Сера — неметаллический элемент с химическим символом S и атомным номером 16. Чистая сера представляет собой жёлтый кристалл, также известный как сера или жёлтая сера. Элементарная сера нерастворима в воде, слабо растворима в этаноле и легко растворима в сероуглероде.2.
1. Физические свойства
- Сера обычно представляет собой бледно-желтые кристаллы, не имеющие запаха и вкуса.
- Сера имеет множество аллотропных форм, все из которых состоят из S.8Циклические молекулы. Наиболее распространенными являются ромбическая сера (также известная как ромбическая сера, α-сера) и моноклинная сера (также известная как β-сера).
- Орторомбическая сера — стабильная форма серы, и при нагревании примерно до 100 °C её можно охладить, получив моноклинную серу. Температура превращения между орторомбической и моноклинной серой составляет 95,6 °C. Орторомбическая сера — единственная стабильная форма серы при комнатной температуре. В чистом виде она имеет желто-зеленый цвет (сера, продаваемая на рынке, выглядит более желтой из-за наличия следовых количеств циклогептасеры). Орторомбическая сера фактически нерастворима в воде, обладает низкой теплопроводностью и является хорошим электроизолятором.
- Моноклинная сера представляет собой бесчисленные игольчатые кристаллы, остающиеся после плавления серы и слива избытка жидкости. Моноклинная сера и орторомбическая сера являются разновидностями элементарной серы при разных температурах. Моноклинная сера стабильна только при температуре выше 95,6 ℃, а при более высокой температуре медленно превращается в орторомбическую серу. Температура плавления орторомбической серы составляет 112,8 ℃, а моноклинной серы — 119 ℃. Обе хорошо растворимы в CS₂.2.
- Существует также эластичная сера. Эластичная сера — это тёмно-жёлтое эластичное твёрдое вещество, менее растворимое в сероуглероде, чем другие аллотропные формы серы. Она нерастворима в воде и слабо растворима в спирте. Если расплавленную серу быстро вылить в холодную воду, длинноцепочечная сера превратится в фиксированную, растяжимую эластичную серу. Однако со временем она затвердеет и станет моноклинной серой.
2. Химические свойства
- Сера может гореть в воздухе, вступая в реакцию с кислородом и образуя диоксид серы (SO₂).₂газ.
- Сера реагирует со всеми галогенами при нагревании. Она сгорает во фторе, образуя гексафторид серы. Жидкая сера с хлором образует сильно раздражающий дихлорид дисеры (S).2Cl2Равновесная смесь, содержащая красный дихлорид серы (SCl), может образоваться при избытке хлора и наличии катализатора, такого как FeCl.3или SnI4,используется.
- Сера может реагировать с горячим раствором гидроксида калия (KOH) с образованием сульфида калия и тиосульфата калия.
- Сера не вступает в реакцию с водой и неокисляющими кислотами. Сера реагирует с горячей азотной кислотой и концентрированной серной кислотой и может окисляться до серной кислоты и диоксида серы.
3. Область применения
- Промышленное использование
Основное применение серы — производство серосодержащих соединений, таких как серная кислота, сульфиты, тиосульфаты, оцианаты, диоксид серы, сероуглерод, дихлорид дисеры, трихлорсульфонированный фосфор, сульфид фосфора и сульфиды металлов. Более 80% мирового годового потребления серы приходится на производство серной кислоты. Сера также широко используется в производстве вулканизированной резины. При вулканизации сырой резины она приобретает высокую эластичность, термостойкость, прочность на разрыв и нерастворимость в органических растворителях. Большинство резиновых изделий изготавливаются из вулканизированной резины, которая производится путем реакции сырой резины с ускорителями при определенных температурах и давлениях. Сера также необходима в производстве черного пороха и спичек, и является одним из основных сырьевых материалов для фейерверков. Кроме того, сера может использоваться в производстве сульфированных красителей и пигментов. Например, при обжиге смеси каолина, углерода, серы, диатомитовой земли или кварцевого порошка можно получить синий пигмент, называемый ультрамарином. Отбеливающая и фармацевтическая промышленность также потребляют часть серы.
- Медицинское применение
Сера является одним из компонентов многих лекарств от кожных заболеваний. Например, тунговое масло нагревают с серой для сульфонирования серной кислотой, а затем нейтрализуют аммиачной водой для получения сульфированного тунгового масла. 10%-ная мазь, изготовленная из него, обладает противовоспалительным и обезболивающим действием и может использоваться для лечения различных воспалений и отеков кожи.
Дата публикации: 09.12.2024