой связывают с минералом, образуется, когда порошок смешивают с водой, в результате чего производится сероводородный газ (H2S).

Лечебные свойства

Сера играет решающую роль в детоксикации, так как входит в состав одного из важнейших антиоксидантов, который производи тело - глутатион.

Сера является частью некоторых аминокислот в организме человека, участвует в синтезе белка, а также в нескольких ферментных реакциях. Он участвует в производстве коллагена, вещества, которое образует соединительные ткани, клетки и стенки артерий. Кроме того, он входит в состав кератина, который придает силу волосам, коже и ногтям.

Артрит

По данным Университета штата Мэриленд, США, пищевая добавка серы позитивно влияет на лечение остеоартрита, ревматоидного и псориатического артрита. Серные или грязевые ванны облегчают опухлость, вызванную артритом. Нанесения крема, в состав которого входит диметилсульфоксид, может уменьшить боль при некоторых типах артрита. Прием внутрь пищевой добавки с 6 мг метилсулфлнилметаном серы облегчает артритные боли, а в сочетании с глюкозамином ее эффект только возрастает.

Кожные заболевания

Доказан положительный эффект применения серы при болезнях кожи, в том числе акне, псориаз, бородавки, перхоть, экзема и фолликулит. Кремы, лосьоны и мыло, содержащие серу, используются для устранения отеков и покраснений, вызванных акне. Дерматит и чесотку лечат специализированной сульфидной мазью.

Диетические добавки

Специфических требований по дополнительному приему серы в пище нет, так как необходимый объем усваивается вместе с обычной едой. Она входит в состав богатых на животные белки продукты, такие как молочные продукты, яйца, говядина, птица и морепродукты. В частности, желтки яиц являются одним из высококачественных источников серы. Также ее употребление можно увеличить добавляя в еду лук, чеснок, репу, капусту, морские водоросли и малину. Орехи - дополнительный источник сульфура растительного происхождения.

Ученые признают, что недостаток элемента в организме может быть одной из причин болезни Альцгеймера, количество заболевших которой возрастает с каждым годом.

Следует отметить, что без достаточного количества серы нарушается метаболизм. Это в свою очередь приводит к повреждению мышечных и жировых клеток и, как результат, становится причиной не толерантности к глюкозе. Опасное состояние организма, известное, как метаболический синдром, происходит из-за то, что организм компенсирует дефектный метаболизм глюкозы и набирает вес.

Некоторые исследователи связывают нехватку серы в организме с распространением сердечных заболеваний.

Влияние на здоровье употребления продуктов с серой

Страны, населения которых употребляет большее количество серы в пищу, находятся в рейтинге здоровых стран

Греция, Италия и Япония являются первичными поставщиками серы для всего мира. Разве не случайно, что именно в этих странах процент сердечных заболеваний и ожирения населения - один из самых низких? Скорее всего, нет. Жители Исландии менее всего подвержены депрессии, ожирению, диабету и сердечно-сосудистым заболеваниям.

Некоторые исследователи связывают эти показатели с вулканическим поясом страны. Периодические извержения покрывают грунт сульфатосодержащими камнями. Эта обогащенная почва позволяет выращивать растения и животных. В свою очередь жители страны, которые употребляют мытные продукты в пищу, значительно улучшают свое здоровье.

Раньше считалось, что диета исландцев защищает их от хронических заболеваний благодаря рыбе. Однако теория не получила подтверждения, так как исландцы, которые переехали в Канаду и продолжили употреблять большое количество рыбы, были более подвержены заболеваниям, по сравнению с не эмигрировавшим населением. Таким образом, исландская почва, обогащенная серой, отыгрывает решающую роль в обеспечении иммунитета и получении организмом достаточного количества минерала.

Бытовое использование

Сера в основном используется в качестве прекурсора для других химических веществ. Примерно 85% продукта превращается в серную кислоту. Поскольку она имеет важное значение для мировой экономики, ее производство и потребление являются показателем промышленного развития страны.

Основным применением кислоты является добыча фосфатных руд для производства удобрений. Ее также используют для переработки нефти, обработки сточных вод и добычи полезных ископаемых. Сера реагирует непосредственно с метаном, образовывая сероуглерод, который используется для производства целлофана и вискозы.

Одним из важных применений минерала является вулканизация резины, где полисульфиды образуют связанные органические полимеры. Они нашли широкое применение в отбеливании бумаги и в качестве консервантов в сушеных фруктах. Многие поверхностно-активные вещества и производные, например, лаурилсульфат натрия, является производным сульфатов.

Несмотря на то, что минерал нерастворим в воде, он является одним из самых универсальных элементов для образования соединений. Сера реагирует и образует соединения со всеми химическими элементами, кроме золота, йода, иридия, азота, платины, теллура и инертных газов.

Приведенная ниже информация убедит каждого о том, что минерал распространен и присутствует буквально повсюду:

занимает 11 место по количеству в человеческом организме;
находится на 6 месте состава морской воды;
14 — по распространенности в земной коре и 9 — на планете;
замыкает десятку самых распространенных элементов солнечной системы и Вселенной.

Уход за камнем

При намокании образцы полезного ископаемого образуют сероводород, который вызывает их разрушение. Чтобы предотвратить это, не рекомендуется хранить минерал во влажных условиях. Теплая вода может вызвать разрушение самородков.

При воздействии тепла образцы могут растрескиваться. При работе с минералом следует избегать излишнего контакта с ним, а также хранить в темном помещении.

Чистая природная сера — твердое кристаллическое вещество желтого цвета. В природе сера встречается в самородном виде, образуя большие залежи. Коллекционным материалом являются хорошо образованные и ярко окрашенные кристаллы серы с алмазным и матовым блеском размером 1,5-15 см и более, а также щетки и друзы таких кристаллов.

Сера изревле широко использовалась в опытах алхимиков, в медицине. При горении она испускает сильный характерный запах. Ее аромат и цвет послужили для людей поводом использовать серу в магии в течение столетий. Ее часто сжигали, чтобы отвести «демонов» и «дьяволов». Это было связано с представлением, согласно которому положительные силы будут привлечены приятными ароматами, в то время как отрицательные силы ненавидят неприятные запахи и будут бежать от них. Позже серу сжигали, чтобы защитить животных и остановить «очарование» или магическое порабощение.

Сера — постоянная составная часть растений, содержится в них в виде различных неорганических и органических соединений. Неорганическая сера обнаружена в виде сернокислых солей. Известны концентрирующие ее бактерии. Некоторые из микроорганизмов образуют в качестве продуктов жизнедеятельности специфические соединения серы; например, грибки рода Penicillinum синтезируют серосодержащий антибиотик пенициллин.

Сера, подобно азоту, входит в состав белков, в силу чего белковый обмен является одновременно азотистым и серным. В тканях сера находится в виде сложных органических соединений — сульфатов либо в сочетании с углеводами, либо в виде сульфатидов в сочетании с фосфатидами в так называемых липоидах, входящих в состав мозгового вещества.

Сера обнаружена в инсулине, и некоторые исследователи приписывают гипогликемическое действие инсулина содержащейся в нем сере.

Сера содержится в антиневралгическом витамине В-тиамине, что отличает этот витамин от других. В белках сера содержится в аминокислотах: цистеине, цистине, которые участвуют в окислительно-восстановительных реакциях организма. Цистеин входит в состав глютатиона, белкового вещества, которым богаты эритроциты, печень, надпочечники и особенно ткани эмбриона, окислительные процессы в которых происходят весьма интенсивно.

Участвуя в окислительно-восстановительных процессах, сера играет в тканевом дыхании ту же роль, что гемоглобин и оксигемоглобин в газообмене легких.

Элементарная сера не обладает выраженным токсическим действием, но все ее соединения токсичны. Принятые внутрь 3 — 5 г, элементарной серы действуют как слабительное вследствие образования сероводорода в кишечнике, стимулирующего перистальтику. Но при ежедневном приеме малых доз серы от 1,0-2,5-10 мг в течение 1-2 недель появляются головные боли, головокружение, утомляемость, потливость, учащение пульса, запоры, боли в животе, изменение в обмене веществ и т. д.

Сера и ее неорганические соединения применяются в медицине с древнейших времен при кожных заболеваниях, заболеваниях суставов, при отравлениях тяжелыми металлами и в качестве слабительного.

Окуривание серой останавливает насморк. С уксусом и медом ее прикладывают на размозженное ухо.

Лечебные свойства серы используются весьма широко в бальнеологии. Действие серных вод обусловлено содержащимся в них сероводородом. Всасываясь через кожу и легкие, сероводород вызывает покраснение кожи от расширения мельчайших сосудов кожи, замедление пульса на 10-15 ударов, понижение систолического и диастолического давления на 5-10 мм. Лечение серными водами используется при различного рода заболеваниях: хронических артропатиях ревматической и подагрической этиологии, при заболеваниях сердечной мышцы типа кардиосклероза, при остеомиелитах с рецидивирующими свищами, при хронических женских заболеваниях, при хронических кожных болезнях, при отравлениях ртутью, свинцом на производстве.

Противопоказанием к лечению серными водами являются острые и подострые заболевания сердца, суставов, женских органов, гипертония с явлениями нефросклероза, костные анкилозы, фурункулезы, все пиодермические заболевания.

Из неорганических соединений серы в настоящее время применяются следующие:

Natrium hyposulfurosum, тиосульфат натрия (гипосульфат), применяется (по методу Демьяновича) как наружное средство для лечения чесотки и некоторых грибковых заболеваний кожи.

Sulfur depuratum, очищенная сера (Flos sulfurise, серный цвет), применяется как слабительное при запорах (на прием по 0,5-1,0 г) и для лечения энтеробиоза (заражение острицами). Входит в состав сложного лакричного порошка (Pulvis Glycyrrhisae compositae). В 1926 г. датским психиатром К. Шредером было предложено лечение внутримышечными инъекциями 1%-ной очищенной серы таких заболеваний, как невролюэс, табес, параличи, шизофрения.

Наружно применяется в Вилькинсоновой мази и простой серной.

Calcium sulfuricum, сульфат кальция, при нагревании выделяет воду и превращается в жженый гипс, применяемый в хирургии для повязок.

За последние 20 лет медицина стала широко пользоваться органическими препаратами серы. В 1935 г. немецкий ученый Домагк предложил препарат пронтозил, содержащий сульфогруппу 802. Это средство оказалось эффективным в борьбе с микробами. Фармацевтическая промышленность создала большое количество сульфаниламидных препаратов. Самым простым по химическому строению является белый стрептоцид. Все другие сульфаниламидные препараты являются производными белого стрептоцида. Таковы сульфадин, сульфазол, норсульфазол, сульфазин, сульфадимезин, уросульфан, дисульфан, сульгин, фталазол, сульфозин и др. Все эти препараты являются высокоактивными средствами в борьбе с тяжелейшими заболеваниями, вызываемыми кокками и бациллами, на которых они

производят бактериостатическое действие, но содержание в них, помимо бензола, амидо- и сульфогрупп может вести к появлению побочных явлений.

В гомеопатии применяется как элементарная сера, так и ее различные соединения, но во главе всех соединений серы стоит элементарная сера — Sulfur. Сера была неоднократно испытана Ганеманом, В ней он видел главное средство против основного страдания человечества — «псоры». Этим термином Ганеман объединял все кожные заболевания, выражающиеся зудом, сыпями, бородавками и другими кожными изменениями. Опыт показал, что именно сера является средством, без которого редко можно обойтись в лечении тяжелых острых заболеваний и никогда — в лечении хронических.

Сера — сильнейший активатор различных расстройств серного (белкового) обмена и, действительно, является лекарственным средством первостепенного значения. Избирательность серы к коже издавна сделала ее главным лечебным средством при кожных болезнях. Сера применяется также при заболеваниях центральной нервной системы, что легко объяснимо: кожа и нервная система связаны общностью происхождения.

Но применение серы, даже в гомеопатических дозах, требует большой осторожности, особенно у людей с нарушенным серным обменом или страдающих аллергическими заболеваниями — астмой, экземой, отеком Квинке. В подобных случаях сера может вызвать сильное обострение.

Описание и свойства серы

Сера представляет собой вещество, которое находится в в 16 группе, под третьим периодом и имеет атомный номер – 16. Она может встретиться как в самородном, также и в связанном виде. Обозначается сера литерой S. Известна формула серы – (Ne)3s 2 3p 4 . Сера как элемент входит в состав многих белков.

На фото кристаллы серы

Если говорить о строении атома элемента серы , то на внешней его орбите есть электроны, валентное число которых достигает шести.

Это объясняет свойство элемента быть максимально шестивалентным в большинстве объединений. В структуре природного химического элемента есть четыре изотопа, и это – 32S, 33S, 34S и 36S. Говоря о внешней электронной оболочке, атом имеет схему 3s2 3р4. Радиус атома – 0,104 нанометра.

Свойства серы в первую очередь делятся на физического типа. К нему относится то, что элемент имеет твердый кристаллический состав. Два аллотропических видоизменения – основное состояние, в котором устойчив этот элемент серы.

Первое видоизменение ромбическое, имеющее лимонно-желтую окраску. Его устойчивость ниже, чем 95,6 °С. Второй – моноклинный, имеющий медово-желтую окраску. Его устойчивость колеблется от 95,6 °С и 119,3 °С.

На фото минерал сера

Во время плавки химический элемент стает движущейся жидкостью, имеющей желтый цвет. Она буреет, достигая температуры более 160 °С. А при 190 °С цвет серы превращается в темно-коричневый. После достижения отметки 190 °С наблюдается уменьшение вязкости вещества, которое все же после нагревания 300 °С стает жидкотекучим.

Другие свойства серы:

Практически не проводит тепла и электричества.

Не растворяется при погружении в воду.

Растворима в аммиаке, имеющем безводную структуру.

Также растворима в сероуглероде и других растворителях, имеющих органическую природу.

К характеристике элемента серы важно добавить и ее химические особенности. Она является активной в этом отношении. Если серу нагреть, то она может просто объединяться практически с любым химическим элементом.

На фото образец серы, добытый в Узбекистане

За исключением инертных газов. При контакте с металлами, хим. элемент образовывает сульфиды. Комнатная температура способствует тому, что элемент может вступить в реакцию с . Увеличенная температура способствует увеличению активности серы.

Рассмотрим, как поведение серы с отдельными веществами:

С металлами – является окислителем. Образовывает сульфиды.

С водородом – при высоких температурах – до 200 °С происходит активное взаимодействие.

С кислородом. Образовывается объединения оксидов при температурах до 280 °С.

С фосфором, углеродом – является окислителем. Только при отсутствии воздуха во время реакции.

С фтором – проявляет себя как восстановитель.

С веществами, имеющими сложную структуру – также как восстановитель.

Месторождения и добыча серы

Основной источник для получения серы – ее месторождения. В целом во всем мире насчитывается 1,4 млрд т запасов этого вещества. Ее добывают как при открытом и подземном способе выработки, так и с помощью выплавки из-под земли.

На фото добыча серы в вулкане Кава Иджен

Если применим последний случай, то используется вода, которую перегревают и расплавляют ею серу. В бедных рудах элемент содержится примерно в 12 %. Богатых – 25% и больше.

Распространенные типы месторождений:

Стратиформный – до 60%.

Солянокупольный – до 35 %.

Вулканогенный – до 5%.

Первый тип связан с толщами, несущими название сульфатно-карбонатных. При этом рудные тела, которые имеют мощность до нескольких десятков метров и с размером до сотни метров находятся в сульфатных породах.

Также эти пластовые залежи можно найти посреди пород сульфатного и карбонатного происхождения. Второй тип характеризуется залежами серого цвета, которые приурочиваются к соляным куполам.

Последний тип связывают с вулканами, имеющими молодую и современную структуру. При этом рудный элемент имеет пластообразную, линзовидную форму. В нем сера может содержаться в размере 40 %. Этот тип месторождения распространен в Тихоокеанском вулканическом поясе.

Месторождение серы в Евразии находится в Туркмении, в Поволжье и других местах. Породы серы находят возле левых берегов Волги, которые тянутся от Самары. Ширина полосы пород достигает нескольких километров. При этом их можно найти вплоть до Казани.

На фото сера в горной породе

В Техасе и Луизиане в кровлях соляных куполов находят огромное количество серы. Особо красивые Италийские этого элемента находят Романьи и Сицилии. А на острове Вулькано находят моноклинную серу. Элемент, который был окислен пиритом, нашли на Урале в Челябинской области.

Для добычи серы хим элемента используют разные способы. Все зависит от условия его залегания. При этом, конечно же, особое внимание уделяют безопасности.

Так как вместе с серной рудой скопляется сероводород, то необходимо особо серьезно подходить к любому способу добычи, ведь этот газ ядовитый для человека. Также и сера имеет свойство возгораться.

Чаще всего пользуются открытым способом. Так с помощью экскаваторов снимаются значительные части пород. Затем с помощью взрывов дробится рудная часть. Глыбы отправляются на фабрику для обогащения. Затем – на завод по плавке серы, где и получают серу из концентрата.

На фото сера в порту, привезенная морским транспортом

В случае глубокого залегания серы во многих объемах, используют метод Фраша. Сера расплавляется, находясь еще под землей. Затем, как и нефть выкачивается наружу через пробитую скважину. Такой подход основывается на том, что элемент легко плавится и имеет небольшую плотность.

Также известен способ разделения на центрифугах. Только этот способ имеет недостаток: сера получается с примесями. И тогда необходимо проводить ее дополнительную очистку.

В некоторых случаях используют скважный метод. Другие возможности добычи серного элемента:

Пароводяной.

Фильтрационный.

Термический.

Центрифугальный.

Экстракционный.

Применение серы

Большая часть добытой серы уходит, чтоб изготовить серную кислоту. А роль этого вещества очень огромная в химическом производстве. Примечательно, что для получения 1 тонны серного вещества необходимо 300 кг серы.

Бенгальские огни, которые ярко светятся и имеют много красителей, также производятся с помощью серы. Бумажная промышленность – это еще одна область, куда уходит значительная часть добытого вещества.

На фото серная мазь

Чаще всего применение сера находит при удовлетворении производственных нужд. Вот некоторые из них:

Использование в химическом производстве.

Для изготовления сульфитов, сульфатов.

Изготовление веществ для удобрения растений.

Чтоб получить цветные виды металлов.

Для придачи стали дополнительных свойств.

Для изготовления спичек, материалов для взрывов и пиротехники.

Краски, волокна из искусственных материалов – изготовляются при помощи этого элемента.

Для отбеливания ткани.

В некоторых случаях элемент сера входит в мази, которые лечат кожные болезни.

Цена серы

По последним новостям необходимость в сере активно растет. Стоимость на российский продукт равняется 130 долларам. На канадский вариант – 145 долларов. А вот в Ближнем Востоке цены возросли до 8 долларов, что привело к стоимости в 149 долларов.

На фото крупный экземпляр минерала сера

В аптеках можно найти молоту в порошок серу по цене от 10 до 30 рублей. К тому же есть возможность купить ее оптом. Некоторые организации предлагают по невысокой цене приобрести гранулированную техническую газовую серу .