Свойства и применение серы
[no_toc]
Чистая природная сера — твердое, кристаллическое вещество желтого цвета с уд. весом 2,07, плавящееся при 112,8°. Она нерастворима в воде, но довольно хорошо растворяется в сероуглероде, бензоле и некоторых других жидкостях. При испарении этих жидкостей сера выделяется из раствора в виде прозрачных желтых кристаллов ромбической, системы, имеющих, форму октаэдров, у которых обычно часть углов или ребер как бы срезана (рис. 3). Такая сера называется ромбической. Продажная черенковая сера состоит из таких же кристаллов, но только очень мелких и плохо образованных.
Что такое сера
Химически очень активное вещество, природная сера состоит из стабильных изотопов 32S (95,02%), 33S (0,75%), 34S (4,21%) и 36S (0,02%). Известны искусственные радиоактивные изотопы 29S, 30S, 31S, 36S, 37S и 38S. Серу с давних времен применяли как краску, отбеливания тканей, для дезинфекции, для получения греческого огня (дымный порох) и т.д.
Ромбическая сера имеет желтый цвет, практически нерастворима в воде, но растворяется в органических соединения, толуол, четыреххлористый углерод и т.д.
Совершенно иной формы кристаллы получаются, если медленно охлаждать расплавленную серу в каком-нибудь сосуде и, когда она частично затвердеет, слить еще не успевшую застыть часть серы. При этих условиях стенки сосуда оказываются покрытыми изнутри множеством длинных темно-жёлтый игольчатых кристаллов моноклинической системы (рис, 4). Эта моноклиническая сера имеет уд. вес 1,96 и плавится при 119°.
Однако она может оставаться без изменения только при температуре выше 96°. При обыкновенной температуре кристаллы моноклинической серы скоро светлеют и приобретают все свойства ромбической серы. Хотя внешне эти кристаллы сохраняют еще призматическую форму, но они уже состоят из мельчайших кристалликов-октаэдров, на которые и распадаются при сотрясении.
Температура их плавления и удельный вес становятся такими же, как и у ромбической серы.
Очень интересны изменения, которые претерпевает сера, если медленно нагревать ее до точки кипения. При 112,8° она плавится, превращаясь в желтую легкоподвижную жидкость. При дальнейшем нагревании жидкость темнеет, приобретая красновато-бурый цвет, и при температуре около 250° становится настолько густой, что некоторое время не выливается из опрокинутого сосуда. Выше 300° жидкая сера снова становится подвижной, но цвет ее остается таким же темным. Наконец, при 444,6° сера закипает, образуя оранжево-желтые пары. При охлаждении те же явления повторяются в обратном порядке.
Если расплавленную серу, нагретую до кипения, вылить тонкой струей в холодную воду, то она превращается в мягкую резиноподобную коричневую массу, растягивающуюся в нити. Эта модификация серы называется пластической серой. Пластическая сера уже через несколько часов становится хрупкой, приобретает желтый цвет и постепенно превращается в ромбическую серу.
Кроме трех рассмотренных видоизменений серы, известны также и другие, на которых мы не будем останавливаться. Все они неустойчивы и довольно быстро превращаются в ромбическую серу. Поэтому в природе сера встречается только в ромбической форме.
Результаты определения молекулярного веса серы по понижению точки замерзания ее растворов в бензоле приводят к заключению, что молекулы серы при этих условиях состоят из восьми атомов (S8). Из таких же молекул построены, невидимому, и кристаллы серы. Таким образом, различие в свойствах кристаллических модификаций серы обусловливается не различным числом атомов в молекулах (как, например, в молекулах кислорода и озона), а неодинаковой структурой кристаллов (полиморфизм) .
Пары серы при низких температурах состоят главным образом из молекул S6, а выше 800° — из молекул S2.
Сера является типичным металлоидом. Со многими металлами, например с медью, железом, цинком и др., она соединяется непосредственно с выделением значительного количества тепла.
Сера соединяется также почти со всеми металлоидами, но далеко не так легко и энергично, как с металлами.С кислородом сера дает несколько окислов, из которых два самые важные —SO2 и SO3 — являются ангидридами кислот сернистой H2SO3 и серной H2SO4.Соединение серы с водородом — газ сероводород H2S — в водном растворе также обладает кислотными свойствами.
Применение серы
Сера широко используется в народном хозяйстве. В виде серного цвета она применяется в больших количествах для уничтожения некоторых вредителей садовых культур.
В резиновой промышленности сера применяется для превращения каучука в резину; свои ценные свойства — упругость, эластичность и др. — каучук приобретает только после смешивания с серой и нагревания до определенной температуры. Такой процесс называется вулканизацией.
Каучук с очень большим содержанием серы называют эбонитом. Он представляет собой твердое вещество, являющееся очень хорошим электрическим изолятором. Затем сера применяется для приготовления черного пороха, спичек, бенгальских огней, ультрамарина (синяя краска), сероуглерода и целого ряда других веществ. В странах, богатых серой, она является также исходным сырьем для получения серной кислоты. В медицине сера применяется для лечения некоторых кожных болезней.
Вы читаете, статья на тему Свойства и применение серы