Le soufre est un élément chimique qui appartient au sixième groupe et à la troisième période du tableau périodique. Dans cet article, nous examinerons en détail ses propriétés chimiques et physiques, sa production, son utilisation, etc. La caractéristique physique comprend des caractéristiques telles que la couleur, le niveau de conductivité électrique, le point d'ébullition du soufre, etc. La caractéristique chimique décrit son interaction avec d'autres substances.
Le soufre en termes de physique
C'est une substance fragile. Dans des conditions normales, il est dans un état solide d'agrégation. Le soufre a une couleur jaune citron.
Et pour la plupart, tous ses composés ont des teintes jaunes. Ne se dissout pas dans l'eau. Il a une faible conductivité thermique et électrique. Ces caractéristiques le caractérisent comme un non-métal typique. Malgré le fait que la composition chimique du soufre n'est pas du tout compliquée, cette substance peut avoir plusieurs variations. Tout dépend de la structure du réseau cristallin, à l'aide duquel les atomes sont connectés, mais ils ne forment pas de molécules.
Donc, la première option est le soufre rhombique. Elle se trouve êtrele plus stable. Le point d'ébullition de ce type de soufre est de quatre cent quarante-cinq degrés Celsius. Mais pour qu'une substance donnée passe à l'état gazeux d'agrégation, elle doit d'abord passer par l'état liquide. Ainsi, la fusion du soufre se produit à une température de cent treize degrés Celsius.
La deuxième option est le soufre monoclinique. C'est un cristal en forme d'aiguille avec une couleur jaune foncé. La fusion du soufre du premier type, puis son lent refroidissement conduit à la formation de ce type. Cette variété a presque les mêmes caractéristiques physiques. Par exemple, le point d'ébullition du soufre de ce type est toujours le même quatre cent quarante-cinq degrés. De plus, il existe une telle variété de cette substance que le plastique. Il est obtenu en le versant dans de l'eau froide chauffée presque à ébullition rhombique. Le point d'ébullition du soufre de ce type est le même. Mais la substance a la capacité de s'étirer comme du caoutchouc.
Une autre composante de la caractéristique physique dont je voudrais parler est la température d'inflammation du soufre.
Ce chiffre peut varier selon le type de matériau et son origine. Par exemple, la température d'inflammation du soufre technique est de cent quatre-vingt-dix degrés. C'est un chiffre plutôt bas. Dans d'autres cas, le point d'éclair du soufre peut être de deux cent quarante-huit degrés et même de deux cent cinquante-six. Tout dépend de quel matériau il a été extrait, de sa densité. Mais on peut conclureque la température de combustion du soufre est assez basse, comparée à d'autres éléments chimiques, c'est une substance inflammable. De plus, le soufre peut parfois se combiner en molécules composées de huit, six, quatre ou deux atomes. Maintenant, après avoir considéré le soufre du point de vue de la physique, passons à la section suivante.
Caractérisation chimique du soufre
Cet élément a une masse atomique relativement faible, il est de trente-deux grammes par mole. La caractéristique de l'élément soufre comprend une caractéristique de cette substance telle que la capacité d'avoir différents degrés d'oxydation. En cela, il diffère, disons, de l'hydrogène ou de l'oxygène. Considérant la question de savoir quelle est la caractéristique chimique de l'élément soufre, il est impossible de ne pas mentionner que, selon les conditions, il présente à la fois des propriétés réductrices et oxydantes. Donc, dans l'ordre, considérons l'interaction d'une substance donnée avec divers composés chimiques.
Soufre et substances simples
Simple sont des substances qui n'ont qu'un seul élément chimique dans leur composition. Ses atomes peuvent se combiner en molécules, comme, par exemple, dans le cas de l'oxygène, ou ils peuvent ne pas se combiner, comme c'est le cas avec les métaux. Ainsi, le soufre peut réagir avec les métaux, les autres non-métaux et les halogènes.
Interaction avec les métaux
Ce type de processus nécessite une température élevée. Dans ces conditions, une réaction d'addition se produit. C'est-à-dire que les atomes de métal se combinent avec des atomes de soufre, formant ainsi des sulfures de substances complexes. Par exemple, si vous chauffezdeux moles de potassium mêlées à une mole de soufre, on obtient une mole du sulfure de ce métal. L'équation peut être écrite comme suit: 2K + S=K2S.
Réaction avec l'oxygène
C'est de la combustion de soufre. À la suite de ce processus, son oxyde est formé. Cette dernière peut être de deux types. Par conséquent, la combustion du soufre peut se produire en deux étapes. La première est lorsqu'une mole de soufre et une mole d'oxygène forment une mole de dioxyde de soufre. Vous pouvez écrire l'équation de cette réaction chimique comme suit: S + O2=SO2. La deuxième étape est l'ajout d'un atome d'oxygène supplémentaire au dioxyde. Cela se produit lorsqu'une mole d'oxygène est ajoutée à deux moles de dioxyde de soufre à des températures élevées. Le résultat est deux moles de trioxyde de soufre. L'équation de cette interaction chimique ressemble à ceci: 2SO2 + O2=2SO3. À la suite de cette réaction, de l'acide sulfurique se forme. Ainsi, en mettant en oeuvre les deux procédés décrits, il est possible de faire passer le trioxyde obtenu à travers un jet de vapeur d'eau. Et nous obtenons de l'acide sulfaté. L'équation d'une telle réaction s'écrit comme suit: SO3 + H2O=H2 SO 4.
Interaction avec les halogènes
Les propriétés chimiques du soufre, comme d'autres non-métaux, lui permettent de réagir avec ce groupe de substances. Il comprend des composés tels que le fluor, le brome, le chlore, l'iode. Le soufre réagit avec n'importe lequel d'entre eux, à l'exception du dernier. Un exemple est le processus de fluoration du composé considérénous un élément du tableau périodique. En chauffant le non-métal mentionné avec un halogène, deux variations de fluorure peuvent être obtenues. Le premier cas: si on prend une mole de soufre et trois moles de fluor, on obtient une mole de fluor dont la formule est SF6. L'équation ressemble à ceci: S + 3F2=SF6. De plus, il existe une deuxième option: si nous prenons une mole de soufre et deux moles de fluor, nous obtenons une mole de fluorure de formule chimique SF4. L'équation s'écrit comme suit: S + 2F2=SF4. Comme vous pouvez le voir, tout dépend des proportions dans lesquelles les composants sont mélangés. De la même manière, il est possible de réaliser le processus de chloration du soufre (deux substances différentes peuvent également se former) ou de bromation.
Interaction avec d'autres substances simples
La caractérisation de l'élément soufre ne s'arrête pas là. La substance peut également entrer en réaction chimique avec l'hydrogène, le phosphore et le carbone. En raison de l'interaction avec l'hydrogène, un acide sulfurique se forme. En raison de sa réaction avec les métaux, leurs sulfures peuvent être obtenus, qui, à leur tour, sont également obtenus par réaction directe du soufre avec le même métal. L'addition d'atomes d'hydrogène aux atomes de soufre ne se produit que dans des conditions de très haute température. Lorsque le soufre réagit avec le phosphore, son phosphure se forme. Il a la formule suivante: P2S3. Pour obtenir une mole de cette substance, vous devez prendre deux moles de phosphore et trois moles de soufre. Lorsque le soufre interagit avec le carbone, le carbure du non-métal considéré se forme. Sa formule chimique ressemble à ceci: CS2. Pour obtenir une mole de cette substance, vous devez prendre une mole de carbone et deux moles de soufre. Toutes les réactions d'addition décrites ci-dessus ne se produisent que lorsque les réactifs sont chauffés à des températures élevées. Nous avons considéré l'interaction du soufre avec des substances simples, passons maintenant au paragraphe suivant.
Soufre et composés complexes
Les complexes sont les substances dont les molécules sont constituées de deux (ou plusieurs) éléments différents. Les propriétés chimiques du soufre lui permettent de réagir avec des composés tels que les alcalis, ainsi qu'avec l'acide sulfaté concentré. Ses réactions avec ces substances sont plutôt particulières. Tout d'abord, considérez ce qui se passe lorsque le non-métal en question est mélangé avec de l'alcali. Par exemple, si vous prenez six moles d'hydroxyde de potassium et que vous y ajoutez trois moles de soufre, vous obtenez deux moles de sulfure de potassium, une mole de ce sulfite métallique et trois moles d'eau. Ce type de réaction peut être exprimé par l'équation suivante: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 O. Par le même principe, une interaction se produit si de l'hydroxyde de sodium est ajouté. Ensuite, considérez le comportement du soufre lorsqu'une solution concentrée d'acide sulfaté y est ajoutée. Si nous prenons une mole de la première et deux moles de la seconde substance, nous obtenons les produits suivants: trioxyde de soufre à raison de trois moles, ainsi que de l'eau - deux moles. Cette réaction chimique ne peut avoir lieu que lorsque les réactifs sont chauffés à haute température.
Obtenir l'article en questionnon métallique
Il existe plusieurs méthodes de base pour extraire le soufre d'une variété de substances. La première méthode consiste à l'isoler de la pyrite. La formule chimique de ce dernier est FeS2. Lorsque cette substance est chauffée à haute température sans accès à l'oxygène, un autre sulfure de fer - FeS - et du soufre peuvent être obtenus. L'équation de la réaction s'écrit comme suit: FeS2=FeS + S. La deuxième méthode d'obtention de soufre, qui est souvent utilisée dans l'industrie, est la combustion du sulfure de soufre sous la condition d'un petite quantité d'oxygène. Dans ce cas, vous pouvez obtenir le non-métal et l'eau considérés. Pour effectuer la réaction, vous devez prendre les composants dans un rapport molaire de deux à un. En conséquence, nous obtenons les produits finaux dans des proportions de deux à deux. L'équation de cette réaction chimique peut s'écrire comme suit: O. De plus, le soufre peut être obtenu au cours de divers procédés métallurgiques, par exemple lors de la production de métaux tels que le nickel, le cuivre et autres.
Utilisation industrielle
Le non-métal que nous envisageons a trouvé son application la plus large dans l'industrie chimique. Comme mentionné ci-dessus, il est utilisé ici pour en obtenir de l'acide sulfate. De plus, le soufre est utilisé comme composant pour la fabrication d'allumettes, du fait qu'il s'agit d'un matériau inflammable. Il est également indispensable dans la production d'explosifs, de poudre à canon, de cierges magiques, etc. De plus, le soufre est utilisé comme l'un des ingrédients des produits antiparasitaires. Àmédecine, il est utilisé comme composant dans la fabrication de médicaments pour les maladies de la peau. En outre, la substance en question est utilisée dans la production de divers colorants. De plus, il est utilisé dans la fabrication de luminophores.
Structure électronique du soufre
Comme vous le savez, tous les atomes sont constitués d'un noyau, qui contient des protons - des particules chargées positivement - et des neutrons, c'est-à-dire des particules de charge nulle. Les électrons tournent autour du noyau avec une charge négative. Pour qu'un atome soit neutre, il doit avoir le même nombre de protons et d'électrons dans sa structure. S'il y a plus de ces derniers, c'est déjà un ion négatif - un anion. Si, au contraire, le nombre de protons est supérieur au nombre d'électrons, il s'agit d'un ion positif, ou cation. L'anion soufre peut agir comme un résidu acide. Il fait partie des molécules de substances telles que l'acide sulfurique (sulfure d'hydrogène) et les sulfures métalliques. Un anion se forme lors de la dissociation électrolytique, qui se produit lorsqu'une substance est dissoute dans l'eau. Dans ce cas, la molécule se décompose en un cation, qui peut être représenté comme un métal ou un ion hydrogène, ainsi qu'un cation - un ion d'un résidu acide ou d'un groupe hydroxyle (OH-).
Puisque le nombre ordinal du soufre dans le tableau périodique est seize, nous pouvons en conclure qu'il s'agit du nombre de protons dans son noyau. Sur cette base, nous pouvons dire qu'il y a aussi seize électrons qui tournent autour. Le nombre de neutrons peut être trouvé en soustrayant le numéro de série de l'élément chimique de la masse molaire: 32- 16=16. Chaque électron ne tourne pas au hasard, mais sur une certaine orbite. Le soufre étant un élément chimique appartenant à la troisième période du tableau périodique, il existe trois orbites autour du noyau. Le premier a deux électrons, le second en a huit et le troisième en a six. La formule électronique de l'atome de soufre s'écrit: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Prévalence dans la nature
Fondamentalement, l'élément chimique considéré se trouve dans la composition des minéraux, qui sont des sulfures de divers métaux. Tout d'abord, c'est de la pyrite - sel de fer; c'est aussi du plomb, de l'argent, du cuivre lustré, de la blende de zinc, du cinabre - sulfure de mercure. De plus, le soufre peut également faire partie des minéraux, dont la structure est représentée par trois éléments chimiques ou plus.
Par exemple, chalcopyrite, mirabilite, kiesérite, gypse. Vous pouvez examiner chacun d'eux plus en détail. La pyrite est un sulfure de fer, ou FeS2. Il a une couleur jaune clair avec un éclat doré. Ce minéral se trouve souvent sous forme d'impureté dans le lapis-lazuli, qui est largement utilisé pour fabriquer des bijoux. Cela est dû au fait que ces deux minéraux ont souvent un gisement commun. L'éclat du cuivre - chalcocite ou chalcosine - est une substance gris bleuâtre, semblable au métal. L'éclat de plomb (galène) et l'éclat d'argent (argentite) ont des propriétés similaires: ils ressemblent tous deux à des métaux et ont une couleur grise. Le cinabre est un minéral brun-rouge terne avec des taches grises. Chalcopyrite, chimiquedont la formule est CuFeS2, - jaune d'or, on l'appelle aussi golden blende. La blende de zinc (sphalérite) peut avoir une couleur allant de l'ambre à l'orange feu. Mirabilite - Na2SO4x10H2O - cristaux transparents ou blancs. Il est aussi appelé sel de Glauber, utilisé en médecine. La formule chimique de la kiesérite est MgSO4xH2O. Il se présente sous la forme d'une poudre blanche ou incolore. La formule chimique du gypse est CaSO4x2H2O. De plus, cet élément chimique fait partie des cellules des organismes vivants et est un oligo-élément important.
