Jakie są właściwości siarki?
Właściwości siarki polegają na tym, że jest to pierwiastek chemiczny, który jest żółty, bezwonny i bardzo powszechny w pobliżu obszarów wulkanicznych i gorących źródeł. Związki zawierające siarkę mają ogromne znaczenie w przemyśle i biologii. Siarka znana jest jako siarka, której początki sięgają czasów starożytnych. Popularną alternatywną pisownią jest „siarka”.
Stała siarka przeważa jako pierścień ośmiu atomów, ale znaleziono również inne pierścienie o mniejszej liczbie atomów. Podczas spalania siarka wykazuje niebieski płomień, który uwalnia dwutlenek siarki, SO 2 . Związek ten może łączyć się z wodą w błonach śluzowych człowieka, tworząc rozcieńczony kwas siarkowy, H2S03, który działa jak słaby kwas.
Zapach powszechnie związany z siarką nie wynika z siarki elementarnej, ale z innych powstałych związków siarki. Na przykład siarkowodór, H2S, jest trującym gazem wydzielającym zapach zgniłych jaj. Jego niewielkie ilości powstają, ponieważ wilgoć w powietrzu powoduje utlenienie siarki. Jednym z jego źródeł są ścieki, które czasami okazują się śmiertelne dla pracowników w okopach ściekowych. Dwutlenek siarki powstający ze spalania siarki pachnie jak spalone zapałki.
Siarka wykazuje zjawisko znane jako alotropizm , co oznacza, że może istnieć w różnych formach. Ma kryształy różnych typów w zależności od temperatury. Najczęstsze formy są znane jako rombowe i monokliniczne . Powyżej 356 ° F (96 ° C) forma monokliniczna jest stabilna, a poniżej tej temperatury forma rombowa jest stabilna.
Właściwości siarki w jej stopionej postaci są niezwykłe, ponieważ w wyższych temperaturach jest jak syropowata ciecz. Zasadniczo związki stają się czystymi cieczami w wysokich temperaturach. W 593 ° F (160 ° C) osiem pierścieni atomowych pęka i łączy się. Tworzą łańcuchy o różnych długościach, od ośmiu do kilku tysięcy atomów. Jeśli płynna siarka zostanie szybko wlana do wody, tworzy polimery znane jako plastyczna lub bezpostaciowa siarka, które mogą trwać kilka dni.
Jedną z właściwości siarki jest jej tendencja do łączenia się z innymi związkami i tworzenia minerałów. Często występuje jako minerały siarczanowe i siarczkowe. Jednym z przykładów jest siarczek żelaza lub piryt, FeS 2 , bardziej znany jako „głupie złoto”. Innym przykładem są powszechnie stosowane przemysłowe i lecznicze sole soli Epsom, MgSO4 .7H2O.
Siarka jest bardzo ważna w biologii i jest wymagana dla wszystkich żywych komórek. Kilka aminokwasów tworzących białka zawiera siarkę jako część ich struktury. Jednym z tych aminokwasów jest cysteina , która może tworzyć wiązania dwóch grup siarkowych, które nadają białkom dużą siłę. Nazywa się to wiązaniem dwusiarczkowym.
Procesy komercyjne, w których stosuje się siarkę, zazwyczaj wykorzystują siarkę w połączeniu z innymi związkami, chociaż wulkanizacja kauczuku jest procesem wykorzystującym siarkę elementarną. Siarka jest również stosowana jako środek grzybobójczy oraz w produkcji prochu strzelniczego. Kwas siarkowy, H 2 SO 4 , jest wysoko produkowanym przemysłowym związkiem chemicznym na całym świecie. Jest stosowany w produkcji nawozów fosforowych, w rafineriach ropy naftowej i wydobyciu minerałów.
Właściwości fizyczne siarki polegają na tym, że ma on liczbę atomową 16 i ma masę atomową 32,06. Ma temperaturę topnienia 113 ° C (235 ° F) i temperaturę wrzenia 444 ° C (832 ° F). Jego gęstość wynosi 2.067 gramów na centymetr sześcienny. Istnieją cztery stabilne izotopy występujące naturalnie. Żaden z nich nie jest radioaktywny, ale radioaktywny izotop 35S jest wykorzystywany eksperymentalnie.
Właściwości chemiczne siarki obejmują wspólne stany utlenienia wynoszące 6, 4, 2 i -2. Związki takie jak kwas siarkowy, które mają stopień utlenienia 6, są środkami utleniającymi. Inne związki o stopniu utlenienia -2, takie jak siarkowodór, działają tylko jako czynniki redukujące. Siarka elementarna nie jest rozpuszczalna w wodzie, ale może być rozpuszczona w dwusiarczku węgla.