Ծծումբը բնության մեջ բավականին տարածված քիմիական տարր է (պարունակությամբ տասնվեցերորդը երկրակեղևում և վեցերորդը բնական ջրերում): Կան և՛ բնածին ծծումբը (տարրի ազատ վիճակը), և՛ նրա միացությունները:
Ծծումբը բնության մեջ
Բնական ծծմբի ամենակարևոր հանքանյութերից են երկաթի պիրիտը, սֆալերիտը, գալենան, դարչինը, հակամոնիտը: Համաշխարհային օվկիանոսը հիմնականում պարունակում է կալցիումի, մագնեզիումի և նատրիումի սուլֆատներ, որոնք առաջացնում են բնական ջրերի կարծրություն։
Ինչպե՞ս է ստացվում ծծումբը:
Ծծմբի հանքաքարերի արդյունահանումն իրականացվում է տարբեր մեթոդներով։ Ծծումբ ստանալու հիմնական միջոցը այն անմիջապես դաշտում հալեցնելն է։
Բաց հանքի արդյունահանումը ներառում է էքսկավատորների օգտագործում՝ հեռացնելու ապարային շերտերը, որոնք ծածկում են ծծմբի հանքաքարը: Հանքաքարի շերտերը պայթյուններով տրորելուց հետո դրանք ուղարկվում են ծծմբաձուլարան։
Արդյունաբերության մեջ ծծումբը ստացվում է որպես ձուլման վառարանների գործընթացների կողմնակի արտադրանք՝ նավթի վերամշակման ժամանակ։ Այն մեծ քանակությամբ առկա է բնական գազում (ինչպեսծծմբի երկօքսիդ կամ ջրածնի սուլֆիդ), որի արդյունահանումը տեղադրվում է օգտագործվող սարքավորումների պատերին: Գազից ստացված նուրբ ցրված ծծումբն օգտագործվում է քիմիական արդյունաբերության մեջ՝ որպես հումք տարբեր ապրանքների արտադրության համար։
Այս նյութը կարելի է ստանալ նաև բնական ծծմբի երկօքսիդից։ Դրա համար օգտագործվում է Claus մեթոդը: Այն բաղկացած է «ծծմբի փոսերի» օգտագործումից, որոնցում ծծումբը գազազերծվում է։ Արդյունքը ձևափոխված ծծումբ է, որը լայնորեն օգտագործվում է ասֆալտի արդյունաբերության մեջ:
Ծծմբի հիմնական ալոտրոպային փոփոխություններ
Ծծումբն ունի ալոտրոպիա: Հայտնի են մեծ թվով ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներ։ Առավել հայտնի են ռոմբիկ (բյուրեղային), մոնոկլինիկ (ակճային) և պլաստիկ ծծումբ։ Առաջին երկու փոփոխությունները կայուն են, երրորդը դառնում է ռոմբիկ, երբ ամրացվում է:
Ծծումբը բնութագրող ֆիզիկական հատկություններ
Օրթորոմբիկ (α-S) և մոնոկլինիկ (β-S) մոդիֆիկացիաների մոլեկուլները պարունակում են 8-ական ծծմբի ատոմ, որոնք միացված են փակ ցիկլով մեկ կովալենտային կապերով:
Նորմալ պայմաններում ծծումբն ունի ռոմբիկ ձևափոխություն: Այն դեղին պինդ բյուրեղային նյութ է՝ 2,07 գ/սմ խտությամբ3։ Հալվում է 113°C-ում։ Մոնոկլինիկ ծծմբի խտությունը 1,96 գ/սմ է3, հալման կետը՝ 119,3 °C։
Երբ հալվում է, ծծումբն ընդարձակվում է և դառնում դեղին հեղուկ, որը դառնում է դարչնագույն 160 °C-ում ևվերածվում է մածուցիկ մուգ շագանակագույն զանգվածի, երբ հասնում է մոտ 190 °C: Այս արժեքից բարձր ջերմաստիճանում ծծմբի մածուցիկությունը նվազում է: Մոտ 300 °C ջերմաստիճանում այն կրկին անցնում է հեղուկ հեղուկ վիճակի։ Դա պայմանավորված է այն հանգամանքով, որ ջեռուցման ընթացքում ծծումբը պոլիմերացվում է՝ ջերմաստիճանի բարձրացման հետ շղթայի երկարությունը մեծացնելով։ Իսկ երբ ջերմաստիճանը հասնում է ավելի քան 190 ° C, նկատվում է պոլիմերային միավորների ոչնչացում։
Երբ ծծմբի հալոցը բնականորեն սառչում է գլանաձև կարասներում, ձևավորվում է այսպես կոչված միանվագ ծծումբ՝ մեծ չափերի ռոմբիկ բյուրեղներ, որոնք աղավաղված ձև ունեն ութանիստների տեսքով՝ մասամբ «կտրված» երեսներով կամ անկյուններով։
Եթե հալած նյութը ենթարկվում է արագ սառեցման (օրինակ՝ սառը ջրով), ապա կարելի է ստանալ պլաստիկ ծծումբ, որը շագանակագույն կամ մուգ կարմիր գույնի առաձգական ռետինանման զանգված է՝ 2,046 գ խտությամբ։ /սմ 3: Այս մոդիֆիկացիան, ի տարբերություն ռոմբիկ և մոնոկլինային, անկայուն է։ Աստիճանաբար (մի քանի ժամվա ընթացքում) այն փոխում է գույնը և դառնում դեղին, դառնում փխրուն և վերածվում ռոմբի:
Երբ ծծմբի գոլորշին (բարձր տաքացվող) սառեցնում է հեղուկ ազոտով, ձևավորվում է դրա մանուշակագույն ձևափոխումը, որը կայուն է մինուս 80 °C-ից ցածր ջերմաստիճանում:
Ծծումբը գործնականում չի լուծվում ջրային միջավայրում: Այնուամենայնիվ, այն բնութագրվում է օրգանական լուծիչներում լավ լուծելիությամբ: Էլեկտրաէներգիայի և ջերմության վատ հաղորդիչ։
Ծծմբի եռման կետը 444,6 °C է։Եռման գործընթացն ուղեկցվում է նարնջագույն-դեղին գոլորշիների արտազատմամբ, որոնք հիմնականում բաղկացած են S8 մոլեկուլներից, որոնք հետագա տաքացման ժամանակ տարանջատվում են, ինչի արդյունքում ձևավորվում են S հավասարակշռության ձևեր: 6, S4 և S2: Ավելին, երբ տաքացվում են, մեծ մոլեկուլները քայքայվում են, և 900 աստիճանից բարձր ջերմաստիճանի դեպքում զույգերը գործնականում բաղկացած են միայն S2 մոլեկուլներից, տարանջատվելով ատոմների 1500°С-ում:2:
Որո՞նք են ծծմբի քիմիական հատկությունները:
Ծծումբը բնորոշ ոչ մետաղ է: քիմիապես ակտիվ. Ծծմբի օքսիդացնող- նվազեցնող հատկությունները դրսևորվում են տարատեսակ տարրերի նկատմամբ: Երբ տաքացվում է, այն հեշտությամբ համակցվում է գրեթե բոլոր տարրերի հետ, ինչը բացատրում է դրա պարտադիր առկայությունը մետաղական հանքաքարերում։ Բացառություն են կազմում Pt, Au, I2, N2 և իներտ գազերը: Օքսիդացումը ցույց է տալիս, որ միացություններում ծծումբը դրսևորվում է -2, +4, +6:
Ծծմբի և թթվածնի հատկությունների պատճառով այն այրվում է օդում: Այս փոխազդեցության արդյունքը ծծմբային (SO2) և ծծմբային (SO3) անհիդրիդների առաջացումն է, որոնք օգտագործվում են ծծմբի և ծծմբի արտադրության համար: թթուներ.
Սենյակային ջերմաստիճանում ծծմբի վերականգնող հատկությունը դրսևորվում է միայն ֆտորի նկատմամբ, որի ռեակցիայի հետ առաջանում է ծծմբի հեքսաֆտորիդ:
S + 3F2=SF6.
Տաքացնելիս (հալոցի տեսքով) փոխազդում է քլորի, ֆոսֆորի, սիլիցիումի, ածխածնի հետ։ Ջրածնի հետ ռեակցիաների արդյունքում, բացի ջրածնի սուլֆիդից, առաջանում է սուլֆաններ՝ համակցված ընդհանուրբանաձև H2SX.
Ծծմբի օքսիդացնող հատկությունները նկատվում են մետաղների հետ փոխազդեցության ժամանակ։ Որոշ դեպքերում նկատվում են բավականին բուռն ռեակցիաներ։ Մետաղների հետ փոխազդեցության արդյունքում առաջանում են սուլֆիդներ (ծծմբային միացություններ) և պոլիսուլֆիդներ (պոլիծծմբային մետաղներ):
Երկար ժամանակ տաքացնելիս այն փոխազդում է խտացված օքսիդացնող թթուների հետ՝ միաժամանակ օքսիդանալով։
Հաջորդը, հաշվի առեք ծծմբի միացությունների հիմնական հատկությունները:
Ծծմբի երկօքսիդ
Ծծմբի օքսիդը (IV), որը նաև կոչվում է ծծմբի երկօքսիդ և ծծմբի անհիդրիդ, գազ է (անգույն), սուր, շնչահեղձ հոտով: Այն հակված է հեղուկացման ճնշման տակ սենյակային ջերմաստիճանում: SO2 թթվային օքսիդ է: Այն բնութագրվում է ջրում լավ լուծելիությամբ։ Այս դեպքում առաջանում է թույլ, անկայուն ծծմբաթթու, որը գոյություն ունի միայն ջրային լուծույթում։ Ծծմբի երկօքսիդի ալկալիների հետ փոխազդեցության արդյունքում առաջանում են սուլֆիտներ։
Այն ունի բավականին բարձր քիմիական ակտիվություն։ Առավել ցայտուն են ծծմբի օքսիդի (IV) վերականգնող քիմիական հատկությունները։ Նման ռեակցիաները ուղեկցվում են ծծմբի օքսիդացման վիճակի բարձրացմամբ։
Ծծմբի օքսիդի օքսիդացնող քիմիական հատկությունները դրսևորվում են ուժեղ վերականգնող նյութերի առկայության դեպքում (օրինակ՝ ածխածնի մոնօքսիդ):
Ծծմբի եռօքսիդ
Ծծմբի եռօքսիդ (ծծմբի անհիդրիդ) - ծծմբի ամենաբարձր օքսիդը (VI): Նորմալ պայմաններում այն անգույն, ցնդող հեղուկ է՝ խեղդող հոտով։ Ունի ջերմաստիճանում սառչելու հատկություն16,9 աստիճանից ցածր: Այս դեպքում առաջանում է պինդ ծծմբի եռօքսիդի տարբեր բյուրեղային մոդիֆիկացիաների խառնուրդ։ Ծծմբի օքսիդի բարձր հիգրոսկոպիկ հատկությունների պատճառով այն «ծխում» է խոնավ օդում։ Արդյունքում առաջանում են ծծմբաթթվի կաթիլներ։
Ջրածնի սուլֆիդ
Ջրածնի սուլֆիդը ջրածնի և ծծմբի երկուական քիմիական միացություն է: H2S-ը թունավոր անգույն գազ է, որը բնութագրվում է քաղցր համով և փտած ձվի հոտով: Հալվում է մինուս 86 °С, եռում մինուս 60 °С։ Ջերմային անկայուն: 400 °C-ից բարձր ջերմաստիճանում ջրածնի սուլֆիդը քայքայվում է S և H2: Հատկանշվում է էթանոլում լավ լուծելիությամբ: Այն վատ է լուծվում ջրում։ Ջրում լուծարվելու արդյունքում առաջանում է թույլ ծծմբաթթու։ Ջրածնի սուլֆիդը ուժեղ վերականգնող նյութ է։
Դյուրավառ. Երբ այն այրվում է օդում, նկատվում է կապույտ բոց: Բարձր կոնցենտրացիաներում այն կարող է փոխազդել բազմաթիվ մետաղների հետ։
Ծծմբաթթու
Ծծմբաթթուն (H2SO4) կարող է լինել տարբեր կոնցենտրացիայի և մաքրության: Անջուր վիճակում անգույն, անհոտ, յուղոտ հեղուկ է։
Ջերմաստիճանը, որի դեպքում նյութը հալվում է, 10 °C է: Եռման կետը 296 °C է։ Լավ է լուծվում ջրի մեջ։ Երբ ծծմբաթթուն լուծվում է, առաջանում են հիդրատներ, և մեծ քանակությամբ ջերմություն է արտանետվում։ Բոլոր ջրային լուծույթների եռման կետը ժամըճնշում 760 մմ Hg: Արվեստ. գերազանցում է 100 °C-ը: Եռման կետի աճը տեղի է ունենում թթվի կոնցենտրացիայի ավելացման հետ:
Նյութի թթվային հատկությունները դրսևորվում են հիմնական օքսիդների և հիմքերի հետ փոխազդեցության ժամանակ։ H2SO4-ը երկհիմնական թթու է, որի շնորհիվ այն կարող է առաջացնել և՛ սուլֆատներ (միջին աղեր), և՛ հիդրոսուլֆատներ (թթվային աղեր), որոնց մեծ մասը որոնք լուծելի են ջրում։
Ծծմբաթթվի հատկությունները առավել հստակ դրսևորվում են ռեդոքսային ռեակցիաներում: Դա պայմանավորված է նրանով, որ H2SO4 -ի բաղադրության մեջ ամենաբարձր օքսիդացման աստիճանն ունի ծծումբը (+6): Ծծմբաթթվի օքսիդացնող հատկությունների դրսևորման օրինակ է պղնձի հետ ռեակցիան՝
Cu + 2H2SO4 =CuSO4 + 2H 2O + SO2.
Ծծումբ. օգտակար հատկություններ
Ծծումբը կենդանի օրգանիզմների համար անհրաժեշտ միկրոտարր է: Այն ամինաթթուների (մեթիոնին և ցիստեին), ֆերմենտների և վիտամինների անբաժանելի մասն է։ Այս տարրը մասնակցում է սպիտակուցի երրորդական կառուցվածքի ձևավորմանը։ Սպիտակուցներում պարունակվող քիմիապես կապված ծծմբի քանակը կազմում է 0,8-ից մինչև 2,4% ըստ քաշի: Մարդու մարմնում տարրի պարունակությունը կազմում է մոտ 2 գրամ 1 կգ քաշի համար (այսինքն՝ մոտավորապես 0,2%-ը ծծումբ է):
Միկրոտարրի օգտակար հատկությունները դժվար թե գերագնահատվեն։ Պաշտպանելով արյան պրոտոպլազմը՝ ծծումբը օրգանիզմի ակտիվ օգնականն է վնասակար բակտերիաների դեմ պայքարում։ Արյան մակարդումը կախված է դրա քանակից, այսինքն՝ տարրն օգնում էպահպանել բավարար մակարդակ. Ծծումբը նաև կարևոր դեր է խաղում մարմնի կողմից արտադրվող լեղու կոնցենտրացիայի նորմալ արժեքների պահպանման գործում:
Հաճախ կոչվում է «գեղեցկության հանքանյութ», քանի որ այն անհրաժեշտ է առողջ մաշկի, եղունգների և մազերի պահպանման համար: Ծծումբն օրգանիզմը պաշտպանելու հատկություն ունի շրջակա միջավայրի տարբեր տեսակի բացասական ազդեցություններից: Սա օգնում է դանդաղեցնել ծերացման գործընթացը: Ծծումբը մաքրում է օրգանիզմը տոքսիններից և պաշտպանում ճառագայթումից, ինչը հատկապես կարևոր է ներկա պահին՝ հաշվի առնելով ներկայիս բնապահպանական իրավիճակը։
Միկրոէլեմենտների անբավարար քանակությունը մարմնում կարող է հանգեցնել տոքսինների վատ արտազատման, իմունիտետի և կենսունակության նվազմանը։
Ծծումբը բակտերիաների ֆոտոսինթեզի մասնակից է: Այն բակտերիոքլորոֆիլի բաղադրիչ է, իսկ ջրածնի սուլֆիդը ջրածնի աղբյուր է։
Ծծումբ. հատկություններ և արդյունաբերական կիրառություններ
Ամենալայն օգտագործվող ծծումբը ծծմբաթթու արտադրումն է: Նաև այս նյութի հատկությունները հնարավորություն են տալիս այն օգտագործել կաուչուկի վուլկանացման համար, որպես ֆունգիցիդ գյուղատնտեսության մեջ և նույնիսկ որպես դեղամիջոց (կոլոիդ ծծումբ): Բացի այդ, ծծումբն օգտագործվում է լուցկիների և պիրոտեխնիկական կոմպոզիցիաների արտադրության համար, այն մտնում է ծծմբային ասֆալտի արտադրության ծծմբաբիտումային կոմպոզիցիաների մեջ։
