Sumpor
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Opšti podaci | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ime, simbol,atomski broj | Sumpor, S, 16 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pripadnost skupu | nemetala | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupa, perioda | XVI,3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| gustina,tvrdoća | 1960kg/m3,2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Boja | svetložuta | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Osobine atoma | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| atomska masa | 32,065u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| atomski radijus | 100 (88)pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| kovalentni radijus | 102 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| van der Valsov radijus | 180 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| elektronska konfiguracija | [Ne]3s23p4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| e-naenergetskim nivoima | 2, 8, 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| oksidacioni brojevi | ±2, 4,6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Osobine oksida | jako kiseli | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| kristalna struktura | promenljiva: romboidna, jednoskośna, ili plastična | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fizičke osobine | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| agregatno stanje | čvrsto | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| temperatura topljenja | 388,36K (115,21°C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| temperatura ključanja | 717,87 K (444,72 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| molska zapremina | 15,53×10-3m3/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| toplota isparavanja | bez podataka | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| toplota topljenja | 1,7175kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| pritisak zasićene pare | 2,65×10-20Pa (388 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| brzina zvuka | bez podataka | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ostale osobine | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativnost | 2,58 (Pauling) 2,44 (Alred) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| specifična toplota | 710J/(kg*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| specifična provodljivost | 5,0×10-16S/m | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| toplotna provodljivost | 0,269W/(m*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ienergija jonizacije | 999,6 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| IIenergija jonizacije | 2252 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| IIIenergija jonizacije | 3357 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| IVenergija jonizacije | 4556 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Venergija jonizacije | 7004,3 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| VIenergija jonizacije | 8495,8 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Najstabilniji izotopi | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Tamo gde drugačije nije naznačeno, |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Objašnjenja skraćenica:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sumpor(S,latinskisulphur) jenemetalVIAgrupe. Stabilniizotopisumpora su:32S,33S,34S i36S.
Sumpor je neophodan za život čoveka. Ulazi u sastav dveaminokiselinekao i u mnoga bitna biološka jedinjenja, kao što su na primervitamini. Važnija jedinjenja sumpora susumporna kiselina,sumporasta kiselina,njihove soli, sumpor(IV)oksid i sumpor(VI)oksid. Poznati su ioksidisumpora: S2O(I), SO(II) i SO4(VI).
Sumpor se javlja i u čistom obliku i u oblikumineralasulfida i sulfita. Sem iz sumpornih ruda sumpor se u velikoj količini dobija i prečišćavanjem kamenogugljai prečišćavanjem industrijskog pepela.
Sumpor i njegova jedinjenja su bitne sirovine za dobijanjesumporne kiselineosnovnog produkta hemijske industrije. Veći deo sumpora koji se dobije koristi se za proizvodnju sumporne kiseline. Velike količine sumpora se koriste i u vulkanizaciji u procesima u kojima sekaučukpretvara ugumu.Prirodni kaučuk kroz tetiranje sumporom gubi svoju lepljivost i postaje elastičniji. Ovaj proces se odigrava pri temperaturi između 100 – 150°C.Zavisno od procenta sumpora dobija se meka ili potpuno tvrda guma.
Zbog relativno male zapaljivosti sumpor se koristi za izradu veštačkih plamenova. Umedicinise sumpor koristi za lečenje kožnih bolesti. Koristi se i kao sredstvo za uništavanjekorova.Koristi se i za proizvodnjulekova,šibica,pesticidaipapira.Male količine sumpora se koriste i za proizvodnju specijalne vrstebetona.Taj beton za razliku od običnih ne podleže dejstvu kiselina, tako da se koristi u nekim fabrikama u kojima postoji opasnost od izlivanja kiselina.
U čistom obliku javlja se u velikim količinama uPoljskojoko Tarnobrega (Tarnobrzega) naSicilijiuLuizijaniiTeksasu(SAD), uJapanu,uTurkmenistanuiUzebekistanu.Sem toga sumpor je sastojak brojnih jedinjenja od kojih su najpoznatija:
- FeS
- FeS2- pirit
- ZnS
- CuFeS2
- CaSO4* 2H2O - gips
- SrSO2
- BaSO4
- Na2SO4* MgSO4* 4H2O
- K2SO4* 2MgSO4
- K2SO4* MgSO4* 2CaSO4
Sumpor se dobija iz dva izvora: Većina sumpora se dobija iz podzemnih zaliha. Određena količina sumpora se nalazi unaftii uzemnom gasu(neprerađena nafta i zemni gas koji se dobijaju u određenim rejonima sadrže velike količine sumpora. Pri njihovom spaljivanju nastajesumpordioksidkoji izaziva zagađenjevazduhaikisele kiše.Zbog toga pre nego što ova goriva puste u prometrafinerijesu dužne da uklone sumpor iz njega). Sumpor koji se nalazi u čistom obliku ispod zemlje se otapa zagrejanomvodenomparom i vadi nazemljinupovršinu pomoću vazduha pod pritiskom. Bitan izvor sumpora su takođe i njegova jedinjenja koja se nalaze u industrijskim gasovima. Sumpor se u industriji dobija i redukcijom sumpordioksida pomoćuugljenmonoksida.
Količina sumpora u kamenom uglju dolazi do nekoliko procenata i on takođe predstavlja izvor ovog elementa. Male količine sumpora se nalaze u životinjskimbelančevinama.
Sumpor je mineral svijetložute boje, što i smanjuje refleksione osobine. Na Mosovoj skali zauzima tvrdoću 1.5-2. Na običnoj temperaturi sumpor je slabo aktivan. Tačka paljenja sumpora je na temperaturi od 250 °C. Sumpor se veoma lako jedini samo safluorom, a sa hlorom već dosta teže. Sa druhim elementima kao na primer vodonikom tek pri povišenoj temperaturi. Reaguje i sa metalima ali tek na povišenoj temperaturi, i te reakcije su egzotermne tako da se otpočeta reakcije sinteze sama nastavlja dalje neretko sa žarenjem mešavine.
Alotropijai fizičke osobine sumpora
[uredi|uredi kod]Sumpor je element koji se javlja u nekoliko altotropskih modifikacija. Njegove dve osnovne modifikacije su romboidna i monolitna. Sem nje je poznata i jedna nepostojana - perlasta. Kao dalje modifikacije mogu se javiti submikrokristalna (to jest bezoblična), kao i purpuran sumpor koja nastajekondenzacijomsumpornih para pri temperaturi tečnogvazduha.Romboidan sumpor je postojan do temperature od 95,5 C° a na toj temperaturi se usled pritiska vlastite pare pretvara u monolitan sumpor. Pri temperaturi od 119 °C monolitan sumpor prelazi u tečno stanje. Pri pritisku od preko 1200 atmosfera postoji samo jedna modifikacija sumpora - romboidna.
Ukoliko romboidan sumpor zagrevamo veoma przo prelazeći temperaturu od 95,5°C,sumpor se može sačuvati u stanju nepostojane ravnoteže i on neće preći u monolitnu modifikaciju. Na analogan način može se sačuvati tečan sumpor na temperaturi ispod 119 °C.
Sumpor se rastvara u nekim rastvaračima kao što su CS2.Posebno je ponašanje sumpora u tečnom stanju. Prekotemperature topljenjasumpor gradi svetložutu tečnost. Sa porastom temperature tečnost postaje svegušćai menja boju u tamno braun. Pri temperaturi od 187 °C sumpor dobija maksimalnu lepljivost koja je oko 10000 puta veća od prvobitne. Na toj temperaturi sumpor ima toliku gustinu da se nemože prosuti iz posude okrenute dnom nagore. Pri daljem zagrevanju sumpor postaje opet lakopaljiv i dostižetemperaturu ključanjana temperaturi od 444,6°C.Tečan sumpor koji se naglo ohladi (na primer sipanjem u hladnuvodu) postaje elastičan (plstična) slično kaučuku. Mehaničkim razvlačenjem plastičnog sumpora nastaje vlaknasta struktura.
Daljim povećanjem temperature nastaje kao i obično smanjenje lepljivosti. Obe modifikacije sumpora se razlikuju u rastvorljivosti u CS2.Razvlačen plastičan sumpor sadrži spiralno ukrštene elemente građe složene u vlakna. Plastičan sumpor može se vulkanizirati kao i kaučuk. Pare sumpora na temperaturi blizu ključanja se sastoje iz S8i delimično S6molekula.Povišavanjem temperature čestice se smanjuju. Na temperaturi od 800°Cpare sumpora se sastoje samo iz dvoatomnihmolekula.Disocijacija dvoatomskihčestica na pojedinačne atome zahteva značajnu potrošnju energije. Stepen disocijacije dvoatomskih čestica iznosi 3,7% na temperaturi od 1727 °C a 72,6% na temperaturi od 2727 °C.
Ako se pare sumpora naglo ohlade, one se kondenzuju u obliku sitnog, žutog praha, sumpornog cveta. On se znatnim delom sastoji od bezobličnog sumpora. Bezobličan sumpor pri povišenju temperature prelazi u kristalan. To je jednosmerna promena. Bezobličan sumpor se takođe javlja pri izdvajanju iz rastvora u toku hemijske reakcije.
Na2S2O3 + H2SO4---» Na2SO4+ SO2+ S + H2O
Pri tome nastaje rastvor sumpora u vodi. U tom rastvoru su čestice sumpora veoma male. Rastvori te vrste imaju specifične osobine i označavaju se kao koloidalni rastvori.
Sumpor je mineral tvroće leda. Na Mosovoj skali zauzima mjesto 1.5. Ima svijetložutu boju, što i smanjuje refleksione osobine. Na običnoj temperaturi sumpor je slabo aktivan. Tačka paljenja sumpora je na temperaturi od 250°C.Sumpor se veoma lako jedini samo safluorom,a sahloromveć dosta teže. Sa druhim elementima kao na primervodonikomtek pri povišenoj temperaturi. Reaguje i sametalimaali tek na povišenoj temperaturi, i te reakcije su egzotermne tako da se otpočeta reakcije sinteze sama nastavlja dalje neretko sa žarenjem mešavine.
Sumpor izaziva nadražajesluzokoženosnihkanala iočiju.On ne izaziva jaka trovanja. Većina njegovih jedinjenja je otrovna.
Sumpordioksidnastaje spaljivanjem sumpora navazduhu.On je bezbojan gas, zagušljivog mirisa. Teži je od vazduha. Rastvara se u vodi. Rastvor koji nastaje je kiseo jer gas reaguje sa vodom gradećisumporastu kiselinu(H2SO3). To dokazuje da je sumpordioksid kiselioksid.Sumporasta kiselina je nestabilna i lako se ponovo razlaže na sumpordioksid i na vodu.
Sumpordioksid u obliku rastvora ili u vlažnom okruženju deluje kao izbeljivač. Sumpor dioksid izbeljuje razne stvari redukujući sastojke koji se u njima nalaze.
Sumpordioksid se ispušta kao sporedni produkat iz automobila i iz dimnjaka fabrika zagađujući životnu sredinu. Napada sistem za disanje ljudi i životinja. Rastvarajući se u vazduhu uzrokujekisele kišekoje uništavajubiljke,metalne konstrukcije i građevine.
Određene količine se koriste za izbeljivanjevunei drvene mase pri produkcijipapira.Određene količine se koriste i za produkciju bezalkoholnih pića,džemovai za sušenjevoća,jer zaustavlja razvojbakterijaigljivica. Većina sumpordioksida se koristi za produkciju sumporaste kiseline.
