Сера – формула в химии (9 класс). Плавление серы. Получение пластической серы

Типичный неметалл - сера - относится к группе халькогенов и находится в VI группе периодической таблицы Менделеева. Сера - один из жизненно важных элементов, входящих в состав живых организмов.

Строение

Сера - 16 элемент периодической таблицы, находящийся в VI группе, главной подгруппе и в третьем периоде. Формула серы - S. Относительная атомная масса - 32.

Ядро атома серы имеет положительный заряд +16. Вокруг ядра располагается 16 отрицательно заряженных электронов на трёх энергетических уровнях.

Электронное строение атома серы - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 . На внешнем энергетическом уровне находится шесть валентных электронов. До завершения р-орбитали не хватает двух электронов, поэтому степень окисления серы -2.

В соединениях проявляет себя как окислитель, отнимая электроны. Однако возможность переходить в возбуждённое состояние за счёт свободных d-орбиталей даёт элементу две дополнительные степени окисления - +4 и +6.

Рис. 1. Строение атома серы.

Известно четыре стабильных изотопа серы, находящиеся в природе. Это 32 S, 33 S, 34 S, 36 S. Кроме того, искусственно получено 20 радиоактивных изотопов серы.

Аллотропия

Сера - хрупкое кристаллическое вещество желтоватого цвета. При нагревании плавится, превращаясь в жидкость жёлтого цвета. При увеличении температуры до 200°С становится вязкой тёмно-коричневой массой, напоминающей смолу.

Основные физические свойства элемента:

• отсутствие растворимости в воде, в том числе в составе сложных веществ;
• плавучесть в воде (не смачивается);
• плохая проводимость тепла и электричества;
• хорошая растворимость в органических растворителях (феноле, бензоле, сероуглероде);
• диссоциация на атомы происходит при температуре 1500°С;
• температура кипения - 444,6°С.

Сера образует аллотропные модификации, которые отличаются физическими свойствами. Краткое описание модификаций приведено в таблице.

Рис. 2. Аллотропные модификации серы.

Свойства

В зависимости от реакции сера проявляет разную степень окисления:

• -2 - в реакциях с металлами и неметаллами (Al 2 S 3 , SiS 2 , Na 2 S);
• +4 - в реакциях с галогенами и кислородом (SCl 4 , SBr 4 , SF 4 , SO 2);
• +6 - в реакциях с элементами, имеющими большую электроотрицательность (H 2 SO 4 , SF 6 , SO 3).

Сера - активное вещество, образующее кислоты, соли, оксиды. Общие химические свойства элемента приведены в таблице.

Реакция	Описание	Уравнение
С металлами	В обычных условиях реагирует только с активными металлами. С остальными реакция протекает при нагревании. С золотом и платиной не реагирует. Образуются сульфиды	2Na + S → Na 2 S; Cu + S → CuS; Zn + S → ZnS
С неметаллами	С водородом реагирует при 150-200°С, с кислородом - при 280-360°С. С фосфором и углеродом реагирует в отсутствии воздуха при нагревании. Реакция с фтором протекает в присутствии катализатора	H 2 + S → H 2 S; S + O 2 → SO 2 ; 2S + 3O 2 → 2SO 3 ; 2P + 3S → P 2 S 3 ; 2S + C → CS 2 ; S + 3F 2 → SF 6
С кислотами	Проявляет свойства восстановителя	S + 2HNO 3 → 2NO + H 2 SO 4
Диспропорционирование	Реакция со щёлочью образует сульфиды и сульфиты	3S + 6KOH → K 2 S +4 O 3 + 2K 2 S -2 + 3H 2 O

В природе сера находится в составе минералов, горных пород, полезных ископаемых. Например, в составе гипса (CaSO 4 ⋅2H 2 O), пирита (FeS 2), глауберовой соли (Na 2 SO 4 ⋅10H 2 O). Серу как продукт метаболизма вырабатывают некоторые бактерии. Сера присутствует в составе белков.

Сера принадлежит к числу веществ, известных человечеству испокон ве-ков. Ещё древние греки и римляне нашли ей разнообразное практи-ческое применение. Куски само-родной серы использовались для со-вершения обряда изгнания злых духов. Так, по легенде, Одиссей, воз-вратившись в родной дом после дол-гих странствий, первым делом велел окурить его серой. Много упомина-ний об этом веществе встречается в Библии.

В Средние века сера занимала важ-ное место в арсенале алхимиков. Как они считали, все металлы состоят из ртути и серы: чем меньше серы, тем благороднее металл. Практический интерес к этому веществу в Европе возрос в XIII — XIV вв., после появле-ния пороха и огнестрельного оружия.

Добыча серы. Гравюра из книги Г. Агриколы «О горном деле и металлургии». Издание 1557 г. Руду, содержащую серу, нагревают в широких глиняных горшках А с длинными клювообразными носиками, опущенными в специальные отверстия в приёмнике B,закрытом крышкой C.Расплавленную серу черпают из приёмника ковшами и разливают в формы.

Ромбическая сера.

Из расплава кристаллизуется моноклинная модификация серы.

Пластическая сера эластична, как резина.

Главным поставщиком серы была Италия.

В наши дни сера используется как сырьё для производства серной кислоты, при вулканизации каучука, в органическом синтезе. Порошок серы применяют в медицине в каче-стве наружного дезинфицирующего средства.

Сера образует несколько алло-тропных модификаций. Устойчивая при комнатной температуре ромби-ческая серя представляет собой жёлтый порошок, нерастворимый в воде. При кристаллизации из хлороформа СНC l 3 или из сероуглерода CS 2 она выделяется в виде прозрачных кри-сталлов октаэдрической формы. Ром-бическая сера состоит из цикличе-ских молекул S 8 , имеющих форму короны. При 113 °С она плавится, превращаясь в жёлтую легкоподвиж-ную жидкость. При дальнейшем на-гревании расплав загустевает, так как в нём образуются длинные полимер-ные цепочки. А если нагреть серу до 445 °С, она закипает. Выливая кипя-щую серу тонкой струйкой в холод-ную воду, можно получить пласти-ческую серу — резиноподобную модификацию, состоящую из поли-

мерных цепочек. При медленном охлаждении расплава образуются тёмно-жёлтые игольчатые кристаллы моноклинной серы (t пл =119°С). Подобно ромбической сере, эта мо-дификация состоит из молекул S 8 . При комнатной температуре пласти-ческая и моноклинная сера неустой-чивы и самопроизвольно превраща-ются в порошок ромбической серы.

При нагревании сера реагирует со многими металлами (железом, алюми-нием, ртутью) и неметаллами (кисло-родом, галогенами, водородом). «При-рода серы огненная, горючая... [Сера] нацело сгорает, улетучиваясь в дым», — записано в одном алхимическом трак-тате. Действительно, при горении серы на воздухе или в кислороде об-разуется оксид серы(IV ), или серни-стый газ, SO 2 , содержащий примесь (около 3% по объёму) высшего оксида серы, или серного ангидрида, SO 3 ,. Сернистый газ SO 2 — бесцветный газ с удушливым резким запахом. При растворении его в воде (при 0 °С 1 объём воды растворяет более 70 объ-ёмов SO 2) образуется сернистая кисло-та H 2 SO 3 , которая известна только в растворах. Однако её соли — сульфи-ты (например, Na 2 SO 3) и гидросульфи-ты (NaHSO 3) — легко могут быть вы-делены в твёрдом виде.

В лабораторных условиях для по-лучения SO, действуют на твёрдый сульфит натрия концентрированной серной кислотой: Na 2 SO 3 +2H 2 SO 4 =2NaHSO 4 + SO 2 - + H 2 O.

Горение серы в кислороде.

Строение молекулы SO 2

Строение серы:

1— ромбической и моноклинной, S 8 ;

2— пластической, S n

*Вулканизация — про-цесс превращения каучука в резину путём образования сульфидных «мостиков» между отдельными молеку-лами полимера. Получа-ющийся сшитый» полимер обладает пространственной структурой и характеризу-ется повышенной механи-ческой прочностью.

В промышленности SO 2 получают при обжиге сульфидных руд, например пирита: 4FeS 2 +11 O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 , или при сжигании серы. Сер-нистый газ является полупродуктом в производстве серной кислоты. Его ис-пользуют также (вместе с гидросуль-фитами натрия NaHSO 3 и кальция Ca(HSO 3) 2) для выделения целлюлозы из древесины. Этим газом окуривают деревья и кустарники, чтобы уничто-жать вредителей сельского хозяйства.

Серный ангидрид SO 3 при комнат-ной температуре представляет собой бесцветную легко летучую жидкость (t кип =45 °С), которая со временем пе-реходит в асбестовидную модифика-цию, состоящую из блестящих шелко-вистых кристаллов. Волокна серного ангидрида устойчивы лишь в запаян-ном сосуде. Поглощая влагу воздуха, они превращаются в густую бесцвет-ную жидкость — олеум (от лат. oleum — «масло»). Хотя формально олеум можно рассматривать как раст-вор SO 3 в H 2 SO 4 , на самом деле он представляет собой смесь различных пиросерных кислот: H 2 S 2 O 7 , H 2 S 3 O 10 и т. д. С водой SO 3 взаимодействует очень энергично: при этом выделяется так много теплоты, что образующи-еся мельчайшие капельки серной кис-лоты создают туман. Работать с этим веществом нужно крайне осторожно.

Строение асбестовидной модификации серного ангидрида.

Асбестовидная модификация SO 3 .

Сернистый газ проявляет сильное отбеливающее действие: красная роза, опушенная в колбу с SO 2 , теряет свой цвет.

Серная кислота H 2 SO 4 — тяжёлая маслянистая бесцветная жидкость, смешивающаяся с водой в любых пропорциях. При 10 °С она затверде-вает, образуя прозрачную стекловид-ную массу. При нагревании 100-про-центная серная кислота легко теряет серный ангидрид до тех пор, пока её концентрация не составит 98 %. Имен-но такую кислоту обычно и использу-ют в лабораториях (концентриро-ванная серная кислота, t кип =338 °С).

Помните, что вливать кислоту в во-ду нужно тонкой струйкой при посто-янном перемешивании. Ни в коем случае нельзя лить воду в кисло-ту! Из-за сильного разогрева вода за-кипит, и горячие брызги раствора серной кислоты могут попасть в лицо.

Разбавленная серная кислота про-являет все свойства неорганических кислот: взаимодействует с основными оксидами, основаниями и активными металлами с выделением водорода. H 2 SO 4 относится к сильным кислотам, в водном растворе кислоты её молекул

Строение (SO 3) 3 .

*Асбестовидный SO 3 (t пл = 32 °С) представляет со-бой кристаллическую полисерную кислоту, состоящую из длинных цепочек HO — (S(O) 2 — O — ) n — OH. Однако фактически это чистый серный ангидрид, так как длина такой цепи ( n ) составляет 10 5 т. е. два атома водорода приходятся на 10 5 атомов серы. Жидкая при комнатной температу-ре модификация серного ангидрида (t пл = 17 °С), состоит из циклических молекул (SO 3) 3 .

не существует: они распадаются на ионы водорода и гидросульфат-ионы (HSO - 4), которые диссоциируют толь-копри сильном разбавлении.

Концентрированная серная кис-лота — сильный окислитель. Она реа-гирует как с активными металлами, так и со стоящими в ряду напряжений правее водорода — медью, серебром, ртутью. Металлокисляется, а серная кислота восстанавливается до серы, сероводорода (при реакции с цинком, магнием) или до сернистого газа, как это происходит при взаимодействии с неактивным металлом — медью:

Cu+ 2H 2 SO 4 =CuSO 4 +SO 2 - +2Н 2 О.

Крепкая (50—70-процентная) сер-ная кислота легко окисляет железо:

2Fe+6H 2 SO 4 =Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 - +6H 2 O.

В то же время на холоде олеум не реа-гирует с железом и алюминием.

Концентрированная серная кисло-та способна обугливать многие орга-нические вещества (сахар, бумагу, ва-ту). При случайном попадании H 2 SO 4 на кожу необходимо тут же смыть её струёй воды, а затем обработать мес-то ожога слабым раствором соды.

Упоминания о серной кислоте впервые встречаются у арабских и ев-ропейских алхимиков. Её получали, прокаливая на воздухе железный купорос (витриол, или гидратированный сульфат железа(II ), FeSO 4 .7Н 2 О):

2FeSO 4 = Fe 2 O 3 + SO 3 - + SO 2 - либо смесь серы с селитрой: 6KNO 3 + 5S = 3K 2 SO 4 + 2SO 3 - + 3N 2 - , а выделяю-щиеся пары серного ангидрида кон-денсировали. Поглощая влагу, они превращались в олеум. В зависимости от способа приготовления H 2 SO 4 на-зывали купоросным маслом (oleum vitrioli) или серным маслом (oleum sulfuris). В 1595 г. алхимик Андреас Либавий (1550—1616) установил тож-дественность обоих веществ.

Долгое время купоросное масло не находило широкого применения. Интерес к нему сильно возрос после того, как в XVIII в. был открыт процесс получения из индиго индигокармина — устойчивого синего красителя. Первую фабрику по производству сер-ной кислоты основали недалеко от Лондона в 1736 г. Процесс осуществ-ляли в свинцовых камерах, на дно ко-торых наливали воду. В верхней час-ти камеры сжигали расплавленную смесь селитры с серой, затем туда за-пускали воздух. Процедуру повторяли до тех пор, пока на дне ёмкости не об-разовывалась кислота требуемой кон-центрации. При этом происходили следующие химические превращения:

S +О 2 = SO 2 2KNO 3 +S = K 2 SO 4 +2NO

2NO +О 2 = 2NO 2 NO 2 + SO 2 + H 2 O = H 2 SO 4 + NO.

В XIX в. способ усовершенствова-ли: вместо селитры стали использо-вать азотную кислоту (она при разло-жении в камере даёт NO 2). Чтобы возвращать в систему нитрозные га-зы были сконструированы специаль-ные башни, которые и дали название всему процессу — башенный процесс. Заводы, работающие по башенному методу, существуют и в наше время.

Однако сейчас для производства серной кислоты применяют в основ-ном контактный метод, разрабо-танный в 1831 г. По этому методу окисление SO 2 до SO 3

(2SO 2 +О 2 « 2SO 3) осуществляется на катализа-торе — оксиде ванадия(V ) V 2 O 5 .

Серный ангидрид в специальных уста-новках поглощается концентриро-ванной серной кислотой. При этом получается олеум. Его хранят в желез-ных баках и по мере необходимости переводят в серную кислоту.

Серная кислота образует два ряда солей — сульфаты (например, K 2 SO 4) и гидросульфаты (KHSO 4). Сульфаты многих металлов кристаллизуются из растворов в виде гидратов (например, гипс CaSO 4 .2Н 2 О), Гидратированные сульфаты меди (CuSO 4 .5Н 2 О), железа(И) (FeSO 4 .7Н 2 О) и цинка (ZnSO 4 .7Н 2 О) называют купоросами.

Качественной реакцией на серную кислоту и её соли служит образова-ние белого осадка сульфата бария, не-растворимого в кислотах. Для прове-дения реакции используют раствор хлорида или нитрата бария, подкис-ленный соляной или азотной кисло-той: ВаCl 2 + K 2 SO 4 =BaSO 4 ¯ +2КCl.

Серная кислота является одним из главных продуктов химической промышленности. Она применяется при производстве азотной кислоты и минеральных удобрений, моющих средств, в органическом синтезе при получении красителей, диэтилового эфира, этилацетата. В нефтяной про-мышленности серная кислота ис-пользуется для очистки нефтепро-дуктов, в горнодобывающей — при переработке некоторых руд, в метал-лургии — для травления металличе-ских поверхностей и очистки их от окалины. В лабораторной практике концентрированная серная кислота служит осушителем. В свинцовые ак-кумуляторы заливают 30—40-про-центный раствор серной кислоты.



Установка для получения серной кислоты сжиганием серы в присутствии селитры.

Середина XVIII в. Приготовленную заранее смесь серы с селитрой загружают в печь (1), разогреваемую углями.

Образующиеся газы достигают стеклянного сосуда (2), где они взаимодействуют С парами воды. Получающийся при этом олеум собирают в колбы (3).

Минерал пирит FeS 2 представляет собой дисульфид железа, соль слабой кислоты H 2 S 2 , построенной аналогично пероксиду водорода Н 2 О 2 .

Чистая желтая сера

Минерал из класса самородных элементов. Сера представляет собой пример хорошо выраженного энантиоморфного полиморфизма. В природе образует 2 полиморфные модификации: a-сера ромбическая и b-сера моноклинная. При атмосферном давлении и температуре 95,6°С a-сера переходит в b-серу. Сера жизненно необходима для роста растений и животных, она входит в состав живых организмов и продуктов их разложения, ее много, например, в яйцах, капусте, хрене, чесноке, горчице, луке, волосах, шерсти и т.д. Она присутствует также в углях и нефти.

Смотрите так же:

СТРУКТУРА

Самородная сера обычно представлена a-серой, которая кристаллизуется в ромбической сингонии, ромбо-дипирамидальный вид симметрии. Кристаллическая сера имеет две модификации; одну из них, ромбическую, получают из раствора серы в сероуглероде (CS 2) испарением растворителя при комнатной температуре. При этом образуются ромбовидные просвечивающие кристаллы светложелтого цвета, легко растворимые в CS 2 . Эта модификация устойчива до 96° С, при более высокой температуре стабильна моноклинная форма. При естественном охлаждении расплавленной серы в цилиндрических тиглях вырастают крупные кристаллы ромбической модификации с искаженной формой (октаэдры, у которых частично «срезаны» углы или грани). Такой материал в промышленности называется комовая сера. Моноклинная модификация серы представляет собой длинные прозрачные темножелтые игольчатые кристаллы, также растворимые в CS 2 . При охлаждении моноклинной серы ниже 96° С образуется более стабильная желтая ромбическая сера.

СВОЙСТВА

Самородная сера жёлтого цвета, при наличии примесей — жёлто-коричневая, оранжевая, бурая до чёрной; содержит включения битумов, карбонатов, сульфатов, глины. Кристаллы чистой серы прозрачны или полупрозрачны, сплошные массы просвечивают в краях. Блеск смолистый до жирного. Твердость 1-2, спайности нет, излом раковистый. Плотность 2,05 -2,08 г/см 3 , хрупкая. Легко растворима в канадском бальзаме, в скипидаре и керосине. В HCl и H 2 SO 4 нерастворима. HNO 3 и царская водка окисляют серу, превращая её в H 2 SO 4 . Сера существенно отличается от кислорода способностью образовывать устойчивые цепочки и циклы из атомов.
Наиболее стабильны циклические молекулы S 8 , имеющие форму короны, образующие ромбическую и моноклинную серу. Это кристаллическая сера - хрупкое вещество жёлтого цвета. Кроме того, возможны молекулы с замкнутыми (S 4 , S 6) цепями и открытыми цепями. Такой состав имеет пластическая сера, вещество коричневого цвета, которая получается при резком охлаждении расплава серы (пластическая сера уже через несколько часов становится хрупкой, приобретает жёлтый цвет и постепенно превращается в ромбическую). Формулу серы чаще всего записывают просто S, так как она, хотя и имеет молекулярную структуру, является смесью простых веществ с разными молекулами.
Плавление серы сопровождается заметным увеличением объёма (примерно 15 %). Расплавленная сера представляет собой жёлтую легкоподвижную жидкость, которая выше 160 °C превращается в очень вязкую тёмно-коричневую массу. Наибольшую вязкость расплав серы приобретает при температуре 190 °C; дальнейшее повышение температуры сопровождается уменьшением вязкости и выше 300 °C расплавленная сера снова становится подвижной. Это связано с тем, что при нагревании серы она постепенно полимеризуется, увеличивая длину цепочки с повышением температуры. При нагревании серы свыше 190 °C полимерные звенья начинают рушиться.
Сера может служить простейшим примером электрета. При трении сера приобретает сильный отрицательный заряд.

МОРФОЛОГИЯ

Образует усечённо-дипирамидальные, реже дипирамидальные, пинакоидальные или толстопризматические кристаллы, а также плотные скрытокристаллические, сливные, зернистые, реже тонковолокнистые агрегаты. Главные формы на кристаллах: дипирамиды (111) и (113), призмы (011) и (101), пинакоид (001). Также сростки и друзы кристаллов, скелетные кристаллы, псевдосталактиты, порошковатые и землистые массы, налёты и примазки. Для кристаллов характерны множественные параллельные срастания.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Сера образуется при вулканических извержениях, при выветривании сульфидов, при разложении гипсоносных осадочных толщ, а также в связи с деятельностью бактерий. Главные типы месторождений самородной серы — вулканогенные и экзогенные (хемогенно-осадочные). Экзогенные месторождения преобладают; они связаны с гипсо-ангидритами, которые под воздействием выделений углеводородов и сероводорода восстанавливаются и замещаются серно-кальцитовыми рудами. Такой инфильтрационно-метасоматический генезис имеют все крупнейшие месторождения. Самородная сера часто образуется (кроме крупных cкоплений) в результате окисления H 2 S. Геохимические процессы её образования существенно активизируются микроорганизмами (сульфатредуцирующими и тионовыми бактериями). Сопутствующие минералы — кальцит, арагонит, гипс, ангидрит, целестин, иногда битумы. Среди вулканогенных месторождений самородной серы главное значение имеют гидротермально-метасоматические (например, в Японии), образованные сероносными кварцитами и опалитами, и вулканогенно-осадочные сероносные илы кратерных озёр. Образуется также при фумарольной деятельности. Образуясь в условиях земной поверхности, самородная сера является всё же не очень устойчивой и, постепенно окисляясь, даёт начало сульфатам, гл. образом гипсу.
Используется в производстве серной кислоты (около 50% добываемого количества). В 1890 г. Герман Фраш предложил плавить серу под землёй и извлекать на поверхность через скважины, и в настоящее время месторождения серы разрабатывают главным образом путём выплавки самородной серы из пластов под землёй непосредственно в местах её залегания. Сера также в больших количествах содержится в природном газе (в виде сероводорода и сернистого ангидрида), при добыче газа она откладывается на стенках труб, выводя их из строя, поэтому её улавливают из газа как можно быстрее после добычи.

ПРИМЕНЕНИЕ

Примерно половина производимой серы используется в производстве серной кислоты. Серу применяют для вулканизации каучука, как фунгицид в сельском хозяйстве и как сера коллоидная - лекарственный препарат. Также сера в составе серобитумных композиций применяется для получения сероасфальта, а в качестве заместителя портландцемента - для получения серобетона. Сера находит применение для производства пиротехнических составов, ранее использовалась в производстве пороха, применяется для производства спичек.

Сера (англ. Sulphur) — S

КЛАССИФИКАЦИЯ

Strunz (8-ое издание)	1/B.03-10
Nickel-Strunz (10-ое издание)	1.CC.05
Dana (7-ое издание)	1.3.4.1
Dana (8-ое издание)	1.3.5.1
Hey’s CIM Ref.	1.51

Элемент сера S - твёрдое, хрупкое, жёлтое кристаллическое вещество с температурой плавления 119,3°С. Но не надо путать эту серу с серой на спичках.

На головках спичек в основном находятся сложные вещества, одним из которых - хлорат калия (KClO3), которое способно самовоспламеняться при трении или температуре.

Элемент сера - простое вещество и здесь присутствует в качестве одного из компонентов, составляющих спичечную головку.

Модификации серы

Существует две модификации серы: хрупкая сера и пластическая сера. При 113 °С кристаллическая сера плавится, превращаясь в жёлтую водянистую жидкость.

Расплавленная сера при температуре 187°С становится очень вязкой и быстро темнеет. При этом меняется её структурное состояние. А если нагреть серу до 445 °С, она закипает.

Выливая кипящую серу тонкой струйкой в холодную воду, можно получить пластическую серу - резиноподобную модификацию, состоящую из полимерных цепочек.

В этом состоянии сера способна деформироваться, растягиваться, при этом материал не разрушается. Но стоит ей полежать несколько дней на воздухе, как она превращается опять в хрупкий материал.

Элемент сера - диэлектрик. Она может служить теплоизолятором. Сера легко окисляет почти все металлы, кроме золота Au, платины Pt и рутения Ru.

Элемент сера окисляет даже при комнатной температуре щелочные (натрий Na, калий K, литий Li, кальций Ca) и щелочноземельные металлы (алюминий Al, магний Mg).

На воздухе кристаллическая сера горит синим пламенем с образованием диоксида серы SO2 (газ с неприятным удушливым запахом).

Если сжигать кристаллическую серу в атмосфере водорода, то образуется газ с запахом протухших яиц. Это сероводород H2S. Если Вы проезжали мимо шельфа Чёрного моря, то наверняка чувствовали этот запах.

Чёрное море, начиная с глубины уже 150 м имеет повышенную концентрацию сероводорода. А на мелководье этот газ выходит наружу. Этим объясняется тот факт, что на глубине порядка уже 150 м практически нет жизни.

Физические свойства

Сера существенно отличается от кислорода способностью образовывать устойчивые гомоцепи. Наиболее стабильны циклические молекулы S8, имеющие форму короны, образующие ромбическую и моноклинную серу. Это кристаллическая сера - хрупкое вещество желтого цвета.

Кроме того, возможны молекулы с замкнутыми (S4, S6) цепями и открытыми цепями. Такой состав имеет пластическая сера, вещество коричневого цвета. Формулу пластической серы чаще всего записывают просто S, так как она имеет атомарную структуру, а не молекулярную. В воде сера нерастворима, некоторые её модификации растворяются в органических растворителях, например сероуглероде.

Химические свойства

При комнатной температуре сера реагирует со фтором, хлором и концентрированными кислотами-окислителями (HNO3, H2SO4), проявляя восстановительные свойства: S + 3F2 = SF6 S + Cl2 = SCl2 S + 6HNO3(конц.) = H2SO4 + 6NO2 ^ + 2H2O S + 2H2SO4(конц.) = 3SO2 ^ + 2H2O На воздухе сера горит, образуя сернистый ангидрид - бесцветный газ с резким запахом: S + O2 = SO2 При взаимодействии с металлами образует сульфиды.

При нагревании сера реагирует с углеродом, кремнием, фосфором, водородом: C + 2S = CS2 (сероуглерод). Сера при нагревании растворяется в щелочах - реакция диспропорционирования 3S + 6KOH = K2SO3 + 2K2S + 3H2O.

Полезные и лечебные свойства серы

Сера – это макроэлемент. Она входит в состав таких аминокислот, как метионин и цистин. Сера содержится также в витамине тиамин и ферменте инсулин.

Она активно помогает организму бороться с вредными бактериями, защищая протоплазму крови.

Свертываемость крови также зависит от количества серы – она помогает поддерживать достаточный уровень свертываемости.

Еще одна способность серы также делает ее необходимой – она способствует поддержанию нормальной концентрации вырабатываемой организмом желчи, что необходимо для переваривания пищи.

Замечательное свойство серы – замедлять процессы старения организма. Из-за одного этого свойства серу можно назвать королевой макроэлементов. Не будем делать это лишь из-за понимания того, что все минеральные вещества действуют в комплексе.

Замедление старения возможно благодаря способности серы предохранять организм от радиации и других подобных воздействий окружающей среды.

Это очень важно в условиях современной экологии и постоянного нахождения человека вблизи электроприборов и различных волновых излучателей.

Сера также жизненно необходима при синтезе коллагена. Это известное вещество придает коже необходимую структуру. Трио «кожа, ногти, волосы» сохраняют здоровый вид во многом благодаря этому макроэлементу.

Так что не стоит употреблять искусственный коллаген или делать инъекции – достаточно есть продукты, богатые серой. Ровный и стойкий загар также зависит от серы, т.к. она входит в пигмент кожи меланин.

Сера содержится в гемоглобине. А мы знаем, что от уровня гемоглобина в крови напрямую зависит транспортировка кислорода к клеткам тканей организма из органов дыхания и перемещение углекислого газа из клеток в органы дыхания.

То есть возможность насыщать кровь кислородом и тем самым обеспечивать человека жизненной энергией.

Потребность организма в сере

За одни сутки организм взрослого человека должен получить от 1 до 3 г серы – тогда он будет чувствовать себя бодрым и полным сил. Где содержится сера?

Продукты, содержащие серу

Чтобы получить необходимое количество этого вещества, нужно употреблять в пищу следующие продукты:

Брюссельскую капусту

Белокочанную капусту

Проростки пшеницы.

Диетологи говорят, что наибольшее количество серы содержится в перепелиных яйцах. Недаром их считают панацеей для выведения радионуклидов из организма. Однако куриные яйца также содержат много серы.

1.1. Историческая справка

Сера – одно из немногих веществ, которое было известно с древнейших времен, её использовали первые химики. Одна из причин известности серы – распространенность самородной серы в странах древнейших цивилизаций. Её разрабатывали греки и римляне, производство серы значительно увеличилось после изобретения пороха.

1.2. Место серы в Периодической системе химических элементов Менделеева

Сера расположена в 16 группе Периодической системы химических элементов Менделеева.

На внешнем энергетическом уровне атома серы содержится 6 электронов, которые имеют электронную конфигурацию 3s 2 3p 4 . В соединениях с металлами сера проявляет отрицательную степень окисления элементов -2, в соединениях с кислородом и другими активными неметаллами – положительные +2, +4, +6. Сера – типичный неметалл, в зависимости от типа превращения может быть окислителем и восстановителем.

1.3. Распространенность в природе

Сера довольно широко распространена в природе. Её содержание в земной коре составляет 0,0048 %.Значительная часть серы встречается в самородном состоянии.

Также сера встречается в форме сульфидов: пирит, халькопирит и сульфатов: гипс, целестин и барит.

Много соединений серы содержится в нефти (тиофен C 4 H 4 S, органические сульфиды) и нефтяных газах (сероводород).

1.4. Аллотропные модификации серы

Существование аллотропных модификаций серы связано с её способностью образовывать устойчивые гомоцепи – S – S –. Устойчивость цепей объясняется тем, что связи – S – S – оказываются прочнее, чем связь в молекуле S 2 . Гомоцепи серы имеют зигзагообразную форму, поскольку в их образовании принимают участие электроны взаимно перпендикулярных р-орбиталей.

Существует три аллотропные модификации серы: ромбическая, моноклинная и пластическая. Ромбическая и моноклинная модификации построены из циклических молекул S 8 , размещенных по узлам ромбической и моноклинной решеток.

Молекула S 8 имеет форму короны, длины всех связей – S – S – равны 0,206 нм и углы близки к тетраэдрическим 108°.

В ромбической сере наименьший элементарный объем имеет форму прямоугольного параллелепипеда, а в случае моноклинной серы элементарный объем выделяется в виде скошенного параллелепипеда.

Кристалл ромбической серы Кристалл моноклинной серы

Пластическая модификация серы образована спиральными цепями из атомов серы с левой и правой осями вращения. Эти цепочки скручены и вытянуты в одном направлении.

При комнатной температуре устойчива ромбическая сера. При нагревании она плавится, превращаясь в желтую легкоподвижную жидкость, при дальнейшем нагревании жидкость загустевает, так как в ней образуются длинные полимерные цепочки. При медленном охлаждении расплава образуются темно-желтые игольчатые кристаллы моноклинной серы, а если вылить расплавленную серу в холодную воду, получится пластическая сера – резиноподобная структура, состоящая из полимерных цепочек. Пластическая и моноклинная сера неустойчивы и самопроизвольно превращаются в ромбическую.

1.5. Физические свойства серы

Сера представляет собой твердое хрупкое вещество желтого цвета, в воде практически нерастворима, не смачивается водой и плавает на её поверхности. Хорошо растворяется в сероуглероде и других органических растворителях, плохо проводит тепло и электрический ток. При плавлении сера образует легкоподвижную жидкость желтого цвета, которая при 160°С темнеет, её вязкость повышается, и при 200°С сера становится темно-коричневой и вязкой, как смола. Это объясняется разрушением кольцевых молекул и образованием полимерных цепей. Дальнейшее нагревание ведет к разрыву цепей, и жидкая сера снова становится более подвижной. Пары серы имеют цвет от оранжево-желтого до соломенно-желтого цвета. Пар состоит из молекул состава S 8 , S 6 , S 4 , S 2 . При температуре выше 150 °С молекула S 2 диссоциирует на атомы.

Физические свойства аллотропных модификаций серы приведены в таблице:

Свойство	Ромбическая сера	Моноклинная сера	Пластическая сера
	Светло-желтый порошок