Zwavel is een van de oudste pesticiden die in de tuinbouw worden gebruikt. Het begon te worden gemaakt in de jaren 40 van de twintigste eeuw. als bijproduct bij de zuivering van cokesovengassen uit waterstofsulfide.

Toepassing en doel van fungicide Colloïdale zwavel

Aanvankelijk werd zwavel gebruikt om echte meeldauw in komkommers te bestrijden, maar later bleek het een grote effectiviteit in de strijd tegen andere schimmelziekten. Bovendien remt colloïdale zwavel de vitale activiteit van teken. Ze zal ze niet volledig kunnen vernietigen, maar zal hun verspreiding stoppen. Tot voor kort werd zwavel veel gebruikt om schimmelziekten in plantaardige basen te bestrijden, maar nu is het vervangen door modernere medicijnen. De effectiviteit van zwavel is gebaseerd op de dampen die het afgeeft. Het is zwaveldamp die de ontwikkeling van schimmelziekten stopt, zonder de plant binnen te dringen. Het is het meest effectief tegen echte meeldauw, roest en korst.

Gemalen zwavel wordt met succes gebruikt voor druiven in de strijd tegen oidium. Dit is een gevaarlijke schimmelziekte van druiven die alle groene delen van de plant aantast. Wanneer een plant beschadigd is, wordt deze bedekt met een grijze coating met een onaangename visgeur. Bloeiwijzen drogen op, fruit barst. Om oidium te bestrijden wordt bestuiving met gemalen zwavel toegepast. Bij temperaturen boven 35 ° C wordt het gemengd met talk. Colloïdale zwavelbehandeling wordt vier keer per seizoen uitgevoerd. Beginnend bij het verschijnen van de eerste bladeren en eindigend met preventieve behandeling na de oogst.

Om de kiel in kool te vernietigen, wordt de aarde afgeworpen met een zwaveloplossing bij het planten van zaailingen.

Gemalen zwavel heeft zijn toepassing gevonden voor bosbessen. Voor een succesvolle teelt van deze bes zijn zure gronden nodig. Om de grond aan te zuren voor toekomstige aanplant, is het noodzakelijk om een ​​jaar voor het planten van bosbessenzaailingen gemalen zwavel aan de grond toe te voegen met een snelheid van 250 g per 1 m 2 grond.

Zwavel wordt geproduceerd in de vorm van in water oplosbare korrels of rookgranaten. De laatste worden handig gebruikt in kelders of kelders om ziekteverwekkers van schimmelziekten te verwijderen.

Behandeling met colloïdale zwavel kan het beste 's ochtends of 's avonds als het rustig is. Gebruik geen zwavel tijdens de bloeiperiode. Sommige soorten komkommers en kruisbessen zijn bijzonder gevoelig voor de werking van zwavel, ze hebben brandwonden op de bladeren en hun val.

Aandacht! Het is noodzakelijk om de bladeren van planten van beide kanten te besproeien, omdat. zwavel kan zich niet ophopen in planten.

Het beschermende effect van zwavel houdt ongeveer 10 dagen aan, begint drie tot vier uur na het aanbrengen te werken. De laatste behandeling met zwavel dient uiterlijk 3 dagen voor de oogst plaats te vinden.

Hoe colloïdale zwavel te verdunnen: een pakje zwavel (40 gram) wordt verdund in vijf liter vloeistof. Om een ​​oplossing te maken, giet zwavel in het vereiste volume water onder constant roeren tot een homogene suspensie is verkregen. Zwaveloplossing wordt niet bewaard, deze moet op de dag van bereiding worden gebruikt.

Belangrijk! Het temperatuurbereik voor het gebruik van zwavel is van +20 0 C tot +35 0 C. Zwavel kan niet worden gebruikt tijdens perioden van droogte en hitte.

Het werkingsmechanisme van zwavel als fungicide is dat zwavel doordringt in de schimmel, oplost in de substantie van zijn cel en zich combineert met waterstof, waardoor zuurstof wordt verdrongen, waardoor de ademhalingsfunctie van de cel, waaraan het sterft, wordt geremd. Zwavel kan niet worden gebruikt bij luchttemperaturen boven 35 0 С, omdat dit kan leiden tot brandwonden of bladval op planten. Bij temperaturen onder 20 ° C wordt de effectiviteit van het medicijn tot nul gereduceerd. Het hoogste rendement van zwavel treedt op bij temperaturen tot 27 0 . Zwavel mag niet gelijktijdig met andere pesticiden worden gebruikt. Het is compatibel met veel van hen, behalve ferrosulfaat en die met minerale oliën en fosforverbindingen. In het laatste geval is het noodzakelijk om een ​​bufferinterval aan te houden - 2 weken vóór de behandeling van planten met pesticiden met minerale oliën en 2 weken daarna.

Zwavel tegen echte meeldauw

Zodra de eerste tekenen van ziekte van planten met echte meeldauw verschijnen, moet de behandeling beginnen. Colloïdale zwavel wordt gebruikt voor aardbeien en andere bessengewassen, evenals voor fruitbomen. De verwerking wordt uitgevoerd vóór de bloei. Zodra bloemstelen in aardbeien verschijnen, moeten ze worden behandeld met een oplossing van 10% karbofos en colloïdale zwavel (50 g zwaveloplossing per emmer). Afhankelijk van het gewas wordt de behandeling tot 6 keer herhaald met een wachttijd van 1 dag.

Zwavel tegen teken

Belangrijk! Teken ontwikkelen immuniteit voor hetzelfde pesticide, dus de middelen voor hun vernietiging moeten worden afgewisseld.

Helaas is colloïdale zwavel niet in staat om planten volledig van mijten te ontdoen, dus het is beter om het te gebruiken in combinatie met andere medicijnen (bijvoorbeeld fytoverm, bitoxibacilline) en als preventiemiddel.

Verbruikstarieven

Houd rekening met het op de verpakking aangegeven verbruik.

Het medicijn wordt verdund op basis van de berekening van 3: 1 (g / l), bijvoorbeeld 30 g per 10 liter water. Veelvoud van verwerking voor een seizoen niet meer dan 5 keer. Het medicijn werkt anderhalve week. Voor het verwerken van fruitbomen wordt het tarief verhoogd tot 80 g per 10 liter. Om teken te bestrijden is 10 g per 10 liter water voldoende.

Voor vollegrondskomkommers is het verbruik minder dan 20 g per 10 liter.

Voorzorgsmaatregelen

Colloïdaal zwavel behoort tot de derde gevarenklasse. Voordat gewassen met zwavel worden besproeid, moeten huisdieren en kinderen worden geïsoleerd van de plaats van behandeling. Bij de behandeling met zwavel is het noodzakelijk om de slijmvliezen en de huid volledig te beschermen tegen het binnendringen ervan: gebruik een beschermend verband, een veiligheidsbril, beschermende kleding, rubberen handschoenen en een hoofddeksel. Na verwerking moet de beschermende uitrusting worden gewassen, handen en gezicht worden gewassen met zeep en de mond worden gespoeld.

Gebruik geen voedselcontainers om een ​​zwaveloplossing te bereiden. Experts raden aan om gebruikte containers na gebruik in de grond te begraven, uit de buurt van woongebouwen. In tuinbouwomstandigheden is dit niet eenvoudig om te doen, in welk geval het wordt aanbevolen om de container zoveel mogelijk schoon te maken en gescheiden van andere containers op te slaan. Niet voor andere doeleinden gebruiken. Geopende zwavelverpakkingen mogen niet op de grond worden opgeslagen en in het water worden gegooid; ze mogen niet met het huisvuil worden weggegooid. Verpak de gebruikte colloïdale zwavelverpakkingen zo goed mogelijk voor verwijdering.

Eerste hulp bij vergiftiging

Zwavel is licht giftig voor de mens: als het in contact komt met de huid, kan contactdermatitis optreden, inademing van zwavel veroorzaakt zwavelhoudende bronchitis. Als zwavel op de huid komt, moeten ze goed worden gewassen met water en zeep, als het in de ogen komt, spoel dan met veel water. Als zwavel wordt ingeslikt, drink dan veel water met actieve kool (1g:1kg persoon). Voor elke zwavelvergiftiging is het beter om een ​​arts te raadplegen.

Opslag

Zwavel wordt bewaard in droge ruimtes bij een temperatuur van maximaal +30 ° C, uit de buurt van voedsel, buiten het bereik van kinderen en huisdieren.

Aandacht! Zwavel mag niet opwarmen!

Bewaar zwavel niet op een plaats die in de zon kan opwarmen, meng het niet met minerale meststoffen, en nog meer met stikstofhoudende meststoffen. Hierdoor kan het ontbranden.

Zwavel is wijd verspreid op aarde. Talrijke afzettingen van zwavel in een vrije staat bevinden zich in Mexico, Polen, op het eiland Sicilië, in de VS, de USSR en Japan. De zwavelafzettingen in Polen zijn de tweede ter wereld, ze worden geschat op 110 miljoen ton en zijn bijna net zo goed als de Mexicaanse. Deposito's in Polen werden pas in 1951 volledig geëvalueerd, de ontwikkeling begon in 1957. In 1970 werd al 2,6 miljoen ton geproduceerd en toen bereikte de jaarlijkse productie 5 miljoen ton.

Zwavel komt voor in verschillende mineralen en is als sulfieten in zeewater te vinden. Plantaardige en dierlijke organismen bevatten eiwitgebonden zwavel; in de steenkool, die uit planten wordt gevormd, is zwavel gebonden in organische verbindingen of in de vorm van verbindingen met ijzer (zwavelpyriet FeS2). Bruinkool kan tot 6% zwavel bevatten. De kolenverwerkende industrie van de DDR ontvangt jaarlijks 100.000 ton zwavel uit de zuivering van cokes, water en productiegas.

zwavel oplossen

Zwaveldamp reageert met hete kolen om koolstofdisulfide CS2 (koolstofdisulfide) te vormen, een brandbare vloeistof met een onaangename geur. Het is onmisbaar bij de productie van rayon en stapel. Zwavel, dat, zoals bekend, niet oplost in water en in kleine hoeveelheden oplost in benzeen, alcohol of ether, is perfect oplosbaar in koolstofdisulfide.

Als we langzaam een ​​oplossing van een kleine hoeveelheid zwavel in koolstofdisulfide op een horlogeglas verdampen, krijgen we grote kristallen van de zogenaamde rhombische of (-zwavel. Maar laten we de ontvlambaarheid en toxiciteit van koolstofdisulfide niet vergeten, dus we doven alle branders en zetten het horlogeglas onder de tocht of voor het raam.

Chalcogenen zijn een groep elementen waartoe zwavel behoort. Het chemische symbool is S, de eerste letter van de Latijnse naam Zwavel. De samenstelling van een eenvoudige stof wordt geschreven met dit symbool zonder index. Overweeg de belangrijkste punten met betrekking tot de structuur, eigenschappen, productie en gebruik van dit element. De karakterisering van zwavel zal zo gedetailleerd mogelijk worden gepresenteerd.

Gemeenschappelijke kenmerken en verschillen van chalcogenen

Zwavel behoort tot de zuurstofsubgroep. Dit is de 16e groep in de moderne lange-periode vorm van het periodiek systeem (PS). Een verouderde versie van het nummer en de index is VIA. Namen van de chemische elementen van de groep, chemische tekens:

• zuurstof (O);
• zwavel (S);
• seleen (Se);
• telluur (Te);
• polonium (Po).

De buitenste elektronenschil van de bovenstaande elementen heeft dezelfde structuur. In totaal bevat het 6 die kunnen deelnemen aan de vorming van een chemische binding met andere atomen. Waterstofverbindingen komen overeen met de samenstelling H2R, H2S is bijvoorbeeld waterstofsulfide. De namen van de chemische elementen die met zuurstof twee soorten verbindingen vormen: zwavel, selenium en tellurium. De algemene formules van de oxiden van deze elementen zijn RO 2, RO 3.

Chalcogenen komen overeen met eenvoudige stoffen die aanzienlijk verschillen in fysieke eigenschappen. De meest voorkomende chalcogenen in de aardkorst zijn zuurstof en zwavel. Het eerste element vormt twee gassen, het tweede - vaste stoffen. Polonium, een radioactief element, wordt zelden in de aardkorst aangetroffen. In de groep van zuurstof tot polonium nemen de niet-metalen eigenschappen af ​​en nemen de metallische eigenschappen toe. Zwavel is bijvoorbeeld een typisch niet-metaal, terwijl tellurium een ​​metaalglans en elektrische geleidbaarheid heeft.

Element nr. 16 van de D.I. Mendelejev

De relatieve atoommassa van zwavel is 32,064. Van de natuurlijke isotopen komt 32 S het meest voor (meer dan 95 gew.%). In kleinere hoeveelheden worden nucliden gevonden met atoommassa's van 33, 34 en 36. Kenmerken van zwavel door positie in PS en atomaire structuur:

• serienummer - 16;
• de lading van de kern van een atoom is +16;
• atomaire straal - 0,104 nm;
• ionisatie-energie -10,36 eV;
• relatieve elektronegativiteit - 2,6;
• oxidatietoestand in verbindingen - +6, +4, +2, -2;
• valentie - II (-), II (+), IV (+), VI (+).

Zwavel zit in de derde periode; elektronen in een atoom bevinden zich op drie energieniveaus: op de eerste - 2, op de tweede - 8, op de derde - 6. Alle externe elektronen zijn valentie. Bij interactie met meer elektronegatieve elementen geeft zwavel 4 of 6 elektronen af, waardoor de typische oxidatietoestanden van +6, +4 worden verkregen. Bij reacties met waterstof en metalen trekt het atoom de ontbrekende 2 elektronen aan totdat het octet is gevuld en een stabiele toestand is bereikt. in dit geval zakt het naar -2.

Fysische eigenschappen van rhombische en monokliene allotrope vormen

Onder normale omstandigheden zijn zwavelatomen onder een hoek met elkaar verbonden tot stabiele ketens. Ze kunnen in ringen worden gesloten, waardoor we kunnen spreken over het bestaan ​​van cyclische zwavelmoleculen. Hun samenstelling weerspiegelt de formules S 6 en S 8 .

De karakterisering van zwavel dient te worden aangevuld met een beschrijving van de verschillen tussen allotrope modificaties met verschillende fysische eigenschappen.

Rhombic of α-zwavel is de meest stabiele kristallijne vorm. Dit zijn heldergele kristallen die zijn samengesteld uit S 8-moleculen. De dichtheid van rhombische zwavel is 2,07 g/cm3. Lichtgele monokliene kristallen worden gevormd door β-zwavel met een dichtheid van 1,96 g/cm3. Het kookpunt bereikt 444,5 °C.

Amorfe zwavel verkrijgen

Welke kleur heeft zwavel in de plastische toestand? Het is een donkerbruine massa, totaal anders dan geel poeder of kristallen. Om het te verkrijgen, moet je rhombische of monokliene zwavel smelten. Bij temperaturen boven 110°C wordt een vloeistof gevormd, bij verdere verwarming wordt het donkerder, bij 200°C wordt het dik en stroperig. Als je gesmolten zwavel snel in koud water giet, zal het stollen met de vorming van zigzagketens, waarvan de samenstelling wordt weerspiegeld door de formule S n.

Oplosbaarheid van zwavel

Enkele wijzigingen in koolstofdisulfide, benzeen, tolueen en vloeibare ammoniak. Als organische oplossingen langzaam worden afgekoeld, worden naaldachtige kristallen van monokliene zwavel gevormd. Wanneer vloeistoffen verdampen, komen transparante citroengele kristallen van ruitvormige zwavel vrij. Ze zijn broos en kunnen gemakkelijk tot poeder worden vermalen. Zwavel lost niet op in water. De kristallen zinken naar de bodem van het vat en het poeder kan op het oppervlak drijven (niet nat).

Chemische eigenschappen

De reacties tonen de typische niet-metalen eigenschappen van element nr. 16:

• zwavel oxideert metalen en waterstof, wordt gereduceerd tot het S2-ion;
• bij verbranding in lucht en zuurstof worden di- en zwaveltrioxide gevormd, dit zijn zuuranhydriden;
• in een reactie met een ander meer elektronegatief element - fluor - verliest zwavel ook zijn elektronen (wordt geoxideerd).

Gratis zwavel in de natuur

In termen van prevalentie in de aardkorst staat zwavel op de 15e plaats onder de chemische elementen. Het gemiddelde gehalte aan S-atomen in is 0,05% van de massa van de aardkorst.

Welke kleur heeft zwavel in de natuur (inheems)? Het is een lichtgeel poeder met een karakteristieke geur of gele kristallen met een glazige glans. Afzettingen in de vorm van placers, kristallijne zwavellagen worden gevonden in gebieden met oud en modern vulkanisme: in Italië, Polen, Centraal-Azië, Japan, Mexico en de VS. Vaak worden bij mijnbouw prachtige druzen en gigantische eenkristallen gevonden.

Waterstofsulfide en oxiden in de natuur

In vulkanische gebieden komen gasvormige zwavelverbindingen naar de oppervlakte. De Zwarte Zee op een diepte van meer dan 200 m is levenloos door het vrijkomen van waterstofsulfide H 2 S. De formule van zwaveloxide is tweewaardig - SO 2, driewaardig - SO 3. De vermelde gasvormige verbindingen zijn aanwezig in sommige olie-, gas- en natuurlijke watervelden. Zwavel maakt deel uit van steenkool. Het is noodzakelijk voor de constructie van veel organische verbindingen. Wanneer eiwitten rotten, komt waterstofsulfide vrij, daarom wordt vaak gezegd dat dit gas de geur van rotte eieren heeft. Zwavel is een biogeen element, het is noodzakelijk voor de groei en ontwikkeling van mens, dier en plant.

Belang van natuurlijke sulfiden en sulfaten

De karakterisering van zwavel zal onvolledig zijn, om niet te zeggen dat het element niet alleen voorkomt in de vorm van een eenvoudige stof en oxiden. De meest voorkomende natuurlijke verbindingen zijn zouten van hydrosulfide en zwavelzuren. Sulfiden van koper, ijzer, zink, kwik, lood worden gevonden in de mineralen sfaleriet, cinnaber en galena. Sulfaten omvatten natrium-, calcium-, barium- en magnesiumzouten, die in de natuur mineralen en gesteenten vormen (mirabiliet, gips, seleniet, bariet, kieseriet, epsomiet). Al deze verbindingen worden gebruikt in verschillende sectoren van de economie, gebruikt als grondstof voor industriële verwerking, meststoffen, bouwmaterialen. De medische waarde van sommige kristallijne hydraten is groot.

Ontvangst

Een gele stof in vrije toestand komt in de natuur op verschillende diepten voor. Indien nodig wordt zwavel uit rotsen gesmolten, niet door ze naar de oppervlakte te brengen, maar door oververhitte rotsen naar een diepte te dwingen.Een andere methode wordt geassocieerd met sublimatie uit steenslag in speciale ovens. Andere methoden omvatten oplossen met koolstofdisulfide of flotatie.

De behoeften van de industrie aan zwavel zijn groot, daarom worden de verbindingen ervan gebruikt om elementaire materie te verkrijgen. In waterstofsulfide en sulfiden is zwavel in gereduceerde vorm. De oxidatietoestand van het element is -2. Zwavel wordt geoxideerd, waardoor deze waarde stijgt tot 0. Volgens de Leblanc-methode wordt natriumsulfaat bijvoorbeeld met steenkool gereduceerd tot sulfide. Vervolgens wordt er calciumsulfide uit verkregen, behandeld met koolstofdioxide en waterdamp. Het resulterende waterstofsulfide wordt geoxideerd met atmosferische zuurstof in aanwezigheid van een katalysator: 2H 2 S + O 2 = 2 H 2 O + 2S. De bepaling van zwavel verkregen met verschillende methoden geeft soms lage zuiverheidswaarden. Raffinage of zuivering wordt uitgevoerd door destillatie, rectificatie, behandeling met mengsels van zuren.

Het gebruik van zwavel in de moderne industrie

Gegranuleerde zwavel wordt gebruikt voor verschillende productiebehoeften:

1. Het verkrijgen van zwavelzuur in de chemische industrie.
2. Productie van sulfieten en sulfaten.
3. Productie van preparaten voor plantenvoeding, bestrijding van ziekten en plagen van landbouwgewassen.
4. Zwavelhoudende ertsen worden verwerkt in mijnbouw- en chemische fabrieken om non-ferrometalen te verkrijgen. Begeleidende productie is zwavelzuur.
5. Inleiding tot de samenstelling van sommige staalsoorten om speciale eigenschappen te verlenen.
6. Bedankt, pak rubber.
7. Vervaardiging van lucifers, pyrotechniek, explosieven.
8. Gebruik voor de voorbereiding van verven, pigmenten, kunstmatige vezels.
9. Het bleken van stoffen.

Toxiciteit van zwavel en zijn verbindingen

Stofachtige deeltjes met een onaangename geur irriteren de slijmvliezen van de neusholte en luchtwegen, ogen en huid. Maar de toxiciteit van elementaire zwavel wordt niet als bijzonder hoog beschouwd. Inademing van waterstofsulfide en -dioxide kan ernstige vergiftiging veroorzaken.

Als tijdens het roosteren van zwavelhoudende ertsen in metallurgische fabrieken de uitlaatgassen niet worden opgevangen, komen ze in de atmosfeer. In combinatie met druppels en waterdamp veroorzaken zwavel- en stikstofoxiden de zogenaamde zure regen.

Zwavel en zijn verbindingen in de landbouw

Planten absorberen sulfaationen samen met de bodemoplossing. Een afname van het zwavelgehalte leidt tot een vertraging van het metabolisme van aminozuren en eiwitten in groene cellen. Daarom worden sulfaten gebruikt voor het bemesten van gewassen.

Om pluimveestallen, kelders, groentewinkels te desinfecteren, wordt een eenvoudige substantie verbrand of worden de gebouwen behandeld met moderne zwavelhoudende preparaten. Zwaveloxide heeft antimicrobiële eigenschappen, dat al lang wordt gebruikt bij de productie van wijnen, bij de opslag van groenten en fruit. Zwavelpreparaten worden gebruikt als bestrijdingsmiddel om ziekten en plagen van landbouwgewassen (echte meeldauw en spintmijten) te bestrijden.

Toepassing in de geneeskunde

De grote genezers uit de oudheid Avicenna en Paracelsus hechtten veel belang aan de studie van de geneeskrachtige eigenschappen van geel poeder. Later bleek dat een persoon die niet genoeg zwavel met voedsel krijgt, zwakker wordt, gezondheidsproblemen krijgt (waaronder jeuk en schilfering van de huid, verzwakking van haar en nagels). Feit is dat zonder zwavel de synthese van aminozuren, keratine en biochemische processen in het lichaam wordt verstoord.

Medische zwavel is opgenomen in zalven voor de behandeling van huidziekten: acne, eczeem, psoriasis, allergieën, seborroe. Zwavelbaden kunnen de pijn van reuma en jicht verlichten. Voor een betere opname door het lichaam zijn er in water oplosbare zwavelhoudende preparaten gemaakt. Dit is geen geel poeder, maar een witte kristallijne substantie. Bij uitwendig gebruik wordt deze verbinding verwerkt in een cosmetica voor huidverzorging.

Gips wordt al lang gebruikt bij het immobiliseren van beschadigde delen van het menselijk lichaam. voorgeschreven als laxeermiddel. Magnesia verlaagt de bloeddruk, die wordt gebruikt bij de behandeling van hypertensie.

Zwavel in de geschiedenis

Zelfs in de oudheid trok een niet-metalen gele substantie de aandacht van een persoon. Maar het duurde tot 1789 voordat de grote chemicus Lavoisier vaststelde dat poeders en kristallen die in de natuur worden gevonden, waren samengesteld uit zwavelatomen. Men geloofde dat de onaangename geur die ontstaat wanneer het wordt verbrand, alle boze geesten afstoot. De formule voor zwaveloxide, dat wordt verkregen bij verbranding, is SO 2 (dioxide). Het is een giftig gas en is gevaarlijk voor de gezondheid bij inademing. Verschillende gevallen van massale uitsterving van mensen door hele dorpen aan de kusten, in de laaglanden, verklaren wetenschappers het vrijkomen van waterstofsulfide of zwaveldioxide uit de aarde of het water.

De uitvinding van zwart poeder verhoogde de militaire interesse in gele kristallen. Veel veldslagen werden gewonnen dankzij het vermogen van ambachtslieden om zwavel te combineren met andere stoffen in het productieproces.De belangrijkste verbinding - zwavelzuur - heeft ook heel lang geleden geleerd om te gebruiken. In de Middeleeuwen werd deze stof vitrioololie genoemd, en zouten werden vitriool genoemd. Kopersulfaat CuSO 4 en ferrosulfaat FeSO 4 hebben hun belang in industrie en landbouw nog steeds niet ingeboet.

Zwavel bevindt zich in de VIa-groep van het periodiek systeem van chemische elementen van D.I. Mendelejev.
Het buitenste energieniveau van zwavel bevat 6 elektronen, die 3s 2 3p 4 hebben. In verbindingen met metalen en waterstof vertoont zwavel een negatieve oxidatietoestand van de elementen -2, in verbindingen met zuurstof en andere actieve niet-metalen - positief +2, +4, +6. Zwavel is een typisch niet-metaal, afhankelijk van het type transformatie kan het een oxidatiemiddel en een reductiemiddel zijn.

Zwavel vinden in de natuur

Zwavel komt voor in de vrije (oorspronkelijke) staat en gebonden vorm.

De belangrijkste natuurlijke zwavelverbindingen:

FeS 2 - ijzerpyriet of pyriet,

ZnS - zinkblend of sfaleriet (wurtziet),

PbS - loodglans of galena,

HgS - cinnaber,

Sb 2 S 3 - antimoniet.

Bovendien is zwavel aanwezig in olie, natuurlijke steenkool, aardgas, in natuurlijk water (in de vorm van een sulfaation en veroorzaakt de "permanente" hardheid van zoet water). Een essentieel element voor hogere organismen, een integraal onderdeel van veel eiwitten, is geconcentreerd in het haar.

Allotrope modificaties van zwavel

allotropie- dit is het vermogen van hetzelfde element om in verschillende moleculaire vormen te bestaan ​​(moleculen bevatten een verschillend aantal atomen van hetzelfde element, bijvoorbeeld O 2 en O 3, S 2 en S 8, P 2 en P 4, enz. .).

Zwavel onderscheidt zich door zijn vermogen om stabiele ketens en kringlopen van atomen te vormen. De meest stabiele zijn S 8 , die ruitvormige en monokliene zwavel vormen. Dit is kristallijne zwavel - een brosse gele substantie.

Open ketens hebben plastic zwavel, een bruine substantie, die wordt verkregen door scherpe afkoeling van de zwavelsmelt (plastic zwavel wordt na een paar uur bros, geel en verandert geleidelijk in ruitvormig).

1) ruitvormig - S 8

t° pl. = 113°C; r \u003d 2,07 g / cm 3

De meest stabiele versie.

2) monokliene - donkergele naalden

t° pl. = 119°C; r \u003d 1,96 g / cm 3

Stabiel bij temperaturen boven 96°C; onder normale omstandigheden verandert het in een ruitvormige.

3) plastic - bruine rubberachtige (amorfe) massa

Instabiel, wanneer uitgehard, verandert in een ruit

zwavel herstel

1. De industriële methode is het smelten van erts met behulp van stoom.
2. Onvolledige oxidatie van waterstofsulfide (met een gebrek aan zuurstof):

2H 2 S + O 2 → 2S + 2H 2 O

1. Wackenroder-reactie:

2H 2 S + SO 2 → 3S + 2H 2 O

Chemische eigenschappen van zwavel

Oxiderende eigenschappen van zwavel
(S 0 + 2ē→ S -2 )

1) Zwavel reageert met alkali zonder verwarming:

S + O 2 – t° → S +4O2

2S + 3O 2 - t°; pt → 2S +6 O 3

4) (behalve voor jodium):

S + Cl2 → S +2 Cl 2

S+3F2 → SF6

Met complexe stoffen:

5) met zuren - oxidatiemiddelen:

S + 2H 2 SO 4 (conc) → 3S +4 O 2 + 2H 2 O

S + 6HNO 3 (conc) → H 2 S +6 O 4 + 6NO 2 + 2H 2 O

Disproportioneringsreacties:

6) 3S 0 + 6KOH → K 2 S +4 O 3 + 2K 2 S -2 + 3H 2 O

7) zwavel lost op in een geconcentreerde oplossing van natriumsulfiet:

S 0 + Na 2 S +4 O 3 → Na 2 S 2 O 3 natriumthiosulfaat

ZWAVEL

zwavel oplossen

Zwavel, dat, zoals bekend, niet oplost in water en in kleine hoeveelheden oplost in benzeen, alcohol of ether, is perfect oplosbaar in koolstofdisulfide cs2.

Als een oplossing van een kleine hoeveelheid zwavel in koolstofdisulfide langzaam wordt verdampt op een horlogeglas, krijgen we grote kristallen van de zogenaamde rhombische of a-zwavel. Maar laten we de ontvlambaarheid en toxiciteit van koolstofdisulfide niet vergeten, dus we zullen alle branders doven en het horlogeglas onder de tocht of voor het raam plaatsen.

Een andere vorm - monokliene of b-cepa - wordt verkregen door naalden van ongeveer 1 cm lang uit tolueen geduldig te kristalliseren (tolueen is ook brandbaar!).

Waterstofsulfide verkrijgen en ermee experimenteren

Doe een beetje (ongeveer de grootte van een erwt) van het resulterende ijzersulfide in een reageerbuis en voeg verdund zoutzuur toe. Stoffen interageren met de snelle afgifte van gas:

fes + 2hcl = h2s + fecl2

Uit de reageerbuis komt een onaangename geur van rotte eieren - dit is waterstofsulfide dat ontsnapt. Als het door water wordt geleid, zal het gedeeltelijk oplossen. Er wordt een zwak zuur gevormd, waarvan de oplossing vaak waterstofsulfidewater wordt genoemd.

Bij het werken met waterstofsulfide moet uiterste voorzichtigheid worden betracht, aangezien het gas bijna net zo giftig is als blauwzuur hcn. Het veroorzaakt verlamming van de luchtwegen en de dood als de concentratie waterstofsulfide in de lucht 1,2-2,8 mg/l is.

Chemisch wordt waterstofsulfide gedetecteerd met behulp van nat loodreactief papier. Om het te verkrijgen, bevochtigen we filtreerpapier met een verdunde oplossing van loodacetaat of loodnitraat, drogen het en snijden het in reepjes van 1 cm breed.Waterstofsulfide interageert met loodionen, wat resulteert in de vorming van zwart loodsulfide. Op deze manier kan waterstofsulfide worden gedetecteerd in bedorven voedsel (eieren, vlees).

We raden aan om waterstofsulfide te verkrijgen via de droge methode, omdat in dit geval de gasstroom gemakkelijk kan worden geregeld en op het juiste moment kan worden afgesloten. Smelt hiervoor ongeveer 25 g paraffine in een porseleinen kopje en meng 15 g zwavel met de smelt. Verwijder vervolgens de brander en roer de massa totdat deze stolt. Maal de vaste massa en bewaar voor verdere experimenten.

Wanneer het nodig is om waterstofsulfide te verkrijgen, worden verschillende stukken van een mengsel van paraffine en zwavel in een reageerbuis verwarmd tot een temperatuur boven 170 ° C. Als de temperatuur stijgt, neemt het gasvermogen toe en als de brander wordt verwijderd, stopt deze. Tijdens de reactie interageert de paraffinewaterstof met zwavel, wat resulteert in de vorming van waterstofsulfide en koolstof blijft in de reageerbuis, bijvoorbeeld:

c40h82 + 41s = 41h2s + 40c

We krijgen sulfiden

Om de kleur van neergeslagen metaalsulfiden te beschouwen, laten we waterstofsulfide door oplossingen van verschillende metaalzouten leiden. Sulfiden van mangaan, zink, kobalt, nikkel en ijzer vallen uit als er een alkalisch milieu in de oplossing ontstaat (bijvoorbeeld door toevoeging van ammoniumhydroxide). In een zoutzuuroplossing zullen sulfiden van lood, koper, bismut, cadmium, antimoon en tin neerslaan.

Brandend waterstofsulfide

Nadat we een voorlopige test hadden gedaan voor explosief gas, staken we waterstofsulfide in brand dat uit een glazen buis kwam die aan het einde was getrokken. Waterstofsulfide brandt met het uiterlijk van een bleke vlam met een blauwe halo:

ЗН2s + ЗО2 = 2h2o + 2so2

Als gevolg van verbranding ontstaat zwaveloxide (iv) of zwavelhoudend gas. Het is gemakkelijk te herkennen aan de scherpe geur en de roodheid van nat blauw lakmoespapier. Bij onvoldoende toegang tot zuurstof wordt waterstofsulfide alleen tot zwavel geoxideerd. Actieve kool versnelt dit proces katalytisch. Deze methode wordt vaak gebruikt voor de fijne zuivering van industriële gassen waarvan het zwavelgehalte niet hoger mag zijn dan 25 g/m3:

2h2s + O2 = 2H2O + 2s

Het is niet moeilijk om dit proces te reproduceren. Het installatieschema is weergegeven in de afbeelding. Het belangrijkste is dat lucht en waterstofsulfide door actieve kool worden geleid in een verhouding van 1: 3. Er komt gele zwavel vrij op de steenkool.

Actieve koolstof kan uit zwavel worden gezuiverd door het in koolstofdisulfide te wassen. In de techniek wordt hiervoor meestal ammoniumsulfide-oplossing (nh4)2s gebruikt.

Experimenten met zwaveligzuur

Zwaveloxide (iv) - zwaveldioxide - is zeer goed oplosbaar in water, waardoor zwaveligzuur ontstaat:

h2o + so2 = h2so3

Het doodt microben en heeft een witmakend effect; In brouwerijen en wijnmakerijen worden vaten gegaste met zwavel. Zwaveldioxide wordt ook gebruikt om rieten manden, natte wol, stro, katoen en zijde te bleken. vlekken

Van bosbessen worden ze bijvoorbeeld verwijderd als een bevochtigde, verontreinigde plaats lange tijd in de "dampen" van brandende zwavel wordt gehouden.

Laten we eens kijken naar het blekende effect van zwavelzuur. Om dit te doen, de cilinder, waar stukjes zwavel enige tijd in brandden, laten we verschillende gekleurde voorwerpen zakken (bloemen, natte lappen, belangrijk lakmoespapier, enz.), Sluiten de cilinder goed af met een glasplaat en wachten even .

Iedereen die ooit de atomaire structuur van elementen heeft bestudeerd, weet dat er in het zwavelatoom in de buitenste baan zes zogenaamde valentie-elektronen zijn. Daarom kan zwavel maximaal zeswaardig zijn in verbindingen. Deze oxidatietoestand komt overeen met zwaveloxide (vi) met de formule so3. Het is zwavelzuuranhydride:

h2o + zo3 = h2so4

Wanneer zwavel onder normale omstandigheden wordt verbrand, wordt altijd zwaveloxide (iv) verkregen. En als een bepaalde hoeveelheid zwaveloxide (vi) wordt gevormd, ontleedt het meestal onmiddellijk onder invloed van warmte in zwaveloxide (iv) en zuurstof:

2so3 = 2so2 + o2

Bij de productie van zwavelzuur is het grootste probleem de omzetting van sO2 naar so3. Hiervoor worden nu twee methoden gebruikt: kamer (of verbeterde - toren) en contact. (zie ervaring "Zwavelzuur verkrijgen)

Zwavelzuur krijgen

kamer methode:

Laten we een groot vat (rondbodemkolf van 500 ml) vullen met zwaveloxide (iv)so2, er een tijdje brandende stukjes zwavel in doen of gas leveren vanuit het apparaat waar het wordt gevormd. Zwaveloxide (iv) kan ook relatief gemakkelijk worden verkregen door geconcentreerd zwavelzuur in een geconcentreerde oplossing van natriumsulfiet na2so3 te druppelen. In dit geval zal zwavelzuur, als sterker, het zwakke zuur uit zijn zouten verdringen.

Wanneer de kolf gevuld is met gas, sluit deze dan af met een stop met drie gaten. In één, zoals weergegeven in de afbeelding, plaatsen we een glazen buis die in een rechte hoek is gebogen, verbonden met de zijuitgang van de reageerbuis, waarin, wanneer stukjes koper en salpeterzuur op elkaar inwerken, stikstofmonoxide (iv) wordt gevormd:

4hno3 + Cu = cu(no3)2 + 2h2o + 2no2

De zuurconcentratie moet ongeveer 60% (massa) zijn. Aandacht! no2 - sterk gif!

In een ander gat brengen we een glazen buis in die op de reageerbuis is aangesloten, waardoor later waterdamp zal stromen.

Steek een kort stuk buis met een bunsen-klep in het derde gat - een kort stuk rubberen slang met een gleuf. Laten we eerst een sterke instroom van zuurstof-stikstof in de kolf creëren. (Let op! Vergif!) Maar er is nog geen reactie. De kolf bevat een mengsel van bruin NO2 en kleurloos SO2. Zodra we waterdamp passeren, geeft een kleurverandering aan dat de reactie is begonnen. Onder invloed van waterdamp oxideert stikstofmonoxide (iv) zwaveloxide (iv) tot zwaveloxide (vi), dat onmiddellijk, in wisselwerking met waterdamp, verandert in zwavelzuur:

2nee2 + 2so2 = 2nee + zo3

Een kleurloos condensaat zal zich op de bodem van de kolf verzamelen en het overtollige gas en de damp zullen ontsnappen via de Bunsen-klep. We gieten de kleurloze vloeistof uit de kolf in een reageerbuis, controleren de zuurreactie met lakmoespapier en detecteren het sulfaation so42 - verkregen zwavelzuur door een oplossing van bariumchloride toe te voegen. Een dik wit precipitaat van bariumsulfaat zal ons het succes van het experiment aangeven.

Volgens dit principe, maar op veel grotere schaal, wordt zwavelzuur technisch gewonnen. Voorheen waren de reactiekamers bekleed met lood, omdat het bestand is tegen zwavelzuurdamp. In moderne toreninstallaties worden op keramiek gebaseerde reactoren gebruikt. Maar er wordt nu meer zwavelzuur geproduceerd door de contactmethode.

contact methode

Bij de productie van zwavelzuur worden verschillende kazen gebruikt.Pure zwavel begon pas in de jaren 60 te worden gebruikt. In de meeste gevallen produceren ondernemingen zwaveloxide (iv) door sulfide-ertsen te roosteren. In een draaitrommeloven of stapeloven reageert pyriet met atmosferische zuurstof volgens de volgende vergelijking:

4fes2 + 11О2 = Зfe2o3 + 8so2

Het gevormde oxide van ijzer (iii) wordt in de vorm van kalk uit de oven verwijderd en bij bedrijven verder verwerkt voor de productie van ruwijzer. Plet een paar stukjes pyriet in een vijzel en doe ze in een vuurvaste glazen buis, die we afsluiten met een kurk met een gat. Vervolgens verwarmen we met een brander de buis sterk, terwijl we er tegelijkertijd lucht doorheen laten gaan met behulp van een rubberen bol. Om het rondvliegende stof van het roostgas te laten bezinken, brengen we het in een leeg glazen vat en van daaruit in de tweede vuurvaste buis, waarin zich een katalysator bevindt die is verwarmd tot 400-500 ° C. In de technologie wordt vanadiumoxide (v) v2o5 of natriumvanadaat navo3 meestal gebruikt als katalysator, en voor dit doel zullen we rood ijzeroxide (iii) fe2O3 gebruiken. Op glaswol brengen we fijngemalen ijzeroxide aan, die we verdelen in een buis met een laag van 5 cm lang. We verwarmen de buis met de katalysator totdat de rode hitte begint. Op de katalysator interageert zwaveloxide (iv) met atmosferische zuurstof; hierdoor wordt zwaveloxide (vi) gevormd

2so2 + o2 = 2so3

die we onderscheiden door zijn vermogen om mist te vormen in vochtige lucht. Laten we de so2 in een lege kolf opvangen en krachtig schudden met een kleine hoeveelheid water. We krijgen zwavelzuur - we bewijzen de aanwezigheid ervan, zoals in de vorige methode.

U kunt de door glaswol gescheiden katalysator ook in een van de glazen buisjes plaatsen. Je kunt ook in een reageerbuis met een zijarm werken. We doen pyriet op reageerbuisjes, een laag glaswol erop en dan glaswol met een katalysator. We brengen lucht van bovenaf in de buis, die dicht bij de katalysator moet komen. Aan de zijuitgang zullen we een buis bevestigen die onder een hoek is gebogen, die in de reageerbuis leidt.

Als er geen pyriet is, zullen we in een reageerbuis met een zij-uitlaat zwaveloxide (iv) verkrijgen uit natriumzwavelzuursulfiet of hydrosulfiet, en vervolgens het resulterende gas over de katalysator leiden samen met een stroom lucht of zuurstof. Chroomoxide (III) kan ook worden gebruikt als katalysator, die moet worden gecalcineerd in een ijzeren kroes en fijngemalen in een vijzel. Voor hetzelfde doel is het mogelijk om een ​​kleischerf te impregneren met een oplossing van ijzer (ii) sulfaat en deze vervolgens sterk te ontsteken. Tegelijkertijd wordt op klei een fijn poeder van ijzeroxide (iii) gevormd.

gips zuur

Als er weinig metaalsulfiden zijn (zoals bijvoorbeeld in Duitsland), kunnen anhydriet caso4 en gips caso4-h2o dienen als uitgangsproducten voor de productie van zwavelzuur. De methode voor het verkrijgen van zwaveloxide (iv) uit deze producten is 60 jaar geleden ontwikkeld door Müller en Kuehne.

Ook in de toekomst zullen methoden voor de productie van zwavelzuur uit anhydriet belangrijk zijn, aangezien zwavelzuur het meest voorkomende chemische product is. Sulfaten kunnen worden afgebroken door een hoge temperatuur (tot 2000 °C) toe te passen. Müller ontdekte dat de ontledingstemperatuur van calciumsulfaat verlaagd kon worden tot 1200°C door toevoeging van fijngemalen cokes. Ten eerste reduceert cokes bij 900 °C calciumsulfaat tot sulfide, dat op zijn beurt een interactie aangaat met niet-ontleden sulfaat bij een temperatuur van 1200 °C; dit levert zwaveloxide (iv) en ongebluste kalk op:

caso4 + 2c = cas + 2co2

cas + 3caso4 = 4cao + 4so2

Calciumsulfaat kan alleen onder laboratoriumomstandigheden worden afgebroken wanneer een geschikte hoge temperatuur wordt toegepast. We zullen werken met apparatuur die vergelijkbaar is met die welke werd gebruikt bij het bakken van pyriet, alleen nemen we een porseleinen of ijzeren buis voor verbranding. Sluit de buis af met stoppers gewikkeld in asbestdoek voor thermische isolatie. We steken een capillair in het gat in de eerste stop en in de tweede - een eenvoudige glazen buis, die we zullen verbinden: met een wasfles die half gevuld is met water of een oplossing van fuchsine.

Het reactiemengsel wordt als volgt bereid. We verpletteren in een vijzel 10 g gips, 5 g kaolien (klei) en 1,5 g actieve poederkool. Droog het mengsel door het enige tijd op 200 °C te verwarmen in een porseleinen kopje. Na afkoeling (bij voorkeur in een exsiccator) brengen we het mengsel in het midden van de verbrandingsbuis. Tegelijkertijd letten we erop dat het niet de hele doorsnede van de buis vult. Vervolgens verhitten we de buis sterk met behulp van twee branders (een van onder, de tweede schuin van boven) en als de buis warm wordt, laten we een niet al te sterke luchtstroom door het hele systeem. Al na 10 minuten zal door de vorming van zwaveligzuur de fuchsine-oplossing in de wasfles verkleuren. Schakel de waterstraalpomp uit en stop met verwarmen.

We kunnen ook een hoge temperatuur krijgen als we de porseleinen buis zo strak mogelijk omwikkelen met een verwarmingsspiraal van 750-1000 W (zie figuur). We verbinden de uiteinden van de spiraal met een dikke koperdraad, die we ook vele malen om de buis winden, en dan isoleren we het met porseleinen kralen en brengen het naar de plug. (Let op bij het werken met 220 V!) Uiteraard kan een glasblaasbrander of steekvlam ook als warmtebron worden gebruikt.

In de techniek werken ze met een mengsel van anhydriet, cokes, klei, zand en pyriet sintel fe2o3. De wormentransporteur brengt het mengsel naar een 70 meter lange draaitrommeloven, waar poederkool wordt verbrand. De temperatuur aan het einde van de oven, op de plaats van verbranding, is ongeveer 1400 °C. Bij deze temperatuur wordt de ongebluste kalk die tijdens de reactie wordt gevormd, versmolten met klei, zand en pyriet, wat resulteert in cementklinker. De afgekoelde klinker wordt vermalen en vermengd met enkele procenten gips. Het resulterende hoogwaardige Portland-cement gaat in de verkoop. Met een zorgvuldige uitvoering en controle van het proces, kunt u uit 100 ton anhydriet (plus klei, zand, cokes en pyrietsintel) ongeveer 72 ton zwavelzuur en 62 ton cementklinker krijgen.

Zwavelzuur kan ook worden verkregen uit kieseriet (magnesiumsulfaat mgso4-H2O).

Voor het experiment gebruiken we dezelfde installatie als voor de afbraak van gips, maar deze keer nemen we een buis van vuurvast glas. Het reactiemengsel wordt verkregen door 5 g magnesiumsulfaat in een porseleinen kom en 0,5 g actieve kool in een ijzeren smeltkroes met een deksel te calcineren, ze vervolgens te mengen en in een vijzel tot een stoffige toestand te laten groeien. Breng het mengsel over in een porseleinen bootje en plaats het in de reageerbuis.

De witte massa, die aan het einde van het experiment in een porseleinen bootje wordt verkregen, bestaat uit magnesiumoxide. In de techniek wordt het verwerkt tot Sorel-cement, dat de basis vormt voor de productie van xyloliet.

De productie van voor de bouw belangrijke afgeleide producten, zoals cementklinker en xyloliet, maakt de productie van zwavelzuur uit lokale grondstoffen bijzonder economisch. Het verwerken van tussen- en bijproducten tot waardevolle grondstoffen of eindproducten is een belangrijk principe van de chemische industrie.

Xyloliet kopen

We mengen gelijke delen magnesiumoxide en zaagsel met een oplossing van magnesiumchloride en brengen een laag van de resulterende slurry met een dikte van ongeveer 1 cm op het substraat aan. Na 24-48 uur zal de massa hard worden als een steen. Het brandt niet, het kan worden geboord, gezaagd, genageld. Bij de bouw van huizen wordt xyloliet gebruikt als materiaal voor vloeren. Houtvezel, zonder spleetvulling gehard met Sorel-cement (magnesiumcement), tot platen geperst en verlijmd, wordt gebruikt als licht-, warmte- en geluiddempend bouwmateriaal (Heraclitus-platen).