Сера в природе (кратко) находиться в основном в виде соединений с другими веществами: например нефть, уголь, живые организмы, пирит, арсенопирит и т.д.
А также в виде самородной серы которая образует красивые пушистые игольчатые налеты.
Сера один из элементов которая находиться природных водах в виде сульфат-иона. Входит в состав практически всех живых организмов, находясь при этом во многих белках.
Что такое сера в природе получение серы
Сера встречается в природе как в свободном состоянии, в виде так называемой «самородной» серы, так и в различных соединениях.
В бывшем Советском Союзе месторождения самородной серы находятся в Туркмении в пустыне Кара-Кум. Залежи серы имеются также в бывшей Узбекской ССР, по берегам Волги и в некоторых других местах. За рубежом нашей страны наиболее крупные месторождения серы находятся в США, Италии и Японии.
Очень распространены соединения серы с различными металлами.
Многие из них являются ценными рудами и служат для добывания цветных металлов (например: свинцовый блеск PbS, цинковая обманка ZnS, медный блеск Cu2S и др.).
Большое распространение имеют также некоторые соли серной кислоты. Так, кальциевая соль CaSO4 встречается в природе в виде минералов гипса и ангидрита, образующих местами целые горы.
Магниевая соль MgSO4 содержится в морской воде и вместе с MgCl2 придает ей характерный горьковатый вкус. Наконец, сера входит в состав веществ, находящихся в растениях и животных.
Сера играет одну из важнейших ролей в организме человека, поскольку является незаменимым звеном в строении клеток, хрящевой, костной и нервной ткани, тканей органов, а также в росте ногтей, кожи и волос человека.
Сера составляет 0.25 процентов от общей массы человеческого тела.
Круговорот серы в природе
Круговорот серы в природе очень тесно связан с живыми существами, живой природой. Основная часть самородной серы выбрасывается вулканами в атмосферу, которая частично или со временем полностью вступает в реакцию с другими химическими веществами.
Соединения серы в природе в виде минералов железа, свинца, цинка, мышьяка частично окисляется многочисленными микроорганизмами до сульфатной серы, которая накапливается в почве, водоемах.
Эти сульфаты частично поглощаются растениями и восстанавливают их до сульфидов, далее они включаться в состав аминокислот, а также входят в состав эфирных масел и т.д.
В организмах сера входит в состав аминокислот и белков. Процессы разрушения остатков организмов в почвах и в иле морей сопровождаются очень сложными превращениями серы.
Разрушение этих белков при участи микроорганизмов приводит к частичному образованию сероводорода, сероводород окисляется до элементарной серы или до сульфидов.
В этой процессе участвуют множество микроорганизмов, которые в свою очередь создают многочисленные соединения серы.
Схема круговорота серы в природе
Схематически можно представить в виде такой схемы:
Химические заводы → осадки в виде кислот → соли, минералы → микроорганизмы → мертвые микроорганизмы → гетеротрофные микроорганизмы → сероводород → осадки в виде кислот → и т.д.
Если в лаборатории разлили ртуть (возникла опасность отравления ртутными парами!), её первым делом собирают, а те места, из которых серебристые капли не извлекаются, засыпают порошкообразной серой.
Ртуть и сера вступают в реакцию даже в твёрдом состоянии — при простом соприкосновении.
Что такое сера
Природная сера состоит из стабильных изотопов 32S (95,02%), 33S (0,75%), 34S (4,21%) и 36S (0,02%), химически очень активное вещество.
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.
Выплавка серы
Общее содержание серы в земной коре составляет около выделяющегося при горении самой серы или какого-либо топлива. Этот способ был распространен в странах, обладающих большими запасами серных руд, например в Италии, но в настоящее время утратил свое значение.
Другой способ выплавки серы, получивший развитие главным образом в СНГ, заключается в нагревании предварительно обогащенной руды в автоклавах перегретым водяным паром.
Служащие для этой цели автоклавы (рис. 2) представляют собой железные цилиндры, рассчитанные на давление до 6 ат.
Через верхний люк 1 в автоклав загружают 3—4 т измельченной руды, смешанной с небольшим количеством воды, после чего в автоклав пропускают перегретый водяной пар, нагревающий всю массу руды до 140—150°.
Процесс плавления длится около 3 час. Выплавленная жидкая сера выпускается под давлением через нижний патрубок 2 и по желобам разливается в ящики-вагонетки.
Откуда поступает в формы: пар выпускается через верхний патрубок, а через нижний люк 3 выгружается отработанная порода.
Большой интерес представляет способ подземной выплавки серы (способ Фраша), широко распространенный в США.
Серная кислота может выделяться и при сильных извержениях вулкана. Такие явления достаточно опасны для людей и окружающей среды. Одними из последствий попадания H2SО4 в атмосферу могут стать климатические изменения.
Серная кислота считается главной причиной, по которой выпадают кислотные дожди, а выделяется она из-за попадания в воздух диоксида серы.
Плавление серы способом Фраша
Этот способ заключается в том, что серу расплавляют под землей, непосредственно в месте ее залегания, с помощью перегретой воды, подаваемой под давлением 10—18 ат через систему из трех труб, вложенных одна в другую.
В промежуток между наружной и средней трубами нагнетают воду, имеющую температуру около 170°, а по внутренней трубе подают под давлением горячий воздух, который вытесняет расплавленную серу на поверхность земли.
Избыточная вода удаляется через специальные скважины, расположенные на некотором расстоянии от серных.
Полученная выплавкой из руды сера обычно содержит много примесей. Называется она комовой серой. Дальнейшая ее очистка производится путем перегонки.
Для перегонки серы используют так называемые рафинировочные печи. В этих печах сера нагревается до кипения.
Образующиеся при кипении пары поступают в огромную выложенную кирпичом камеру. Вначале, пока камера холодная, пары серы прямо переходят в твердое состояние и осаждаются на 0,10%.
Самородная сера обычно содержит большее или меньшее количество посторонних веществ. Для отделения серы от примесей: пользуются ее способностью легко плавиться.
Выплавка серы производится различными способами. Выбор того или иного из них определяется в основном содержанием серы в руде, а также составом и свойствами пустой породы.
Наиболее старый из способов выплавки серы заключается в ее нагревании до температуры плавления за счет тепла, стенках камеры в виде светло-желтого порошка, известного под названием серного цвета.
Когда камера нагреется выше 120°, сера начинает сгущаться в жидкость, которую выпускают-из камеры в деревянные формы, где она и застывает в виде палочек. Полученная таким путем сера называется черенковой.
Весьма важным источником получения серы являются железный колчедан, или пирит FeS2, и полиметаллические сернистые руды, содержащие сернистые соединения меди, цинка и других цветных металлов наряду с железным колчеданом и пустой породой.
Получение серы из пирита
Из пирита серу получают, нагревая руду в шахтной печи при температуре выше 600°. Процесс выражается уравнением:
FeS2 = FeS + S
Из полиметаллических руд серу получают одновременно с металлом при восстановительной плавке руды.
Некоторое количество серы (газовая сера) получают из газов, образующихся при коксовании и газификации угля.
Мировая (без СНГ) добыча серы составляет в настоящее-время около 4 млн. т .
Статья на тему Сера в природе