Курсовая работа: Сірка та її сполуки
(0,7 %). Головна маса сірки знаходиться в глибинах землі, в її мантії-шарі, розташованому між земною корою і ядром Землі. Тут, на глибині приблизно 1200-3000 км. залягає могутній шар сульфідів і оксидів металів. У земній корі сірка зустрічається як у вільному стані, так і, головним чином, у вигляді з'єднань сульфідів і сульфатів. З сульфідів в земній корі найбільш поширені пірит FeS2 , халькопірит FeCuS2 , свинцевий блиск (галеніт) PbS, цинкова обманка (сфалерит) ZnS. Великі кількості сірки зустрічаються в земній корі у вигляді труднорастворимых сульфатів - гіпсу CaSO4 ·2H2 O, бариту BaSO4 , в морській воді поширені сульфати магнію, натрію і калію.
Цікаво, що в стародавні часи геологічної історії Землі (близько 800 млн. років назад) сульфатів в природі не було. Вони утворилися як продукти окислення сульфідів, коли в результаті життєдіяльності рослин виникла киснева атмосфера. У вулканічних газах виявляють сірководень H2 S і сірчистий ангідрид SO2 . тому самородная сірка, що зустрічається в районах, близьких до вулканів (Сіцилія, Японія), що діють, могла утворитися при взаємодії цих двох газів:
2H2 S + SO2 => 3S + 2H2 O.
Інші поклади самородної сірки пов'язані з життєдіяльністю мікроорганізмів.
Мікроорганізми беруть участь в багатьох хімічних процесах, які в цілому складають круговорот сірі в природі. При їх сприянні сульфіди окислюються до сульфатів, сульфати поглинаються живими організмами, де сірка відновлюється і входить до складу білків і інших життєво важливих речовин. При гнитті відмерлих залишків організмів білки руйнуються, і виділяється сірководень, який далі окислюється або до елементарної сірки (так і утворюються поклади сірі), або до сульфатів. Цікаво, що бактерії і водорості, що окисляють сірководень до сірки збирають її в своїх клітках. Клітки таких мікроорганізмів можуть на 95% складатися з чистої сірки.[1]
Встановити походження сірки можна по наявності в ній її аналога - селену: якщо в самородной сірці зустрічається селен, то сірка вулканічного походження, якщо немає - біогенного, оскільки мікроорганізми уникають включати селен в свій життєвий цикл. Природу сірки встановив А. Л. Лавуазье і включив її в список простих неметалічних тіл (1789). У 1822 Е. Мічерліх виявив алотропію сірки.
Мета моєї роботи полягає в тому, щоб показати вплив сірки і її з'єднань на екологію в цілому, на здоров'я людей, стан флори і фауни в умовах постійних або короткочасних викидів їх в навколишнє середовище. Дану тему я вважаю дуже актуальною, оскільки, в не такому благополучному в екологічному плані районі як наше місто не рідкісні викиди сірчистого газу, сірководня, метилмеркаптану, пилу та ін.[2]
3. ЗАСОБИ ОДЕРЖАННЯ ЕЛЕМЕНТІВ У ЧИСТОМУ ВИГЛЯДІ
Промислові способи отримання простих речовин залежать від того, в якому вигляді відповідний елемент знаходиться в природі, тобто що може бути сировиною для його отримання. Так, кисень, що є у вільному стані, одержують фізичним способом - виділенням з рідкого повітря. Самородна сірка містить сторонні речовини, для відділення яких користуються здатністю сірки легко плавитися. Проте сірка, отримана виплавкою з руди (комова сірка), зазвичай містить ще багато домішок. Подальше її очищення проводять перегонкою в рафінувальних печах, де сірка нагрівається до кипіння. Пари сірки поступають у викладену цеглиною камеру. Спочатку, поки камера холодна, сірка прямо переходить в твердий стан і осідає на стінках у вигляді ясно-жовтого порошку (сірчаний колір ). Коли камера нагріється вище 120°C, пари конденсуються в рідину, яку випускають з камери у форми, де вона і застигає у вигляді паличок. Отримана таким чином сірка називається живцевою .
Важливим джерелом отримання сірки служить залізний колчедан FeS2 , званий також піритом , і поліметалічні руди, що містять сірчисті з'єднання міді, цинку і інших кольорових металів. Деяку кількість сірки (газова сірка) отримують з газів, що утворюються при коксуванні і газифікації вугілля.
4. ФІЗИЧНІ ТА ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЕЛЕМЕНТУ
Будова атома
Розміщення електронів по рівнях і підрівнях
 | 1S2 2P2 2P6 3S2 3P4 | |
| Розміщення електронів по орбіталях (останній шар) | Ступінь окислення | Валентність |
 | +2, -2 | II |
 | +4 | IV |
 | + 6 | VI |
Фізичні властивості .
Сірка — тверда крихка речовина жовтого кольору. У воді практично нерозчинна, але добре розчиняється в сірковуглеці, аніліні і деяких інших розчинниках. Погано проводить теплоту і електрику. Сірка утворює декілька алотропних модифікацій — сіра ромбічна, моноклінна, пластична. Найбільш стійкою модифікацією є ромбічна сірка, в неї мимоволі через деякий час перетворюється решта всіх модифікацій.
При 444,6 °С сірка кипить, утворюючи пари темно-бурого кольору. Якщо їх швидко охолодити, то виходить тонкий порошок, що складається з найдрібніших кристалів сірки, званий сірчаним кольором.
 |
???????? ????? ??????????? ? ?????? ???????? ??????? ????????:
Температура плавлення 112,8 °C. При плавленні сірка перетворюється на рухому жовту рідину, яка вище 160 °C буріє, а близько 190 °C стає в'язкою темно-коричневою масою. Вище 190°C в'язкість зменшується, а при 300 °C сірка знов стає жидкотекучей. Це обумовлено зміною будови молекул: при 160 °C кільця S8 починають розриватися, переходячи у відкриті ланцюги; подальше нагрівання вище 190 °C зменшує середню довжину таких ланцюгів.
Якщо розплавлену сірку, нагріту до 250-300 °C, влити тонким струменем в холодну воду, то виходить коричнево-жовта пружна маса (пластична сірка). Вона лише частково розчиняється в сірковуглеці, в осіданні залишається рихлий порошок.
У парах при температурі кипіння, окрім молекул S8, існують також S6, S4 і S2. При подальшому нагріванні крупні молекули розпадаються, і при 900°C залишаються лише S2, які приблизно при 1500°C помітно диссоціюють на атоми. При заморожуванні рідким азотом сильно нагрітої пари сірки виходить стійка нижче - 80°C пурпурна модифікація, утворена молекулами S2.
Сіра - поганий провідник тепла і електрики.
Конфігурація зовнішніх електронів атома S 3s23p4 . У з'єднаннях сірка проявляє ступені окислення -2, +4, +6.
Сірка хімічно активна і особливо легко при нагріванні з'єднується майже зі всіма елементами, за винятком N2 , I2 , Au, Pt і інертних газів.
Але вже на холоді сірка енергійно з'єднується з F2 з утворенням гексафторида сірки SF6 , при нагріванні реагує з Cl2 , з бромом сірка утворює тільки S2 Br2 , йодіди сірки нестійкі. При нагріванні (150 - 200 °C) наступає оборотна реакція з H2 з отриманням сульфіду водню. Сірка утворює також сульфани загальної формули H2 Sx, де х=1-23 . Всі сульфани є рідинами (за винятком H2 S1 ) жовтого кольору із задушливим запахом. При тривалому зберіганні сульфани перетворюються в гомологи, багатші сіркою, а при нагріванні розкладаються з виділенням сірководня і сульфанів з меншим числом атомів сірки.
Пароподібна сірка реагує з вуглецем при температурі 800-900 °C, перетворюючись на сірковуглець, а при сплаві з фосфором утворює нестехіометричні сульфіди складу PnSx, де х=3-7 .
Хімічні властивості
1) Сірка реагує з лужними металами без нагрівання:
2Na + S=>Na2 S
з рештою металів (окрім Au, Pt) - при підвищеній t:
2Al + S => Al2 S3
Zn + S => ZnS
2) З деякими неметалами сірка утворює бінарні з'єднання:
H2 + S =>H2 S
2P + 3S =>P2 S3
C + 2S =>CS2
Відновні властивості сірка проявляє в реакціях з сильними окислювачами:
(S – 2e => S+2 ; S – 4e => S+4 ; S – 6e => S+6 )
3) з киснем:
S + O2 => S+4 O2
2S + 3O2 => 2S+6 O3
4) з галогенами (окрім йоду):
S + Cl2 => S+2 Cl2
5) з кислотами - окислювачами:
S + 2H2 SO4 (конц) => 3S+4 O2 + 2H2 O
S + 6HNO3 (конц)=>H2 S+6 O4 + 6NO2 + 2H2 O