Физични свойства на кристалната сяра. Нуждата на организма от сяра. Получаване на ромбична сяра

а) Изсипете до половината от обема си парчета режеща сяра в епруветка, фиксирана в държач, и я загрейте много внимателно, като разклащате през цялото време. Сярата ще започне да се топи, образувайки жълта подвижна течност. Над 160° течността потъмнява, а при 200° става тъмнокафява и толкова вискозна, че не се излива от тръбата. Над 250° вискозитетът отново намалява и при 400° сярата се превръща в лесно подвижна тъмнокафява течност, която кипи при 444,5°, образувайки оранжево-жълти пари. Обяснете промените, които настъпват при нагряване на разтопена сяра.

б) Изсипете вряща сяра на тънка струйка в чаша студена вода. Ако сярата пламне, след изливането покрийте отвора на епруветката с капак на тигел или парче азбест. Извадете получената маса от водата и се уверете, че е пластична. Запазете получената пластмасова сяра, за да проследите прехода от аморфна форма към кристална.

Получаване на ромбична сяра

Поставете 2-3 парчета режеща сяра с размер на грахово зърно в епруветка, добавете 2 ml въглероден дисулфид и, разклащайки, разтворете сярата. Въглеродният дисулфид е запалима течност и всички работи с него трябва да се извършват далеч от огън. Изсипете няколко капки от получения разтвор върху часовниково стъкло. Оставете въглеродния дисулфид да се изпари и наблюдавайте отделянето на ромбичните серни кристали.

3) Сублимация на червен фосфор

Поставете малко червен фосфор в епруветка, затворете я с памучна вата и, като я фиксирате хоризонтално в статив, леко я загрейте с пламък на горелка. Червеният фосфор се изпарява и върху студените части на епруветката се отлага бяло покритие. Извършете експеримента внимателно, през цялото време, за да сте сигурни, че фосфорните пари няма да се запалят, когато напуснат епруветката.

4) Изгаряне на фосфор под вода

а) Поставете парче бял фосфор в чаша вода и загрейте водата до 60-70°. След това прекарайте слаб кислороден поток от газомера, като държите изходната тръба така, че да докосне фосфора. Последният светва. Напишете уравнението на реакцията.

б) Направете същото, като замените белия фосфор с червен. Червеният фосфор не гори под вода.

1. Фосфорен анхидрид и неговите свойства

(Работата се извършва под тяга)

Поставете 0,4-0,5 g червен фосфор в порцеланова чаша (или върху капака на тигела), поставена върху азбестова решетка. Над чашата на малко разстояние (около 0,5 см) от решетката укрепете суха фуния. Запалете фосфора с нагрята стъклена пръчка. Фосфорният анхидрид, образуван при изгарянето на фосфора, се утаява по стените на фунията под формата на бяла кристална маса, подобна на тази.

Когато целият фосфор изгори, поставете фунията в пръстена на статива и оставете за известно време. Фосфорният анхидрид се разтваря много бързо. Какво свойство на P 2 O 5 сочи това явление?

2. Получаване на фосфорни киселини

а) Фосфорен анхидрид, получен в предишния експеримент, изплакнете с дестилирана вода от стените на фунията в епруветка. Когато разтворът стане прозрачен, изсипете го малко в друга епруветка и добавете излишък от разтвор на AgNO 3 към последната. Образува се бяла утайка AgP0 3. Напишете уравнения на реакцията.

b) Изсипете останалата част от разтвора на H 3 RO 4 в чаша, добавете 10-15 ml вода и 1-2 ml концентрирана HNO 3

3. Действие на алкалните метали върху водата

(Работата се извършва зад стъкления аспиратор!)

Вземете три порцеланови чаши с вода. Отрежете малко парче литий, натрий и калий с нож, изсушете ги с филтърна хартия, хвърлете във вода: литий в една чаша, натрий в друга, калий в трета. Наблюдавайте хода на реакцията през стъкления аспиратор. Защитата на стъклото е необходима поради пръскането, което се получава в края на реакциите. Имайте предвид, че калият реагира най-енергично с вода, а литият реагира най-слабо. Тествайте получените разтвори с лакмус или фенолфталеин. Напишете уравнения на реакцията.

Получаване на калиев нитрат

В чаша, съдържаща 20 ml вода, се добавят 7,5 g KC1 и се разтварят чрез нагряване; след това се добавят 8,5 g натрошен NaNO3. Сварете съдържанието на чашата за няколко минути, след което бързо филтрирайте течността от образуваната утайка NaCl с помощта на скъсена стъклена фуния (с отрязана тръба). Оставете разтвора да се охлади и наблюдавайте отделянето на кристалите KN03. Отделете кристалите чрез декантиране на матерната луга и ги изсушете между листове филтърна хартия. Обяснете явленията, наблюдавани по време на експеримента, въз основа на разтворимостта на солите, които могат да се образуват в разтвора

5. Реакцията на отваряне на Na - и K йони "

а) Изсипете неутрален разтвор на малко натриева сол в епруветка и добавете силен (за предпочитане прясно приготвен) разтвор на кисел калиев пироантимонат K 2 H 2 Sb 2 0 7 на студено. Наблюдавайте утаяването на бяла кристална утайка от Na 2 H 2 Sb 2 0 7 . Ако е необходимо, утаяването може да се ускори чрез триене на стъклена пръчка по стените на епруветката. Напишете уравнението на реакцията в молекулна и йонна форма.

b) Към неутрален разтвор на малко калиева сол добавете разтвор на кисел натриев тартарат NaHC4H 4 0 6 и разклатете. Наблюдавайте утаяването на бяла кристална утайка от KHC4H4O6. Напишете уравнението на реакцията в молекулна и йонна форма.

Въпроси

1. Какво е общото в процесите на изгаряне на натрий в хлор, взаимодействието на натрий с вода и взаимодействието на натрий със сярна киселина?

2. Кои от следните калиеви соли ще претърпят забележима хидролиза: KC1, KNO3, K 2 S, K 2 CO3, CH 3 COOK?

3. Защо пластмасовата сяра не се разтваря напълно във въглероден дисулфид?

4. Как може да се отстрани сероводородът от смес от газове?

5. Може ли азотната киселина да се използва за получаване на сероводород от нейните соли?

6. Защо сероводородът е редуциращ агент и не проявява окислителни свойства?

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Пластмасова сяра- това е една от алотропните модификации на химичния елемент сяра, а именно съществуването й под формата на просто вещество в аморфно състояние.

Пластмасовата сяра е затворена или отворена верига от взаимосвързана сяра. Това е кафяво вещество (фиг. 1), получено при рязко охлаждане на сярната стопилка. Няколко часа след получаване пластмасовата сяра става крехка и придобива жълт цвят, като постепенно се превръща в ромбична модификация.

Ориз. 1. Пластмасова сяра. Външен вид.

Химическа формула на пластмасова сяра

Химическата формула на пластмасовата сяра може да бъде S 4 или S 6 . Това показва, че молекулата на това вещество съдържа четири или шест серни атома (Ar = 32 amu). Според химическата формула можете да изчислите молекулното тегло на пластмасовата сяра:

Mr(S 4) = 4×Ar(S) = 4×32 = 128;

Mr(S 6) = 6×Ar(S) = 6×32 = 192.

Структурна (графична) формула на пластмасова сяра

По-нагледна е структурната (графична) формула на пластмасовата сяра. Той показва как атомите са свързани помежду си в една молекула. Структурната формула на белия фосфор е:

Електронна формула

Електронната формула на пластмасовата сяра показва разпределението на електроните в атома по енергийни поднива:

16 S 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 .

Той също така показва, че сярата принадлежи към елементите от p-семейството, както и броя на валентните електрони - има 6 електрона във външното енергийно ниво (3s 2 3p 4).

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

Упражнение	Намерете химичната формула на вещество, което съдържа 10 масови части калций, 7 масови части азот и 24 масови части кислород.
Решение	Нека намерим моларните маси на калция, азота и кислорода (стойностите на относителните атомни маси, взети от периодичната таблица на Д. И. Менделеев, ще бъдат закръглени до цели числа). Известно е, че M = Mr, което означава M(Ca) = 40 g/mol, M(N) = 14 g/mol и M(O) = 16 g/mol. n (Ca) = m (Ca) / M (Ca); n (Ca) \u003d 10 / 40 \u003d 0,25 mol. n(N) = m(N) / M(N); n (N) \u003d 7 / 14 \u003d 0,5 mol. n(O) = m(O) / M(O); n (O) \u003d 24 / 16 \u003d 1,5 mol. Намерете моларното съотношение: n(Ca) :n(N): n(O) = 0,25: 0,5: 1,5 = 1: 2: 6, тези. формулата за съединението на калциевия азот и кислорода има формата CaN 2 O 6 или Ca (NO 3) 2. Това е калциев нитрат.
Отговор	Ca(NO 3) 2

ПРИМЕР 2

Упражнение	Калциевият фосфид с тегло 3,62 g съдържа калций 2,4 g. Определете формулата на това съединение.
Решение	За да разберете в каква връзка са химичните елементи в състава на една молекула, е необходимо да намерите тяхното количество вещество. Известно е, че за да се намери количеството на дадено вещество, трябва да се използва формулата: Нека намерим моларните маси на калция и фосфора (стойностите на относителните атомни маси, взети от периодичната таблица на Д. И. Менделеев, ще бъдат закръглени до цели числа). Известно е, че M = Mr, така че M(Ca) = 40 g/mol и M(P) = 31 g/mol. Определете масата на фосфора в състава на калциевия фосфид: m(P) = m(Ca x P y) - m(Ca); m(P) \u003d 3,62 - 2,4 \u003d 1,22 g. Тогава количеството вещество на тези елементи е равно на: n (Ca) = m (Ca) / M (Ca); n (Ca) \u003d 2,4 / 40 \u003d 0,06 mol. n(P) = m(P) / M(P); n (P) \u003d 1,22 / 31 \u003d 0,04 mol. Намерете моларното съотношение: n(Ca) :n(P)= 0,06:0,04 = 1,5:1 = 3:2, тези. формулата на калциевия фосфид е Ca 3 P 2 .
Отговор	Ca 3 P 2

Сярата в природата

Самородна сяра

Украйна, Поволжието, Централна Азия идруги

Сулфиди

PbS - оловен блясък

Cu 2 S - меден блясък

ZnS - цинкова смес

FeS 2 - пирит, серен пирит, котешко злато

H 2 S – сероводород (в минерални извори и природен газ)

катерици

Коса, кожа, нокти...

сулфати

CaSO 4 x 2 H 2 O - гипс

MgSO 4 х 7 H 2 O – горчива сол (английски)

Na 2 SO 4 х 10 H 2 O - Глауберова сол (мирабилит)

Физични свойства

Жълто кристално твърдо вещество, неразтворимо във вода, не се намокря от вода (плува на повърхността), t° бала = 445°C

Алотропия

Сярата има няколко алотропни модификации:

Ромбичен (а - сяра) - S 8 t ° pl. = 113°С; ρ \u003d 2,07 g / cm 3. Най-стабилната версия.	Моноклинна (b - сяра) - S 8 тъмно жълти игли t ° pl. = 119°С; стр = 1,96 g/cm3. Стабилен при температури над 96°C; при нормални условия се превръща в ромбична.	Пластмаса S n кафява гуменоподобна (аморфна) маса.Нестабилна, при втвърдяване се превръща в ромбична.
		с други метали (с изключение на Au, Pt) - при повишени t °: 2Al + 3S - t ° -> Al 2 S 3 Zn + S - t °-> ZnS ОПИТ Cu + S – t °-> CuS ОПИТ 2) С някои неметали сярата образува бинарни съединения: H 2 + S -> H 2 S 2P + 3S -> P 2 S 3 C + 2S -> CS 2	1) с кислород: S + O 2 - t ° -> S +4 O 2 2S + 3O 2 - t °; pt -> 2S +6 O 3 2) с халогени (с изключение на йод): S + Cl 2 -> S +2 Cl 2 3) с киселини - окислители: S + 2H 2 SO 4 (конц.) -> 3S +4 O 2 + 2H 2 O S + 6HNO3 (конц.) -> H 2 S +6 O 4 + 6NO 2 + 2H 2 O Приложение Вулканизация на каучук, получаване на ебонит, производство на кибрит, барут, в борбата срещу селскостопанските вредители, за медицински цели (сярни мехлеми за лечение на кожни заболявания), за производство на сярна киселина и др. Използването на сяра и нейните съединения ЗАДАЧИ номер 1. Попълнете уравненията на реакцията: S+O2 S + Na S+H2 Подредете коефициентите с помощта на метода на електронния баланс, посочете окислителя, редуктора. номер 2. Извършете трансформациите по схемата: H 2 S → S → Al 2 S 3 → Al (OH) 3 №3. Попълнете уравненията на реакцията, посочете какви свойства проявява сярата (окислител или редуциращ агент): Al + S = (при нагряване) S + H 2 \u003d (150-200) S + O 2 \u003d (при нагряване) S + F 2 = (при нормални условия) S + H 2 SO 4 (k) \u003d S+KOH= S + HNO 3 = Това е интересно... Съдържанието на сяра в човешкото тяло с тегло 70 kg - 140 g. Човек се нуждае от 1 g сяра на ден. Сярата се намира в грах, боб, овесени ядки, пшеница, месо, риба, плодове и сок от манго. Сярата е част от хормони, витамини, протеини, намира се в хрущялите, косата, ноктите. При липса на сяра в организма се наблюдават чупливи нокти и кости, косопад. Гледайте здравето си! Знаеше ли... Серните съединения могат да служат като лекарства Сяра - основата на мехлема за лечение на гъбични кожни заболявания, за борба с краста. За борба с него се използва натриев тиосулфат Na 2 S 2 O 3 Много соли на сярна киселина съдържат вода за кристализация: ZnSO 4 × 7H 2 O и CuSO 4 × 5H 2 O. Те се използват като антисептици за пръскане на растения и обработка на зърно в борбата срещу селскостопански вредители Железен витриол FeSO 4 × 7H 2 O се използва за анемия BaSO 4 се използва при рентгеново изследване на стомаха и червата Калиева стипца KAI (SO 4) 2 × 12H 2 O - хемостатичен агент за порязвания Минералът Na 2 SO 4 × 10H 2 O се нарича "Глауберова сол" в чест на немския химик Глаубер I.R., който го открива през 8 век. Глаубер внезапно се разболява по време на пътуването си. Не можеше да яде нищо, стомахът му не приемаше храна. Един от местните го насочил към извора. Щом изпил горчивата солена вода, веднага започнал да яде. Глаубер изследва тази вода, от нея кристализира сол Na 2 SO 4 × 10H 2 O. Сега се използва като слабително средство в медицината при боядисване на памучни тъкани. Солта също намира приложение в производството на стъкло. Белият равнец има повишена способност да извлича сяра от почвата и да стимулира усвояването на този елемент от съседните растения Чесънът отделя вещество - албуцид, разяждащо сярно съединение. Това вещество предпазва от рак, забавя стареенето и предпазва от сърдечни заболявания.

СЯРА, S (сяра ), неметален химичен елемент, член на семейството на халкогените (O, S, Se, Te и Po) - IVA подгрупи на периодичната система от елементи.° С Ерата, както и много от нейните приложения, е известна от древни времена. А. Лавоазие твърди, че сярата е елемент. Сярата е жизненоважна за растежа на растенията и животните, тя е част от живите организми и техните разпадни продукти, има я в изобилие например в яйцата, зелето, хряна, чесъна, горчицата, лука, косата, вълната и др. Съдържа се също във въглища и масло.Приложение . Около половината от годишното потребление на сяра отива за производството на промишлени химикали като сярна киселина, серен диоксид и въглероден дисулфид (дисулфид). Освен това сярата се използва широко в производството на инсектициди, кибрит, торове, експлозиви, хартия, полимери, бои и багрила, както и при вулканизирането на каучук. Водещо място в производството на сяра заемат САЩ, страните от ОНД и Канада.Разпространение в природата. Сярата се среща в свободно състояние (самородна сяра). Освен това има огромни запаси от сяра под формата на сулфидни руди, предимно руди от олово (оловен блясък), цинк (цинкова бленда), мед (меден блясък) и желязо (пирит). Когато металите се извличат от тези руди, сярата обикновено се отстранява чрез печене в присъствието на кислород, което произвежда серен (IV) диоксид, който често се освобождава в атмосферата без използване. В допълнение към сулфидните руди, много сяра се намира под формата на сулфати, например калциев сулфат (гипс), бариев сулфат (барит). Морската вода и много минерални води съдържат водоразтворими магнезиеви и натриеви сулфати. В някои минерални води се среща сероводород (сероводород). В промишлеността сярата може да се получи като страничен продукт от процеси в топилни, коксови пещи, рафиниране на нефт, от димни или природни газове. Сярата се извлича от естествени подземни находища, като се топи с прегрята вода и се доставя на повърхността със сгъстен въздух и помпи. При метода frash за извличане на сяра от съдържащи сяра отлагания в концентрична тръбна инсталация, патентована от G. Frasch през 1891 г., се получава сяра с чистота до 99,5%. Имоти . Сярата има формата на жълт прах или крехка кристална маса, без мирис и вкус и неразтворима във вода. Сярата има няколко алотропни модификации. Най-известните са следните: кристална сяра - ромбична (самородна сяра,а -S) и моноклинна (призматична сяра,b -С); аморфни - колоидни (сярно мляко) и пластични; междинен аморфно-кристален - сублимиран (сярен цвят).

СВОЙСТВА НА СЯРАТА Сярната киселина е един от най-важните продукти на химическата промишленост (производство на основи, киселини, соли, минерални торове, хлор). Получава се главно чрез контакт или метод на кула според концепцията: б По-голямата част от получената киселина отива за производството на минерални торове (суперфосфат, амониев сулфат). Сярната киселина служи като изходна суровина за производството на соли и други киселини, за синтеза на органични вещества, изкуствени влакна, за пречистване на керосин, петролни масла, бензол, толуен, в производството на бои, ецване на черни метали, в хидрометалургията на уран и някои цветни метали, за производството на детергенти и лекарства, като електролит в оловни батерии и като десикант. Тиосярна киселина H2S2O3 структурно подобен на сярната киселина, с изключение на заместването на един кислород със серен атом. Най-важното киселинно производно е натриевият тиосулфат Na 2S2O3 - безцветни кристали, образувани при кипене на натриев сулфит Na 2 SO 3 със сив цвят. тиосулфат(или хипосулфит) натрият се използва във фотографията като фиксатор (фиксатор).сулфонал(CH 3 ) 2 C (SO 2 C 2 H 5 ) 2 - бяло кристално вещество, без мирис, слабо разтворимо във вода, е лекарство и се използва като успокоително и хипнотично средство.водороден сулфид H 2 S (сероводород) - безцветен газ с остра миризма на развалени яйца. Той е малко по-тежък от въздуха (плътност 1,189 g/dm 3 ), лесно се втечнява до безцветна течност и е силно разтворим във вода. Разтворът във вода е слаба киселина с pH~ 4. Като разтворител се използва течен сероводород. Разтворът и газът се използват широко в качествения анализ за разделяне и определяне на много метали. Вдишването на малко количество сероводород причинява главоболие и гадене, големи количества или продължително вдишване на сероводород причинява парализа на нервната система, сърцето и белите дробове. Парализата възниква неочаквано, в резултат на нарушение на жизнените функции на тялото.Серен монохлорид S 2 Cl 2 - димяща маслена течност с кехлибарен цвят с остра миризма, разкъсваща и затрудняваща дишането. Той пуши във влажен въздух и се разлага във вода, но е разтворим във въглероден дисулфид. Серният монохлорид е добър разтворител за сяра, йод, метални халиди и органични съединения. Монохлоридът се използва при вулканизиране на каучук, печатарско мастило и инсектициди. Реакцията с етилен произвежда летлива течност, известна като иприт (ClC 2 H 4 ) 2 S е токсично съединение, използвано като дразнещ химически боен агент.въглероден дисулфид CS 2 (въглероден дисулфид) - бледожълта течност, отровна и запалима. CS 2 получени чрез синтез от елементи в електрическа пещ. Веществото е неразтворимо във вода, има висок индекс на пречупване на светлината, високо налягане на парите, ниска точка на кипене (46° ° С). Въглеродният дисулфид - ефективен разтворител за мазнини, масла, каучук и каучук - се използва широко за извличане на масла, при производството на изкуствена коприна, лакове, каучукови лепила и кибрит, унищожаване на плевня и молци за дрехи и за дезинфекция на почвата .Вижте също ХИМИЧНИ ЕЛЕМЕНТИ. ЛИТЕРАТУРА Наръчник за сярна киселина . М., 1971 Бусев А.И., Симонова Л.Н.Аналитична химия на сярата . М., 1975