Η δημιουργία ενός συγκεντρωτικού ρωσικού κράτους είναι σύντομη. Δημιουργία συγκεντρωτικού κράτους

Το θείο είναι ένα χημικό στοιχείο που βρίσκεται στον περιοδικό πίνακα του Mendeleev στον αριθμό 16 και δηλώνεται με το σύμβολο S (από το λατινικό sulfur). Η στοιχειακή φύση του θείου καθιερώθηκε το 1777 από τον Γάλλο επιστήμονα και χημικό Antoine Lavoisier. Το θείο βράζει σε θερμοκρασία 444 βαθμών Κελσίου. Κατά την τήξη, περνά από στερεά σε υγρή κατάσταση, αλλάζοντας σταδιακά το χρώμα του, ανάλογα με τη διαβάθμιση της θερμοκρασίας τήξης. Για παράδειγμα, φτάνοντας τους 160 βαθμούς Κελσίου, αυτό το χημικό στοιχείο αλλάζει το χρώμα του από κίτρινο σε καφέ και όταν θερμαίνεται στους 190 βαθμούς, το χρώμα αλλάζει σε σκούρο καφέ. Φτάνοντας σε θερμοκρασία 190 βαθμών, το θείο χάνει το ιξώδες της δομής του, γίνεται σταδιακά πιο υγρό. Το στοιχείο τελικά γίνεται ρευστό όταν θερμανθεί στους 300 βαθμούς.

Εκτός από την ικανότητα μετατροπής από στερεό σε υγρό, το θείο έχει μια σειρά από άλλα ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά. Άρα, έχει αρνητική θερμική αγωγιμότητα και δεν μεταφέρει καθόλου ηλεκτρικό ρεύμα. Είναι απολύτως αδιάλυτο στο νερό, αλλά είναι τέλεια διαλυτό σε υγρά που δεν έχουν μόρια νερού στη δομή τους (για παράδειγμα, αμμωνία). Αλληλεπιδρά καλά με διαλύτες και δισουλφίδιο του άνθρακα, που χαρακτηρίζονται από οργανική φύση. Επίσης, στην περιγραφή του θείου μπορείτε να προσθέσετε το χημικό του ξύσμα. Από τη φύση του, το θείο είναι ενεργό και μπορεί εύκολα να εισέλθει σε χημική αντίδραση όταν θερμαίνεται με οποιοδήποτε χημικό στοιχείο. Μπορεί να αλληλεπιδράσει με ουσίες όπως:

– σε θερμοκρασία δωματίου, αντιδρά με αυτό.
με μέταλλα – δημιουργεί σουλφίδια και είναι ταυτόχρονα οξειδωτικός παράγοντας.
οξυγόνο - θέρμανση σε θερμοκρασία 280 βαθμών Κελσίου, σχηματίζει ενώσεις οξειδίου.
φθόριο - σε συνδυασμό με αυτήν την ουσία, το θείο εμφανίζεται ως αναγωγικός παράγοντας.
φώσφορος ή άνθρακας - απουσία παροχής αέρα, το θείο εμφανίζεται ως οξειδωτικός παράγοντας.

Ιστορικές πληροφορίες

Το χημικό στοιχείο θείο στη φυσική του κατάσταση ή με τη μορφή θειούχων ενώσεων ήταν γνωστό στην ανθρωπότητα πολλές χιλιάδες χρόνια πριν. Οι μοναδικές του ιδιότητες αναφέρονται όχι μόνο στις ιερές σελίδες της Βίβλου και της Τορά, αλλά στα ποιήματα του Ομήρου και σε άλλες πηγές. Λόγω των ιδιοτήτων του, το θείο χρησιμοποιούνταν σε κάθε είδους τελετουργικές και θρησκευτικές τελετές. Το θείο ήταν ένα από τα σημαντικά συστατικά του «ιερού» θυμιάματος, το οποίο χρησιμοποιήθηκε τόσο για την εκδίωξη των πνευμάτων όσο και για την πρόσκλησή τους. Χρησιμοποιήθηκε για να «θαλώσει αυτούς που ήρθαν», χρησιμοποιώντας θείο σε συνδυασμό με υδράργυρο· οι αρχαίοι σαμάνοι πίστευαν ότι σε κατάσταση καύσης ήταν σε θέση να απωθήσει και να εκδιώξει δαίμονες, πνεύματα και άλλα κακά πνεύματα.

Το θείο έγινε αναπόσπαστο μέρος στη δημιουργία και χρήση του «ελληνικού πυρός», που χρησιμοποιείται στη δημιουργία εμπρηστικών μειγμάτων για στρατιωτικούς σκοπούς. Στην Κίνα, γύρω στον 8ο αιώνα, το θείο χρησιμοποιήθηκε ως πυροτεχνουργός, η ακριβής φόρμουλα του απαγορεύτηκε και η διανομή του τιμωρούνταν με θάνατο.

Υπήρχε η άποψη ότι το θείο (ως αρχή της ευφλεκτότητας) και ο υδράργυρος (ως σύμβολο της αρχής της μεταλλικότητας) είναι τα κύρια συστατικά όλων των μετάλλων. Μια τέτοια υπόθεση έλαβε χώρα στην αραβική αλχημεία.

Επιπλέον, η Sera αντιμετώπιζε δερματικές παθήσεις για μεγάλο χρονικό διάστημα, θεωρώντας αυτή τη μέθοδο την πιο αποτελεσματική στην ιατρική.

Εφαρμογή θείου

Το πεδίο εφαρμογής του θείου είναι αρκετά πολύπλευρο και ποικίλο. Κατά κύριο λόγο, το θείο χρησιμοποιείται στη χημική βιομηχανία για τη δημιουργία θειικού οξέος. στη γεωργία (για τη δημιουργία προϊόντων που βοηθούν στην καταπολέμηση παρασίτων και φυτικών ασθενειών, κυρίως σταφυλιών και βαμβακιού). Το θείο έχει βρει την εφαρμογή του και στην παραγωγή καουτσούκ· χρησιμοποιείται στην κατασκευή σπίρτων και αποτελεί μέρος βαφών και φωταυγών ενώσεων. Στην ιατρική, το θείο χρησιμοποιείται σε λασπόλουτρα. η λεγόμενη λουτροθεραπεία (από το λατινικό "να μουλιάζω στο νερό") - βοηθά στη θεραπεία της αρθρίτιδας και των δερματικών παθήσεων. Δεν έχει αποδειχθεί επιστημονικά, αλλά το θείο χρησιμοποιείται επίσης για τη θεραπεία του άσθματος, αν και πολλοί επιστήμονες πιστεύουν ότι είναι ο ατμός του θείου που μπορεί να προκαλέσει την εμφάνιση αναπνευστικών ασθενειών.

Θείο στα τρόφιμα

Προϊόντα πλούσια σε θείο περιλαμβάνουν:

φραγκοστάφυλλο,
σταφύλι,
Προϊόντα αρτοποιίας,
σκόρδο,
σπαράγγι,
λάχανο,
άπαχο μοσχαρίσιο κρέας,
αυγά κοτόπουλου,
γαλακτοκομικά προϊόντα,
δημητριακά κ.λπ.

Έλλειψη θείου στο σώμα

Η έλλειψη θείου στον ανθρώπινο οργανισμό (με ημερήσια πρόσληψη 4-6 mg) εκδηλώνεται με τη μορφή ασθενειών όπως:

απώλεια μαλλιών ή πλήρης φαλάκρα,
Νεφρική Νόσος,
διάφορες αλλεργίες,
θαμπάδα και ευθραυστότητα των μαλλιών,
πόνος στις αρθρώσεις,
δυσκοιλιότητα,
εύθραυστα νύχια,
ταχυκαρδία.

Ενδιαφέροντα και εκπαιδευτικά στοιχεία για το θείο

Το θείο είναι απαραίτητο στοιχείο του ανθρώπινου σώματος, καθώς συμμετέχει στη δομή των κυττάρων, του χόνδρινου ιστού και των νευρικών ινών. Συμμετέχει επίσης στις μεταβολικές διεργασίες. Εμφανίζεται ως εξαιρετικός σταθεροποιητής της εργασίας και του συντονισμού του νευρικού συστήματος. Το θείο εξισορροπεί τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα, κάτι που είναι πολύ χρήσιμο για άτομα που πάσχουν από διαβήτη.

Το θείο μειώνει τον πόνο στις αρθρώσεις και τους χόνδρους, βοηθά στην απομάκρυνση της χολής. Έχει επίσης αντιφλεγμονώδη δράση στον οργανισμό και χρησιμοποιείται για την αναγέννηση των ιστών. Βοηθά στην ενίσχυση του μυϊκού ιστού ενός αναπτυσσόμενου σώματος.

Το ίδιο το θείο είναι άοσμο, αλλά όταν συνδυάζεται με άλλα συστατικά δίνει τη μυρωδιά σάπιων αυγών.

Όπως μπορούμε να δούμε, ένα τέτοιο απαρατήρητο και συνηθισμένο με την πρώτη ματιά θείο είναι ένα απαραίτητο συστατικό σε μια πλήρη ανθρώπινη ζωή λόγω του ευρέος φάσματος των εφαρμογών του. Χωρίς το θείο, η ζωή μας θα έχανε τα οφέλη της, η υγεία μας δεν θα ήταν τόσο δυνατή.

Το θείο (S) είναι ένα μη μέταλλο που ανήκει στην ομάδα των χαλκογόνων. Η δομή του ατόμου του θείου μπορεί εύκολα να προσδιοριστεί με αναφορά στον περιοδικό πίνακα του Mendeleev.

Δομή

Το θείο στον περιοδικό πίνακα είναι ο αριθμός 16 στην τρίτη περίοδο, ομάδα VI. Η σχετική ατομική μάζα του στοιχείου είναι 32.

Ρύζι. 1. Θέση στον περιοδικό πίνακα.

Το φυσικό θείο έχει πολλά ισότοπα:

32 S;
33 S;
34 S;
36 Σ.

Επιπλέον, ελήφθησαν τεχνητά 20 ραδιενεργά ισότοπα.

Το θείο είναι ένα στοιχείο της οικογένειας p. Το άτομο θείου περιλαμβάνει έναν πυρήνα με θετικό φορτίο +16 (16 πρωτόνια, 16 νευρώνες) και 16 ηλεκτρόνια που βρίσκονται σε τρία κελύφη ηλεκτρονίων. Το εξωτερικό επίπεδο ενέργειας περιέχει 6 ηλεκτρόνια, τα οποία καθορίζουν το σθένος του στοιχείου. Δύο ηλεκτρόνια λείπουν πριν ολοκληρωθεί το εξωτερικό επίπεδο p, το οποίο καθορίζει την κατάσταση οξείδωσης του θείου ως -2.

Ένα άτομο θείου μπορεί να μεταβεί σε διεγερμένη κατάσταση λόγω των κενών τρισδιάστατων τροχιακών (πέντε d τροχιακά συνολικά). Επομένως, ένα άτομο μπορεί να εμφανίσει καταστάσεις οξείδωσης +4 και +6.

Ρύζι. 2. Η δομή του ατόμου.

Το θείο παρουσιάζει αρνητική κατάσταση οξείδωσης στη σύνθεση των αλάτων - Al 2 S 3, SiS 2, Na 2 S. Η τέταρτη κατάσταση οξείδωσης εκδηλώνεται σε αντιδράσεις με αλογόνα (SCl 4, SBr 4, SF 4) και όταν αλληλεπιδρά με το οξυγόνο ( ΛΟΙΠΟΝ 2). Η υψηλότερη κατάσταση οξείδωσης (+6) εμφανίζεται με τα πιο ηλεκτραρνητικά στοιχεία - H 2 SO 4, SF 6, SO 3.

Η ηλεκτρονική δομή του ατόμου του θείου είναι 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 ή +16 S) 2) 8) 6.

Φυσικές ιδιότητες

Το θείο είναι μια κρυσταλλική ένωση που όταν θερμανθεί παίρνει πλαστική μορφή. Το χρώμα του μη μετάλλου ποικίλλει από έντονο κίτρινο έως καφέ. Οι τροποποιήσεις του θείου εξαρτώνται από τον αριθμό των ατόμων θείου στο μόριο.

Ρύζι. 3. Θείο.

Το θείο είναι ένας ασθενής αγωγός της θερμότητας και του ηλεκτρικού ρεύματος. Δεν αλληλεπιδρά με το νερό, αλλά διαλύεται καλά σε οργανικούς διαλύτες - φαινόλη, βενζόλιο, αμμωνία, δισουλφίδιο του άνθρακα.

Στη φύση, το θείο βρίσκεται με τη μορφή ψήγματος και σε μεταλλεύματα, ορυκτά και πετρώματα. Το θείο βρίσκεται στα σουλφίδια, τα θειικά άλατα, τον άνθρακα, το πετρέλαιο και το αέριο. Το θείο συσσωρεύεται από βακτήρια που επεξεργάζονται το υδρόθειο.

Χημικές ιδιότητες

Το θείο είναι ένα ενεργό στοιχείο που αντιδρά όταν θερμαίνεται με όλα σχεδόν τα στοιχεία, εκτός από τα αδρανή αέρια και τα N 2, I 2, Au, Pt. Το θείο δεν αντιδρά με το υδροχλωρικό οξύ. Οι κύριες αντιδράσεις του θείου με στοιχεία περιγράφονται στον πίνακα.

*ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ*	*Προϊόντα αντίδρασης*	*Παράδειγμα*
Με μέταλλα	Σουλφίδια
Με οξυγόνο στους 280°C	Οξείδιο του θείου	S + O 2 → SO 2; 2S + 3O 2 → 2SO 3
Με υδρογόνο όταν θερμαίνεται	Υδρόθειο	H 2 + S → H 2 S
Με φώσφορο όταν θερμαίνεται απουσία αέρα	Θειούχος φωσφόρος	2P + 3S → P 2 S 3
	Φθοριούχο θείο	S + 3F 2 → SF 6
Με άνθρακα	Δισουλφίδιο του άνθρακα
Με οξέα		S + 2HNO 3 → 2NO + H 2 SO 4
Με αλκάλια	Σουλφίδια και θειώδη	3S + 6KOH → K 2 SO 3 + 2K 2 S + 3H 2 O

Το θείο είναι μέρος των πρωτεϊνών. Μεγάλη ποσότητα θείου συσσωρεύεται στα μαλλιά.

Τι μάθαμε;

Το θείο είναι ένα κίτρινο κρυσταλλικό αμέταλλο. Διάγραμμα ατομικής δομής - +16 S) 2) 8) 6. Παρουσιάζει τρεις καταστάσεις οξείδωσης: -2, +4, +6. Υπάρχουν 24 γνωστά ισότοπα θείου. Είναι ένα ενεργό στοιχείο που αντιδρά με μέταλλα και αμέταλλα. Σχηματίζει άλατα - θειώδη και σουλφίδια, καθώς και θειικό οξύ. Το θείο είναι αδιάλυτο στο νερό και το υδροχλωρικό οξύ. Μέρος ζωντανών οργανισμών. Στη φύση βρίσκεται σε ελεύθερη και δεμένη μορφή.

Δοκιμή για το θέμα

Αξιολόγηση της έκθεσης

Μέση βαθμολογία: 4.6. Συνολικές βαθμολογίες που ελήφθησαν: 72.

Τα χαλκογόνα είναι μια ομάδα στοιχείων στα οποία ανήκει το θείο. Το χημικό του σύμβολο είναι S, το πρώτο γράμμα της λατινικής ονομασίας Sulfur. Η σύνθεση μιας απλής ουσίας γράφεται χρησιμοποιώντας αυτό το σύμβολο χωρίς ευρετήριο. Ας εξετάσουμε τα κύρια σημεία που αφορούν τη δομή, τις ιδιότητες, την παραγωγή και τη χρήση αυτού του στοιχείου. Τα χαρακτηριστικά του θείου θα παρουσιαστούν όσο το δυνατόν λεπτομερέστερα.

Γενικά χαρακτηριστικά και διαφορές των χαλκογόνων

Το θείο ανήκει στην υποομάδα του οξυγόνου. Αυτή είναι η 16η ομάδα στη σύγχρονη μορφή μακράς περιόδου του περιοδικού συστήματος (PS). Η παλιά έκδοση του αριθμού και του ευρετηρίου είναι VIA. Ονόματα χημικών στοιχείων της ομάδας, χημικά σύμβολα:

οξυγόνο (O);
θείο (S);
σελήνιο (Se);
τελλούριο (Te);
πολώνιο (Po).

Το εξωτερικό ηλεκτρονικό κέλυφος των παραπάνω στοιχείων έχει την ίδια δομή. Συνολικά περιέχει 6 που μπορούν να συμμετέχουν στο σχηματισμό χημικών δεσμών με άλλα άτομα. Οι ενώσεις υδρογόνου αντιστοιχούν στη σύνθεση H2R, για παράδειγμα, το H2S είναι υδρόθειο. Ονομασίες χημικών στοιχείων που σχηματίζουν δύο τύπους ενώσεων με το οξυγόνο: θείο, σελήνιο και τελλούριο. Οι γενικοί τύποι των οξειδίων αυτών των στοιχείων είναι RO 2, RO 3.

Τα χαλκογόνα αντιστοιχούν σε απλές ουσίες που διαφέρουν σημαντικά στις φυσικές ιδιότητες. Τα πιο κοινά χαλκογόνα στον φλοιό της γης είναι το οξυγόνο και το θείο. Το πρώτο στοιχείο σχηματίζει δύο αέρια, το δεύτερο - στερεά. Το πολώνιο, ένα ραδιενεργό στοιχείο, βρίσκεται σπάνια στον φλοιό της γης. Στην ομάδα από το οξυγόνο στο πολώνιο, οι μη μεταλλικές ιδιότητες μειώνονται και οι μεταλλικές ιδιότητες αυξάνονται. Για παράδειγμα, το θείο είναι ένα τυπικό μη μέταλλο, ενώ το τελλούριο έχει μεταλλική λάμψη και ηλεκτρική αγωγιμότητα.

Στοιχείο Νο 16 του περιοδικού πίνακα Δ.Ι. Μεντελέεφ

Η σχετική ατομική μάζα του θείου είναι 32.064. Από τα φυσικά ισότοπα, το 32 S είναι το πιο κοινό (πάνω από 95% κατά βάρος). Τα νουκλεΐδια με ατομικές μάζες 33, 34 και 36 βρίσκονται σε μικρότερες ποσότητες Χαρακτηριστικά του θείου ανά θέση στο PS και ατομική δομή:

αύξων αριθμός - 16;
το φορτίο του ατομικού πυρήνα είναι +16.
ατομική ακτίνα - 0,104 nm;
ενέργεια ιονισμού -10,36 eV;
σχετική ηλεκτραρνητικότητα - 2,6;
κατάσταση οξείδωσης σε ενώσεις - +6, +4, +2, -2;
σθένος - II(-), II(+), IV(+), VI (+).

Το θείο είναι στην τρίτη περίοδο? Τα ηλεκτρόνια σε ένα άτομο βρίσκονται σε τρία ενεργειακά επίπεδα: στο πρώτο - 2, στο δεύτερο - 8, στο τρίτο - 6. Όλα τα εξωτερικά ηλεκτρόνια είναι σθένους. Όταν αλληλεπιδρά με περισσότερα ηλεκτραρνητικά στοιχεία, το θείο δίνει 4 ή 6 ηλεκτρόνια, αποκτώντας τυπικές καταστάσεις οξείδωσης +6, +4. Σε αντιδράσεις με υδρογόνο και μέταλλα, το άτομο έλκει τα 2 ηλεκτρόνια που λείπουν μέχρι να γεμίσει η οκτάδα και να επιτευχθεί μια σταθερή κατάσταση. σε αυτή την περίπτωση μειώνεται σε -2.

Φυσικές ιδιότητες ρομβικών και μονοκλινικών αλλοτροπικών μορφών

Υπό κανονικές συνθήκες, τα άτομα θείου συνδέονται μεταξύ τους υπό γωνία για να σχηματίσουν σταθερές αλυσίδες. Μπορούν να κλείσουν σε δακτυλίους, γεγονός που υποδηλώνει την ύπαρξη κυκλικών μορίων θείου. Η σύνθεσή τους αντανακλάται από τους τύπους S 6 και S 8.

Τα χαρακτηριστικά του θείου θα πρέπει να συμπληρώνονται με περιγραφή των διαφορών μεταξύ αλλοτροπικών τροποποιήσεων που έχουν διαφορετικές φυσικές ιδιότητες.

Η ρομβική, ή α-θείο, είναι η πιο σταθερή κρυσταλλική μορφή. Αυτοί είναι λαμπεροί κίτρινοι κρύσταλλοι που αποτελούνται από μόρια S 8. Η πυκνότητα του ρομβικού θείου είναι 2,07 g/cm3. Οι ανοιχτοκίτρινοι μονοκλινικοί κρύσταλλοι σχηματίζονται από β-θείο με πυκνότητα 1,96 g/cm3. Το σημείο βρασμού φτάνει τους 444,5°C.

Παρασκευή άμορφου θείου

Τι χρώμα έχει το θείο στην πλαστική του κατάσταση; Είναι μια σκούρα καφέ μάζα, εντελώς διαφορετική από την κίτρινη σκόνη ή τους κρυστάλλους. Για να το αποκτήσετε, πρέπει να λιώσετε ορθορομβικό ή μονοκλινικό θείο. Σε θερμοκρασίες άνω των 110°C, σχηματίζεται ένα υγρό, με περαιτέρω θέρμανση σκουραίνει και στους 200°C γίνεται παχύρρευστο και παχύρρευστο. Εάν ρίξετε γρήγορα λιωμένο θείο σε κρύο νερό, θα στερεοποιηθεί για να σχηματιστούν αλυσίδες ζιγκ-ζαγκ, η σύνθεση των οποίων αντανακλάται από τον τύπο S n.

Διαλυτότητα θείου

Μερικές τροποποιήσεις σε δισουλφίδιο του άνθρακα, βενζόλιο, τολουόλιο και υγρή αμμωνία. Εάν τα οργανικά διαλύματα ψύχονται αργά, σχηματίζονται βελονοειδείς κρύσταλλοι μονοκλινικού θείου. Όταν τα υγρά εξατμίζονται, απελευθερώνονται διάφανοι κίτρινοι κρύσταλλοι ρομβικού θείου. Είναι εύθραυστα και μπορούν εύκολα να αλεσθούν σε σκόνη. Το θείο δεν διαλύεται στο νερό. Οι κρύσταλλοι βυθίζονται στον πυθμένα του δοχείου και η σκόνη μπορεί να επιπλέει στην επιφάνεια (όχι βρεγμένη).

Χημικές ιδιότητες

Οι αντιδράσεις εμφανίζουν τις τυπικές μη μεταλλικές ιδιότητες του στοιχείου Νο. 16:

Το θείο οξειδώνει μέταλλα και υδρογόνο και ανάγεται στο ιόν S 2-.
Η καύση στον αέρα και το οξυγόνο παράγει δι- και τριοξείδιο του θείου, τα οποία είναι όξινα ανυδρίτες.
σε μια αντίδραση με ένα άλλο πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο - το φθόριο - το θείο χάνει επίσης τα ηλεκτρόνια του (οξειδώνεται).

Ελεύθερο θείο στη φύση

Όσον αφορά την αφθονία στον φλοιό της γης, το θείο βρίσκεται στη 15η θέση μεταξύ των χημικών στοιχείων. Η μέση περιεκτικότητα σε άτομα S είναι 0,05% της μάζας του φλοιού της γης.

Τι χρώμα έχει το θείο στη φύση (εγγενές); Είναι μια ανοιχτοκίτρινη σκόνη με χαρακτηριστική οσμή ή κίτρινοι κρύσταλλοι με υαλώδη λάμψη. Κοιτάσματα με τη μορφή πλαστών, κρυσταλλικά στρώματα θείου βρίσκονται σε περιοχές του αρχαίου και σύγχρονου ηφαιστειακού συστήματος: στην Ιταλία, την Πολωνία, την Κεντρική Ασία, την Ιαπωνία, το Μεξικό και τις ΗΠΑ. Συχνά, όμορφες δρούσες και γιγάντια μονοκρύσταλλα βρίσκονται κατά τη διάρκεια της εξόρυξης.

Υδρόθειο και οξείδια στη φύση

Σε περιοχές ηφαιστείου, αέριες θειούχες ενώσεις έρχονται στην επιφάνεια. Η Μαύρη Θάλασσα σε βάθος άνω των 200 m είναι άψυχη λόγω της απελευθέρωσης υδρόθειου H 2 S. Ο τύπος του οξειδίου του θείου είναι δισθενής - SO 2, τρισθενής - SO 3. Οι αναφερόμενες αέριες ενώσεις υπάρχουν σε ορισμένα κοιτάσματα πετρελαίου, φυσικού αερίου και φυσικών υδάτων. Το θείο είναι συστατικό του άνθρακα. Είναι απαραίτητο για την κατασκευή πολλών οργανικών ενώσεων. Όταν τα ασπράδια ενός αυγού κοτόπουλου σαπίζουν, απελευθερώνεται υδρόθειο, γι' αυτό λέγεται συχνά ότι αυτό το αέριο έχει τη μυρωδιά σάπιων αυγών. Το θείο είναι ένα βιογενές στοιχείο, είναι απαραίτητο για την ανάπτυξη και την ανάπτυξη των ανθρώπων, των ζώων και των φυτών.

Η σημασία των φυσικών σουλφιδίων και θειικών αλάτων

Ο χαρακτηρισμός του θείου θα είναι ελλιπής εάν δεν ειπωθεί ότι το στοιχείο βρίσκεται όχι μόνο με τη μορφή απλών ουσιών και οξειδίων. Οι πιο κοινές φυσικές ενώσεις είναι τα άλατα του υδρόθειου και τα θειικά οξέα. Τα σουλφίδια του χαλκού, του σιδήρου, του ψευδαργύρου, του υδραργύρου και του μολύβδου βρίσκονται στα ορυκτά φαληρίτης, κιννάβαρη και γαλένα. Τα θειικά περιλαμβάνουν άλατα νατρίου, ασβεστίου, βαρίου και μαγνησίου, τα οποία σχηματίζονται στη φύση από μέταλλα και πετρώματα (μιραμπιλίτης, γύψος, σεληνίτης, βαρίτης, κισερίτης, εψομίτης). Όλες αυτές οι ενώσεις χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς της οικονομίας, χρησιμοποιούνται ως πρώτες ύλες για βιομηχανική επεξεργασία, λιπάσματα και δομικά υλικά. Ορισμένες κρυσταλλικές ένυδρες ενώσεις έχουν μεγάλη ιατρική σημασία.

Παραλαβή

Η κίτρινη ουσία σε ελεύθερη κατάσταση βρίσκεται στη φύση σε διαφορετικά βάθη. Εάν είναι απαραίτητο, το θείο λιώνει από πετρώματα, όχι με την ανύψωσή τους στην επιφάνεια, αλλά με την άντληση υπερθερμασμένου νερού στα βάθη.Άλλη μέθοδος περιλαμβάνει εξάχνωση από θρυμματισμένα πετρώματα σε ειδικούς φούρνους. Άλλες μέθοδοι περιλαμβάνουν διάλυση με δισουλφίδιο άνθρακα ή επίπλευση.

Οι ανάγκες της βιομηχανίας για θείο είναι μεγάλες, επομένως οι ενώσεις του χρησιμοποιούνται για τη λήψη της στοιχειακής ουσίας. Στο υδρόθειο και στα σουλφίδια, το θείο είναι σε ανηγμένη μορφή. Η κατάσταση οξείδωσης του στοιχείου είναι -2. Το θείο οξειδώνεται, αυξάνοντας αυτή την τιμή στο 0. Για παράδειγμα, σύμφωνα με τη μέθοδο Leblanc, το θειικό νάτριο ανάγεται με άνθρακα σε θειούχο. Στη συνέχεια λαμβάνεται από αυτό θειούχο ασβέστιο, επεξεργασμένο με διοξείδιο του άνθρακα και υδρατμούς. Το προκύπτον υδρόθειο οξειδώνεται με ατμοσφαιρικό οξυγόνο παρουσία καταλύτη: 2H 2 S + O 2 = 2H 2 O + 2S. Ο προσδιορισμός του θείου που λαμβάνεται με διαφορετικές μεθόδους δίνει μερικές φορές χαμηλές τιμές καθαρότητας. Ο καθαρισμός ή ο καθαρισμός πραγματοποιείται με απόσταξη, διόρθωση και επεξεργασία με μείγματα οξέων.

Εφαρμογή του θείου στη σύγχρονη βιομηχανία

Το κοκκοποιημένο θείο χρησιμοποιείται για διάφορες ανάγκες παραγωγής:

Παραγωγή θειικού οξέος στη χημική βιομηχανία.
Παραγωγή θειωδών και θειικών αλάτων.
Παραγωγή σκευασμάτων για τη διατροφή των φυτών, την καταπολέμηση ασθενειών και παρασίτων γεωργικών καλλιεργειών.
Τα μεταλλεύματα που περιέχουν θείο υποβάλλονται σε επεξεργασία σε μεταλλευτικά και χημικά εργοστάσια για την παραγωγή μη σιδηρούχων μετάλλων. Μια σχετική παραγωγή είναι η παραγωγή θειικού οξέος.
Εισαγωγή στη σύνθεση ορισμένων τύπων χάλυβα για να προσδώσουν ειδικές ιδιότητες.
Ευχαριστώ, παίρνουν λάστιχο.
Παραγωγή σπίρτων, πυροτεχνουργών, εκρηκτικών.
Χρήση για την παρασκευή χρωμάτων, χρωστικών, τεχνητών ινών.
Λεύκανση υφασμάτων.

Τοξικότητα του θείου και των ενώσεων του

Τα σωματίδια σκόνης με δυσάρεστη οσμή ερεθίζουν τους βλεννογόνους της ρινικής κοιλότητας και της αναπνευστικής οδού, τα μάτια και το δέρμα. Όμως η τοξικότητα του στοιχειακού θείου δεν θεωρείται ιδιαίτερα υψηλή. Η εισπνοή υδρόθειου και διοξειδίου μπορεί να προκαλέσει σοβαρή δηλητηρίαση.

Εάν κατά τη διάρκεια του καβουρδίσματος των μεταλλευμάτων που περιέχουν θείο σε μεταλλουργικές μονάδες τα καυσαέρια δεν δεσμεύονται, εισέρχονται στην ατμόσφαιρα. Σε συνδυασμό με σταγόνες και υδρατμούς, τα οξείδια του θείου και του αζώτου δημιουργούν τη λεγόμενη όξινη βροχή.

Το θείο και οι ενώσεις του στη γεωργία

Τα φυτά απορροφούν θειικά ιόντα μαζί με το εδαφικό διάλυμα. Η μείωση της περιεκτικότητας σε θείο οδηγεί σε επιβράδυνση του μεταβολισμού των αμινοξέων και των πρωτεϊνών στα πράσινα κύτταρα. Ως εκ τούτου, τα θειικά άλατα χρησιμοποιούνται για τη λίπανση των γεωργικών καλλιεργειών.

Για την απολύμανση των πτηνοτροφείων, των υπογείων και των αποθηκών λαχανικών, η απλή ουσία καίγεται ή οι εγκαταστάσεις υποβάλλονται σε επεξεργασία με σύγχρονα σκευάσματα που περιέχουν θείο. Το οξείδιο του θείου έχει αντιμικροβιακές ιδιότητες, το οποίο χρησιμοποιείται εδώ και πολύ καιρό στην παραγωγή κρασιών και στην αποθήκευση λαχανικών και φρούτων. Τα παρασκευάσματα θείου χρησιμοποιούνται ως φυτοφάρμακα για την καταπολέμηση ασθενειών και παρασίτων των γεωργικών καλλιεργειών (ωίδιο και ακάρεα αράχνης).

Εφαρμογή στην ιατρική

Οι μεγάλοι αρχαίοι θεραπευτές Αβικέννας και Παράκελσος έδωσαν μεγάλη σημασία στη μελέτη των φαρμακευτικών ιδιοτήτων της κίτρινης σκόνης. Αργότερα διαπιστώθηκε ότι ένα άτομο που δεν λαμβάνει αρκετό θείο στα τρόφιμα γίνεται πιο αδύναμο και αντιμετωπίζει προβλήματα υγείας (αυτά περιλαμβάνουν κνησμό και ξεφλούδισμα του δέρματος, αποδυνάμωση μαλλιών και νυχιών). Το γεγονός είναι ότι χωρίς θείο, η σύνθεση αμινοξέων, κερατίνης και βιοχημικών διεργασιών στο σώμα διαταράσσεται.

Το ιατρικό θείο περιλαμβάνεται στις αλοιφές για τη θεραπεία δερματικών παθήσεων: ακμή, έκζεμα, ψωρίαση, αλλεργίες, σμηγματόρροια. Τα λουτρά με θείο μπορούν να ανακουφίσουν τον πόνο από ρευματισμούς και ουρική αρθρίτιδα. Για καλύτερη απορρόφηση από τον οργανισμό, έχουν δημιουργηθεί υδατοδιαλυτά σκευάσματα που περιέχουν θείο. Αυτή δεν είναι μια κίτρινη σκόνη, αλλά μια λευκή, λεπτά κρυσταλλική ουσία. Όταν αυτή η ένωση χρησιμοποιείται εξωτερικά, περιλαμβάνεται σε ένα καλλυντικό προϊόν για τη φροντίδα του δέρματος.

Ο γύψος χρησιμοποιείται εδώ και πολύ καιρό για την ακινητοποίηση τραυματισμένων τμημάτων του ανθρώπινου σώματος. συνταγογραφείται ως καθαρτικό φάρμακο. Η Μαγνησία μειώνει την αρτηριακή πίεση, η οποία χρησιμοποιείται στη θεραπεία της υπέρτασης.

Το θείο στην ιστορία

Ακόμη και στην αρχαιότητα, μια κίτρινη μη μεταλλική ουσία τράβηξε την προσοχή του ανθρώπου. Αλλά μόλις το 1789 ο μεγάλος χημικός Λαβουαζιέ ανακάλυψε ότι οι σκόνες και οι κρύσταλλοι που βρέθηκαν στη φύση αποτελούνταν από άτομα θείου. Θεωρήθηκε ότι η δυσάρεστη οσμή που παράγεται από την καύση του απωθεί όλα τα κακά πνεύματα. Ο τύπος του οξειδίου του θείου, που λαμβάνεται κατά την καύση, είναι SO 2 (διοξείδιο). Είναι τοξικό αέριο και η εισπνοή του είναι επικίνδυνη για την υγεία. Οι επιστήμονες εξηγούν αρκετές περιπτώσεις μαζικής εξαφάνισης ανθρώπων από ολόκληρα χωριά στις ακτές και στα πεδινά με την απελευθέρωση υδρόθειου ή διοξειδίου του θείου από το έδαφος ή το νερό.

Η εφεύρεση της μαύρης σκόνης αύξησε το στρατιωτικό ενδιαφέρον για τους κίτρινους κρυστάλλους. Πολλές μάχες κερδήθηκαν χάρη στην ικανότητα των τεχνιτών να συνδυάζουν το θείο με άλλες ουσίες κατά τη διάρκεια της διαδικασίας παραγωγής.Η πιο σημαντική ένωση -το θειικό οξύ- μαθεύτηκε επίσης να χρησιμοποιείται εδώ και πολύ καιρό. Στο Μεσαίωνα, αυτή η ουσία ονομαζόταν λάδι βιτριόλης και τα άλατα ονομάζονταν βιτριόλη. Ο θειικός χαλκός CuSO 4 και ο θειικός σίδηρος FeSO 4 δεν έχουν ακόμη χάσει τη σημασία τους στη βιομηχανία και τη γεωργία.


μικρό	16	Θείο
		t o kip. (o C)	444,674	Βήμα οξείδιο	-2 +4 +6
	32,066	t o float(o C)	119,3	Πυκνότητα	2070(a) 1960(b)
3s 2 3p 4		ΟΕΟ	2,60	στο έδαφος φλοιός	0,052 %

Το θείο είναι μια από τις λίγες ουσίες με τις οποίες λειτούργησαν οι πρώτοι «χημικοί» αρκετές χιλιάδες χρόνια πριν. Άρχισε να υπηρετεί την ανθρωπότητα πολύ πριν καταλάβει το κελί κάτω από τον περιοδικό πίνακα. № 16.

Πολλά αρχαία βιβλία λένε για μια από τις αρχαιότερες (αν και υποθετικές!) χρήσεις του θείου. Τόσο η Καινή όσο και η Παλαιά Διαθήκη απεικονίζουν το θείο ως πηγή θερμότητας κατά τη θερμική επεξεργασία των αμαρτωλών. Και αν βιβλία αυτού του είδους δεν παρέχουν επαρκείς λόγους για αρχαιολογικές ανασκαφές για αναζήτηση των υπολειμμάτων του παραδείσου ή της πύρινης κόλασης, τότε η απόδειξη ότι οι αρχαίοι ήταν εξοικειωμένοι με το θείο και ορισμένες από τις ιδιότητές του μπορούν να ληφθούν με πίστη.

Ένας από τους λόγους αυτής της φήμης είναι η επικράτηση του ιθαγενούς θείου στις χώρες των αρχαίων πολιτισμών.Καταθέσεις αυτής της κίτρινης εύφλεκτης ουσίας αναπτύχθηκαν από τους Έλληνες και τους Ρωμαίους, ειδικά στη Σικελία, η οποία μέχρι τα τέλη του περασμένου αιώνα ήταν διάσημη κυρίως για θείο.

Από την αρχαιότητα, το θείο χρησιμοποιήθηκε για θρησκευτικούς και μυστικιστικούς σκοπούς· το άναβαν σε διάφορες τελετές και τελετουργίες. Αλλά ακριβώς πριν από πολύ καιρό, το στοιχείο Νο. 16 απέκτησε πολύ κοσμικές χρήσεις: μελάνι θείου χρησιμοποιήθηκε για τη μελάνη όπλων, χρησιμοποιήθηκε στην κατασκευή καλλυντικών και φαρμακευτικών αλοιφών, κάηκε για τη λεύκανση των υφασμάτων και για την καταπολέμηση των εντόμων. Η παραγωγή θείου αυξήθηκε σημαντικά μετά την εφεύρεση της μαύρης σκόνης. Άλλωστε, το θείο (μαζί με τον άνθρακα και το άλας) είναι το απαραίτητο συστατικό του.

Και τώρα η παραγωγή πυρίτιδας καταναλώνει μέρος του θείου που εξορύσσεται, αν και πολύ ασήμαντο. Στις μέρες μας, το θείο είναι ένας από τους σημαντικότερους τύπους πρώτων υλών για πολλές χημικές βιομηχανίες. Και αυτός είναι ο λόγος της συνεχούς αύξησης της παγκόσμιας παραγωγής θείου.

Προέλευση του θείου

Οι μεγάλες συσσωρεύσεις αυτοφυούς θείου δεν είναι πολύ συχνές. Είναι πιο συχνά παρόν σε ορισμένα μεταλλεύματα. Το εγγενές θείο μετάλλευμα είναι ένα πέτρωμα διάσπαρτο με καθαρό θείο.

Πότε σχηματίστηκαν αυτά τα εγκλείσματα - ταυτόχρονα με τα συνοδευτικά πετρώματα ή αργότερα; Η κατεύθυνση των εργασιών αναζήτησης και εξερεύνησης εξαρτάται από την απάντηση σε αυτό το ερώτημα. Όμως, παρά τις χιλιάδες χρόνια επικοινωνίας με το θείο, η ανθρωπότητα δεν έχει ακόμη μια σαφή απάντηση. Υπάρχουν πολλές θεωρίες των οποίων οι συγγραφείς έχουν αντίθετες απόψεις.

Η θεωρία της συγγένεσης (δηλαδή ο ταυτόχρονος σχηματισμός θείου και πετρωμάτων ξενιστή) υποδηλώνει ότι ο σχηματισμός φυσικού θείου συνέβη σε ρηχές λεκάνες. Ειδικά βακτήρια ανάγουν τα θειικά διαλυμένα στο νερό σε υδρόθειο, το οποίο ανέβηκε προς τα πάνω, εισήλθε στη ζώνη οξείδωσης και εδώ, χημικά ή με τη συμμετοχή άλλων βακτηρίων, οξειδώθηκε σε στοιχειακό θείο. Το θείο κατακάθισε στον πυθμένα και στη συνέχεια η ιλύς που περιείχε θείο σχημάτισε μετάλλευμα.

Η θεωρία της επιγένεσης (τα εγκλείσματα θείου σχηματίστηκαν αργότερα από τα κύρια πετρώματα) έχει πολλές επιλογές. Το πιο συνηθισμένο από αυτά υποθέτει ότι τα υπόγεια ύδατα, που διεισδύουν μέσα από στρώματα βράχου, εμπλουτίζονται με θειικά άλατα. Εάν τέτοια νερά έρθουν σε επαφή με κοιτάσματα πετρελαίου ή φυσικού αερίου, τότε τα θειικά ιόντα ανάγονται από υδρογονάνθρακες σε υδρόθειο. Το υδρόθειο ανεβαίνει στην επιφάνεια και, όταν οξειδωθεί, απελευθερώνει καθαρό θείο στα κενά και τις ρωγμές των πετρωμάτων.

Τις τελευταίες δεκαετίες, μια από τις ποικιλίες της θεωρίας της επιγένεσης έχει βρει όλο και περισσότερη επιβεβαίωση - η θεωρία της μετασωμάτωσης (μεταφρασμένη από τα ελληνικά "μετασωμάτωση" σημαίνει αντικατάσταση). Σύμφωνα με αυτήν, η μετατροπή του γύψου CaSO4-H2O και του ανυδρίτη CaSO4 σε θείο και ασβεστίτη CaCO3 συμβαίνει συνεχώς στα βάθη. Αυτή η θεωρία δημιουργήθηκε το 1935 από τους Σοβιετικούς επιστήμονες L. M. Miropolsky και B. P. Krotov. Ειδικότερα, το γεγονός αυτό συνηγορεί υπέρ του.

Το 1961, το πεδίο Mishrak ανακαλύφθηκε στο Ιράκ. Το θείο εδώ περιέχεται σε ανθρακικά πετρώματα, τα οποία σχηματίζουν ένα τόξο που στηρίζεται από πυλώνες που πηγαίνουν βαθιά (στη γεωλογία ονομάζονται φτερά). Τα φτερά αυτά αποτελούνται κυρίως από ανυδρίτη και γύψο. Η ίδια εικόνα παρατηρήθηκε και στο εγχώριο πεδίο Shor-Su.

Η γεωλογική πρωτοτυπία αυτών των κοιτασμάτων μπορεί να εξηγηθεί μόνο από τη σκοπιά της θεωρίας του μετασωματισμού: ο πρωτογενής γύψος και οι ανυδρίτες μετατράπηκαν σε δευτερογενή ανθρακικά μεταλλεύματα διεσπαρμένα με φυσικό θείο. Δεν είναι μόνο σημαντική η εγγύτητα των ορυκτών - η μέση περιεκτικότητα σε θείο στο μετάλλευμα αυτών των κοιτασμάτων είναι ίση με την περιεκτικότητα σε χημικά δεσμευμένο θείο στον ανυδρίτη. Και οι μελέτες για την ισοτοπική σύνθεση του θείου και του άνθρακα στο μετάλλευμα αυτών των κοιτασμάτων έδωσαν στους υποστηρικτές της θεωρίας του μετασωματισμού πρόσθετα επιχειρήματα.

Αλλά υπάρχει ένα "αλλά": η χημεία της διαδικασίας μετατροπής του γύψου σε θείο και ασβεστίτη δεν είναι ακόμη σαφής, και επομένως δεν υπάρχει λόγος να θεωρηθεί η θεωρία του μετασωματισμού η μόνη σωστή. Υπάρχουν ακόμη λίμνες στη γη (ιδιαίτερα, η λίμνη Sernoye κοντά στο Sernovodsk), όπου συμβαίνει συγγενετική εναπόθεση θείου και η ιλύς που περιέχει θείο δεν περιέχει γύψο ή ανυδρίτη.

Όλα αυτά σημαίνουν ότι η ποικιλία των θεωριών και των υποθέσεων σχετικά με την προέλευση του εγγενούς θείου είναι αποτέλεσμα όχι μόνο και όχι τόσο της ελλιπούς γνώσης μας, αλλά της πολυπλοκότητας των φαινομένων που συμβαίνουν στα βάθη. Όλοι γνωρίζουμε από τα μαθηματικά του δημοτικού σχολείου ότι διαφορετικά μονοπάτια μπορούν να οδηγήσουν στο ίδιο αποτέλεσμα. Ο νόμος αυτός ισχύει και για τη γεωχημεία.

Εξόρυξη θείου

Τα μεταλλεύματα θείου εξορύσσονται με διαφορετικούς τρόπους, ανάλογα με τις συνθήκες εμφάνισης. Αλλά σε κάθε περίπτωση, πρέπει να δώσετε μεγάλη προσοχή στις προφυλάξεις ασφαλείας. Τα κοιτάσματα θείου συνοδεύονται σχεδόν πάντα από συσσωρεύσεις δηλητηριωδών αερίων - θειούχων ενώσεων. Επιπλέον, δεν πρέπει να ξεχνάμε τη δυνατότητα αυτόματης καύσης.

Η ανοιχτή εξόρυξη μεταλλεύματος συμβαίνει ως εξής. Οι περιπατητές εκσκαφείς αφαιρούν στρώματα βράχου κάτω από τα οποία βρίσκεται μετάλλευμα. Το στρώμα μεταλλεύματος συνθλίβεται από εκρήξεις, μετά τις οποίες τα μπλοκ μεταλλεύματος αποστέλλονται σε μια μονάδα επεξεργασίας και από εκεί σε ένα μεταλλουργείο θείου, όπου εξάγεται θείο από το συμπύκνωμα. Οι μέθοδοι εκχύλισης είναι διαφορετικές. Μερικά από αυτά θα συζητηθούν παρακάτω. Εδώ είναι σκόπιμο να περιγραφεί συνοπτικά η μέθοδος εξόρυξης θείου από το πηγάδι, η οποία επέτρεψε στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής και το Μεξικό να γίνουν οι μεγαλύτεροι προμηθευτές θείου.

Στα τέλη του περασμένου αιώνα, ανακαλύφθηκαν πλούσια κοιτάσματα θειούχου μεταλλεύματος στις νότιες Ηνωμένες Πολιτείες. Αλλά δεν ήταν εύκολο να προσεγγίσουμε τα στρώματα: το υδρόθειο διέρρευσε στα ορυχεία (δηλαδή, το ορυχείο έπρεπε να αναπτυχθεί με τη μέθοδο του ορυχείου) και εμπόδισε την πρόσβαση στο θείο. Επιπλέον, η αμμώδης κινούμενη άμμος δυσκόλευε τη διάρρηξη στα θειούχα στρώματα. Μια λύση βρέθηκε από τον χημικό Hermann Frasch, ο οποίος πρότεινε την τήξη του θείου υπόγεια και την άντλησή του στην επιφάνεια μέσω γεωτρήσεων παρόμοια με πετρελαιοπηγές. Το σχετικά χαμηλό (λιγότερο από 120 ° C) σημείο τήξης του θείου επιβεβαίωσε την πραγματικότητα της ιδέας του Frasch. 1890, ξεκίνησαν δοκιμές που οδήγησαν στην επιτυχία.

Κατ 'αρχήν, η εγκατάσταση του Frasch είναι πολύ απλή: ένας σωλήνας σε έναν σωλήνα. Υπερθερμασμένο νερό τροφοδοτείται στον χώρο μεταξύ των σωλήνων και ρέει μέσω αυτού στον σχηματισμό. Και το λιωμένο θείο ανεβαίνει μέσα από τον εσωτερικό σωλήνα, θερμαινόμενο από όλες τις πλευρές. Η σύγχρονη έκδοση της εγκατάστασης Frasch συμπληρώνεται από έναν τρίτο - τον στενότερο σωλήνα. Μέσω αυτού, πεπιεσμένος αέρας τροφοδοτείται στο φρεάτιο, ο οποίος βοηθά στην ανύψωση του λιωμένου θείου στην επιφάνεια. Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα της μεθόδου Frasch είναι ότι επιτρέπει σε κάποιον να αποκτήσει σχετικά καθαρό θείο ήδη στο πρώτο στάδιο της παραγωγής. Αυτή η μέθοδος είναι πολύ αποτελεσματική κατά την εξόρυξη πλούσιων μεταλλευμάτων.

Προηγουμένως, πιστευόταν ότι η μέθοδος της υπόγειας τήξης του θείου ήταν εφαρμόσιμη μόνο στις ειδικές συνθήκες των «θόλων αλατιού» των ακτών του Ειρηνικού των Ηνωμένων Πολιτειών και του Μεξικού. Ωστόσο, πειράματα που έγιναν στην Πολωνία και την ΕΣΣΔ διέψευσαν αυτή την άποψη. Στη δημοφιλή Πολωνία, μεγάλες ποσότητες θείου εξάγονται ήδη με αυτή τη μέθοδο. το 1968, εγκαινιάστηκαν τα πρώτα πηγάδια θείου στην ΕΣΣΔ.

Και το μετάλλευμα που λαμβάνεται σε λατομεία και ορυχεία πρέπει να υποβάλλεται σε επεξεργασία (συχνά με προκαταρκτικό εμπλουτισμό), χρησιμοποιώντας διάφορες τεχνολογικές μεθόδους.

Υπάρχουν πολλές γνωστές μέθοδοι για την απόκτηση θείου από θειούχα μεταλλεύματα: ατμού-νερό, διήθηση, θερμική, φυγόκεντρη και εκχύλιση.

Οι θερμικές μέθοδοι εξαγωγής θείου είναι οι παλαιότερες. Τον 18ο αιώνα, στο Βασίλειο της Νάπολης, το θείο έλιωναν σε σωρούς που ονομάζονταν solfatares. Το θείο τήκεται ακόμα στην Ιταλία σε πρωτόγονους φούρνους - "calcarones". Η θερμότητα που απαιτείται για την τήξη του θείου από το μετάλλευμα λαμβάνεται με την καύση μέρους του εξορυσσόμενου θείου. Αυτή η διαδικασία είναι αναποτελεσματική, οι απώλειες φτάνουν το 45%.

Η Ιταλία έγινε επίσης η γενέτειρα των μεθόδων ατμού-νερού για την εξόρυξη θείου από τα μεταλλεύματα. Το 1859, ο Giuseppe Gill έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για τη συσκευή του - τον προκάτοχο των σημερινών αυτόκλειστων. Η μέθοδος του αυτόκλειστου (σημαντικά βελτιωμένη φυσικά) εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σε πολλές χώρες.

Στη διαδικασία του αυτόκλειστου, εμπλουτισμένο συμπύκνωμα θειούχου μεταλλεύματος που περιέχει έως και 80% θείο αντλείται στο αυτόκλειστο με τη μορφή υγρού πολτού με αντιδραστήρια. Εκεί παρέχεται ατμός νερού υπό πίεση. Ο πολτός θερμαίνεται στους 130° C. Το θείο που περιέχεται στο συμπύκνωμα λιώνει και διαχωρίζεται από το βράχο. Μετά από σύντομη καθίζηση, το λιωμένο θείο στραγγίζεται. Στη συνέχεια, το αυτόκλειστο απελευθερώνει τα «υπολείμματα»—ένα αιώρημα άχρηστων πετρωμάτων στο νερό; Τα απορρίμματα περιέχουν πολύ θείο και επιστρέφονται στο εργοστάσιο επεξεργασίας.

Στη Ρωσία, η μέθοδος του αυτόκλειστου χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον μηχανικό K. G. Patkanov το 1896.

Τα σύγχρονα αυτόκλειστα είναι τεράστιες συσκευές στο ύψος ενός τετραώροφου κτιρίου. Τέτοια αυτόκλειστα εγκαθίστανται, ειδικότερα, στο εργοστάσιο τήξης θείου του εργοστασίου εξόρυξης και χημικών προϊόντων Rozdol στην περιοχή των Καρπαθίων.

Σε ορισμένες βιομηχανίες, για παράδειγμα σε ένα μεγάλο εργοστάσιο θείου στο Tarnobrzeg (Πολωνία), τα απόβλητα πετρώματα διαχωρίζονται από το λιωμένο θείο χρησιμοποιώντας ειδικά φίλτρα. Η μέθοδος διαχωρισμού με χρήση ειδικών φυγοκεντρητών αναπτύχθηκε πρόσφατα στη χώρα μας. Με μια λέξη, «το μετάλλευμα χρυσού (ακριβέστερα, το χρυσό μετάλλευμα) μπορεί να διαχωριστεί από τα απόβλητα πετρώματα» με διαφορετικούς τρόπους.

Διαφορετικές χώρες ικανοποιούν τις ανάγκες τους σε θείο με διαφορετικούς τρόπους. Το Μεξικό και οι ΗΠΑ χρησιμοποιούν κυρίως τη μέθοδο Frasch. Η Ιταλία, η οποία κατέχει την τρίτη θέση μεταξύ των καπιταλιστικών κρατών στην παραγωγή θείου, συνεχίζει να εξορύσσει και να επεξεργάζεται (διαφορετικές μεθόδους) θειούχα μεταλλεύματα από τα κοιτάσματα της Σικελίας και την επαρχία του Μάρκο. Η Ιαπωνία έχει σημαντικά αποθέματα ηφαιστειακού θείου. Η Γαλλία και ο Καναδάς, που δεν έχουν φυσικό θείο, έχουν αναπτύξει μεγάλης κλίμακας παραγωγή του από αέρια. Η Αγγλία και η Γερμανία δεν έχουν δικά τους κοιτάσματα θείου. Καλύπτουν τις ανάγκες τους σε θειικό οξύ με την επεξεργασία πρώτων υλών που περιέχουν θείο (κυρίως πυρίτη), και εισάγουν στοιχειακό θείο.

Η Ρωσία καλύπτει πλήρως τις ανάγκες της χάρη στις δικές της πηγές πρώτων υλών. Μετά την ανακάλυψη και ανάπτυξη των πλούσιων κοιτασμάτων των Καρπαθίων, η ΕΣΣΔ και η Πολωνία αύξησαν σημαντικά την παραγωγή θείου. Αυτή η βιομηχανία συνεχίζει να αναπτύσσεται. Νέες μεγάλες επιχειρήσεις χτίστηκαν στην Ουκρανία, παλιές εγκαταστάσεις στο Βόλγα και στο Τουρκμενιστάν ανακατασκευάστηκαν και επεκτάθηκε η παραγωγή θείου από φυσικό αέριο και απαέρια.

Κρύσταλλοι σε μακρομόρια

Ο μεγάλος Γάλλος χημικός Antoine Laurent Lavoisier ήταν ο πρώτος που πείστηκε ότι το θείο είναι ένα ανεξάρτητο χημικό στοιχείο και όχι μια ένωση τον 18ο αιώνα.

Από τότε, οι ιδέες για το θείο ως στοιχείο δεν έχουν αλλάξει πολύ, αλλά έχουν εμβαθύνει και επεκταθεί σημαντικά.

Είναι πλέον γνωστό ότι το στοιχείο με αριθμό 16 αποτελείται από ένα μείγμα τεσσάρων σταθερών ισοτόπων με αριθμούς μάζας 32, 33, 34 και 36. Είναι ένα τυπικό αμέταλλο.

Οι κίτρινοι κρύσταλλοι από καθαρό θείο είναι ημιδιαφανείς. Το σχήμα των κρυστάλλων δεν είναι πάντα το ίδιο. Ο πιο συνηθισμένος τύπος είναι το ρομβικό θείο (η πιο σταθερή τροποποίηση) - οι κρύσταλλοι έχουν τη μορφή οκτάεδρων με κομμένες γωνίες. Όλες οι άλλες τροποποιήσεις μετατρέπονται σε αυτήν την τροποποίηση σε θερμοκρασία δωματίου (ή κοντά σε θερμοκρασία δωματίου). Είναι γνωστό, για παράδειγμα, ότι κατά τη διάρκεια της κρυστάλλωσης από rapmel (σημείο τήξης θείου 119,5 ° C), λαμβάνονται πρώτα κρύσταλλοι σε σχήμα βελόνας (μονοκλινική μορφή). Αλλά αυτή η τροποποίηση είναι ασταθής και σε θερμοκρασίες κάτω από 95,6 ° C γίνεται ρομβικό. Μια παρόμοια διαδικασία συμβαίνει με άλλες τροποποιήσεις του θείου.

Ας θυμηθούμε ένα πολύ γνωστό πείραμα—την παραγωγή πλαστικού θείου.

Εάν το λιωμένο θείο χυθεί σε κρύο νερό, σχηματίζεται μια ελαστική μάζα, όπως το καουτσούκ. Μπορεί επίσης να ληφθεί με τη μορφή νημάτων. Αλλά περνούν αρκετές μέρες και η μάζα ανακρυσταλλώνεται, γίνεται σκληρή και εύθραυστη.

Τα μόρια των κρυστάλλων θείου αποτελούνται πάντα από οκτώ άτομα (S8) και η διαφορά στις ιδιότητες των τροποποιήσεων του θείου εξηγείται από τον πολυμορφισμό - την άνιση δομή των κρυστάλλων. Τα άτομα στο μόριο του θείου είναι διατεταγμένα σε κλειστό κύκλο

S-S-S

Κατά τη διάρκεια της τήξης, οι δεσμοί στον κύκλο σπάνε και τα κυκλικά μόρια μετατρέπονται σε γραμμικά.

Η ασυνήθιστη συμπεριφορά του θείου κατά την τήξη έχει δοθεί διαφορετικές ερμηνείες. Ένα από αυτά είναι αυτό. Σε θερμοκρασίες από 155 έως 187°, φαίνεται να υπάρχει σημαντική αύξηση στο μοριακό βάρος, αυτό επιβεβαιώνεται από μια πολλαπλή αύξηση του ιξώδους. Στους 187° C, το ιξώδες του τήγματος φτάνει σχεδόν τα χίλια poises και προκύπτει μια σχεδόν στερεή ουσία. Μια περαιτέρω αύξηση της θερμοκρασίας οδηγεί σε μείωση του ιξώδους (πτώσεις μοριακού βάρους). Στους 300° C, το θείο επιστρέφει σε ρευστή κατάσταση και στους 444,6° C βράζει.

Σε ατμούς θείου, με την αύξηση της θερμοκρασίας, ο αριθμός των ατόμων στο μόριο σταδιακά μειώνεται:

S8 -> S6 -> S4 -> S2. Στους 1700°C, οι ατμοί του θείου είναι μονοατομικοί.

Εν συντομία για τις θειούχες ενώσεις

Από πλευράς επικράτησης, το στοιχείο Νο. 16 κατατάσσεται -15ο. Η περιεκτικότητα σε θείο στον φλοιό της γης είναι 0,05% κατά βάρος. Αυτό είναι πολύ.

Επιπλέον, το θείο είναι χημικά ενεργό και αντιδρά με τα περισσότερα στοιχεία. Επομένως, στη φύση, το θείο βρίσκεται όχι μόνο σε ελεύθερη κατάσταση, αλλά και με τη μορφή διαφόρων ανόργανων ενώσεων. Ιδιαίτερα κοινά είναι τα θειικά (κυρίως μέταλλα αλκαλίων και αλκαλικών γαιών) και σουλφίδια (σίδηρος, χαλκός, ψευδάργυρος, μόλυβδος). Το θείο βρίσκεται επίσης στον άνθρακα, τον σχιστόλιθο, το πετρέλαιο, τα φυσικά αέρια, σε ζωικούς και φυτικούς οργανισμούς.

Όταν το θείο αλληλεπιδρά με μέταλλα, κατά κανόνα, απελευθερώνεται αρκετή θερμότητα. Σε αντιδράσεις με το οξυγόνο, το θείο παράγει αρκετά οξείδια, τα σημαντικότερα από τα οποία είναι το SO2 και το SO3 - οι ανυδρίτες των θειούχων οξέων H2SO3 και των θειικών οξέων H2SO4. Μια ένωση θείου με υδρογόνο - το υδρόθειο H2S - είναι ένα πολύ δηλητηριώδες, δύσοσμο αέριο, πάντα παρόν σε μέρη όπου σαπίζουν τα οργανικά υπολείμματα. Γήινος

ο φλοιός σε μέρη που βρίσκονται κοντά σε κοιτάσματα θείου περιέχει συχνά αρκετά σημαντικές ποσότητες υδρόθειου. Σε υδατικό διάλυμα, αυτό το αέριο έχει όξινες ιδιότητες. Τα διαλύματά του δεν μπορούν να αποθηκευτούν στον αέρα· οξειδώνεται, απελευθερώνοντας θείο:

2H2S + O2 = 2H2O + 2S.

Το υδρόθειο είναι ένας ισχυρός αναγωγικός παράγοντας. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται σε πολλές χημικές βιομηχανίες.

Σε τι χρειάζεται το θείο;

Μεταξύ των πραγμάτων γύρω μας, είναι λίγα για την παραγωγή των οποίων δεν θα χρειαζόταν το θείο και οι ενώσεις του. Χαρτί και καουτσούκ, εβονίτης και σπίρτα, υφάσματα και φάρμακα, καλλυντικά και πλαστικά, εκρηκτικά και χρώματα, λιπάσματα και φυτοφάρμακα - αυτός δεν είναι ένας πλήρης κατάλογος πραγμάτων και ουσιών για την παραγωγή των οποίων απαιτείται το στοιχείο Νο. 16. Για να γίνει , για παράδειγμα, ένα αυτοκίνητο, πρέπει να καταναλώσετε περίπου 14 κιλά θείου. Μπορεί να ειπωθεί χωρίς υπερβολή ότι το βιομηχανικό δυναμικό μιας χώρας καθορίζεται με ακρίβεια από την κατανάλωση θείου.

Ένα σημαντικό μέρος της παγκόσμιας παραγωγής θείου καταναλώνεται από τη βιομηχανία χαρτιού (οι ενώσεις θείου βοηθούν στο διαχωρισμό της κυτταρίνης). Για να παραχθεί ένας τόνος κυτταρίνης, πρέπει να ξοδέψετε περισσότερα από 100 κιλά θείου. Η βιομηχανία καουτσούκ καταναλώνει επίσης πολύ στοιχειακό θείο για τον βουλκανισμό των καουτσούκ.

Στη γεωργία, το θείο χρησιμοποιείται τόσο σε στοιχειακή μορφή όσο και σε διάφορες ενώσεις. Αποτελεί μέρος των ορυκτών λιπασμάτων και προϊόντων ελέγχου παρασίτων. Μαζί με το φώσφορο, το κάλιο και άλλα στοιχεία, το θείο είναι απαραίτητο για τα φυτά. Ωστόσο, το μεγαλύτερο μέρος του θείου που εισάγεται στο έδαφος δεν απορροφάται από αυτά, αλλά βοηθά στην απορρόφηση του φωσφόρου. Το θείο εισάγεται στο έδαφος μαζί με τα φωσφορικά πετρώματα. Τα βακτήρια που υπάρχουν στο έδαφος το οξειδώνουν, τα προκύπτοντα θειικά και θειικά οξέα αντιδρούν με φωσφορίτες και ως αποτέλεσμα λαμβάνονται ενώσεις φωσφόρου που απορροφώνται καλά από τα φυτά.

Ωστόσο, ο κύριος καταναλωτής θείου είναι η χημική βιομηχανία. Περίπου το ήμισυ του θείου στον κόσμο χρησιμοποιείται για την παραγωγή θειικού οξέος. Για να πάρετε έναν τόνο H2SO4, πρέπει να κάψετε περίπου 300 κιλά θείου. Και ο ρόλος του θειικού οξέος στη χημική βιομηχανία είναι συγκρίσιμος με τον ρόλο του ψωμιού στη διατροφή μας.

Σημαντικές ποσότητες θείου (και θειικού οξέος) καταναλώνονται για την παραγωγή εκρηκτικών και σπίρτων. Το καθαρό θείο, απαλλαγμένο από ακαθαρσίες, χρειάζεται για την παραγωγή βαφών και φωτεινών ενώσεων.

Οι ενώσεις θείου χρησιμοποιούνται στην πετροχημική βιομηχανία. Ειδικότερα, είναι απαραίτητα όταν. -παραγωγή αντικτυπητικών παραγόντων, λιπαντικών για εξοπλισμό υπερυψηλής πίεσης. Τα ψυκτικά λάδια που επιταχύνουν την επεξεργασία μετάλλων περιέχουν μερικές φορές έως και 18% θείο.

Ο κατάλογος των παραδειγμάτων που επιβεβαιώνουν την ύψιστη σημασία του στοιχείου Νο. 16 θα μπορούσε να συνεχιστεί, αλλά «δεν μπορεί κανείς να κατανοήσει την απεραντοσύνη». Επομένως, ας αναφέρουμε εν συντομία ότι το θείο είναι επίσης απαραίτητο για βιομηχανίες όπως η εξόρυξη, τα τρόφιμα, η κλωστοϋφαντουργία, και ας το ονομάσουμε μια μέρα.

* * *

Ο αιώνας μας θεωρείται ο αιώνας των «εξωτικών» υλικών - στοιχεία υπερουρανίου, τιτάνιο, ημιαγωγοί κ.λπ. Αλλά το φαινομενικά ανεπιτήδευτο, γνωστό από καιρό στοιχείο Νο. 16 συνεχίζει να είναι απολύτως απαραίτητο. Υπολογίζεται ότι 88 από τα 150 πιο σημαντικά χημικά προϊόντα χρησιμοποιούν είτε το ίδιο το θείο είτε ενώσεις θείου στην παραγωγή του.