Sieros savybės. Sieros panaudojimas. Medicininė siera. Sieros pramonė

Siera yra viena iš nedaugelio medžiagų, su kuriomis prieš kelis tūkstančius metų veikė pirmieji „chemikai“. Ji pradėjo tarnauti žmonijai daug anksčiau nei užėmė 16 kamerą periodinėje lentelėje.

Daugelyje senovinių knygų kalbama apie vieną iš seniausių (nors ir hipotetinių!) sieros panaudojimo būdų. Tiek Naujajame, tiek Senajame Testamentuose siera vaizduojama kaip šilumos šaltinis termiškai apdorojant nusidėjėlius. Ir jei tokio pobūdžio knygos nesuteikia pakankamo pagrindo archeologiniams kasinėjimams ieškant rojaus ar ugninio pragaro liekanų, tai jų įrodymai, kad senovės žmonės buvo susipažinę su siera ir kai kuriomis jos savybėmis, gali būti pagrįsti tikėjimu.

Viena iš šio populiarumo priežasčių – vietinės sieros paplitimas šalyse senovės civilizacijos. Šios geltonos degiosios medžiagos telkinius sukūrė graikai ir romėnai, ypač Sicilijoje, kuri iki praėjusio amžiaus pabaigos daugiausia garsėjo siera.

Nuo seniausių laikų siera buvo naudojama religiniams ir mistiniams tikslams, ji buvo uždegama įvairių ceremonijų ir ritualų metu. Tačiau taip pat seniai elementas Nr. 16 įgijo gana kasdienišką paskirtį: siera buvo naudojama ginklams dažyti, kosmetiniams ir medicininiams tepalams gaminti, ji buvo deginama audiniams balinti ir kovai su vabzdžiais. Išradus juoduosius miltelius, sieros gamyba žymiai padidėjo. Juk siera (kartu su anglimi ir salietra) yra nepakeičiamas jos komponentas.

O dabar parako gamybai sunaudojama dalis išgaunamos sieros, nors ir labai nežymiai. Šiais laikais siera daugeliui yra viena iš svarbiausių žaliavų rūšių chemijos gamyba. Ir tai yra nuolatinio pasaulio sieros gamybos augimo priežastis.

Sieros kilmė

Didelės vietinės sieros sankaupos nėra labai dažnos. Jo dažniau būna kai kuriose rūdose. Gimtoji sieros rūda yra uoliena su sieros intarpais.

Kada šie inkliuzai susiformavo – kartu su juos lydinčiomis uolienomis ar vėliau? Nuo atsakymo į šį klausimą priklauso žvalgybos ir žvalgymo darbų kryptis. Tačiau, nepaisant tūkstančius metų bendravimo su siera, žmonija vis dar neturi aiškaus atsakymo. Yra keletas teorijų, kurių autoriai laikosi priešingų požiūrių.

Singenezės teorija (t. y. sieros ir pagrindinių uolienų susidarymas vienu metu) rodo, kad vietinė siera susidarė sekliuose baseinuose. Specialios bakterijos vandenyje ištirpusius sulfatus redukavo iki vandenilio sulfido, kuris pakilo į viršų, pateko į oksidacijos zoną ir čia chemiškai arba dalyvaujant kitoms bakterijoms buvo oksiduojamas iki elementinės sieros. Siera nusėdo ant dugno, o sieros turintis ide vėliau susidarė rūda.

Epigenezės teorija (sieros inkliuzai, susidarę vėliau nei pagrindinės uolienos) turi keletą variantų. Dažniausiai iš jų daroma prielaida, kad požeminis vanduo, prasiskverbęs per uolienų sluoksnius, yra praturtintas sulfatais. Jei tokie vandenys liečiasi su naftos ar gamtinių dujų telkiniais, sulfato jonai angliavandeniliai redukuojami į vandenilio sulfidą. Vandenilio sulfidas iškyla į paviršių ir, oksiduodamasis, išskiria gryną sierą uolienų tuštumose ir plyšiuose.

Pastaraisiais dešimtmečiais vis labiau patvirtinama viena iš epigenezės teorijos atmainų - metasomatozės teorija (iš graikų kalbos išvertus „metasomatozė“ reiškia „pakeitimas“. Pagal ją žemės gelmėse slypi nuolatinis gipso CaSO 4 2H 2 O ir anhidrito CaSO 4 pavertimas siera ir kalcitu CaCO 3. Šią teoriją 1935 metais sukūrė sovietų mokslininkai L. M. Miropolskis ir B. P. Krotovas. Ypač jos naudai kalba toks faktas.

1961 metais Irake buvo aptiktas Mišrako laukas. Sieros čia yra karbonatinėse uolienose, kurios sudaro arką, paremtą giliai einančių stulpų (geologijoje jie vadinami sparnais). Šiuos sparnus daugiausia sudaro anhidritas ir gipsas. Tas pats vaizdas buvo pastebėtas vietiniame Shor-Su lauke.

Geologinį šių telkinių originalumą galima paaiškinti tik metasomatizmo teorijos požiūriu: pirminis gipsas ir anhidritai virto antrinėmis karbonatinėmis rūdomis, įsiterpusiomis į sierą. Svarbus ne tik mineralų artumas – vidutinis sieros kiekis šių telkinių rūdoje prilygsta chemiškai surištos sieros kiekiui anhidrite. O sieros ir anglies izotopinės sudėties šių telkinių rūdoje tyrimai metasomatizmo teorijos šalininkams suteikė papildomų argumentų.

Tačiau yra vienas „bet“: gipso pavertimo siera ir kalcitu proceso chemija dar nėra aiški, todėl nėra jokios priežasties laikyti metasomatizmo teoriją vienintele teisinga. Žemėje vis dar yra ežerų (ypač Sernojės ežeras netoli Sernovodsko), kuriuose vyksta singenetinis sieros nusėdimas, o sieros turinčiame dumble nėra nei gipso, nei anhidrito.

Visa tai reiškia, kad daugybė teorijų ir hipotezių apie vietinės sieros kilmę yra ne tik mūsų žinių neišsamumo, bet ir gelmėse vykstančių reiškinių sudėtingumo rezultatas. Visi žinome iš pradinės mokyklos matematikos, kad jie gali lemti vieną rezultatą Skirtingi keliai. Šis dėsnis galioja ir geochemijai.

Sieros kasyba

Sieros rūdos kasamos įvairiais būdais, priklausomai nuo atsiradimo sąlygų. Tačiau bet kuriuo atveju turite daug dėmesio skirti saugos priemonėms. Sieros nuosėdas beveik visada lydi nuodingų dujų – sieros junginių – sankaupos. Be to, neturime pamiršti apie savaiminio užsidegimo galimybę.

Atvira rūdos kasyba vyksta taip. Vaikščiojantys ekskavatoriai pašalina uolienų sluoksnius, po kuriais guli rūda. Rūdos sluoksnis susmulkinamas sprogimų būdu, po to rūdos blokai siunčiami į perdirbimo gamyklą, o iš ten į sieros lydyklą, kur iš koncentrato išgaunama siera. Ištraukimo būdai skiriasi. Kai kurie iš jų bus aptarti toliau. Čia tikslinga trumpai apibūdinti sieros gavybos iš požeminio gręžinio metodą, kuris leido Jungtinėms Amerikos Valstijoms ir Meksikai tapti didžiausiomis sieros tiekėjomis.

Praėjusio amžiaus pabaigoje JAV pietuose buvo aptikti turtingi sieros rūdos telkiniai. Bet prie sluoksnių priartėti buvo nelengva: vandenilio sulfidas nutekėjo į kasyklas (būtent kasykla turėjo būti sukurta minų metodu) ir užblokavo prieigą prie sieros. Be to, smėlio plūdės apsunkino prasiskverbimą į sieros turinčius sluoksnius. Išeitį rado chemikas Hermannas Fraschas, pasiūlęs išlydyti sierą po žeme ir išpumpuoti ją į paviršių per šulinius, panašius į naftos gręžinius. Santykinai žema (mažiau nei 120°C) sieros lydymosi temperatūra patvirtino Frascho idėjos realumą. 1890 metais prasidėjo bandymai, kurie atvedė į sėkmę.

Iš esmės Frasch montavimas yra labai paprastas: vamzdis vamzdyje. Perkaitintas vanduo tiekiamas į tarpą tarp vamzdžių ir per jį teka į formaciją. O išlydyta siera kyla per vidinį vamzdį, šildoma iš visų pusių. Modernią Frasch instaliacijos versiją papildo trečiasis – siauriausias vamzdis. Per jį į šulinį tiekiamas suslėgtas oras, kuris padeda išlydytą sierą pakelti į paviršių. Vienas iš pagrindinių Frasch metodo privalumų yra tai, kad jis leidžia gauti palyginti gryną sierą jau pirmajame gamybos etape. Šis metodas yra labai efektyvus kasant turtingas rūdas.

Anksčiau buvo manoma, kad požeminio sieros lydymo metodas buvo taikomas tik konkrečiomis JAV ir Meksikos Ramiojo vandenyno pakrantės „druskos kupolų“ sąlygomis. Tačiau Lenkijoje ir SSRS atlikti eksperimentai paneigė šią nuomonę. Lenkijoje šis metodas jau išgautas didelis skaičius siera: 1968 metais buvo pradėti pirmieji SSRS sieros gręžiniai.

O karjeruose ir kasyklose gautą rūdą tenka apdoroti (dažnai iš anksto sodrinant), įvairiais technologiniais metodais.

Yra žinomi keli sieros gavimo iš sieros rūdos būdai: vandens garai, filtravimas, terminis, išcentrinis ir ekstrahavimas.

Terminiai sieros išgavimo metodai yra patys seniausi. Dar XVIII a. Neapolio karalystėje siera buvo lydoma krūvomis - „solfatarais“. Iki šiol Italijoje siera lydoma primityviose krosnyse - „kalkaronuose“. Šiluma, reikalinga sierai išlydyti iš rūdos, gaunama deginant dalį išgaunamos sieros. Šis procesas neefektyvus, nuostoliai siekia 45%.

Italija taip pat tapo sieros išgavimo iš rūdos garo vandens metodų gimtine. 1859 metais Giuseppe Gill gavo patentą savo įrenginiui – šiandieninių autoklavų pirmtakui. Autoklavo metodas (žinoma, žymiai patobulintas) vis dar naudojamas daugelyje šalių.

Autoklavinio proceso metu į autoklavą skystos masės pavidalu su reagentais pumpuojamas praturtintas sieros rūdos koncentratas, turintis iki 80 % sieros. Ten esant slėgiui tiekiami vandens garai. Minkštimas pašildomas iki 130°C. Koncentrate esanti siera ištirpsta ir atskiriama nuo uolienų. Po trumpo nusėdimo išsilydžiusi siera nupilama. Tada iš autoklavo išleidžiamos „uodegos“ – atliekų suspensija vandenyje. Atliekose yra gana daug sieros ir jos grąžinamos į perdirbimo įmonę.

Rusijoje autoklavo metodą pirmasis panaudojo inžinierius K.G. Patkanovas 1896 m

Šiuolaikiniai autoklavai yra didžiuliai keturių aukštų pastato aukščio įrenginiai. Tokie autoklavai visų pirma įrengiami Karpatų regione esančioje Rozdol kasybos ir chemijos kombinato sieros lydymo gamykloje.

Kai kuriose pramonės šakose, pavyzdžiui, didelėje sieros gamykloje Tarnobžege (Lenkija), atliekos nuo išlydytos sieros atskiriamos naudojant specialius filtrus. Mūsų šalyje buvo sukurtas sieros ir atliekų atskyrimo metodas centrifugomis. Žodžiu, „aukso rūda (tiksliau aukso rūda) gali būti atskirta nuo atliekų uolienų“ įvairiais būdais.

Pastaruoju metu vis didesnis dėmesys skiriamas gręžinių geotechnologiniams sieros gavybos metodams. Jazovskio telkinyje Karpatų regione siera, klasikinis dielektrikas, išlydoma po žeme naudojant aukšto dažnio sroves ir pumpuojama į paviršių per šulinius, kaip taikant Frasch metodą. Mokslininkai iš Kasybos cheminių žaliavų instituto pasiūlė požeminio sieros dujofikavimo metodą. Taikant šį metodą, darinyje padegama siera, o į paviršių pumpuojamas sieros dioksidas, iš kurio gaminama sieros rūgštis ir kiti naudingi produktai.

Įvairios šalys sieros poreikius tenkina skirtingai. Meksika ir JAV daugiausia naudoja Frasch metodą. Italija, kuri užima trečią vietą tarp kapitalistinių valstybių pagal sieros gamybą, toliau kasa ir perdirba skirtingi metodai) Sicilijos telkinių ir Markės provincijos sieros rūdos. Japonija turi didelius vulkaninės sieros atsargas. Prancūzija ir Kanada, kurios neturi natūralios sieros, išplėtojo didelio masto gamybą iš dujų. Tiek Anglija, tiek Vokietija neturi savo sieros telkinių. Sieros rūgšties poreikius jie tenkina perdirbdami sieros turinčias žaliavas (daugiausia piritą), o elementinę sierą importuoja iš kitų šalių.

Sovietų Sąjunga ir socialistinės šalys visiškai patenkina savo poreikius dėl savo žaliavų šaltinių. Po turtingų Karpatų telkinių atradimo ir plėtros SSRS ir Lenkija žymiai padidino sieros gamybą. Ši pramonė toliau vystosi. IN pastaraisiais metais buvo pastatyti nauji didelės įmonės Ukrainoje buvo rekonstruotos senos gamyklos prie Volgos ir Turkmėnistano, išplėsta sieros gamyba iš gamtinių dujų ir išmetamųjų dujų.

Kristalai ir makromolekulės

Tai, kad siera yra nepriklausoma cheminis elementas, o ne junginys, pirmasis įtikino didysis prancūzų chemikas Antoine'as Laurent'as Lavoisier XVIII a.

Nuo to laiko idėjos apie sierą kaip elementą labai nepasikeitė, tačiau gerokai pagilėjo ir išsiplėtė.

Dabar žinoma, kad elementą 16 sudaro keturių stabilių izotopų, kurių masės skaičiai yra 32, 33, 34 ir 36, mišinys. Tai tipiškas nemetalas.

Citrinai geltoni grynos sieros kristalai yra permatomi. Kristalų forma ne visada vienoda. Labiausiai paplitęs tipas yra rombinė siera (stabiliausia modifikacija) - kristalai turi oktaedrų formą su nupjautais kampais. Visos kitos modifikacijos virsta šia modifikacija kambario (arba arti kambario) temperatūros. Pavyzdžiui, žinoma, kad kristalizacijos metu iš lydalo (sieros lydymosi temperatūra 119,5°C) pirmiausia gaunami adatos formos kristalai (monoklininė forma). Tačiau ši modifikacija yra nestabili, o esant 95,6°C temperatūrai ji tampa rombiška. Panašus procesas vyksta ir su kitomis sieros modifikacijomis.

Prisiminkime gerai žinomą eksperimentą – plastikinės sieros gamybą.

Jei išlydyta siera pilama į šaltą vandenį, susidaro elastinga masė, panašiai kaip guma. Jį taip pat galima gauti siūlų pavidalu. Tačiau praeina kelios dienos, o masė persikristalizuoja, tampa kieta ir trapi.

Sieros kristalų molekulės visada susideda iš aštuonių atomų (S 8), o sieros modifikacijų savybių skirtumas paaiškinamas polimorfizmu – nelygia kristalų struktūra. Sieros molekulėje esantys atomai yra sudaryti uždarame cikle, sudarydami savotišką karūną. Lydymosi metu ciklo ryšiai nutrūksta, o ciklinės molekulės virsta linijinėmis.

Pateikiamas neįprastas sieros elgesys lydymosi metu skirtingos interpretacijos. Vienas iš jų yra šis. Atrodo, kad esant temperatūrai nuo 155 iki 187°, labai padidėja molekulinė masė, tai patvirtina daugkartinis klampumo padidėjimas. 187°C temperatūroje lydalo klampumas siekia beveik tūkstantį puzų ir gaunama beveik kieta medžiaga. Toliau didėjant temperatūrai, mažėja klampumas (mažėja molekulinė masė).

300°C temperatūroje siera grįžta į skystą būseną, o 444,6°C temperatūroje užverda.

Sieros garuose, kylant temperatūrai, atomų skaičius molekulėje palaipsniui mažėja: S8 → S6 → S4 → (800°C) S 2 . 1700°C temperatūroje sieros garai yra monoatominiai.

Trumpai apie sieros junginius

Pagal paplitimą elementas Nr.16 užima 15 vietą. Sieros kiekis in Žemės pluta yra 0,05 % masės. Tai yra daug.

Be to, siera yra chemiškai aktyvi ir reaguoja su dauguma elementų. Todėl gamtoje siera randama ne tik laisvos būsenos, bet ir įvairių neorganinių junginių pavidalu. Ypač dažni yra sulfatai (daugiausia šarminiai ir šarminiai žemės metalai) ir sulfidai (geležis, varis, cinkas, švinas). Sieros taip pat yra anglies, skalūnų, naftos, gamtinių dujų, gyvūnų ir augalų organizmuose.

Kai siera sąveikauja su metalais, paprastai išsiskiria gana daug šilumos. Reakcijoje su deguonimi siera gamina kelis oksidus, iš kurių svarbiausi yra SO 2 ir SO 3 – sieros H 2 SO 3 ir sieros H 2 SO 4 rūgščių anhidridai. Sieros junginys su vandeniliu – vandenilio sulfidas H 2 S – yra labai nuodingos, nemalonaus kvapo dujos, kurių visada yra organinių likučių puvimo vietose. Žemės plutoje vietose, esančiose šalia sieros telkinių, dažnai yra gana didelis vandenilio sulfido kiekis. IN vandeninis tirpalasšios dujos turi rūgštinės savybės. Jo tirpalai negali būti laikomi ore, jis oksiduojasi, išskirdamas sierą:

2H 2S + O 2 → 2H 2O + 2S.

Vandenilio sulfidas yra stiprus reduktorius. Ši savybė naudojama daugelyje chemijos pramonės šakų.

Kam reikalinga siera?

Tarp mus supančių daiktų nedaug yra tokių, kurių gamybai nereikėtų sieros ir jos junginių. Popierius ir guma, ebonitas ir degtukai, audiniai ir vaistai, kosmetika ir plastikas, sprogmenys ir dažai, trąšos ir pesticidai – tai ne visas sąrašas dalykų ir medžiagų, kurių gamybai reikalingas elementas Nr.16. Norint pagaminti, pavyzdžiui, automobilį, reikia suvartoti apie 14 kg sieros. Neperdedant galima teigti, kad šalies pramonės potencialą gana tiksliai lemia sieros suvartojimas.

Nemažą dalį pasaulyje pagaminamos sieros sunaudoja popieriaus pramonė (sieros junginiai padeda atskirti celiuliozę). Norint pagaminti 1 toną celiuliozės, reikia išleisti daugiau nei 100 kg sieros. Gumos pramonė taip pat sunaudoja daug elementinės sieros gumų vulkanizavimui.

Žemės ūkyje siera naudojama tiek elementine forma, tiek įvairiuose junginiuose. Tai yra mineralinių trąšų ir kenkėjų kontrolės produktų dalis. Kartu su fosforu, kaliu ir kitais elementais augalams būtina ir siera. Tačiau didžiąją dalį į dirvą patekusios sieros jos neįsisavina, o padeda pasisavinti fosforą. Siera į dirvą patenka kartu su fosfato uolienomis. Dirvožemyje esančios bakterijos ją oksiduoja, susidariusios sieros ir sieros rūgštys reaguoja su fosforitais, todėl gaunami augalų gerai pasisavinami fosforo junginiai.

Tačiau pagrindinis sieros vartotojas yra chemijos pramonė. Maždaug pusė pasaulio sieros sunaudojama sieros rūgščiai gaminti. Norint gauti 1 t H 2 SO 4, reikia sudeginti apie 300 kg sieros. O sieros rūgšties vaidmuo chemijos pramonėje yra panašus į duonos vaidmenį mūsų mityboje.

Nemažai sieros (ir sieros rūgšties) sunaudojama gaminant sprogmenis ir degtukus. Gryna siera, išvalyta nuo priemaišų, reikalinga dažų ir šviečiančių junginių gamybai.

Sieros junginiai naudojami naftos chemijos pramonėje. Visų pirma, jie būtini gaminant antidetonacines medžiagas, tepalus itin aukšto slėgio įrangai; Aušinimo alyvose, kurios pagreitina metalo apdirbimą, kartais būna iki 18% sieros.

Pavyzdžių, patvirtinančių nepaprastą elemento Nr. 16 svarbą, sąrašą būtų galima tęsti, bet „neįmanoma suvokti begalybės“. Todėl trumpai paminėkime, kad siera reikalinga ir tokioms pramonės šakoms kaip kasyba, maistas, tekstilė, o pavadinkime tai diena.

Mūsų šimtmetis laikomas „egzotiškų“ medžiagų – transurano elementų, titano, puslaidininkių ir pan. Tačiau iš pažiūros nepretenzingas, seniai žinomas elementas Nr. 16 ir toliau išlieka absoliučiai reikalingas. Apskaičiuota, kad 88 iš 150 svarbiausių chemijos produktų gaminant naudojama pati siera arba sieros junginiai.

Iš senovės ir viduramžių knygų

„Siera naudojama namų valymui, nes daugelis mano, kad sieros kvapas ir degimas gali apsaugoti nuo visų rūšių magijos ir išvaryti visas piktąsias dvasias.

Plinijus Vyresnysis, Gamtos istorija, I a. REKLAMA

„Jei žolės sustingusios, neturtingos sulčių, o medžių šakos ir lapija yra nuobodžios, purvinos, tamsios spalvos, o ne ryškiai žalios spalvos, tai yra ženklas, kad podirvyje gausu mineralų, kuriuose vyrauja siera. “

„Jei rūdoje labai daug sieros, ji išdegama ant plataus geležies lakšto su daugybe skylių, pro kurias siera teka į puodus, iki viršaus pripildytus vandens.

„Siera taip pat yra baisaus išradimo dalis – milteliai, galintys išmesti geležies, bronzos ar akmens gabalėlius toli į priekį – naujojo purvo karo ginklo“.

Agricola, „Apie mineralų karalystę“, XVI a.

Kaip siera buvo išbandyta XIV a

„Jeigu nori išbandyti sierą, ar ji gera, ar ne, tai paimk sieros gabalėlį į ranką ir prinešk prie ausies. Jei siera traška taip, kad girdisi, kaip trūkinėja, vadinasi, gerai; jei siera tyli ir netraška, vadinasi, nėra gerai...“

Šis unikalus medžiagos kokybės pagal ausį nustatymo metodas (sieros atžvilgiu) gali būti naudojamas ir dabar. Eksperimentiškai buvo patvirtinta, kad „trūkinėja“ tik siera, kurioje priemaišų yra ne daugiau kaip vienas procentas. Kartais reikalas neapsiriboja tik įtrūkimu – sieros gabalėlis suskyla į gabalus.

Dusinanti sieros dujos

Kaip žinote, puikus antikos gamtininkas Plinijus Vyresnysis mirė 79 m. ugnikalnio išsiveržimo metu. Jo sūnėnas laiške istorikui Tacitui rašė: „...Staiga nugriaudėjo griaustinis, nuo kalnų liepsnų riedėjo juodi sieros garai. Visi pabėgo. Plinijus atsistojo ir, atsiremdamas į du vergus, sugalvojo irgi išeiti; bet mirtinas garas supo jį iš visų pusių, jo keliai sulinko, jis vėl krito ir užduso.

Plinijų nužudžiusius „juoduosius sieros garus“, žinoma, sudarė ne tik garinė siera. Vulkaninės dujos apima ir vandenilio sulfidą, ir sieros dioksidą. Šios dujos ne tik turi aštrų kvapą, bet ir yra labai toksiškos. Vandenilio sulfidas yra ypač pavojingas. IN gryna forma tai beveik akimirksniu užmuša žmogų. Pavojus yra didelis net ir esant nereikšmingam (apie 0,01%) vandenilio sulfido kiekiui ore. Vandenilio sulfidas yra dar pavojingesnis, nes gali kauptis organizme. Jis jungiasi su geležimi, kuri yra hemoglobino dalis, o tai gali sukelti sunkų deguonies badas ir mirtis. Sieros dioksidas (sieros dioksidas) yra mažiau toksiškas, tačiau dėl jo išleidimo į atmosferą žuvo visa augmenija aplink metalurgijos gamyklas. Todėl visose šias dujas gaminančiose ar naudojančiose įmonėse; Ypatingas dėmesys skiriamas saugos klausimams.

Sieros dioksidas ir šiaudinė kepurė

Sieros dioksidas, susijungęs su vandeniu, sudaro silpną sieros rūgštį H 2 SO 3, kuri yra tik tirpaluose. Esant drėgmei, sieros dioksidas pakeičia daugelio dažiklių spalvą. Ši savybė naudojama vilnai, šilkui ir šiaudams balinti. Tačiau tokie junginiai, kaip taisyklė, nėra labai patvarūs, o balti šiaudiniai dangteliai ilgainiui įgauna originalią purviną geltoną spalvą.

Sieros dioksidas SO 3 in normaliomis sąlygomis yra bespalvis, labai lakus skystis, verdantis 44,8°C temperatūroje. Jis sukietėja –16,8°C temperatūroje ir tampa labai panašus į paprastą ledą. Tačiau yra ir kita - kieto sieros rūgšties anhidrido polimerinė modifikacija (jo formulė šiuo atveju turėtų būti parašyta (SO 3) n). Išoriškai jis labai panašus į asbestą, jo pluoštinę struktūrą patvirtina rentgeno spinduliai. Ši modifikacija neturi griežtai apibrėžtos lydymosi temperatūros, kuri rodo jos nevienalytiškumą.

Gipsas ir alebastras

Gipsas CaSO 4 · 2H 2 O yra vienas iš labiausiai paplitusių mineralų. Tačiau dažnas Medicininė praktika„gipso įtvarai“ gaminami ne iš natūralaus gipso, o iš alebastro. Alebastras nuo gipso skiriasi tik kristalizacijos vandens kiekiu molekulėje, jo formulė yra 2CaSO 4 H 2 O. „Verdant“ alebastrą ( procesas vyksta 160...170°C temperatūroje 1,5...2 val.) gipsas praranda tris ketvirtadalius kristalizacijos vandens, medžiaga įgauna sutraukiančių savybių. Alebastras godžiai gaudo vandenį ir vyksta greita, netvarkinga kristalizacija. Kristalai nespėja augti, bet susipina vienas su kitu; jų suformuota masė iki smulkiausių detalių atkartoja formą, kurioje vyksta kietėjimas. Šiuo metu vykstančio proceso chemija yra priešinga tam, kas vyksta gaminant: alebastras virsta gipsu. Todėl liejinys gipsas, kaukė gipsas, tvarstis irgi gipsas, o jie iš alebastro.

Glauberio druska

Druska Na 2 SO 4 · 10H 2 O, kurią atrado didžiausias XVII amžiaus vokiečių chemikas. Johanas Rudolfas Glauberis ir pavadintas jo vardu, vis dar plačiai naudojamas medicinoje, stiklo gamyboje ir kristalografiniuose tyrimuose. Glauberis tai apibūdino taip: „Ši druska, jei ji gerai paruošta, atrodo kaip ledas; jis suformuoja ilgus, visiškai skaidrius kristalus, kurie kaip ledas tirpsta ant liežuvio. Skonis kaip paprastos druskos, be jokio aštrumo. Užmetus ant liepsnojančių anglių, ji netrūkinėja triukšmingai, kaip įprasta virtuvinė druska, ir neužsidega sprogimu, kaip salietra. Jis yra bekvapis ir gali atlaikyti bet kokį karščio laipsnį. Jis gali būti naudingas medicinoje tiek išorėje, tiek viduje. Jis gydo šviežias žaizdas jų nedirgindamas. Tai puikus vidinis vaistas: ištirpintas vandenyje ir duodamas ligoniams, išvalo žarnyną.“

Glauberio druskos mineralas vadinamas mirabilitu (iš lot. „mirabilis“ – nuostabus). Pavadinimas kilęs iš pavadinimo, kurį Glauberis davė atrastai druskai; jis pavadino ją nuostabia. Didžiausias pasaulyje šios medžiagos vystymas yra mūsų šalyje, kuri yra nepaprastai turtinga Glauberio druska garsiosios Kara-Bogaz-Gol įlankos vanduo. Įlankos dugnas tiesiogine to žodžio prasme yra padengtas juo.

Sulfitai, sulfatai, tiosulfatai...

Jei esate fotografas mėgėjas, jums reikia fiksatoriaus, t.y. natrio druska sieros (tiosieros) rūgštis H 2 S 2 O 3. Natrio tiosulfatas Na 2 S 2 O 3 (dar žinomas kaip hiposulfitas) pirmosiose dujokaukėse buvo chloro absorberis.

Jei skusdamasis įsipjovėte, kraujavimą galima sustabdyti kalio alūno KAl(SO 4) 2 12H 2 O kristalu.

Jei norite balinti lubas, padengti daiktą variu ar sunaikinti kenkėjus sode, neapsieisite be tamsiai mėlynų kristalų vario sulfatas CuSO 4 5H 2 O.

Popierius, ant kurio atspausdinta ši knyga, pagamintas naudojant kalcio hidrosulfitą Ca(HSO 3) 2.

Taip pat plačiai naudojamas geležies sulfatas FeSO 4 · 7H 2 O, chromo alūnas K 2 SO 4 · Cr 2 (SO 4) 3 · 2H 2 O ir daugelis kitų sieros, sieros ir tiosieros rūgščių druskų.

Cinabaras

Jei gyvsidabris išsiliejo laboratorijoje (yra apsinuodijimo pavojus gyvsidabrio garai!), pirmiausia surenkama, o tos vietos, iš kurių neišsiskiria sidabriniai lašai, padengiamos miltelių pavidalo siera. Gyvsidabris ir siera reaguoja net ir kietoje būsenoje – tiesiog kontaktuojant. Susidaro plytų raudonumo cinabaras – gyvsidabrio sulfidas – chemiškai itin inertiška ir nekenksminga medžiaga.

Išskirti gyvsidabrį nuo cinobero nėra sunku. Daugelis kitų metalų, ypač geležis, išstumia gyvsidabrį iš cinobero.

Sieros bakterijos

Gamtoje palaipsniui vyksta sieros ciklas, panašus į azoto arba anglies ciklą. Augalai vartoja sierą – nes jos atomai yra baltymų dalis. Augalai sierą paima iš tirpių sulfatų, o puvimo bakterijos baltymų sierą paverčia vandenilio sulfidu (taigi - bjaurus kvapas puvimas).

Bet yra vadinamųjų sieros bakterijų, kurioms ekologiškas maistas visai nereikalingas. Jie minta sieros vandeniliu, o jų kūnuose, vykstant reakcijai tarp H 2 S, CO 2 ir O 2, susidaro angliavandeniai ir elementinė siera. Sieros bakterijos dažnai būna perpildytos sieros grūdeliais - beveik visa jų masė yra siera su labai mažu organinių medžiagų „priedu“.

Siera vaistininkams

Visi sulfonamidiniai vaistai – sulfidinas, sulfazolas, norsulfazolas, sulginas, sulfodimezinas, streptocidas ir kiti slopina daugelio mikrobų veiklą. Ir visi šie vaistai yra organiniai sieros junginiai. Čia struktūrines formules kai kurie iš jų:

Po antibiotikų atsiradimo sulfatų vaistų vaidmuo šiek tiek sumažėjo. Tačiau daugelis antibiotikų gali būti laikomi organiniais sieros dariniais. Visų pirma, jis būtinai įtrauktas į peniciliną.

Smulki elementinė siera yra tepalų, naudojamų grybelinėms odos ligoms gydyti, pagrindas.

Sieros nitridas praleidžia srovę

1975 m. žurnalas „Chemical and Engineering News“ pranešė apie naujo neorganinio polimero, turinčio daug metalui būdingų savybių, atradimą. Polimerinis sieros nitridas – politiazilas (SN) n Jis lengvai presuojamas ir kaliamas, jo elektrinis laidumas artimas gyvsidabrio laidumui. Be to, politiazilo plėvelės nevienodai praleidžia srovę išilgine ir skersine kryptimis. Tai paaiškinama tuo, kad plėvelė pagaminta iš užsakytų polimerinių pluoštų, esančių lygiagrečiai vienas kitam.

Ką galima pastatyti iš sieros

Aštuntajame dešimtmetyje kai kuriose pasaulio šalyse sieros gamyba viršijo jos poreikį. Todėl sierai imta ieškoti naujų pritaikymų, pirmiausia tokiose daug medžiagų reikalaujančiose srityse kaip statyba. Dėl šių paieškų atsirado sieros putplasčio plastikas - kaip termoizoliacinė medžiaga, betono mišiniai, kuriuose siera iš dalies arba visiškai pakeitė portlandcementį, ir greitkelių dangos, kuriose yra elementinės sieros.

Siera yra aukso geltonumo toksiška medžiaga
ir aktyvios vulkaninės veiklos požymis
Toksiški ir nuodingi akmenys ir mineralai

Siera(lot. Sieros) S, periodinės sistemos VI grupės cheminis elementas D.I. Mendelejevas; atominis skaičius 16, atominė masė 32,06. Natūrali siera susideda iš keturių stabilių izotopų: 32 S (95,02 %), 33 S (0,75 %), 34 S (4,21 %), 36 S (0,02 %). Gauti dirbtiniai radioaktyvieji izotopai 31S (T ½ = 2,4 sek.), 35 S (T ½ = 87,1 dienos), 37 S (T ½ = 5,04 min.) ir kt.

Istorinė nuoroda.

Gimtoji siera, taip pat sieros junginių pavidalu, buvo žinoma nuo seniausių laikų. Jis minimas Biblijoje ir žydų Toroje (Negyvosios jūros ritiniuose), Homero eilėraščiuose ir kt. Siera buvo „šventųjų“ smilkalų dalis per religines apeigas (stulbinanti atvykusius - jie geria gyvsidabrį ir duoda raudonųjų cinobarų miltelių); buvo tikima, kad degančios sieros kvapas šėtoniškuose ritualuose („Visos moterys yra raganos“, Almadenas, Ispanija, žemynas, užuot dirbus kasyklose ant pramoninio raudonojo cinobaro) išvaro dvasią (sukelia nugaros smegenų ir smegenų kamieno suskaidytus pažeidimus prie įeinančių jo nervų pagrindo). Siera nenaudojama bažnytinėse apeigose – vietoj to jos sunaudojama daugiau saugūs milteliai gintaras (įskaitant ambroidą - panašus į sierą, taip pat trapus, bet lengvesnis ir elektrifikuotas dėl trinties, skirtingai nuo sieros). Siera bažnyčioje nedeginama (erezija). Sukelia abortus.

Siera jau seniai buvo kariniams tikslams skirtų padegamųjų mišinių, pavyzdžiui, „Graikijos ugnies“ (X a. po Kr.), sudedamoji dalis. Maždaug VIII amžiuje Kinija pradėjo naudoti sierą pirotechnikos reikmėms. Siera ir jos junginiai nuo seno buvo naudojami odos ligoms gydyti. Viduramžių alchemijos laikotarpiu (aukso geltono ir balkšvo aukso apdirbimas su sidabru ir platina su skystu gyvsidabriu ir raudonuoju cinoberu, siekiant gauti baltą amalgamą, panašią į sidabrą, vadinamąjį „baltąjį auksą“), iškilo hipotezė pagal: kuri siera (degumo pradžia) ir gyvsidabris (metališkumo pradžia) buvo laikomi visų metalų komponentais. Sieros elementinę prigimtį nustatė A. L. Lavoisier ir įtraukė ją į nemetalinių paprastųjų kūnų sąrašą (1789 m.). 1822 metais E. Mitscherlichas įrodė sieros alotropiją.

Sieros kristalų šepetėlis (60x40 cm) iš Sicilijos salos (Italija). Nuotrauka: V.I. Dvoriadkinas.

Auksas kvarco akmenėliuose iš Bitak konglomeratų. Simferopolis, Krymas (Ukraina). Nuotrauka: A.I. Tiščenka.
Baisus sieros modelinis tirpalas, ypač kristaluose ir inkliuzuose. Auksas kalus, siera trapi.

Sieros pasiskirstymas gamtoje.

Siera yra labai paplitęs cheminis elementas (klark 4,7 * 10 -2); Jis randamas laisvoje būsenoje (natūrali siera) ir junginių pavidalu - sulfidai, polisulfidai, sulfatai. Jūrų ir vandenynų vandenyje yra natrio, magnio ir kalcio sulfatų. Yra žinoma daugiau nei 200 sieros mineralų, susidarančių endogeninių procesų metu. Biosferoje susidaro daugiau nei 150 sieros mineralų (daugiausia sulfatų); sulfidų oksidacijos į sulfatus, kurie savo ruožtu redukuojasi į antrinius H 2 S ir sulfidus, procesai yra plačiai paplitę. Tai labai pavojinga - pasireiškia ugnikalniuose, kur trūksta vandens, sausa sublimacija iš karštos magmos židinių per fumarolius, matomus ir nematomus įtrūkimus, su antrine piritizacija ir kt.

Šios reakcijos vyksta dalyvaujant mikroorganizmams. Daugelis biosferos procesų lemia sieros koncentraciją – ji kaupiasi dirvožemio humuso, anglies, naftos, jūrose ir vandenynuose (8,9 * 10 -2%), gruntiniuose vandenyse, ežeruose ir druskingose ​​pelkėse. Molyje ir skalūnuose sieros yra 6 kartus daugiau nei žemės plutoje apskritai, gipsuose – 200 kartų, požeminiuose sulfatiniuose vandenyse – dešimtis kartų. Biosferoje vyksta sieros ciklas: su krituliais ji atnešama į žemynus ir su nuotėkiu grįžta į vandenyną. Geologinėje Žemės praeityje sieros šaltinis daugiausia buvo ugnikalnio išsiveržimo produktai, turintys SO 2 ir H 2 S. Ekonominė veiklažmonės pagreitino sieros migraciją; sustiprėjo sulfidų oksidacija.

Siera (geltona). Rozdolskio telkinys, Prykarpattya, Vakarai. Ukraina. Nuotrauka: A.A. Evsejevas.

Aragonitas (baltas), siera (geltona). Cianciana, Sicilija, Italija. Nuotrauka: A.A. Evsejevas.

Sieros fizinės savybės.

Siera yra kieta kristalinė medžiaga, stabili dviejų alotropinių modifikacijų pavidalu. Rombinis α-S yra citrinos geltonumo spalvos, tankis 2,07 g/cm 3, lydymosi temperatūra 112,8 o C, stabili žemesnėje nei 95,6 o C temperatūroje; monoklininės β-S medaus geltonumo spalvos, tankis 1,96 g/cm 3, lydymosi temperatūra 119,3 o C, stabili tarp 95,6 o C ir lydymosi temperatūros. Abi šias formas sudaro aštuonių narių ciklinės molekulės S 8, turinčios energiją S-S komunikacijos 225,7 kJ/mol.

Ištirpusi siera virsta judriu geltonu skysčiu, kuris aukštesnėje nei 160 o C temperatūroje paruduoja, o apie 190 o C temperatūroje tampa klampia tamsiai ruda mase. Virš 190 o C klampumas mažėja, o 300 o C temperatūroje siera vėl tampa skysta. Taip yra dėl molekulių struktūros pasikeitimo: 160 o C temperatūroje S 8 žiedai pradeda lūžti, virsta atviromis grandinėmis; tolesnis kaitinimas virš 190 o C sumažina vidutinį tokių grandinių ilgį.

Jei išlydyta siera, pakaitinta iki 250-300 o C, plona srovele supilama į šaltą vandenį, gaunama rusvai gelsva elastinga masė (plastinė siera). Jis tik iš dalies ištirpsta anglies disulfide, todėl nuosėdose lieka birūs milteliai. CS 2 tirpi modifikacija vadinama λ-S, o netirpi modifikacija vadinama μ-S. Lydymosi temperatūra, 113 o C (romb.), 119 o C (monokl.). Virimo temperatūra 444 o C.

Kambario temperatūroje abi šios modifikacijos virsta stabiliu, trapiu α-S. t kip sieros 444,6 o C (vienas iš standartinių balų tarptautinėje temperatūrų skalėje). Garuose virimo temperatūroje, be S 8 molekulių, yra S 6, S 4 ir S 2. Toliau kaitinant didelės molekulės suyra, o 900 o C temperatūroje lieka tik S 2, kuris maždaug 1500 o C temperatūroje pastebimai išsiskiria į atomus. Kai sušalo skystas azotas stipriai įkaitinti sieros garai sukuria purpurinę modifikaciją, stabilią žemiau -80 o C, kurią sudaro S 2 molekulės.

Siera yra prastas šilumos ir elektros laidininkas. Jis praktiškai netirpsta vandenyje, tirpsta bevandeniame amoniake, anglies disulfide ir daugelyje organinių tirpiklių (fenolio, benzeno, dichloretano ir kt.).

ADR 2.1
Degiosios dujos
Gaisro pavojus. Sprogimo pavojus. Gali būti spaudimo. Uždusimo pavojus. Gali nudeginti ir (arba) nušalti. Indai gali sprogti kaitinant (labai pavojinga – praktiškai nedega)

ADR 2.2
Dujų cilindras Nedegios, netoksiškos dujos.
Uždusimo pavojus. Gali būti spaudimo. Jie gali sukelti nušalimą (panašiai kaip nudegimas – blyškumas, pūslės, juodųjų dujų gangrena – girgždėjimas). Tara gali sprogti kaitinant (labai pavojinga – sprogsta nuo kibirkšties, liepsnos, degtuko, praktiškai nedega)
Naudokite dangtelį. Venkite žemų paviršių (skylių, žemumų, tranšėjų)
Žalias deimantas, ADR numeris, juodas arba baltas dujų balionas (balionas, termoso tipas)

ADR 2.3
Toksiškos dujos. Kaukolė ir sukryžiuoti kaulai
Pavojus apsinuodyti. Gali būti spaudimo. Gali nudeginti ir (arba) nušalti. Talpyklos gali sprogti kaitinant (labai pavojinga – akimirksniu dujų pasklidimas po visą aplinką)
Neatidėliotinam palikimui naudokite kaukę transporto priemonė. Naudokite dangtelį. Venkite žemų paviršių (skylių, žemumų, tranšėjų)
Baltas deimantas, ADR numeris, juoda kaukolė ir sukryžiuoti kaulai

ADR 3
Degūs skysčiai
Gaisro pavojus. Sprogimo pavojus. Talpykla gali sprogti kaitinant (labai pavojinga – lengvai užsidega)
Naudokite dangtelį. Venkite žemų paviršių (skylių, žemumų, tranšėjų)
Raudonas deimantas, ADR numeris, juoda arba balta liepsna

ADR 4.1
Labai degus kietosios medžiagos , savaime reaguojančios medžiagos ir kietieji desensibilizuoti sprogmenys
Gaisro pavojus. Degios arba degiosios medžiagos gali užsidegti nuo kibirkščių ar liepsnos. Gali būti savaime reaguojančių medžiagų, kurios gali egzotermiškai skilti kaitinant, kontaktuojant su kitomis medžiagomis (pvz., rūgštimis, sunkiųjų metalų junginiais ar aminais), trinties ar smūgio metu.
Dėl to gali išsiskirti kenksmingos arba degios dujos ar garai arba savaiminis užsidegimas. Indai kaitinami gali sprogti (jie itin pavojingi – praktiškai nedega).
Desensibilizuotų sprogmenų sprogimo pavojus praradus jautrumą mažinančią priemonę
Septynios vertikalios raudonos juostelės baltame fone, vienodo dydžio, ADR numeris, juoda liepsna

ADR 8
Ėsdinančios (kaustinės) medžiagos
Nudegimų pavojus dėl odos korozijos. Gali smarkiai reaguoti tarpusavyje (komponentai), su vandeniu ir kitomis medžiagomis. Išsiliejusi/išsibarsčiusi medžiaga gali išskirti ėsdančius dūmus.
Pavojinga vandens aplinkai arba kanalizacijos sistemai
Balta viršutinė rombo pusė, juoda - apatinė, vienodo dydžio, ADR numeris, mėgintuvėliai, rankos

Ypač pavojingo krovinio gabenimo metu pavadinimas	Skaičius JT	Klasė ADR
Sieros anhidridas, stabilizuotas SIEROS TRIOKSIDAS, STABILIZUOTAS	1829	8
Sieros anhidridas SIEROS DIOKSIDAS	1079	2
Anglies disulfidas ANGLIES DIsulfidas	1131	3
SIEROS HEKSAFLUORIDO dujos	1080	2
PANAUDOTA SIEROS RŪGŠTIS	1832	8
SIEROS RŪGŠTIS, DŪMA	1831	8
SIEROS RŪGŠTIS, kurioje yra ne daugiau kaip 51 % rūgšties, arba AKUMULIATORIŲ RŪGŠTIS SKYSČIS	2796	8
SIEROS RŪGŠTIS, REGENERUOTA IŠ RŪGŠTIES deguto	1906	8
SIEROS RŪGŠTIS, kurioje yra daugiau nei 51% rūgšties	1830	8
SIEROS RŪGŠTIES	1833	8
SIERA	1350	4.1
SIERA IŠLYDYTA	2448	4.1
Sieros chloridas SIEROS CHLORIDAS	1828	8
Sieros heksafluoridas SIEROS HEKSAFLUORIDAS	1080	2
Sieros dichloridas	1828	8
SIEROS DIOKSIDAS	1079	2
SIEROS TETRAFLUORIDAS	2418	2
SIEROS TROKSIDAS STABILIZUOTAS	1829	8
SIEROS CHLORIDAS	1828	8
Vandenilio sulfidas	1053	2
ANGLIES DIsulfidas	1131	3
SAUGIAI DEGTUČIAI dėžėse, knygose, kartonuose	1944	4.1
PARAFINO DEGTYS „VESTA“	1945	4.1
Parafino degtukai PARAFFIN MATCHES “VESTA”	1945	4.1
MINŲ RUKTUVĖS	2254	4.1

Sieros aprašymas ir savybės

Siera yra medžiaga, kuri yra 16 grupėje, trečiajame periode ir kurios atominis skaičius yra 16. Ją galima rasti ir natūralioje, ir surištoje formoje. Siera žymima raide S. Žinomas sieros formulė– (Ne)3s 2 3p 4 . Siera kaip elementas yra įtraukta į daug baltymų.

Nuotraukoje matyti sieros kristalai

Jei kalbėti apie elemento sieros atominė struktūra, tada jo išorinėje orbitoje yra elektronų, kurių valentinis skaičius siekia šešis.

Tai paaiškina elemento savybę būti maksimaliai šešiavalenčiam daugumoje kombinacijų. Natūralaus cheminio elemento struktūroje yra keturi izotopai, tai yra 32S, 33S, 34S ir 36S. Kalbant apie išorinį elektronų apvalkalą, atomas turi schemą 3s2 3p4. Atomo spindulys yra 0,104 nanometro.

Sieros savybės pirmiausia skirstomi į fizinius tipus. Tai apima tai, kad elementas turi kietą kristalinę sudėtį. Dvi alotropinės modifikacijos yra pagrindinė būsena, kurioje šis sieros elementas yra stabilus.

Pirmoji modifikacija yra rombinė, citrinos geltonos spalvos. Jo stabilumas yra žemesnis nei 95,6 °C. Antrasis yra monoklininis, turintis medaus geltonumo spalvą. Jo atsparumas svyruoja nuo 95,6 °C iki 119,3 °C.

Nuotraukoje pavaizduota mineralinė siera

Lydymo metu cheminis elementas tampa judančiu skysčiu, kuris yra geltonos spalvos. Jis paruduoja, pasiekia aukštesnę nei 160 °C temperatūrą. Ir 190 °C temperatūroje sieros spalvos virsta tamsiai ruda spalva. Pasiekus 190 °C, pastebimas medžiagos klampumo sumažėjimas, kuris vis dėlto pakaitinus iki 300 °C tampa skystas.

Kitos sieros savybės:

Praktiškai nepraleidžia šilumos ir elektros.

Netirpsta panardintas į vandenį.

Jis tirpsta amoniake, kuris turi bevandenę struktūrą.

Jis taip pat tirpsta anglies disulfide ir kituose organiniuose tirpikliuose.

KAM sieros elemento charakteristikos svarbu pridėti jo chemines savybes. Šiuo atžvilgiu ji yra aktyvi. Jei siera kaitinama, ji gali tiesiog derėti su beveik bet kokiu cheminiu elementu.

Nuotraukoje pavaizduotas Uzbekistane išgaunamas sieros pavyzdys

Išskyrus inertines dujas. Susilietus su metalais, chemikalais. elementas sudaro sulfidus. Kambario temperatūra leidžia elementui reaguoti su. Padidėjusi temperatūra padidina sieros aktyvumą.

Panagrinėkime, kaip siera elgiasi su atskiromis medžiagomis:

Su metalais tai yra oksidatorius. Sudaro sulfidus.

Su vandeniliu – at aukšta temperatūra– iki 200 °C vyksta aktyvi sąveika.

Su deguonimi. Oksidai susidaro iki 280 °C temperatūroje.

Su fosforu, anglis – tai oksidatorius. Tik jei reakcijos metu nėra oro.

Su fluoru jis veikia kaip reduktorius.

Su sudėtingos struktūros medžiagomis – taip pat kaip reduktorius.

Sieros telkiniai ir gamyba

Pagrindinis sieros gavimo šaltinis yra jos nuosėdos. Iš viso pasaulyje yra 1,4 milijardo tonų šios medžiagos atsargų. Jis kasamas tiek atviros, tiek požeminės kasybos būdu, ir lydant iš požeminės žemės.

Nuotraukoje parodyta sieros kasyba Kawa Ijen ugnikalnyje

Jei galioja pastarasis atvejis, tuomet naudojamas vanduo, kuris perkaitinamas ir kartu su juo ištirpsta siera. Žemos kokybės rūdose elemento yra maždaug 12%. Turtingas – 25% ir daugiau.

Įprasti indėlių tipai:

Stratiformas – iki 60 proc.

Druskos kupolas – iki 35%.

Vulkanogeninis – iki 5 proc.

Pirmasis tipas yra susijęs su sluoksniais, vadinamais sulfatu-karbonatu. Tuo pačiu metu rūdos kūnai, kurių storis iki kelių dešimčių metrų ir iki šimtų metrų, yra sulfatinėse uolienose.

Taip pat šių sluoksnių nuosėdų galima rasti tarp sulfatinės ir karbonatinės kilmės uolienų. Antrajam tipui būdingi indėliai pilka, kurie siejami su druskos kupolais.

Pastarasis tipas yra susijęs su ugnikalniais, kurie turi jauną ir modernią struktūrą. Šiuo atveju rūdos elementas yra lakšto formos, lęšio formos. Jame sieros gali būti 40%. Šio tipo nuosėdos yra paplitusios Ramiojo vandenyno vulkaninėje juostoje.

Sieros telkinys Eurazijoje yra Turkmėnistane, Volgos regione ir kitose vietose. Sieros uolienos randamos netoli kairiųjų Volgos krantų, besidriekiančių nuo Samaros. Uolos juostos plotis siekia kelis kilometrus. Be to, jų galima rasti iki pat Kazanės.

Nuotraukoje pavaizduota siera uolienose

Teksase ir Luizianoje didžiuliai kiekiai sieros randami druskos kupolų stoguose. Ypač gražių šio elemento italų yra Romagna ir Sicilijoje. O Vulkano saloje jie randa monoklininę sierą. Elementas, kurį oksidavo piritas, buvo rastas Urale, Čeliabinsko srityje.

Kasybai sieros cheminis elementas naudoti skirtingus metodus. Viskas priklauso nuo jo atsiradimo sąlygų. Kartu, žinoma, ypatingas dėmesys skiriamas saugumui.

Kadangi sieros vandenilis kaupiasi kartu su sieros rūda, būtina ypač rimtai žiūrėti į bet kokį kasybos būdą, nes šios dujos yra nuodingos žmonėms. Siera taip pat linkusi užsidegti.

Dažniausiai jie naudoja atvirą metodą. Taigi, naudojant ekskavatorius, pašalinamos nemažos uolienų dalys. Tada rūdos dalis susmulkinama naudojant sprogimus. Gabalai siunčiami į gamyklą sodrinti. Tada – į sieros lydyklą, kur siera gaunama iš koncentrato.

Nuotraukoje siera uoste, atgabenta jūra

Jei sieros yra giliai daugybe tūrių, naudojamas Frasch metodas. Siera tirpsta dar būdama po žeme. Tada jis, kaip ir nafta, išpumpuojamas pro sugedusį šulinį. Šis metodas pagrįstas tuo, kad elementas lengvai tirpsta ir turi mažą tankį.

Taip pat žinomas atskyrimo metodas naudojant centrifugas. Tik šis metodas turi trūkumą: siera gaunama su priemaišomis. Ir tada būtina atlikti papildomą valymą.

Kai kuriais atvejais naudojamas gręžinio metodas. Kitos sieros elemento gavybos galimybės:

Garai-vanduo.

Filtravimas.

Šiluminis.

Išcentrinis.

Ištraukimas.

Sieros panaudojimas

Didžioji dalis kasamos sieros naudojama sieros rūgščiai gaminti. Ir šios medžiagos vaidmuo cheminėje gamyboje yra labai didelis. Pažymėtina, kad norint gauti 1 toną sieros medžiagos, reikia 300 kg sieros.

Smarkiai šviečiantys ir daug dažų turintys blizgučiai taip pat gaminami naudojant sierą. Popieriaus pramonė yra dar viena sritis, į kurią patenka nemaža dalis išgautos medžiagos.

Nuotraukoje sieros tepalas

Dažniau sieros panaudojimas randa tenkinant gamybos poreikius. Štai keletas iš jų:

Naudojimas chemijos gamyboje.

Sulfitų, sulfatų gamybai.

Medžiagų, skirtų augalams tręšti, gamyba.

Gauti spalvotųjų metalų rūšis.

Suteikti plienui papildomų savybių.

Degtukų gamybai, sprogdinimo medžiagoms ir pirotechnikai.

Naudojant šį elementą gaminami dažai ir pluoštai iš dirbtinių medžiagų.

Skirtas audiniams balinti.

Kai kuriais atvejais sieros elementasįtraukta į tepalus, kuriais gydomos odos ligos.

Sieros kaina

Autorius Naujausios naujienos Sieros poreikis aktyviai auga. Rusijos gaminio kaina yra 130 dolerių. Už kanadietišką versiją – 145 USD. Tačiau Artimuosiuose Rytuose kainos padidėjo iki 8 USD, todėl kaina buvo 149 USD.

Nuotraukoje parodytas didelis mineralinės sieros pavyzdys

Vaistinėse galite rasti maltų sieros miltelių, kurių kaina yra nuo 10 iki 30 rublių. Be to, galima įsigyti ir urmu. Kai kurios organizacijos siūlo įsigyti granuliuotą techninę įrangą už mažą kainą. dujinė siera.

Siera yra vienas iš periodinės lentelės elementų. Medžiaga priskiriama 16 grupei, trečiajam laikotarpiui. Sieros atominis skaičius yra 16. Gamtoje jos galima rasti tiek grynos, tiek mišrios formos. IN chemines formules siera žymima Lotyniška raidė S. Jis yra daugelio baltymų elementas ir turi didelis skaičius fizinių ir cheminių savybių, todėl jis yra paklausus.

Sieros fizikinės ir cheminės savybės

Pagrindinės fizinės sieros savybės:

• Kieta kristalinė kompozicija (rombinė forma su šviesiai geltona spalva ir monokliniška forma, išsiskirianti medaus geltonumo spalva).
• Spalva pasikeičia, kai temperatūra pakyla nuo 100°C.
• Temperatūra, kurioje elementas pereina į skystą agregacijos būseną, yra 300 °C.
• Turi mažą šilumos laidumą.
• Netirpsta vandenyje.
• Lengvai tirpsta amoniako koncentrate ir anglies disulfide.

Pagrindinės sieros cheminės savybės:

• Tai yra metalų oksidatorius ir sudaro sulfidus.
• Aktyviai sąveikauja su vandeniliu iki 200°C temperatūroje.
• Sąveikaujant su deguonimi iki 280°C temperatūroje susidaro oksidai.
• Jis gerai sąveikauja su fosforu, anglimi kaip oksidatoriumi, taip pat su fluoru ir kitomis sudėtingomis medžiagomis kaip reduktorius.

Kur gamtoje galima rasti sieros?

Natūralios sieros dideli kiekiai gamtoje nerandama dažnai. Paprastai jis randamas tam tikrose rūdose. Uoliena su grynais sieros kristalais vadinama su sieros vėliava pažymėta rūda.

Tolesnė žvalgymo ir žvalgymo darbų kryptis tiesiogiai priklauso nuo to, kaip šie inkliuzai susiformavo uolienoje. Tačiau žmonija dar nerado aiškaus atsakymo į šį klausimą.

Yra daug skirtingų teorijų apie vietinės sieros kilmę uolienose, tačiau nė viena nebuvo visiškai įrodyta, nes šio elemento susidarymas yra gana sudėtingas. Sieros rūdos susidarymo darbinės versijos apima:

• singenezės teorija: sieros atsiradimas kartu su pagrindinėmis uolienomis;
• epigenezės teorija: sieros susidarymas vėliau nei bazinės uolienos;
• metasomatizmo teorija: vienas iš epigenezės teorijos potipių, susidedantis iš gipso ir anhidrido pavertimo siera.

Taikymo sritis

Gamybai naudojama siera įvairios medžiagos, tarp kurių:

• popierius ir degtukai;
• dažai ir audiniai;
• vaistai ir kosmetika;
• guma ir plastikas;
• degūs mišiniai;
• Trąšos;
• sprogmenų ir nuodų.

Norėdami pagaminti vieną automobilį, turite išleisti 14 kg šios medžiagos. Dėl to Platus pasirinkimas sieros panaudojimo, galime drąsiai teigti, kad valstybės gamybos potencialas priklauso nuo jos atsargų ir vartojimo.

Liūto dalis pasaulio rūdos produkcijos tenka popieriaus gamybai, nes sieros junginiai prisideda prie celiuliozės gamybos. Norint pagaminti 1 toną šios žaliavos, reikia suvartoti daugiau nei 1 centnerį sieros. Norint gauti kaučiuką vulkanizuojant gumas, reikalingi dideli šios medžiagos kiekiai.

Sieros panaudojimas žemės ūkyje ir kasybos chemijos pramonėje

Siera, tiek gryna, tiek junginių pavidalu, plačiai naudojama žemės ūkyje. Jo yra mineralinėse trąšose ir pesticiduose. Siera yra naudinga augalams, pavyzdžiui, fosforui, kaliui ir kitoms medžiagoms, nors didžiąją dalį į dirvą išbarstytų trąšų jie neįsisavina, o prisideda prie fosforo pasisavinimo.

Todėl siera į žemę pridedama tuo pačiu metu kaip ir fosfatinė uoliena. Dirvožemyje esančios bakterijos ją oksiduoja ir suformuoja sieros ir sieros rūgštis, kurios reaguoja su fosforitais, sudarydamos fosforo junginius, kuriuos gerai pasisavina augalai.

Kasybos ir chemijos pramonė yra sieros vartotojų lyderė. Maždaug pusė visų pasaulyje išgaunamų išteklių naudojama sieros rūgščiai gaminti. Norint pagaminti vieną toną šios medžiagos, reikia išleisti 3 centnerius sieros. A sieros rūgšties chemijos pramonėje yra panašus į vandens vaidmenį gyvam organizmui.

Reikalingi dideli kiekiai sieros ir sieros rūgšties gaminant sprogmenis ir. Medžiaga, išvalyta iš visų rūšių priedų, yra būtina dažų ir šviečiančių junginių gamyboje.

Sieros junginiai naudojami naftos perdirbimo pramonėje. Būtent jų reikia gaminant antidetonacines medžiagas, mašinų alyvas ir tepalus itin aukšto slėgio agregatams, taip pat metalo apdirbimą pagreitinančiuose aušinimo skysčiuose, kuriuose gali būti iki 18 % sieros.

Siera yra nepakeičiama kasybos pramonėje ir gamyboje didelis skaičius maisto produktai.

Sieros telkiniai – tai vietos, kur kaupiasi sieros rūda. Tyrimų duomenimis, pasaulio sieros telkiniai prilygsta 1,4 mlrd. Šiandien šių rūdų telkiniai buvo rasti įvairiose planetos vietose. Rusijoje - prie kairiųjų Volgos krantų ir Urale, taip pat Turkmėnistane. JAV yra daug rūdos telkinių, būtent Teksase ir Luizianoje. Italijos Sicilijos ir Romagnos regionuose buvo rasta ir tebekuriama kristalinės sieros telkinių.

Sieros rūdos klasifikuojamos pagal jose esantį šio komponento procentą. Taigi išskiriamos turtingos rūdos, kuriose sieros kiekis yra didesnis nei 25%, ir skurdžios rūdos, kuriose yra iki 12%. Taip pat yra sieros nuosėdų:

Sieros radimas gamtoje

• stratiform;
• druskos kupolai;
• vulkanogeninis.

Šis indėlių tipas, stratiform, yra populiariausias. Šios kasyklos sudaro 60% pasaulinės produkcijos. Ypatinga tokių nuosėdų savybė yra jų ryšys su sulfato-karbonato nuosėdomis. Rūdos yra sulfatinėse uolienose. Sieros kūnų matmenys gali siekti kelis šimtus metrų, o jų storis – keliasdešimt metrų.

Druskos kupolo tipo kasyklos sudaro 35% visos pasaulio sieros produkcijos. Jiems būdingos pilkos sieros rūdos.

Vulkaninių kasyklų dalis sudaro 5%. Jie susidarė dėl ugnikalnių išsiveržimų. Rūdos kūnų morfologija tokiose telkiniuose yra lakšto arba lęšio formos. Tokiose kasyklose sieros yra apie 40%. Ramiojo vandenyno vulkaninei juostai būdingi vulkaninio tipo telkiniai.

Be natūralios sieros, svarbus mineralas, kuriame yra sieros ir jos junginių, yra geležies piritas arba piritas. Didžioji dalis pasaulio pirito produkcijos gaunama iš Europos šalių. Sieros junginių masės dalis pirite yra 80%. Rūdos gamybos lyderiai yra Ispanija, Pietų Afrika, Japonija, Italija ir Jungtinės Amerikos Valstijos.

Kasybos procesas

Sieros kasyba atlieka viena iš galimi metodai, kurio pasirinkimas priklauso nuo indėlio tipo. Kasyba gali būti atvira arba po žeme.

Sieros rūdos atvira kasyba yra labiausiai paplitusi. Šiuo metodu sieros išgavimo proceso pradžioje ekskavatoriais pašalinamas didelis uolienų grunto sluoksnis. Tada pati rūda susmulkinama. Išgauti rūdos gabalai vežami į perdirbimo įmones, kad būtų atlikta gryninimo procedūra. Po to siera siunčiama į gamybą, kur ji išlydoma ir iš koncentratų gaunama galutinė medžiaga.

Požeminio lydymosi metodas

Be to, gali būti naudojamas ir Frasch metodas, pagrįstas požeminiu sieros lydymu. Šį metodą patartina naudoti esant gilioms medžiagos nuosėdoms. Ištirpus fosilijai kasykloje, skysta siera išsiurbiama. Tam įrengiami specialūs šuliniai. Frasch metodas yra įmanomas tik dėl to, kad medžiaga lengvai tirpsta ir jos santykinai mažas tankis.

Rūdos atskyrimo centrifugomis metodas

Jo ypatumas slypi vienoje neigiamoje savybėje: per centrifugą gaunama siera turi daug priemaišų ir reikalauja papildomo valymo. Dėl to šis metodas laikomas gana brangiu.

Kai kuriais atvejais rūdos kasyba gali būti atliekama naudojant šiuos metodus:

• garai-vanduo;
• gręžinys;
• filtravimas;
• ištraukimas;
• terminis.

Nepriklausomai nuo to, koks metodas bus naudojamas išgauti iš žemės gelmių, būtina griežtai laikytis saugos standartų ir taisyklių. Pagrindinis sieros rūdos vystymosi proceso pavojus yra tas, kad jo telkiniuose gali kauptis toksiškas ir sprogus vandenilio sulfidas.

Išradus juoduosius miltelius, sieros gamyba žymiai padidėjo. Juk siera (kartu su anglimi ir salietra) yra nepakeičiamas jos komponentas. Šiais laikais siera yra viena iš svarbiausių žaliavų rūšių daugeliui chemijos pramonės šakų. Pasaulyje per metus sunaudojama apie 20 mln. tonų sieros. Jos pramoniniai vartotojai yra įvairios pramonės šakos: sieros rūgštis, popierius, guma, degtukai ir kt. Siera taip pat plačiai naudojama kovai su žemės ūkio kenkėjais, pirotechnikoje, iš dalies medicinoje. Pagal kiekį žemės plutoje (0,03%) siera yra labai dažnas elementas. Tačiau didelės vietinės sieros sankaupos nėra labai dažnos. Jo dažniau būna kai kuriose rūdose. Gimtoji sieros rūda yra uoliena, susimaišiusi su gryna siera. Kada šie inkliuzai susiformavo – kartu su juos lydinčiomis uolienomis ar vėliau? Nuo atsakymo į šį klausimą priklauso žvalgybos ir žvalgymo darbų kryptis. Tačiau, nepaisant tūkstančius metų bendravimo su siera, žmonija vis dar neturi aiškaus atsakymo. Sieros rūdos kasamos įvairiais būdais, priklausomai nuo atsiradimo sąlygų. Tačiau bet kuriuo atveju turite daug dėmesio skirti saugos priemonėms. Sieros nuosėdas beveik visada lydi nuodingų dujų – sieros junginių – sankaupos. Be to, neturime pamiršti apie savaiminio užsidegimo galimybę.

Kasamos sieros rūdos skirtingais būdais – į priklausomai nuo atsiradimo sąlygų. Tačiau bet kuriuo atveju turite daug dėmesio skirti saugos priemonėms. Sieros nuosėdas beveik visada lydi nuodingų dujų – sieros junginių – sankaupos. Be to, neturime pamiršti apie savaiminio užsidegimo galimybę.

Atvira rūdos kasyba vyksta taip. Vaikščiojantys ekskavatoriai pašalina uolienų sluoksnius, po kuriais guli rūda. Rūdos sluoksnis susmulkinamas sprogimų būdu, po to rūdos blokai siunčiami į perdirbimo gamyklą, o iš ten į sieros lydyklą, kur iš koncentrato išgaunama siera. Ištraukimo būdai yra skirtingi. Kai kurie iš jų bus aptarti toliau. Čia tikslinga trumpai apibūdinti sieros gavybos iš požeminio gręžinio metodą, kuris leido Jungtinėms Amerikos Valstijoms ir Meksikai tapti didžiausiomis sieros tiekėjomis.

Praėjusio amžiaus pabaigoje JAV pietuose buvo aptikti turtingi sieros rūdos telkiniai. Bet prie sluoksnių priartėti buvo nelengva: vandenilio sulfidas nutekėjo į kasyklas (būtent kasykla turėjo būti sukurta minų metodu) ir užblokavo prieigą prie sieros. Be to, smėlėtas skraidantis smėlis sunkiai prasiskverbė į sieros turinčius sluoksnius. Išeitį rado chemikas Hermannas Fraschas, pasiūlęs ištirpdyti sierą po žeme ir pumpuoti į paviršių per gręžinius, panašius į naftos gręžinius.Palyginti žema (mažiau nei 120 °C) sieros lydymosi temperatūra patvirtino Frascho idėjos realumą. 1890 m. prasidėjo bandymai, kurie atvedė į sėkmę.

Iš esmės Frasch montavimas yra labai paprastas: vamzdis vamzdyje. Perkaitintas vanduo tiekiamas į tarpą tarp vamzdžių ir per jį teka į formaciją. O išlydyta siera kyla per vidinį vamzdį, šildoma iš visų pusių. Šiuolaikinė Frasch instaliacijos versija papildyta trečiuoju - siauriausiu vamzdžiu. Per jį į šulinį tiekiamas suslėgtas oras, kuris padeda išlydytą sierą pakelti į paviršių. Vienas iš pagrindinių Frasch metodo privalumų yra tai, kad jis leidžia gauti palyginti gryną sierą jau pirmajame gamybos etape. Šis metodas yra labai efektyvus kasant turtingas rūdas.

Anksčiau buvo manoma, kad požeminio sieros lydymo metodas buvo taikomas tik konkrečiomis JAV ir Meksikos Ramiojo vandenyno pakrantės „druskos kupolų“ sąlygomis. Tačiau Lenkijoje ir SSRS atlikti eksperimentai paneigė šią nuomonę. Populiarioje Lenkijoje šiuo būdu jau išgaunamas didelis sieros kiekis; 1968 m. SSRS buvo pradėti pirmieji sieros gręžiniai.

O karjeruose ir kasyklose gautą rūdą tenka apdoroti (dažnai iš anksto sodrinant), įvairiais technologiniais metodais.

Yra žinomi keli sieros gavimo iš sieros rūdos būdai: vandens garai, filtravimas, terminis, išcentrinis ir ekstrahavimas.

Šiluminiai sieros išgavimo metodai yra labiausiai pasenę. Dar XVIII amžiuje Neapolio karalystėje siera buvo lydoma krūvomis - „solfatarais“. Iki šiol Italijoje siera lydoma primityviose krosnyse - „kalkaronuose“. Šiluma, reikalinga sierai išlydyti iš rūdos, gaunama deginant dalį išgaunamos sieros. Šis procesas neefektyvus, nuostoliai siekia 45%.

Italija taip pat tapo sieros išgavimo iš rūdos garo vandens metodų gimtine. 1859 metais Giuseppe Gill gavo patentą savo aparatui – šiandieninių autoklavų pirmtakui. Autoklavo metodas (žinoma, žymiai patobulintas) vis dar naudojamas daugelyje šalių.

Autoklavinio proceso metu į autoklavą skystos masės pavidalu su reagentais pumpuojamas praturtintas sieros rūdos koncentratas, turintis iki 80 % sieros. Ten esant slėgiui tiekiami vandens garai. Plaušiena kaitinama iki 130° C. Koncentrate esanti siera išsilydo ir atsiskiria nuo uolienų. Po trumpo nusėdimo išsilydžiusi siera nupilama. Tada iš autoklavo išleidžiamos „uodegos“ – atliekų suspensija vandenyje? Atliekose yra gana daug sieros ir jos grąžinamos į perdirbimo įmonę.

Rusijoje autoklavo metodą pirmą kartą panaudojo inžinierius K. G. Patkanovas 1896 m.

Šiuolaikiniai autoklavai yra didžiuliai keturių aukštų pastato aukščio įrenginiai. Tokie autoklavai visų pirma įrengiami Karpatų regiono Rozdol kasybos ir chemijos gamyklos sieros lydymo gamykloje.

Kai kuriose pramonės šakose, pavyzdžiui, didelėje sieros gamykloje Tarnobžege (Lenkija), atliekos nuo išlydytos sieros atskiriamos naudojant specialius filtrus. Neseniai mūsų šalyje buvo sukurtas atskyrimo metodas naudojant specialias centrifugas. Žodžiu, „aukso rūda (tiksliau aukso rūda) gali būti atskirta nuo atliekų uolienų“ įvairiais būdais.

Įvairios šalys sieros poreikius tenkina skirtingai. Meksika ir JAV daugiausia naudoja Frasch metodą. Italija, kuri užima trečią vietą tarp kapitalistinių valstybių pagal sieros gamybą, toliau kasa ir perdirba (skirtingais metodais) sieros rūdas iš Sicilijos telkinių ir Marko provincijos. Japonija turi didelius vulkaninės sieros atsargas. Prancūzija ir Kanada, neturinčios natūralios sieros, sukūrė didelio masto jos gamybą iš dujų. Anglija ir Vokietija savo sieros telkinių neturi. Sieros rūgšties poreikius jie patenkina perdirbdami sieros turinčias žaliavas (daugiausia piritą), importuoja elementinę sierą.

Rusija visiškai patenkina savo poreikius dėl savo žaliavų šaltinių. Po turtingų Karpatų telkinių atradimo ir plėtros SSRS ir Lenkija žymiai padidino sieros gamybą. Ši pramonė toliau vystosi. Ukrainoje buvo pastatytos naujos didelės įmonės, rekonstruotos senos gamyklos prie Volgos ir Turkmėnistano, plečiama sieros gamyba iš gamtinių dujų ir išmetamųjų dujų.