A kén fizikai és kémiai tulajdonságai

A kén egy meglehetősen széles körben elterjedt kémiai elem a természetben (tizenhatodik a földkéreg tartalma és a hatodik a természetes vizekben). Mind a natív kén (az elem szabad állapota), mind a vegyületek.

Kén a természetben

A kén legfontosabb természetes ásványi anyagai közé tartoznak a vas-pirite, sphalerite, galena, cinnabar, antimonit. Az óceánokban főleg kalcium, magnézium és nátrium- szulfát formájában található, amelyek meghatározzák a természetes vizek merevségét.

Hogyan keletkeznek kén?

A kénsav kitermelését különböző módszerekkel végezzük. A kén előállításának legfontosabb módja az, hogy közvetlenül a talajban érezze azt.

A bányászat nyílt módszere magában foglalja az exkavátorok használatát, a kéntartalmú kőzetrétegek eltávolítását. Az ércrétegek összetörése után robbanásokat küldünk az olvasztóknak.

Az iparban a ként termesztik, mint melléktermékeket olvasztókemencékben, olajfinomításban. Nagy mennyiségben jelen van a földgázban (kénes anhidrid vagy hidrogén-szulfid formában), amelynek kitermelése során az alkalmazott berendezés falán helyezkedik el. A finom diszpergált ként, amelyet a gáz elkapott, a vegyiparban használják fel nyersanyagként különféle termékek előállításához.

Ez az anyag természetes kén-dioxidból nyerhető. Ehhez a Claus módszert alkalmazzák. Magában foglalja a "kén-gödrök" alkalmazását, ahol a kén gáztalanítja. Az eredmény egy módosított kén, amelyet széles körben használnak az aszfalt gyártása során.

Alapvető allotróp kén módosítások

A kén az allotrópiában rejlik. Számos allotropikus módosítás ismert. A legismertebbek a rhombikus (kristályos), monoklinikus (acikuláris) és a műanyag kén. Az első két módosítás stabil, a megszilárdulás harmadik pedig rombusz.

A kénre jellemző fizikai tulajdonságok

Az orthorhombikus (α-S) és a monoklinikus (β-S) molekulák 8 kénatomot tartalmaznak, amelyek zárt ciklusban egyetlen kovalens kötéssel kapcsolódnak.

Normális körülmények között a kén rombusz módosulatot mutat. Sárga szilárd kristályos anyag 2,07 g / cm3 sűrűségű. 113 ° C-on olvad. A monoklin kén sűrűsége 1,96 g / cm3, olvadáspontja 119,3 ° C.

Az olvadás során a kén mennyisége nő, és sárga folyadékká válik, amely 160 ° C hőmérsékleten megszakad és viszonylag sötétbarna tömegűvé válik, amikor eléri a 190 ° C-ot. Ezen értéket meghaladó hőmérsékleten a kén viszkozitása csökken. Körülbelül 300 ° C-on ismét folyékony folyékony állapotba fordul. Ez azért van így, mert a fűtési folyamat során a ként polimerizálják, növelve ezzel a lánc hosszát növekvő hőmérsékleten. És ha a hőmérséklet meghaladja a 190 ° C-ot, a polimer egységek megsemmisülnek.

Amikor a kénolvadékot természetesen lehűtik, nagyméretű, úgynevezett szürke-rombos kristályokat alakítanak ki hengeres tégelyekben, amelyek torz alakúak, részben "vágott" felületekkel vagy sarkokkal rendelkező oktaéder formájában.

Ha az olvadt anyagot leállítják (például hideg vízzel), akkor műanyag ként nyerhetünk, amely rugalmas, gumival, barnás vagy sötétvörös színű, sűrűsége 2,046 g / cm3. Ez a módosítás, ellentétben a rombusz és a monoklinikával, instabil. Fokozatosan (néhány óra múlva) sárgára változik, törékennyé válik és rombuszsá válik.

Amikor a kéngőz (erősen fűtött) folyékony nitrogénnel fagyasztva, lila módosulása alakul ki, amely 80 ° C alatti hőmérsékleten stabil.

A vizes környezetben a kén gyakorlatilag oldhatatlan. Ugyanakkor a szerves oldószerekben való jó oldhatóság jellemzi. Szegény vezetés villamos energia és a hő.

A kén forráspontja 444,6 ° C. A forrási folyamatot túlnyomórészt S8 molekulákból álló narancssárga gőzök felszabadulása kísérte, amelyek az ezt követő fűtést követően disszociálódnak, ami S ₆ , S ₄ és S ₂ egyensúlyi formákat eredményez. Továbbá, nagy molekulák bomlása és 900 ° C feletti hőmérséklet esetén a párok lényegében csak olyan S2 molekulákból állnak _, amelyek atomokká disszociálnak 1500 ° C-on.

Milyen kémiai tulajdonságai vannak a kénnek?

A kén egy tipikus nemfém. Kémiailag aktív. A kén oxidációs - redukciós tulajdonságai az elemek készletéhez kapcsolódnak. Fűtött, könnyen összekapcsolható gyakorlatilag minden elemével, ami magyarázza annak kötelező jelenlétét fémes ércekben. A kivételek Pt, Au, I2, N2 és inert gázok. Az oxidáció mértéke, amely ként mutatja a vegyületeket, -2, +4, +6.

A kén és az oxigén tulajdonságai égetést okoznak a levegőben. Ennek az interakciónak az eredménye a kén-dioxid (SO ₂ ) és a kén- és kénsavak előállításához felhasznált kénsav (SO ₃ ) -anhidrid.

Szobahőmérsékleten a kén redukáló tulajdonságai csak a fluorra vonatkoznak, a kén-hexafluorid képződése során :

• S + 3F ₂ = SF ₆ .

Fűtött (olvadék formájában) kölcsönhatásba lép a klórral, a foszforral, a szilíciummal és a szénnel. A hidrogénnel való reakció eredményeként a hidrogén-szulfiddal együtt szulfátokat képez a H ₂ S _X általános képletű vegyülettel.

A fémek kölcsönhatásakor a kén oxidáló tulajdonságait figyeljük meg. Bizonyos esetekben meglehetősen erőszakos reakciók figyelhetők meg. A fémekkel való kölcsönhatás eredményeképpen szulfidok (kénvegyületek) és poliszulfidok (több kénfémek) képződnek.

Hosszabb ideig tartó melegítés esetén, savas oxidálószerekkel reagál, oxidálva.

Ezután megvizsgáljuk a kénvegyületek fő tulajdonságait .

Kén-dioxid

A kén (IV) -oxid, amelyet kén-dioxidnak és kénes anhidridnek is neveznek, gáz (színtelen), éles, habzó szaggal. A szobahőmérsékleten nyomás alatt cseppfolyósított. SO ₂ savas oxid. Jól oldódik vízben. Ez gyenge, instabil kénsavat eredményez, amely csak vizes oldatban létezik. A kénes anhidrid és a lúgok kölcsönhatása következtében szulfitok képződnek.

Nagyon magas kémiai aktivitással rendelkezik. A legjelentősebbek a kén (IV) -oxid redukáló kémiai tulajdonságai. Az ilyen reakciókat a kén oxidáció fokának növekedésével kíséri.

A kén-oxid oxidatív kémiai tulajdonságai erős redukálószerek (például szén-monoxid) jelenlétében nyilvánulnak meg.

Kén-trioxid

A kén-trioxid (kén-anhidrid) a legmagasabb kén- oxid (VI). Normál körülmények között színtelen, illékony folyadék, melyet egy fulladozó szag jellemez. 16,9 fok alatti hőmérsékleten fagyasztva van. A szilárd kén-trioxid különböző kristályos módosításainak keveréke képződik. A kén-oxid magas higroszkópos tulajdonságai "füstölnek" a nedves levegőben. Ennek eredményeképpen keletkeznek kénsavas cseppek.

Hidrogén-szulfid

A hidrogén-szulfid kettős kémiai vegyület hidrogén és kén. A H ₂ S mérgező színtelen gáz, amelynek jellegzetes jellemzői a rothadt tojások édeskés ízét és szaga. Mínusz 86 ° C-on olvad, mínusz 60 ° C-on forr. Termikusan instabil. 400 ° C fölötti hőmérsékleti értéknél a hidrogén-szulfid bomlik S és H2-re _. Jellemzője az etanolban jól oldódó. Vízben rosszul oldódik. A víz feloldódása következtében gyenge hidrogén-szulfid keletkezik. A hidrogén-szulfid erős redukálószer.

Tűzveszélyes. Amikor ég a levegőben, kék lángot lát. Nagy koncentrációban számos fémmel reagálhat.

Kénsav

A kénsav (H2S04) különböző koncentrációban és tisztaságban lehet. Vízmentes állapotban egy színtelen, olajos folyadék, amely nem szaglik.

Az olvadási hőmérséklet 10 ° C. A forráspont 296 ° C. Vízben jól oldódik. A kénsav-hidrátok feloldódása során nagy mennyiségű hőt szabadítanak fel. Az összes vizes oldat forráspontja 760 Hgmm nyomáson. Art. Meghaladja a 100 ° C-ot. A forrási pont a savas koncentráció növekedésével növekszik.

Az anyag savas tulajdonságai az alapvető oxidokkal és bázisokkal való kölcsönhatás során nyilvánulnak meg. A H 2SO ₄ egy kétbázisú sav, amelynek eredményeképpen mindkét szulfátot (köztiterméket) és hidrogén-szulfátokat (savas sókat) képezhetnek, amelyek többsége vízben oldódik.

A kénsav legkifejezettebb tulajdonságai oxidációs redukciós reakciókban jelennek meg. Ezt azzal magyarázták, hogy a H ₂ SO ₄ összetételében a kén magasabb oxidációs fokkal (+6) rendelkezik. A kénsav oxidáló tulajdonságainak megnyilvánulásaként a rézzel történő reakciót említhetjük:

• Cu + 2H 2SO ₄ = CuS04 + 2H20 + SO2.

Kén: hasznos tulajdonságok

A kén az élő szervezetek számára szükséges mikroelem. Az aminosavak (metionin és cisztein), enzimek és vitaminok szerves része. Ez az elem részt vesz a fehérje tercier struktúrájának kialakulásában. A kémiailag kötött kén mennyisége fehérjékben 0,8-2,4 tömeg%. Az emberi testben lévő elem tartalma körülbelül 2 gramm 1 kg tömegre vonatkoztatva (vagyis körülbelül 0,2% kén).

A mikroelem hasznos tulajdonságait nem lehet túlbecsülni. A vér protoplazma védelmében a kén a szervezet aktív asszisztense a káros baktériumok elleni küzdelemben. A vér koagulálhatóságának mértéke függ a mennyiségétől, vagyis az elem segít fenntartani a megfelelő szintet. A kén szintén fontos szerepet játszik a test által termelt epe normális koncentrációjának fenntartásában.

Gyakran nevezik "szépség ásványnak", mert egyszerűen meg kell őrizni a bőr, a körmök és a haj egészségét. A Chere sajátossága, hogy megóvja a testet a különböző negatív környezeti hatásoktól. Ez lassítja az öregedési folyamatot. A kén tisztítja a toxinok testét és megvédi a sugárzás ellen, ami most különösen fontos a jelenlegi környezeti helyzet miatt.

A testben lévő elegendő mennyiségű nyomelem nem okozhat rosszul a salakkiválasztást, csökkenti az immunitást és a vitalitást.

A kén részt vesz a baktériumok fotoszintézisében. A baktérium-klorofill összetevője, és a hidrogén-szulfid hidrogénforrás.

Kén: tulajdonságok és alkalmazások az iparban

A legszélesebb körben használt ként használják kénsav előállítására. Továbbá az anyag tulajdonságai lehetővé teszik, hogy a gumi vulkanizálásához, fungicidként használják a mezőgazdaságban és még egy gyógyszer esetében is (kolloid kén). Ezenkívül a ként használják gyufák és pirotechnikai készítmények előállításához, ez része a kén-bitumen kompozícióknak kén-aszfalt előállításához.