Sumpor

Sa Wikipedije, slobodne enciklopedije

Sumpor (S, latinski sulphur) je nemetal VIA grupe. Stabilni izotopi sumpora su: ³²S, ³³S, ³⁴S i ³⁶S.

Sumpor je neophodan za život čovjeka. Ulazi u sastav dvije aminokiseline kao i u mnoga bitna biološka jedinjenja, kao što su na primjer vitamini. Važnija jedinjenja sumpora su sumporna kiselina, sumporasta kiselina, njihove soli, sumpor(IV)oksid i sumpor(VI)oksid. Poznati su i oksidi sumpora: S₂O(I) , SO(II) i SO₄(VI).

Sumpor se javlja i u čistom bliku i u obliku minerala sulfida i sulfita. Sem iz sumpornih ruda sumpor se u velikoj količini dobija i prečišćavanjem kamenog uglja i prečišćavanjem industrijskog pepela.

Sadržaj 1 Primjena sumpora 2 Zastupljenost 3 Dobijanje 4 Fizičko-hemijske osobine sumpora i njihovih jedinjenja 4.1 Altropija i fizičke osobine sumpora 4.2 Koloidalan sumpor 4.3 Hemijske osobine sumpora 5 Toksičnost sumpora 6 Sumpordioksid 7 Primjena sumpordioksida

[izmijeni] Primjena sumpora

Sumpor i njegova jedinjenja su bitne sirovine za dobijanje sumporne kiseline osnovnog produkta hemijske industrije. Veći dio sumpora koji se dobije koristi se za proizvodnji sumporne kiseline. Velike količine sumpora se koriste i u vulkanizaciji u procesima u kojima se kaučuk pretvara u gumu. Prirodni kaučuk kroz tretiranje sumporom gubi svoju ljepljivost 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 vještačkih plamenova. U medicini se sumpor koristi za liječenje kožnih bolesti. Koristi se i kao sredstvo za uništavanje korova. Koristi se i za proizvodnju lijekova, šibica, pesticida i papira. Male količine sumpora se koriste i za proizvodnju specijalne vrste betona. Taj beton za razliku od običnih ne podliježe dejstvu kiselina, tako da se koristi u nekim fabrikama u kojima postoji opasnost od izlivanja kiselina.

[izmijeni] Zastupljenost

U čistom obliku javlja se u velikim količinama u Poljskoj oko Tarnobrega (Tarnobrzega) na Siciliji u Luizijani i Teksasu (SAD), u Japanu, u Turkmenistanu i Uzebekistanu. 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

[izmijeni] Dobijanje

Sumpor se dobija iz dva izvora: Većina sumpora se dobija iz podzemnih zaliha. Određena količina sumpora se nalazi u nafti i u zemljanom gasu (neprerađena nafta i zemljani gas koji se dobijaju u određenim rejonima sadrže velike količine sumpora. Pri njihovom spaljivanju nastaje sumpordioksid koji izaziva zagađenje vazduha i kisele kiše. Zbog toga prije nego što ova goriva puste u promet rafinerije su dužne da uklone sumpor iz njega). Sumpor koji se nalazi u čistom obliku ispod zemlje se otapa zagrijanom vodenom parom i vadi na zemljinu površinu 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 pomoću ugljenmonoksida.

Količina sumpora u kamenom uglju dolazi do nekoliko procenata i on takođe predstavlja izvor ovog elementa. Male količine sumpora se nalaze u životinjskim belančevinama.

[izmijeni] Fizičko-hemijske osobine sumpora i njihovih jedinjenja

[izmijeni] Altropija i fizičke osobine sumpora

Sumpor je element koji se javlja u nekoliko altotropskih modifikacija. Njegove dvije 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 nastaje kondenzacijijom sumpornih para pri temperaturi tečnog vazduha. Romboidan sumpor je postojan do temperature od 95,5 C° a na toj temperaturi se uslijed 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 zagrijavamo veoma brzo 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. Preko temperature topljenja sumpor gradi svjetložutu tečnost. Sa porastom temperature tečnost postaje sve gušća i mijenja 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 okenute dnom na gore. Pri daljem zagrijavanju sumpor postaje opet lakopaljiv i dostiže temperaturu ključanja na temperaturi od 444,6°C. Tečan sumpor koji se naglo ohladi (na primjer sipanjem u hladnu vodu) postaje elastična (plastična) slično kaučuku. Mehaničkim razvlačenjem plastičnog sumpora nastaje vlaknasta struktura.

Daljim povećanjem temperature nastaje kao i obično smanjenje ljepljivosti. 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 S₈ i djelimično S₆ molekula. Povišavanjem temperature čestice se smanjuju. Na temperaturi od 800°C pare sumpora se sastoje samo iz dvoatomnih molekula. Disocijacija dvoatomskih čestica na pojedinačne atome zahtjeva značajnu potrošnju energije. Stepen disocijacije dvoatomskih čestica iznosi 3,7% na temperaturi od 1727°C a 72,6% na temperaturi od 2727°C.

[izmijeni] Koloidalan sumpor

Ako se pare sumpora naglo ohlade, one se kondenzuju u obliku sitnog, žutog praha, sumpornog cvijeta. On se znatnim dijelom sastoji od bezobličnog sumpora. Bezobličan sumpor pri povišenju temperature prelazi u kristalan. To je jednosmjerna promjena. Bezobličan sumpor se takođe javlja pri izdvajanju iz rastvora u toku hemijske reakcije.

Na₂S₂O_{3 + H}2SO₄ ---» 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.

[izmijeni] Hemijske osobine sumpora

Na običnoj temperaturi sumpor je slabo aktivan. Tačka paljenja sumpora je na temperaturi od 250°C. Sumpor se veoma lako jedini samo sa fluorom, a sa hlorom već dosta teže. Sa drugim elementima kao na primjer 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 nerijetko sa žarenjem mješavine.

[izmijeni] Toksičnost sumpora

Sumpor izaziva nadražaje sluzokože nosnih kanala i očiju. On ne izaziva jaka trovanja. Većina njegovih jedinjenja je otrovna.

[izmijeni] Sumpordioksid

Sumpordioksid nastaje spaljivanjem sumpora na vazduhu. On je bezbojan gas, zagušljivog mirisa. Teži je od vazduha. Rastvara se u vodi. Rastvor koji nastaje je kiseo jer gas reaguje sa vodom gradeći sumporastu kiselinu (H₂SO₃ ). To dokazuje da je sumpordioksid kiseli oksid. Sumporasta kiselina je nestabilna i lako se ponovo razlaže na sumpordioksid i na vodu.

Sumpordioksid u obliku rastvora ili u vlažnom okruženju djeluje kao izbjeljivač. Sumpor dioksid izbjeljuje 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 uzrokuje kisele kiše koje uništavaju biljke, metalne konstrukcije i građevine.

[izmijeni] Primjena sumpordioksida

Određene količine se koriste za izbeljivanje vune i drvene mase pri produkciji papira. Određene količine se koriste i za produkciju bezalkoholnih pića, džemova i za sušenje voća, jer zaustavlja razvoj bakterija i gljivica. Većina sumpordioksida se koristi za produkciju sumporaste kiseline.