Enxofre é um elemento químico que está no sexto grupo e terceiro período da tabela periódica. Neste artigo, examinaremos detalhadamente suas propriedades químicas e físicas, produção, uso e assim por diante. A característica física inclui características como cor, nível de condutividade elétrica, ponto de ebulição do enxofre, etc. A química descreve sua interação com outras substâncias.
Enxofre em termos de física
Esta é uma substância frágil. Em condições normais, está em estado sólido de agregação. O enxofre tem uma cor amarelo-limão.
E na maior parte, todos os seus compostos têm tonalidades amarelas. Não se dissolve em água. Possui baixa condutividade térmica e elétrica. Essas características o caracterizam como um não-metal típico. Apesar do fato de que a composição química do enxofre não é nada complicada, essa substância pode ter várias variações. Tudo depende da estrutura da rede cristalina, com a qual os átomos estão conectados, mas não formam moléculas.
Então, a primeira opção é o enxofre rômbico. Ela acontece de sero mais estável. O ponto de ebulição deste tipo de enxofre é de quatrocentos e quarenta e cinco graus Celsius. Mas para que uma determinada substância passe para um estado gasoso de agregação, ela deve primeiro passar por um estado líquido. Assim, a fusão do enxofre ocorre a uma temperatura de cento e treze graus Celsius.
A segunda opção é o enxofre monoclínico. É um cristais em forma de agulha com uma cor amarela escura. A fusão do enxofre do primeiro tipo e, em seguida, seu resfriamento lento leva à formação desse tipo. Esta variedade tem quase as mesmas características físicas. Por exemplo, o ponto de ebulição do enxofre desse tipo ainda é o mesmo quatrocentos e quarenta e cinco graus. Além disso, existe uma variedade dessa substância como plástico. É obtido despejando em água fria aquecida quase a uma fervura rômbica. O ponto de ebulição do enxofre deste tipo é o mesmo. Mas a substância tem a capacidade de esticar como a borracha.
Outro componente da característica física que eu gostaria de falar é a temperatura de ignição do enxofre.
Este valor pode variar de acordo com o tipo de material e sua origem. Por exemplo, a temperatura de ignição do enxofre técnico é de cento e noventa graus. Este é um número bastante baixo. Em outros casos, o ponto de fulgor do enxofre pode ser duzentos e quarenta e oito graus e até duzentos e cinquenta e seis. Tudo depende de que material foi extraído, qual a densidade que tem. Mas pode-se concluirque a temperatura de combustão do enxofre é bastante baixa, em comparação com outros elementos químicos, é uma substância inflamável. Além disso, às vezes o enxofre pode se combinar em moléculas que consistem em oito, seis, quatro ou dois átomos. Agora, tendo considerado o enxofre do ponto de vista da física, vamos para a próxima seção.
Caracterização química do enxofre
Este elemento tem uma massa atômica relativamente baixa, é trinta e dois gramas por mol. A característica do elemento enxofre inclui uma característica desta substância como a capacidade de ter diferentes graus de oxidação. Nisto difere de, digamos, hidrogênio ou oxigênio. Considerando a questão de qual é a característica química do elemento enxofre, é impossível não mencionar que, dependendo das condições, ele apresenta propriedades tanto redutoras quanto oxidantes. Então, em ordem, considere a interação de uma dada substância com vários compostos químicos.
Enxofre e substâncias simples
Simples são substâncias que possuem apenas um elemento químico em sua composição. Seus átomos podem se combinar em moléculas, como, por exemplo, no caso do oxigênio, ou podem não se combinar, como é o caso dos metais. Assim, o enxofre pode reagir com metais, outros não metais e halogênios.
Interação com metais
Esse tipo de processo requer alta temperatura. Nestas condições, ocorre uma reação de adição. Ou seja, átomos de metal se combinam com átomos de enxofre, formando assim sulfetos de substâncias complexas. Por exemplo, se você aquecerdois moles de potássio, misturados com um mol de enxofre, obtemos um mol de sulfeto desse metal. A equação pode ser escrita da seguinte forma: 2K + S=K2S.
Reação com oxigênio
Isso é queima de enxofre. Como resultado desse processo, seu óxido é formado. Este último pode ser de dois tipos. Portanto, a combustão do enxofre pode ocorrer em duas etapas. A primeira é quando um mol de enxofre e um mol de oxigênio formam um mol de dióxido de enxofre. Você pode escrever a equação desta reação química da seguinte forma: S + O2=SO2. A segunda etapa é a adição de mais um átomo de oxigênio ao dióxido. Isso acontece quando um mol de oxigênio é adicionado a dois mols de dióxido de enxofre em altas temperaturas. O resultado são dois mols de trióxido de enxofre. A equação para essa interação química fica assim: 2SO2 + O2=2SO3. Como resultado desta reação, o ácido sulfúrico é formado. Assim, realizando os dois processos descritos, é possível passar o trióxido resultante através de um jato de vapor de água. E obtemos ácido sulfato. A equação para tal reação é escrita da seguinte forma: SO3 + H2O=H2 SO 4.
Interação com halogênios
As propriedades químicas do enxofre, como outros não metais, permitem que ele reaja com esse grupo de substâncias. Inclui compostos como flúor, bromo, cloro, iodo. O enxofre reage com qualquer um deles, exceto o último. Um exemplo é o processo de fluoração do material consideradonos um elemento da tabela periódica. Aquecendo o não-metal mencionado com um halogênio, duas variações de fluoreto podem ser obtidas. O primeiro caso: se pegarmos um mol de enxofre e três moles de flúor, obtemos um mol de flúor, cuja fórmula é SF6. A equação fica assim: S + 3F2=SF6. Além disso, existe uma segunda opção: se pegarmos um mol de enxofre e dois moles de flúor, obtemos um mol de flúor com a fórmula química SF4. A equação é escrita da seguinte forma: S + 2F2=SF4. Como você pode ver, tudo depende das proporções em que os componentes são misturados. Exatamente da mesma forma, é possível realizar o processo de cloração do enxofre (duas substâncias diferentes também podem ser formadas) ou bromação.
Interação com outras substâncias simples
A caracterização do elemento enxofre não termina aí. A substância também pode entrar em uma reação química com hidrogênio, fósforo e carbono. Devido à interação com o hidrogênio, o ácido sulfeto é formado. Como resultado de sua reação com metais, podem ser obtidos seus sulfetos, que, por sua vez, também são obtidos pela reação direta do enxofre com o mesmo metal. A adição de átomos de hidrogênio a átomos de enxofre ocorre apenas sob condições de temperatura muito alta. Quando o enxofre reage com o fósforo, seu fosforeto é formado. Tem a seguinte fórmula: P2S3. Para obter um mol desta substância, você precisa pegar dois mols de fósforo e três mols de enxofre. Quando o enxofre interage com o carbono, o carboneto do não metal considerado é formado. Sua fórmula química é assim: CS2. Para obter um mol dessa substância, você precisa pegar um mol de carbono e dois moles de enxofre. Todas as reações de adição descritas acima ocorrem apenas quando os reagentes são aquecidos a altas temperaturas. Consideramos a interação do enxofre com substâncias simples, agora vamos para o próximo parágrafo.
Enxofre e compostos complexos
Complexos são aquelas substâncias cujas moléculas consistem em dois (ou mais) elementos diferentes. As propriedades químicas do enxofre permitem que ele reaja com compostos como álcalis, bem como ácido sulfato concentrado. Suas reações com essas substâncias são bastante peculiares. Primeiro, considere o que acontece quando o não metal em questão é misturado com álcali. Por exemplo, se você pegar seis moles de hidróxido de potássio e adicionar três mols de enxofre a eles, você obterá dois mols de sulfeto de potássio, um mol desse sulfito metálico e três mols de água. Este tipo de reação pode ser expresso pela seguinte equação: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 O. Pelo mesmo princípio, a interação ocorre se o hidróxido de sódio for adicionado. Em seguida, considere o comportamento do enxofre quando uma solução concentrada de ácido sulfato é adicionada a ele. Se pegarmos um mol da primeira e dois moles da segunda substância, obtemos os seguintes produtos: trióxido de enxofre na quantidade de três mols e também água - dois mols. Esta reação química só pode ocorrer quando os reagentes são aquecidos a uma alta temperatura.
Recebendo o item em questãonão metal
Existem várias maneiras básicas de extrair enxofre de uma variedade de substâncias. O primeiro método é isolá-lo da pirita. A fórmula química deste último é FeS2. Quando essa substância é aquecida a alta temperatura sem acesso ao oxigênio, outro sulfeto de ferro - FeS - e enxofre podem ser obtidos. A equação da reação é escrita da seguinte forma: FeS2=FeS + S. O segundo método de obtenção de enxofre, que é frequentemente usado na indústria, é a combustão de sulfeto de enxofre sob a condição de um pequena quantidade de oxigênio. Nesse caso, você pode obter o não metal e a água considerados. Para realizar a reação, você precisa levar os componentes em uma proporção molar de dois para um. Como resultado, obtemos os produtos finais em proporções de dois para dois. A equação para esta reação química pode ser escrita da seguinte forma: O. Além disso, o enxofre pode ser obtido durante vários processos metalúrgicos, por exemplo, na produção de metais como níquel, cobre e outros.
Uso Industrial
O não-metal que estamos considerando encontrou sua aplicação mais ampla na indústria química. Como mencionado acima, aqui é usado para obter ácido sulfato a partir dele. Além disso, o enxofre é utilizado como componente para a fabricação de fósforos, por ser um material inflamável. Também é indispensável na produção de explosivos, pólvora, estrelinhas, etc. Além disso, o enxofre é utilizado como um dos ingredientes em produtos de controle de pragas. NOmedicamento, é usado como componente na fabricação de medicamentos para doenças de pele. Além disso, a substância em questão é utilizada na produção de diversos corantes. Além disso, é usado na fabricação de fósforos.
Estrutura eletrônica do enxofre
Como você sabe, todos os átomos consistem em um núcleo, que contém prótons - partículas carregadas positivamente - e nêutrons, ou seja, partículas com carga zero. Os elétrons giram em torno do núcleo com carga negativa. Para um átomo ser neutro, ele deve ter o mesmo número de prótons e elétrons em sua estrutura. Se houver mais deste último, isso já é um íon negativo - um ânion. Se, pelo contrário, o número de prótons for maior que o número de elétrons, este é um íon positivo ou cátion. O ânion enxofre pode atuar como um resíduo ácido. Faz parte das moléculas de substâncias como ácido sulfídrico (sulfeto de hidrogênio) e sulfetos metálicos. Um ânion é formado durante a dissociação eletrolítica, que ocorre quando uma substância é dissolvida em água. Neste caso, a molécula se decompõe em um cátion, que pode ser representado como um íon metálico ou hidrogênio, bem como um cátion - um íon de um resíduo ácido ou um grupo hidroxila (OH-).
Como o número ordinal do enxofre na tabela periódica é dezesseis, podemos concluir que este é o número de prótons em seu núcleo. Com base nisso, podemos dizer que também há dezesseis elétrons girando ao redor. O número de nêutrons pode ser encontrado subtraindo o número de série do elemento químico da massa molar: 32- 16=16. Cada elétron não gira aleatoriamente, mas em uma certa órbita. Como o enxofre é um elemento químico que pertence ao terceiro período da tabela periódica, existem três órbitas ao redor do núcleo. O primeiro tem dois elétrons, o segundo tem oito e o terceiro tem seis. A fórmula eletrônica do átomo de enxofre é escrita da seguinte forma: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Prevalência na natureza
Basicamente, o elemento químico considerado é encontrado na composição dos minerais, que são sulfetos de diversos metais. Em primeiro lugar, é pirita - sal de ferro; também é chumbo, prata, brilho de cobre, blenda de zinco, cinábrio - sulfeto de mercúrio. Além disso, o enxofre também pode fazer parte de minerais, cuja estrutura é representada por três ou mais elementos químicos.
Por exemplo, calcopirita, mirabilite, kieserite, gesso. Você pode considerar cada um deles com mais detalhes. Pirita é um sulfeto de ferro, ou FeS2. Tem uma cor amarelo claro com um brilho dourado. Este mineral muitas vezes pode ser encontrado como uma impureza no lápis-lazúli, que é amplamente utilizado para fazer joias. Isso se deve ao fato de que esses dois minerais geralmente têm um depósito comum. O brilho do cobre - calcocita, ou chalcosina - é uma substância cinza-azulada, semelhante ao metal. O brilho de chumbo (galena) e o brilho de prata (argentita) têm propriedades semelhantes: ambos se parecem com metais e têm uma cor cinza. O cinábrio é um mineral opaco vermelho acastanhado com manchas cinzentas. Calcopirita, químicacuja fórmula é CuFeS2, - amarelo dourado, também é chamado de blende dourado. A blenda de zinco (esfalerita) pode ter uma cor de âmbar a laranja ardente. Mirabilite - Na2SO4x10H2O - cristais transparentes ou brancos. Também é chamado de sal de Glauber, usado na medicina. A fórmula química da kieserite é MgSO4xH2O. Apresenta-se como um pó branco ou incolor. A fórmula química do gesso é CaSO4x2H2O. Além disso, esse elemento químico faz parte das células dos organismos vivos e é um importante oligoelemento.
