Charakteristika síry. Použitie síry. Lekárska síra. sírový priemysel

Síra je jednou z mála látok, s ktorými prví „chemici“ operovali už pred niekoľkými tisíckami rokov. Začala slúžiť ľudstvu dávno predtým, ako obsadila bunku číslo 16 v periodickej tabuľke.

Jedno z najstarších (aj keď hypotetických!) použití síry je opísané v mnohých starých knihách. Nový aj Starý zákon zobrazujú síru ako zdroj tepla pri tepelnej úprave hriešnikov. A ak knihy tohto druhu neposkytujú dostatočný základ pre archeologické vykopávky pri hľadaní pozostatkov Neba alebo Ohnivej Gehenny, potom ich dôkaz, že starovekí ľudia poznali síru a niektoré jej vlastnosti, možno vziať na vedomie.

Jedným z dôvodov tejto slávy je rozšírenosť pôvodnej síry v krajinách najstarších civilizácií. Ložiská tejto žltej horľavej látky vyvinuli Gréci a Rimania najmä na Sicílii, ktorá bola do konca minulého storočia preslávená najmä sírou.

Od staroveku sa síra používala na náboženské a mystické účely, zapaľovala sa pri rôznych obradoch a rituáloch. Ale tak dávno, ako prvok č. 16 nadobudol celkom všedné účely: zbrane sa černeli sivou, používali sa pri výrobe kozmetických a liečivých mastí, pálili sa na bielenie látok a na boj proti hmyzu. Produkcia síry sa výrazne zvýšila po vynájdení čierneho prachu. Veď síra (spolu s uhlím a dusičnanmi) je jeho nenahraditeľnou zložkou.

A teraz výroba pušného prachu spotrebuje časť vyťaženej síry, aj keď veľmi nepatrnú. V súčasnosti je síra jednou z najdôležitejších surovín pre mnohé chemické odvetvia. A to je dôvod neustáleho rastu svetovej produkcie síry.

Pôvod síry

Veľké akumulácie prirodzenej síry nie sú bežné. Častejšie sa vyskytuje v niektorých rudách. Pôvodná sírna ruda je hornina rozptýlená sírou.

Kedy tieto inklúzie vznikli – súčasne so sprievodnými horninami alebo neskôr? Od odpovede na túto otázku závisí smer prieskumných a prieskumných prác. Ale napriek tisícročiam komunikácie so sírou ľudstvo stále nemá jasnú odpoveď. Existuje viacero teórií, ktorých autori zastávajú opačné názory.

Syngenetická teória (t. j. súčasná tvorba síry a hostiteľských hornín) naznačuje, že pôvodná síra vznikla v plytkých panvách. Špeciálne baktérie redukovali sírany rozpustené vo vode na sírovodík, ktorý stúpal nahor, vstupoval do oxidačnej zóny a tu sa chemicky alebo za účasti iných baktérií oxidoval na elementárnu síru. Síra sa usadila na dne a následne id obsahujúci síru vytvoril rudu.

Teória epigenézy (inklúzie síry vznikli neskôr ako hlavné horniny) má niekoľko variantov. Najbežnejšia z nich predpokladá, že podzemná voda prenikajúca cez horninové vrstvy je obohatená o sírany. Ak sa takéto vody dostanú do kontaktu s ložiskami ropy alebo zemného plynu, potom sa síranové ióny redukujú uhľovodíkmi na sírovodík. Sírovodík stúpa na povrch a po oxidácii uvoľňuje čistú síru v dutinách a trhlinách v skalách.

V posledných desaťročiach sa objavila jedna z odrôd teórie epigenézy, teória metasomatizmu (v preklade z gréčtiny „metasomatizmus“ znamená „substitúcia“. Podľa nej v útrobách zeme prebieha neustála premena sadry CaSO 4 2H 2 O a anhydrit CaSO 4 na síru a kalcit) CaCO 3. Túto teóriu vytvorili v roku 1935 sovietski vedci LM Miropolsky a BP Krotov, v jej prospech hovorí najmä nasledujúci fakt.

V roku 1961 bolo v Iraku objavené pole Mishrak. Síra je tu uzavretá v karbonátových horninách, ktoré tvoria klenbu podoprenú podperami siahajúcimi do hĺbky (v geológii sa im hovorí krídla). Tieto krídla pozostávajú hlavne z anhydritu a sadry. Rovnaký obraz bol pozorovaný na domácom poli Shor-Su.

Geologická zvláštnosť týchto ložísk sa dá vysvetliť len z hľadiska teórie metasomatizmu: primárny sadrovec a anhydrit sa zmenili na sekundárne uhličitanové rudy s inklúziami prírodnej síry. Dôležitá nie je len blízkosť minerálov – priemerný obsah síry v rude týchto ložísk sa rovná obsahu chemicky viazanej síry v anhydrite. A štúdie izotopového zloženia síry a uhlíka v rude týchto ložísk poskytli zástancom teórie metasomatizmu ďalšie argumenty.

Je tu však jedno „ale“: chémia procesu premeny sadry na síru a kalcit nie je zatiaľ jasná, a preto nie je dôvod považovať teóriu metasomatizmu za jedinú správnu. Aj v súčasnosti sú na Zemi jazerá (najmä jazero Sernoe pri Sernovodsku), kde dochádza k syngenetickému ukladaniu síry a síronosné bahno neobsahuje sadru ani anhydrit.

To všetko znamená, že rôznorodosť teórií a hypotéz o pôvode prírodnej síry je výsledkom nielen a nie tak neúplnosti našich vedomostí, ale aj komplexnosti javov vyskytujúcich sa v hĺbke. Už z matematiky na základnej škole všetci vieme, že k rovnakému výsledku môžu viesť rôzne cesty. Tento zákon platí aj pre geochémiu.

Ťažba síry

Sírne rudy sa ťažia rôznymi spôsobmi – v závislosti od podmienok výskytu. V každom prípade však musíte dbať na bezpečnosť. Nánosy síry sú takmer vždy sprevádzané akumuláciou jedovatých plynov - zlúčenín síry. Okrem toho netreba zabúdať na možnosť jeho samovznietenia.

Povrchová ťažba rudy je nasledovná. Kráčajúce rýpadlá odstraňujú vrstvy hornín, pod ktorými je uložená ruda. Vrstva rudy je rozdrvená výbuchmi, po ktorých sa hrudy rudy posielajú do koncentračného závodu a odtiaľ do tavby síry, kde sa z koncentrátu extrahuje síra. Metódy extrakcie sú rôzne. O niektorých z nich sa bude diskutovať nižšie. A tu je vhodné stručne popísať vrtnú metódu získavania síry z podzemia, ktorá umožnila Spojeným štátom americkým a Mexiku stať sa najväčšími dodávateľmi síry.

Koncom minulého storočia boli najbohatšie ložiská sírovej rudy objavené na juhu USA. Nebolo však ľahké priblížiť sa k švom: sírovodík prenikal do baní (konkrétne sa mala vyvinúť banská metóda) a blokoval prístup k síre. Okrem toho im piesočnaté plaváky bránili v ceste do síronosných vrstiev. Chemik Herman Frasch našiel cestu von a navrhol roztaviť síru pod zemou a čerpať ju na povrch cez studne ako ropu. Relatívne nízky (menej ako 120 °C) bod topenia síry potvrdil reálnosť Fraschovej myšlienky. V roku 1890 sa začali skúšky, ktoré viedli k úspechu.

V princípe je Fraschova inštalácia veľmi jednoduchá: potrubie v potrubí. Prehriata voda sa privádza do priestoru medzi potrubiami a preteká ním do zásobníka. A roztavená síra stúpa pozdĺž vnútorného potrubia, ohrievaného zo všetkých strán. Moderná verzia inštalácie Frach je doplnená o tretie - najužšie potrubie. Prostredníctvom nej sa do studne privádza stlačený vzduch, ktorý pomáha vyniesť roztavenú síru na povrch. Jednou z hlavných výhod Fraschovej metódy je, že umožňuje získať relatívne čistú síru už v prvej fáze extrakcie. Pri ťažbe vysokokvalitných rúd je táto metóda veľmi účinná.

Predtým sa verilo, že metóda podzemného tavenia síry je použiteľná iba v špecifických podmienkach "soľných kupol" tichomorského pobrežia Spojených štátov a Mexika. Experimenty uskutočnené v Poľsku a ZSSR však tento názor vyvrátili. V Poľsku už táto metóda produkuje veľké množstvo síry: v roku 1968 boli v ZSSR spustené prvé sírové vrty.

A ruda získaná v lomoch a baniach sa musí spracovať (často s predbežným obohatením) rôznymi technologickými metódami.

Existuje niekoľko známych spôsobov získavania síry zo sírnych rúd: parovodné, filtračné, tepelné, odstredivé a extrakčné.

Metódy tepelného získavania síry sú najstaršie. Späť v 18. storočí. v Neapolskom kráľovstve sa síra tavila v haldách – „solfataroch“. Doteraz sa v Taliansku síra taví v primitívnych peciach – „kalkarónoch“. Teplo potrebné na vytavenie síry z rudy sa získava spaľovaním časti vyťaženej síry. Tento proces je neúčinný, straty dosahujú 45 %.

Taliansko sa stalo aj rodiskom parovodných metód získavania síry z rúd. V roku 1859 dostal Giuseppe Gill patent na svoj prístroj, predchodcu dnešných autoklávov. Autoklávová metóda (samozrejme výrazne vylepšená) sa v mnohých krajinách používa dodnes.

Pri autoklávovom procese sa koncentrovaný koncentrát sírovej rudy, obsahujúci až 80 % síry, čerpá do autoklávu vo forme kvapalnej suspenzie s činidlami. Vodná para sa tam dodáva pod tlakom. Suspenzia sa zahreje na 130 °C. Síra obsiahnutá v koncentráte sa roztaví a oddelí od horniny. Po krátkom usadení sa roztavená síra vypustí. Potom sa z autoklávu uvoľňujú "chvosty" - suspenzia odpadovej horniny vo vode. Hlušina obsahuje pomerne veľa síry a vracia sa do koncentrátora.

V Rusku autoklávovú metódu prvýkrát použil inžinier K.G. Patkanov v roku 1896.

Moderné autoklávy sú obrovské zariadenia vysoké ako štvorposchodová budova. Takéto autoklávy sú inštalované najmä v taviarni síry Banského a chemického kombinátu Rozdolsk v Karpatskej oblasti.

V niektorých priemyselných odvetviach, napríklad vo veľkom závode na výrobu síry v Tarnobrzegu (Poľsko), sa odpadová hornina oddeľuje od roztavenej síry pomocou špeciálnych filtrov. Metóda oddeľovania síry a odpadovej horniny v odstredivkách bola vyvinutá aj u nás. Jedným slovom, „zlatá ruda (presnejšie zlatá ruda) sa dá oddeliť od odpadovej horniny“ rôznymi spôsobmi.

V poslednej dobe sa čoraz väčšia pozornosť venuje hĺbkovým geotechnologickým metódam výroby síry. Na poli Yazovskoye v Karpatskej oblasti sa síra, klasické dielektrikum, taví pod zemou pomocou vysokofrekvenčných prúdov a pumpuje sa na povrch cez studne, ako pri Fraschovej metóde. Vedci z Ústavu baníctva a chemických surovín navrhli spôsob podzemného splyňovania síry. Podľa tohto spôsobu sa v zásobníku zapáli síra a na povrch sa odčerpá sírny plyn, ktorý sa využíva na výrobu kyseliny sírovej a iných užitočných produktov.

Rôzne krajiny spĺňajú požiadavky na síru rôznymi spôsobmi. Mexiko a USA používajú najmä Fraschovu metódu. Taliansko, ktoré je v produkcii síry na treťom mieste medzi kapitalistickými štátmi, pokračuje v ťažbe a spracovaní (rôznymi metódami) sírnych rúd zo sicílskych ložísk a provincie Marche. Japonsko má značné zásoby vulkanickej síry. Francúzsko a Kanada, ktoré nemajú pôvodnú síru, rozvinuli jej výrobu vo veľkom meradle z plynov. V Anglicku a Nemecku neexistujú žiadne vlastné ložiská síry. Svoju potrebu kyseliny sírovej pokrývajú spracovaním surovín s obsahom síry (hlavne pyritu), zatiaľ čo elementárna síra sa dováža z iných krajín.

Sovietsky zväz a socialistické krajiny plne uspokojujú svoje potreby vďaka vlastným zdrojom surovín. Po objavení a rozvoji bohatých karpatských ložísk výrazne zvýšili produkciu síry ZSSR a Poľsko. Toto odvetvie sa naďalej vyvíja. V posledných rokoch sa na Ukrajine postavili nové veľké podniky, zrekonštruovali sa staré závody na Volge a v Turkménsku, rozšírila sa výroba síry zo zemného plynu a odpadových plynov.

Kryštály a makromolekuly

Veľký francúzsky chemik Antoine Laurent Lavoisier sa v 18. storočí ako prvý presvedčil, že síra je samostatný chemický prvok, nie zlúčenina.

Odvtedy sa pojem síry ako prvku veľmi nezmenil, no výrazne sa prehĺbil a doplnil.

Teraz je známe, že prvok 16 pozostáva zo zmesi štyroch stabilných izotopov s hmotnostnými číslami 32, 33, 34 a 36. Ide o typický nekov.

Citrónovo žlté kryštály čistej síry sú priesvitné. Tvar kryštálov nie je vždy rovnaký. Najbežnejšia je kosoštvorcová síra (najstabilnejšia modifikácia) - kryštály majú formu oktaédra s orezanými rohmi. Všetky ostatné modifikácie sa transformujú na túto modifikáciu pri izbovej (alebo blízkej izbovej) teplote. Je napríklad známe, že pri kryštalizácii z taveniny (teplota topenia síry je 119,5 °C) sa najskôr získajú ihlicovité kryštály (monoklinická forma). Táto modifikácia je však nestabilná a pri teplote 95,6 ° C sa stáva kosoštvorcovou. Podobný proces sa vyskytuje aj pri iných modifikáciách síry.

Pripomeňme si známu skúsenosť – výrobu plastovej síry.

Ak sa roztavená síra naleje do studenej vody, vytvorí sa elastická hmota, podobne ako guma. Dá sa získať aj vo forme nití. Ale prejde niekoľko dní a hmota rekryštalizuje, stane sa tvrdou a krehkou.

Molekuly kryštálov síry pozostávajú vždy z ôsmich atómov (S 8) a rozdiel vo vlastnostiach modifikácií síry sa vysvetľuje polymorfizmom - nerovnakou štruktúrou kryštálov. Atómy v molekule síry sú postavené v uzavretom cykle a tvoria akúsi korunu. Pri tavení sa väzby v cykle prerušia a cyklické molekuly sa zmenia na lineárne.

Existujú rôzne interpretácie neobvyklého správania síry pri tavení. Jedným z nich je tento. Zdá sa, že pri teplotách od 155 do 187 °C dochádza k výraznému zvýšeniu molekulovej hmotnosti, čo dokazuje mnohonásobný nárast viskozity. Pri 187 ° C dosahuje viskozita taveniny takmer tisíc poise, čím sa získa takmer pevná látka. Ďalšie zvýšenie teploty vedie k zníženiu viskozity (klesá molekulová hmotnosť).

Pri 300 ° C sa síra opäť zmení na tekutý stav a pri 444,6 ° C vrie.

V parách síry sa počet atómov v molekule postupne znižuje so zvyšujúcou sa teplotou: S8 → S6 → S4 → (800 ° C) S 2. Pri 1700 ° C sú pary síry monoatomické.

Stručne o zlúčeninách síry

Z hľadiska prevalencie je prvok číslo 16 na 15. mieste. Obsah síry v zemskej kôre je 0,05 % hmotnosti. Toto je veľa.

Okrem toho je síra chemicky aktívna a reaguje s väčšinou prvkov. Preto sa v prírode síra nachádza nielen vo voľnom stave, ale aj vo forme rôznych anorganických zlúčenín. Rozšírené sú najmä sírany (hlavne alkalických kovov a kovov alkalických zemín) a sulfidy (železo, meď, zinok, olovo). Síra sa nachádza aj v uhlí, bridliciach, rope, zemných plynoch, v organizmoch zvierat a rastlín.

Keď síra interaguje s kovmi, spravidla sa uvoľňuje veľa tepla. Pri reakciách s kyslíkom poskytuje síra niekoľko oxidov, z ktorých najdôležitejšie SO 2 a SO 3 sú anhydridy sírovej H 2 SO 3 a sírovej H 2 SO 4 kyseliny. Kombinácia síry s vodíkom - sírovodík H 2 S - je veľmi jedovatý páchnuci plyn, ktorý je vždy prítomný na miestach, kde hnijú organické zvyšky. Zemská kôra na miestach, ktoré sa nachádzajú v blízkosti ložísk síry, často obsahuje pomerne značné množstvo sírovodíka. Vo vodnom roztoku má tento plyn kyslé vlastnosti. Jeho roztoky nie je možné skladovať vo vzduchu, oxiduje sa uvoľňovaním síry:

2H2S + 02 -> 2H20 + 2S.

Sírovodík je silné redukčné činidlo. Táto vlastnosť sa využíva v mnohých chemických odvetviach.

Na čo je síra?

Medzi vecami, ktoré nás obklopujú, je len málo takých, na výrobu ktorých by síra a jej zlúčeniny neboli potrebné. Papier a guma, ebonit a zápalky, látky a lieky, kozmetika a plasty, výbušniny a farby, hnojivá a pesticídy - to nie je úplný zoznam vecí a látok, na výrobu ktorých potrebujete prvok číslo 16. Na to, aby ste vyrobili napríklad auto, potrebujete spotrebovať asi 14 kg síry. Bez preháňania možno povedať, že priemyselný potenciál krajiny pomerne presne určuje spotreba síry.

Významnú časť svetovej produkcie síry absorbuje papierenský priemysel (zlúčeniny síry pomáhajú uvoľňovať celulózu). Na výrobu 1 tony celulózy je potrebné minúť viac ako 100 kg síry. Gumárenský priemysel tiež spotrebuje veľa elementárnej síry na vulkanizáciu kaučukov.

V poľnohospodárstve sa síra používa vo svojej elementárnej forme aj v rôznych zlúčeninách. Je súčasťou minerálnych hnojív a prípravkov na ničenie škodcov. Spolu s fosforom, draslíkom a ďalšími prvkami je pre rastliny potrebná síra. Väčšinu síry zavedenej do pôdy však neasimilujú, ale pomáha asimilovať fosfor. Síra sa zavádza do pôdy spolu s fosfátovou horninou. Baktérie prítomné v pôde ju oxidujú, vznikajúce kyseliny sírová a siričitá reagujú s fosforitmi a v dôsledku toho sa získavajú zlúčeniny fosforu, ktoré rastliny dobre absorbujú.

Hlavným spotrebiteľom síry je však chemický priemysel. Približne polovica síry vyprodukovanej na svete ide na výrobu kyseliny sírovej. Na získanie 1 tony H 2 SO 4 je potrebné spáliť asi 300 kg síry. A úloha kyseliny sírovej v chemickom priemysle je porovnateľná s úlohou chleba v našej strave.

Značné množstvo síry (a kyseliny sírovej) sa spotrebuje pri výrobe výbušnín a zápaliek. Na výrobu farbív a luminiscenčných zlúčenín je potrebná čistá síra bez nečistôt.

Zlúčeniny síry sa používajú v petrochemickom priemysle. Najmä sú potrebné pri výrobe antidetonačných činidiel, mazív pre ultravysokotlakové zariadenia; v chladiacich olejoch, ktoré urýchľujú spracovanie kovov, je niekedy obsiahnutých až 18 % síry.

V zozname príkladov potvrdzujúcich prvoradý význam prvku 16 by sa dalo pokračovať, ale „nesmiernosť sa nedá pochopiť“. Preto len tak mimochodom spomenieme, že síra je potrebná aj pre také odvetvia, ako je baníctvo, potravinárstvo, textilný priemysel a – dajme tomu koniec.

Naše storočie sa považuje za storočie "exotických" materiálov - transuránových prvkov, titánu, polovodičov atď. Ale navonok nenáročný, dobre známy prvok # 16 je naďalej absolútne nevyhnutný. Odhaduje sa, že 88 zo 150 najdôležitejších chemických produktov používa pri výrobe buď síru samotnú, alebo jej zlúčeniny.

Zo starovekých a stredovekých kníh

"Síra sa používa na čistenie obydlí, pretože mnohí sú toho názoru, že zápach a horenie síry môže chrániť pred všetkými kúzlami a odohnať všetkých nečistých duchov."

Plínius starší, „Prírodoveda“ 1. stor. AD

"Ak sú trávy zakrpatené, chudobné na šťavy a konáre a lístie stromov majú namiesto lesklej zelenej farby matnú, špinavú, tmavú farbu, je to znak toho, že podložie je bohaté na minerály, ktorým dominuje síra."

"Ak je ruda veľmi bohatá na síru, zapáli sa na širokom plechu železa s mnohými otvormi, cez ktoré síra prúdi do hrncov naplnených až po okraj vodou."

"Síra je tiež súčasťou hrozného vynálezu - prášok, ktorý môže vrhnúť kusy železa, bronzu alebo kameňa ďaleko dopredu - vojnová zbraň nového slizu."

Agricola, O kráľovstve minerálov, 16. storočie

Ako bola síra testovaná v XIV storočí

„Ak chcete otestovať síru, či je dobrá alebo nie, vezmite si kúsok síry do ruky a prineste si ju k uchu. Ak síra praská tak, že počujete praskať, potom je to dobré; ak je síra tichá a nepraská, potom to nie je dobré ... “

Túto unikátnu metódu stanovenia kvality materiálu sluchom (vo vzťahu k síre) je možné použiť už teraz. Experimentálne sa potvrdilo, že „praská“ len síra obsahujúca najviac jedno percento nečistôt. Niekedy sa záležitosť neobmedzuje iba na tresk - kúsok síry sa rozdelí na kúsky.

Dusivý sírový plyn

Ako viete, vynikajúci prírodovedec staroveku Plínius starší zomrel v roku 79 nášho letopočtu. počas sopečnej erupcie. Jeho synovec v liste historikovi Tacitovi napísal: „... Zrazu zahrmelo a z horského plameňa sa valili čierne výpary síry. Všetci utiekli. Plínius vstal a opretý o dvoch otrokov myslel tiež na odchod; ale smrteľná para ho obklopila zo všetkých strán, podlomili sa mu kolená, znova spadol a udusil sa."

„Čierne sírové výpary“, ktoré zabili Plínia, sa samozrejme neskladali len z výparov síry. Sopečné plyny obsahujú sírovodík aj oxid siričitý. Tieto plyny majú nielen štipľavý zápach, ale sú aj vysoko toxické. Zvlášť nebezpečný je sírovodík. Vo svojej čistej forme zabije človeka takmer okamžite. Nebezpečenstvo je veľké aj pri nepatrnom (asi 0,01 %) obsahu sírovodíka vo vzduchu. Sírovodík je o to nebezpečnejší, že sa môže hromadiť v tele. Spája sa so železom, ktoré je súčasťou hemoglobínu, čo môže viesť k vážnemu nedostatku kyslíka a smrti. Oxid siričitý (oxid siričitý) je menej toxický, ale jeho uvoľnenie do atmosféry viedlo k tomu, že všetka vegetácia v okolí hutníckych závodov odumrela. Preto vo všetkých podnikoch, ktoré vyrábajú alebo používajú tieto plyny; osobitná pozornosť sa venuje otázkam bezpečnosti.

Sírový plyn a slamený klobúk

Oxid siričitý v spojení s vodou vytvára slabú kyselinu siričitú Н 2 SO 3, ktorá existuje iba v roztokoch. V prítomnosti vlhkosti oxid siričitý odfarbí mnohé farbivá. Táto vlastnosť sa využíva na bielenie vlny, hodvábu a slamy. Takéto zlúčeniny však spravidla nemajú veľkú trvanlivosť a biele slamené čiapky nakoniec získajú svoju pôvodnú špinavo žltú farbu.

Anhydrid síry SO 3 je za normálnych podmienok bezfarebná, vysoko prchavá kvapalina s teplotou varu 44,8 °C. Vytvrdzuje pri -16,8 ° C a stáva sa veľmi podobným bežnému ľadu. Existuje však ďalšia - polymérna modifikácia pevného anhydridu kyseliny sírovej (jeho vzorec by mal byť v tomto prípade napísaný (SO 3) n). Navonok je veľmi podobný azbestu, jeho vláknitá štruktúra je potvrdená röntgenovými snímkami. Táto modifikácia nemá presne definovanú teplotu topenia, čo svedčí o jej nehomogenite.

Sadra a alabaster

Sadra CaSO 4 2H 2 O je jedným z najbežnejších minerálov. Ale bežné v lekárskej praxi "sadrové dlahy" nie sú vyrobené z prírodnej sadry, ale z alabastru. Alabaster sa od sadry líši len množstvom kryštalizačnej vody v molekule, jeho vzorec je 2CaSO 4 · H 2 O. Keď sa alabaster „uvarí“ (proces je pri 160 ... 170 ° C počas 1,5 ... 2 hodín ), sadra stráca tri štvrtiny kryštalizačnej vody a materiál získava adstringentné vlastnosti. Alabaster hltavo zachytáva vodu, pričom dochádza k rýchlej, neusporiadanej kryštalizácii. Kryštály nemajú čas rásť, ale navzájom sa prepletajú; nimi vytvorená hmota do najmenších detailov reprodukuje formu, v ktorej dochádza k vytvrdzovaniu. Chémia procesu prebiehajúceho v tomto čase je opakom toho, čo sa deje počas varenia: alabaster sa mení na sadru. Preto je odliatok sadrový, maska ​​sadra, obväz tiež sadrový a sú z alabastru.

Glauberova soľ

Soľ Na 2 SO 4 · 10H 2 O, ktorú objavil najväčší nemecký chemik 17. storočia. Johanna Rudolfa Glaubera a po ňom pomenovaný, je dodnes široko používaný v medicíne, sklárstve, kryštalografickom výskume. Glauber to opísal takto: „Táto soľ, keď je dobre pripravená, má vzhľad ľadu; tvorí dlhé krištáľovo čisté kryštály, ktoré sa roztápajú na jazyku ako ľad. Chutí ako obyčajná soľ, bez akejkoľvek štipľavosti. Hodený na žeravé uhlie nepraská hlukom ako bežná kuchynská soľ a nevznieti sa výbuchom ako ľadok. Je bez zápachu a znesie akýkoľvek stupeň tepla. Môže byť použitý s výhodami v medicíne zvonka aj vnútorne. Hojí čerstvé rany bez toho, aby ich dráždil. Je to vynikajúci interný liek: keď sa rozpustí vo vode a podá pacientovi, prečistí črevá.“

Minerál Glauberovej soli sa nazýva mirabilit (z latinského mirabilis – úžasný). Názov pochádza z názvu, ktorý Glauber dal soli, ktorú objavil; nazval ju úžasnou. Najväčší svetový vývoj tejto látky sa nachádza u nás, voda známeho zálivu Kara-Bogaz-Gol je mimoriadne bohatá na Glauberovu soľ. Dno zálivu je ním doslova pokryté.

Sulfity, sulfáty, tiosírany...

Ak ste amatérsky fotograf, potrebujete ustalovač, t.j. sodná soľ kyseliny sírovej (tiosírovej) H 2 S 2 O 3. Tiosíran sodný Na 2 S 2 O 3 (alias hyposulfit) slúžil ako absorbér chlóru v prvých plynových maskách.

Ak sa pri holení porežete, krv možno zastaviť kryštálom kamenca draselného KAl (SO 4) 2 · 12H 2 O.

Ak chcete vybieliť stropy, obložiť nejaký predmet meďou alebo zničiť škodcov v záhrade, bez tmavomodrých kryštálov síranu meďnatého CuSO 4 5H 2 O sa nezaobídete.

Papier, na ktorom je táto kniha vytlačená, bol vyrobený z hydrogénsiričitanu vápenatého Ca (HSO 3) 2.

Široko sa používa aj síran železnatý FeSO 4 · 7H 2 O, chrómový kamenec K 2 SO 4 · Cr 2 (SO 4) 3 · 2H 2 O a mnohé ďalšie soli kyseliny sírovej, sírovej a tiosírovej.

Cinnabar

Ak sa ortuť v laboratóriu rozleje (hrozí otrava ortuťovými parami!), najprv sa pozbiera a miesta, z ktorých sa striebristé kvapky nedajú extrahovať, sa prekryjú práškovou sírou. Ortuť a síra reagujú aj v pevnom skupenstve – jednoduchým kontaktom. Vzniknutá tehlovočervená rumelka – sulfid ortuťnatý – chemicky mimoriadne inertná a neškodná látka.

Nie je ťažké izolovať ortuť od rumelky. Mnohé iné kovy, najmä železo, vytláčajú ortuť z rumelky.

Sírne baktérie

V prírode postupne nastáva kolobeh síry, podobný kolobehu dusíka alebo uhlíka. Rastliny konzumujú síru, pretože jej atómy sú súčasťou bielkovín. Rastliny berú síru z rozpustných síranov a hnilobné baktérie premieňajú síru bielkovín na sírovodík (preto ten nechutný zápach hniloby).

Ale existujú takzvané sírne baktérie, ktoré biopotraviny vôbec nepotrebujú. Živia sa sírovodíkom a v ich telách v dôsledku reakcie medzi H 2 S, CO 2 a O 2 vznikajú sacharidy a elementárna síra. Sírne baktérie sa často ukážu ako preplnené zrnkami síry – takmer všetku ich hmotu tvorí síra s veľmi malým „prídavkom“ organickej hmoty.

Síra pre lekárnikov

Všetky sulfa liečivá - sulfidín, sulfazol, norsulfazol, sulgín, sulfodimezín, streptocid a iné potláčajú aktivitu mnohých mikróbov. A všetky tieto lieky sú organické zlúčeniny síry. Tu sú štruktúrne vzorce pre niektoré z nich:

Po nástupe antibiotík sa úloha sulfátových liekov trochu zmenšila. Mnohé antibiotiká však možno považovať za organické deriváty síry. Najmä je nevyhnutne súčasťou penicilínu.

Jemne rozptýlená elementárna síra je základom mastí používaných pri liečbe plesňových ochorení kože.

Nitrid síry vedie

V roku 1975 Chemical & Engineering News informovali o príprave nového anorganického polyméru, ktorý má mnohé z vlastností kovu. Polymérny nitrid síry - Polytiazyl (SN) nľahko sa lisuje a kuje, jeho elektrická vodivosť je blízka vodivosti ortuti. V tomto prípade polytiazylové filmy nevedú prúd rovnako v pozdĺžnom a priečnom smere. Je to spôsobené tým, že fólia je vyrobená z usporiadaných, navzájom rovnobežných polymérnych vlákien.

Čo sa dá postaviť zo síry

V 70. rokoch v niektorých krajinách sveta produkcia síry prevyšovala jej potrebu. Preto začali hľadať nové uplatnenie predovšetkým v tak materiálovo náročných oblastiach, ako je stavebníctvo. V dôsledku týchto pátraní sa objavila sírová pena - ako tepelnoizolačný materiál, betónové zmesi, v ktorých bol portlandský cement čiastočne alebo úplne nahradený sírou, a diaľničné chodníky obsahujúce elementárnu síru.

Síra je zlatožltá toxická látka
a znakom aktívnej sopečnej činnosti
Toxické a jedovaté kamene a minerály

Síra(lat. Sulphur) S, chemický prvok skupiny VI periodického systému D.I. Mendelejev; atómové číslo 16, atómová hmotnosť 32,06. Prírodná síra pozostáva zo štyroch stabilných izotopov: 32 S (95,02 %), 33 S (0,75 %), 34 S (4,21 %), 36 S (0,02 %). Boli získané umelé rádioaktívne izotopy 31S (T ½ = 2,4 s), 35 S (T ½ = 87,1 dňa), 37 S (T ½ = 5,04 min) a ďalšie.

Historický odkaz.

Síra v jej pôvodnom stave, ako aj vo forme zlúčenín síry je známa už od staroveku. Spomína sa v Biblii a v Tóre Židov (rukopis z Mŕtveho mora), v Homérových básňach a iných. Síra bola súčasťou „posvätného“ kadidla počas náboženských rituálov (omamujúcich tých, ktorí prišli - pijú ortuť a dávajú prášok z rumelky); verilo sa, že zápach pálenej síry pri satanských obradoch („Všetky ženy sú čarodejnice“, Almaden, Španielsko, kontinent namiesto práce v baniach na priemyselnej červenej rumelke) odháňa duchov (spôsobuje fragmentované lézie miechového kmeňa a mozog v spodnej časti jeho nervov). Síra sa pri bohoslužbách nepoužíva – namiesto toho sa používa bezpečnejší jantárový prášok (vrátane ambroidu – podobný síre, tiež krehký, no na rozdiel od síry je ľahší a elektrifikovaný trením). Síra sa v kostole nepáli (heréza). Vyvoláva potrat.

Síra bola oddávna súčasťou zápalných zmesí na vojenské účely, ako napríklad „grécky oheň“ (10. storočie nášho letopočtu). Približne v 8. storočí Čína začala využívať síru na pyrotechnické účely. Už dlho sa síra a jej zlúčeniny používajú na liečbu kožných ochorení. V období stredovekej alchýmie (spracovanie zlatožltého a belavého zlata so striebrom a platiny tekutou ortuťou a červenou rumelkou za účelom získania bieleho amalgámu podobného striebru, tzv. „bieleho zlata“) vznikla hypotéza podľa tzv. ktorá síra (začiatok horľavosti) a ortuť (začiatok metalickosti) sa považovali za základné zložky všetkých kovov. Elementárnu povahu síry stanovil A.L. Lavoisier a zaradil ju do zoznamu nekovových jednoduchých telies (1789). V roku 1822 E. Micherlich dokázal alotropiu síry.

Štetec kryštálov síry (60x40 cm) z ostrova Sicília (Taliansko). Foto: V.I. Dvoryadkin.

Zlato v kremenných kamienkoch z konglomerátov Bitak. Simferopol, Krym (Ukrajina). Foto: A.I. Tiščenko.
Hrozný imitátor síry, najmä v kryštáloch a inklúziách. Zlato je tvárne, síra je krehká.

Distribúcia síry v prírode.

Síra je jedným z najbežnejších chemických prvkov (clarke 4,7 * 10 -2); vyskytuje sa vo voľnom stave (natívna síra) a vo forme zlúčenín - sulfidy, polysulfidy, sírany. Voda morí a oceánov obsahuje sírany sodíka, horčíka, vápnika. Je známe, že počas endogénnych procesov vzniká viac ako 200 minerálov síry. V biosfére sa tvorí viac ako 150 sírnych minerálov (hlavne síranov); rozšírené sú procesy oxidácie sulfidov na sírany, ktoré sa zase redukujú na sekundárny H 2 S a sulfidy. Je veľmi nebezpečný - prejavuje sa na sopkách, kde je nedostatok vody, suchá sublimácia z horúcich magmatických komôr pozdĺž fumarol, viditeľné i neviditeľné trhliny, so sekundárnou pyritizáciou atď.

Tieto reakcie prebiehajú za účasti mikroorganizmov. Mnohé procesy v biosfére vedú ku koncentrácii síry – hromadí sa v humuse pôd, uhlia, ropy, morí a oceánov (8,9 * 10 -2 %), podzemných vôd, jazier a slaných močiarov. V íloch a bridliciach je síry 6-krát viac ako v zemskej kôre ako celku, v sadre - 200-krát, v podzemných síranových vodách - desiatkykrát. Síra sa v biosfére cykluje: na kontinenty sa dostáva s atmosférickými zrážkami a vracia sa do oceánu s odtokom vody. Zdrojom síry v geologickej minulosti Zeme boli najmä produkty sopečných erupcií s obsahom SO 2 a H 2 S. Ekonomická činnosť človeka urýchlila migráciu síry; zintenzívnila sa oxidácia sulfidov.

Síra (žltá). Ložisko Rozdolskoe, Prykarpattya, Zap. Ukrajina. Foto: A.A. Evseev.

Aragonit (biely), síra (žltý). Chianchiana, Sicília, Taliansko. Foto: A.A. Evseev.

Fyzikálne vlastnosti síry.

Síra je pevná kryštalická látka, stabilná vo forme dvoch alotropných modifikácií. Kosoštvorcový α-S citrónovo žltej farby, hustota 2,07 g / cm 3, bod topenia 112,8 o C, stabilný pod 95,6 o C; jednoklonný β-S medovožltej farby, hustota 1,96 g/cm 3, teplota topenia 119,3 oC, stabilný medzi 95,6 oC a teplotou topenia. Obe tieto formy sú tvorené osemčlennými cyklickými molekulami S 8 s energiou väzby S-S 225,7 kJ / mol.

Pri roztavení sa síra mení na pohyblivú žltú kvapalinu, ktorá nad 160 o C hnedne a pri asi 190 o C sa stáva viskóznou tmavohnedou hmotou. Nad 190 o S viskozitou klesá a pri 300 o So sírou sa opäť stáva tekutým. Je to spôsobené zmenou štruktúry molekúl: pri 160 °C sa kruhy S 8 začínajú lámať a prechádzajú do otvorených reťazcov; ďalšie zahrievanie nad 190 °C znižuje priemernú dĺžku takýchto reťazcov.

Ak sa roztavená síra zahriata na 250 - 300 o C naleje do studenej vody tenkým prúdom, získa sa hnedo-žltá elastická hmota (plastická síra). V sírouhlíku sa rozpúšťa len čiastočne a v sedimente zostáva sypký prášok. Modifikácia, ktorá je rozpustná v CS 2, sa nazýva λ-S a nerozpustná modifikácia sa nazýva μ-S. Teplota topenia: 113 °C (romb.), 119 °C (monokl.). Teplota varu 444°C.

Pri izbovej teplote sa obe tieto modifikácie transformujú na stabilný krehký α-S. t balík síry 444,6 o С (jeden zo štandardných bodov medzinárodnej teplotnej stupnice). V parách pri bode varu sú okrem molekúl S 8 aj S 6, S 4 a S 2. Pri ďalšom zahrievaní sa veľké molekuly rozpadajú a pri 900 o C zostáva len S 2, ktorý sa asi pri 1500 o C zreteľne rozdeľuje na atómy. Pri zmrazení silne zahriatych pár síry kvapalným dusíkom sa získa fialová modifikácia, stabilná pod -80 o C, tvorená molekulami S 2 .

Síra je zlý vodič tepla a elektriny. Je prakticky nerozpustný vo vode, ľahko rozpustný v bezvodom amoniaku, sírouhlíku a v rade organických rozpúšťadiel (fenol, benzén, dichlóretán a iné).

ADR 2.1
Horľavé plyny
Nebezpečenstvo požiaru. Riziko výbuchu. Môže byť pod tlakom. Nebezpečenstvo udusenia. Môže spôsobiť popáleniny a/alebo omrzliny. Nádoby môžu pri zahrievaní explodovať (extrémne nebezpečné - prakticky nehoria)

ADR 2.2
Plynová fľaša Nehorľavé, netoxické plyny.
Nebezpečenstvo udusenia. Môže byť pod tlakom. Môže spôsobiť omrzliny (podobné popáleniu - bledosť, pľuzgiere, gangréna čierneho plynu - škrípanie). Kapacity môžu pri zahrievaní explodovať (extrémne nebezpečné - výbuch z iskry, plameňa, zápaliek, prakticky nehorí)
Použite kryt. Vyhnite sa nízkym povrchom (diery, nížiny, priekopy)
Zelený kosoštvorec, číslo ADR, čierna alebo biela plynová fľaša (ako „balón“, „termoska“)

ADR 2.3
Toxické plyny... Lebka a kosti
Nebezpečenstvo otravy. Môže byť pod tlakom. Môže spôsobiť popáleniny a/alebo omrzliny. Nádoby môžu pri zahriatí explodovať (extrémne nebezpečné - okamžité šírenie plynov v okolí)
Pri núdzovom opustení vozidla použite masku. Použite kryt. Vyhnite sa nízkym povrchom (diery, nížiny, priekopy)
Biely kosoštvorec, číslo ADR, čierna lebka a skrížené kosti

ADR 3
Horľavé kvapaliny
Nebezpečenstvo požiaru. Riziko výbuchu. Nádoby môžu pri zahrievaní explodovať (extrémne nebezpečné – ľahko horia)
Použite kryt. Vyhnite sa nízkym povrchom (diery, nížiny, priekopy)
Červený diamant, číslo ADR, čierny alebo biely plameň

ADR 4.1
Horľavé pevné látky, samovoľne reagujúce látky a pevné znecitlivené výbušniny
Nebezpečenstvo požiaru. Horľavé alebo horľavé látky sa môžu vznietiť od iskier alebo plameňov. Môže obsahovať samovoľne reagujúce látky náchylné na exotermický rozklad v prípade zahrievania, kontaktu s inými látkami (ako sú kyseliny, zlúčeniny ťažkých kovov alebo amínov), trenia alebo otrasov.
Ak tak urobíte, môže dôjsť k uvoľneniu škodlivých alebo horľavých plynov alebo pár alebo k samovznieteniu. Nádoby môžu pri zahrievaní explodovať (extrémne nebezpečné - prakticky nehoria).
Riziko výbuchu znecitlivených výbušnín po strate znecitlivenia
Sedem zvislých červených pruhov na bielom pozadí, rovnaké, číslo ADR, čierny plameň

ADR 8
Korozívne (žieraviny) látky
Nebezpečenstvo popálenia v dôsledku poleptania kože. Môžu prudko reagovať medzi sebou (zložkami), s vodou a inými látkami. Rozliatie/rozsypanie môže vytvárať korozívne výpary.
Sú nebezpečné pre vodné prostredie alebo kanalizáciu
Biela horná polovica kosoštvorca, čierna - spodná, rovnaká veľkosť, číslo ADR, skúmavky, ruky

Názov obzvlášť nebezpečného nákladu počas prepravy	číslo OSN	Trieda ADR
Anhydrid kyseliny sírovej, stabilizovaný OXID SIRIČITÝ, STABILIZOVANÝ	1829	8
Anhydridový serist OXID SIRIČITÝ	1079	2
Sirouhlík SÍRA UHLÍK	1131	3
HEXAFLUORID SÍRNY	1080	2
VYČERPANÁ KYSELINA SÍROVÁ	1832	8
DÝMAVÁ KYSELINA SÍROVÁ	1831	8
KYSELINA SÍROVÁ, ktorá neobsahuje viac ako 51 % kyseliny, alebo AKUMULÁCIA KVAPALINY	2796	8
KYSELINA SÍROVÁ REGENEROVANÁ Z KYSELÉHO HUDRONU	1906	8
KYSELINA SÍROVÁ, ktorá obsahuje viac ako 51% kys	1830	8
KYSELINA SÍROVÁ	1833	8
SÍRA	1350	4.1
SÍRA SA ROZTAVÍ	2448	4.1
Chlorid sírový CHLORID SIRNÝ	1828	8
Fluorid sírový Hexafluorid sírový	1080	2
Chlorid sírový	1828	8
OXID SIRIČITÝ	1079	2
TETRAFLUORID SÍRNÝ	2418	2
OXID SIRIČITÝ STABILIZOVANÝ	1829	8
CHLORID SÍRNÝ	1828	8
VODÍK SÍRA	1053	2
UHLÍKOVÁ SÍRA	1131	3
BEZPEČNÉ ZÁPASY v škatuliach, knihách, kartónových krabiciach	1944	4.1
PARAFÍNOVÉ ZÁPASY "VESTA"	1945	4.1
Zodpovedá parafínu ZHODY PARAFÍNU "VESTA"	1945	4.1
SUPER ZÁPASY	2254	4.1

Popis a vlastnosti síry

Síra je látka, ktorá je v 16. skupine, pod treťou periódou a má atómové číslo - 16. Môže sa nachádzať v natívnej aj vo viazanej forme. Označuje sa písmenom S. Je známe sírový vzorec- (Ne) 3s 2 3p 4. Síra ako prvok je súčasťou veľa bielkovín.

Kryštály síry na fotografii

Ak hovoríte o štruktúra atómu prvku síry, potom sa na jeho vonkajšej dráhe nachádzajú elektróny, ktorých valenčné číslo dosahuje šesť.

To vysvetľuje vlastnosť prvku byť maximálne šesťmocný vo väčšine zväzkov. V štruktúre prírodného chemického prvku sú štyri izotopy, a to 32S, 33S, 34S a 36S. Keď už hovoríme o vonkajšom elektrónovom obale, atóm má schému 3s2 3p4. Polomer atómu je 0,104 nanometrov.

Vlastnosti síry sa primárne delia na fyzický typ. Vzťahuje sa na skutočnosť, že prvok má pevné kryštalické zloženie. Hlavným stavom, v ktorom je tento sírový prvok stabilný, sú dve alotropické modifikácie.

Prvá modifikácia je kosoštvorcová, s citrónovo-žltou farbou. Jeho stabilita je nižšia ako 95,6 °C. Druhý je monoklinický, s medovo-žltou farbou. Jeho stabilita sa pohybuje od 95,6 °C do 119,3 °C.

Na fotke minerál síra

Počas topenia sa chemický prvok stáva pohyblivou kvapalinou, ktorá má žltú farbu. Zhnedne a dosahuje teploty nad 160 °C. A pri 190°C sivej farby zmení sa na tmavo hnedú. Po dosiahnutí značky 190 ° C sa pozoruje pokles viskozity látky, ktorá sa však po zahriatí na 300 ° C stáva tekutou.

Ďalšie vlastnosti síry:

Prakticky nevedie teplo a elektrinu.

Pri ponorení do vody sa nerozpúšťa.

Je rozpustný v amoniaku, ktorý má bezvodú štruktúru.

Rozpustný aj v sírouhlíku a iných organických rozpúšťadlách.

TO sírový prvok charakteristický je dôležité pridať aj jeho chemické vlastnosti. V tomto smere je aktívna. Ak sa síra zahrieva, môže sa jednoducho spojiť s takmer akýmkoľvek chemickým prvkom.

Na fotografii je vzorka síry vyťaženej v Uzbekistane

Okrem inertných plynov. Pri kontakte s kovmi, chem. prvok tvorí sulfidy. Izbová teplota podporuje reakciu prvku. Zvýšená teplota zvyšuje aktivitu síry.

Zvážte, ako sa síra správa s jednotlivými látkami:

S kovmi - je to oxidačné činidlo. Vytvára sulfidy.

S vodíkom - pri vysokých teplotách - až do 200 ° C prebieha aktívna interakcia.

S kyslíkom. Pri teplotách do 280 °C vznikajú kombinácie oxidov.

S fosforom, uhlíkom - je to oxidačné činidlo. Len v neprítomnosti vzduchu počas reakcie.

Pri fluóre sa prejavuje ako redukčné činidlo.

S látkami so zložitou štruktúrou - aj ako redukčné činidlo.

Ložiská síry a ťažba

Hlavným zdrojom získavania síry sú jej ložiská. Vo všeobecnosti sú na celom svete zásoby tejto látky 1,4 miliardy ton. Ťaží sa otvorenou a podzemnou ťažbou, ako aj tavbou z podzemia.

Na fotografii ťažba síry v sopke Kawa Ijen

Ak je použiteľný posledný prípad, potom sa použije voda, ktorá sa prehreje a síra sa s ňou roztopí. V chudobných rudách je prvok obsiahnutý asi v 12 %. Bohatí - 25% alebo viac.

Bežné typy vkladov:

Stratiformné - až 60%.

Soľná kupola - až 35%.

Sopečné - až 5%.

Prvý typ je spojený s vrstvami nazývanými síran-karbonát. V síranových horninách sa zároveň nachádzajú rudné telesá, ktoré majú hrúbku až niekoľko desiatok metrov a veľkosť až stovky metrov.

Tieto rezervoárové ložiská možno nájsť aj medzi horninami síranového a uhličitanového pôvodu. Druhý typ sa vyznačuje sivými usadeninami, ktoré sú obmedzené na soľné dómy.

Posledný typ je spojený so sopkami s mladou a modernou štruktúrou. V tomto prípade má rudný prvok plochý šošovkovitý tvar. Môže obsahovať síru v množstve 40%. Tento typ ložiska je bežný v tichomorskom sopečnom páse.

Nános síry v Eurázii sa nachádza v Turkménsku, regióne Volga a ďalších miestach. Sírne horniny sa nachádzajú v blízkosti ľavých brehov Volhy, ktoré sa tiahnu od Samary. Šírka pásu skál dosahuje niekoľko kilometrov. Navyše ich možno nájsť až do Kazane.

Na fotke je v skale síra

V Texase a Louisiane sa v strechách soľných kupol nachádza obrovské množstvo síry. Obzvlášť krásne Talianky tohto prvku sa nachádzajú v Romagne a na Sicílii. A na ostrove Vulcano nachádzajú monoklinickú síru. Prvok, ktorý bol oxidovaný pyritom, sa našiel na Urale v Čeľabinskej oblasti.

Na ťažbu chemický prvok síry použiť rôzne metódy. Všetko závisí od podmienok jeho výskytu. Zároveň sa samozrejme mimoriadna pozornosť venuje bezpečnosti.

Keďže sírovodík sa hromadí spolu so sírovou rudou, je potrebné pristupovať k akémukoľvek spôsobu ťažby obzvlášť vážne, pretože tento plyn je pre človeka jedovatý. Síra má tiež tendenciu sa vznietiť.

Najčastejšie používajú otvorenú metódu. Takže pomocou rýpadiel sa odstraňujú významné časti hornín. Potom sa pomocou výbuchov rozdrví rudná časť. Hrudky sa posielajú do továrne na obohatenie. Potom - do závodu na tavenie síry, kde sa síra získava z koncentrátu.

Na fotke síra v prístave, privezená po mori

V prípade hlbokého výskytu síry v mnohých objemoch sa používa Fraschova metóda. Síra sa topí ešte pod zemou. Potom sa ako ropa odčerpáva cez vyvŕtanú studňu. Tento prístup je založený na skutočnosti, že prvok sa ľahko topí a má nízku hustotu.

Známy je aj spôsob separácie na centrifúge. Iba táto metóda má nevýhodu: síra sa získava s nečistotami. A potom je potrebné vykonať dodatočné čistenie.

V niektorých prípadoch sa používa metóda downhole. Ďalšie možnosti extrakcie sírneho prvku:

Para-voda.

Filtrácia.

Termálne.

Odstredivý.

Extrakčné.

Aplikácia síry

Väčšina extrahovanej síry sa používa na výrobu kyseliny sírovej. A úloha tejto látky je pri chemickej výrobe veľmi obrovská. Je pozoruhodné, že na získanie 1 tony sírovej látky je potrebných 300 kg síry.

So sírou sa vyrábajú aj prskavky, ktoré jasne žiaria a majú veľa farbív. Papierenský priemysel je ďalšou oblasťou, kam smeruje značná časť vyťaženej látky.

Na fotografii sírová masť

často aplikácia síry nájde pri plnení výrobných potrieb. Tu sú niektoré z nich:

Použitie v chemickej výrobe.

Na výrobu siričitanov, síranov.

Výroba látok na hnojenie rastlín.

Získať neželezné kovy.

Na pripevnenie ocele dodatočné vlastnosti.

Na výrobu zápaliek, materiálov na výbuchy a pyrotechniky.

Farby, vlákna z umelých materiálov - sú vyrobené pomocou tohto prvku.

Na bielenie tkanín.

V niektorých prípadoch prvok síra je súčasťou mastí, ktoré liečia kožné ochorenia.

Cena síry

Podľa najnovších správ dopyt po síre rýchlo rastie. Cena ruského produktu je 130 dolárov. Pre kanadskú verziu - 145 dolárov. Na Strednom východe sa však ceny zvýšili na 8 dolárov, čo viedlo k nákladom 149 dolárov.

Fotografia ukazuje veľký exemplár minerálu síry

V lekárňach nájdete kladivo v sírovom prášku za cenu 10 až 30 rubľov. Navyše je tu možnosť kúpiť si ho vo veľkom. Niektoré organizácie ponúkajú nákup granulovaného technického vybavenia za nízku cenu. plynná síra.

Síra je jedným z prvkov uvedených v periodickej tabuľke. Látka je zaradená do skupiny 16 v rámci tretieho obdobia. Atómové číslo síry je 16. V prírode sa nachádza v čistej forme aj v zmiešanej forme. V chemických vzorcoch sa síra označuje latinským písmenom S. Je prvkom mnohých bielkovín a má veľké množstvo fyzikálnych a chemických vlastností, vďaka čomu je žiadaná.

Fyzikálne a chemické vlastnosti síry

Základné fyzikálne vlastnosti síry:

• Pevné kryštalické zloženie (rombická forma so svetložltou farbou a monoklinická forma, vyznačujúca sa medovo-žltou farbou).
• Zmena farby, keď teplota stúpne nad 100 ° C.
• Teplota, pri ktorej sa prvok zmení na kvapalný stav agregácie, je 300 ° C.
• Nízka tepelná vodivosť.
• Nerozpúšťa sa vo vode.
• Ľahko rozpustný v koncentráte amoniaku a sírouhlíku.

Hlavné chemické vlastnosti síry:

• Je oxidačným činidlom pre kovy, tvorí sulfidy.
• Aktívne interaguje s vodíkom pri teplotách do 200 ° C.
• Vytvára oxidy pri interakcii s kyslíkom pri teplotách do 280 ° C.
• Dobre interaguje s fosforom, uhlíkom ako oxidačným činidlom a tiež s fluórom a inými komplexnými látkami ako redukčným činidlom.

Kde sa dá v prírode nájsť síra?

Natívna síra vo veľkých objemoch sa v prírode často nenachádza. Spravidla sa nachádza v určitých rudách. Hornina s čistými kryštálmi síry sa nazýva ruda pokrytá sírou.

Ďalšia orientácia prieskumných a prospekčných prác priamo závisí od toho, ako sa tieto inklúzie v hornine vytvorili. Na túto otázku však ľudstvo zatiaľ nenašlo jednoznačnú odpoveď.

Existuje mnoho rôznych teórií o pôvode prírodnej síry v horninách, ale ani jedna nebola úplne dokázaná, pretože fenomén vzniku tohto prvku je pomerne zložitý. Pracovné verzie tvorby sírovej rudy zahŕňajú:

• teória syngenézy: súčasný vznik síry s hostiteľskými horninami;
• teória epigenézy: tvorba síry je neskoršia ako u hlavných hornín;
• teória metasomatizmu: jeden z poddruhov teórie epigenézy, je premena sadry a anhydridu na síru.

Pôsobnosť

Síra sa používa na výrobu rôznych materiálov, vrátane:

• papier a zápalky;
• farby a látky;
• lieky a kozmetika;
• guma a plast;
• horľavé zmesi;
• hnojivá;
• výbušniny a jedy.

Na výrobu jedného auta potrebujete minúť 14 kg tejto látky. Vďaka tak širokému spektru aplikácií síry môžeme pokojne povedať, že produkčný potenciál štátu závisí od jeho zásob a spotreby.

Leví podiel na svetovom rozvoji rudy má výroba papiera, keďže zlúčeniny síry prispievajú k výrobe celulózy. Na výrobu 1 tony tejto suroviny je potrebné spotrebovať viac ako 1 cent síry. Na získanie kaučuku pri vulkanizácii kaučuku sú potrebné veľké objemy tejto látky.

Využitie síry v poľnohospodárstve a baníctve

Síra, v čistej forme aj vo forme zlúčenín, je široko používaná v poľnohospodárstve. Nachádza sa v minerálnych hnojivách a pesticídoch. Síra je užitočná pre rastliny, ako je fosfor, draslík a iné látky, hoci hlavná časť hnojiva aplikovaného do pôdy nimi nie je absorbovaná, ale podporuje absorpciu fosforu.

Preto sa síra pridáva do zeme súčasne s fosfátovou horninou. Baktérie v pôde ju oxidujú a vytvárajú kyseliny sírové a sírové, ktoré reagujú s fosforitmi za vzniku zlúčenín fosforu, ktoré rastliny ľahko absorbujú.

Ťažobný a chemický priemysel je hlavným spotrebiteľom síry. Asi polovica celkových svetových zdrojov sa využíva na výrobu kyseliny sírovej. Na výrobu jednej tony tejto látky je potrebné minúť 3 centy síry. A kyselina sírová v chemickom priemysle je porovnateľná s úlohou vody pre živý organizmus.

Pri výrobe výbušnín a výbušnín sú potrebné značné objemy síry a kyseliny sírovej. Látka očistená od najrôznejších prísad je nevyhnutná pri výrobe farbív a svetelných zlúčenín.

Zlúčeniny síry sa používajú v priemysle rafinácie ropy. Sú to tie, ktoré sú potrebné v procese získavania antidetonačných činidiel, strojových olejov a mazív pre ultravysokotlakové jednotky, ako aj v chladiacich kvapalinách, ktoré urýchľujú spracovanie kovov, môže obsahovať až 18% síry.

Síra je nenahraditeľná v ťažobnom priemysle a pri výrobe veľkého množstva potravinárskych výrobkov.

Ložiská síry sú miesta, kde sa hromadí sírová ruda. Podľa výskumných údajov sa svetové ložiská síry rovnajú 1,4 miliardám ton. Dnes sa ložiská týchto rúd našli v rôznych častiach sveta. V Rusku - pri ľavom brehu Volhy a na Urale a tiež v Turkménsku. V USA je veľa ložísk rudy, konkrétne v Texase a Louisiane. Ložiská kryštalickej síry sa našli a dodnes sa rozvíjajú v talianskych regiónoch Sicília a Romagna.

Sírne rudy sú klasifikované podľa percenta tejto zložky. Existujú teda bohaté rudy s obsahom síry viac ako 25% a chudobné - do 12%. Existujú aj ložiská síry:

Hľadanie síry v prírode

• stratiformný;
• soľná kupola;
• vulkanogénny.

Tento typ ložísk, ako stratiformný, je najpopulárnejší. Tieto bane tvoria 60 % svetovej produkcie. Charakteristickým znakom takýchto ložísk je ich spojenie so síranovo-karbonátovými ložiskami. Rudy sú uložené v síranových horninách. Sírne telesá môžu mať veľkosť až niekoľko stoviek metrov a kapacitu niekoľko desiatok metrov.

Bane so soľnými kupolami predstavujú 35 % celkovej svetovej produkcie síry. Vyznačujú sa sivými sírovými rudami.

Podiel sopečných baní je 5 %. Vznikli v dôsledku sopečných erupcií. Morfológia rudných telies v takýchto ložiskách má listovitý alebo šošovkovitý tvar. Tieto bane obsahujú asi 40% síry. Vulkanické ložiská sú charakteristické pre tichomorský sopečný pás.

Okrem prirodzenej síry je dôležitým minerálom, ktorý obsahuje síru a jej zlúčeniny, pyrit alebo pyrit železitý. Väčšina svetovej produkcie pyritu pochádza z európskych krajín. Hmotnostný podiel zlúčenín síry v pyrite je 80 %. Medzi lídrov v ťažbe rúd patrí Španielsko, Južná Afrika, Japonsko, Taliansko a Spojené štáty americké.

Proces ťažby

Ťažba síry sa realizuje jedným z možných spôsobov, ktorého výber závisí od typu ložiska. Ťažba môže byť povrchová alebo podzemná.

Najrozšírenejšia je povrchová ťažba sírnej rudy. Na začiatku procesu extrakcie síry touto metódou sa pomocou bagrov odstráni významná vrstva horninovej pôdy. Potom sa samotná ruda rozdrví. Vyťažené časti rudy sa prepravujú do spracovateľských závodov, kde sa podrobia procesu rafinácie. Potom sa síra posiela do výroby, kde sa roztaví a z koncentrátov sa získa konečná látka.

Metóda podzemného tavenia

Okrem toho možno použiť aj Fraschovu metódu, ktorá je založená na podzemnom tavení síry. Tento prístup je vhodné použiť pre hlboké ložiská hmoty. Po roztavení fosílie v bani sa tekutá síra odčerpá. Na tento účel sa pripravujú špeciálne studne. Fraschova metóda je realizovateľná len vďaka ľahkému taveniu látky a jej relatívne nízkej hustote.

Metóda separácie rúd odstredivkou

Jeho zvláštnosť spočíva v jednej negatívnej vlastnosti: síra extrahovaná pomocou odstredivky má veľa nečistôt a potrebuje dodatočné čistenie. V dôsledku toho sa táto metóda považuje za dosť nákladnú.

Vývoj rúd sa v niektorých prípadoch môže uskutočňovať nasledujúcimi metódami:

• para-voda;
• dolná jama;
• filtrácia;
• extrakcia;
• tepelný.

Bez ohľadu na to, aký prístup sa použije na ťažbu z vnútra zeme, je potrebné prísne dodržiavať bezpečnostné normy a predpisy. Hlavným nebezpečenstvom procesu vývoja sírovej rudy je, že v jej ložiskách sa môže hromadiť jedovatý a výbušný sírovodík.

Produkcia síry sa výrazne zvýšila po vynájdení čierneho prachu. Veď síra (spolu s uhlím a ľadkom) je jeho nenahraditeľnou zložkou. V súčasnosti je síra jednou z najdôležitejších surovín pre mnohé chemické odvetvia. Ročná svetová spotreba síry je asi 20 miliónov ton. Jej priemyselnými spotrebiteľmi sú rôzne odvetvia: kyselina sírová, papier, guma, zápalky a iné.Síra sa tiež široko používa na boj proti poľnohospodárskym škodcom, v pyrotechnike a čiastočne v medicíne. Síra je z hľadiska obsahu v zemskej kôre (0,03 %) jedným z najbežnejších prvkov. Veľké akumulácie prirodzenej síry však nie sú také bežné. Častejšie je prítomný v niektorých rudách. Pôvodná sírna ruda je hornina popretkávaná čistou sírou. Kedy tieto inklúzie vznikli – súčasne so sprievodnými horninami alebo neskôr? Od odpovede na túto otázku závisí smer prieskumných a prieskumných prác. Ale napriek tisícročiam komunikácie so sírou ľudstvo stále nemá jasnú odpoveď. Sírne rudy sa ťažia rôznymi spôsobmi – v závislosti od podmienok výskytu. V každom prípade však musíte dbať na bezpečnosť. Usadeniny síry sú takmer vždy sprevádzané akumuláciou jedovatých plynov, zlúčenín síry. Okrem toho nesmieme zabudnúť na možnosť jeho samovznietenia.

Sírne rudy sa ťažia rôznymi spôsobmi – v závislosti od podmienok výskytu. V každom prípade však musíte dbať na bezpečnosť. Nánosy síry sú takmer vždy sprevádzané akumuláciou jedovatých plynov - zlúčenín síry. Okrem toho netreba zabúdať na možnosť jeho samovznietenia.

Povrchová ťažba rudy je nasledovná. Kráčajúce rýpadlá odstraňujú vrstvy hornín, pod ktorými je uložená ruda. Vrstva rudy je rozdrvená výbuchmi, po ktorých sa hrudy rudy posielajú do koncentračného závodu a odtiaľ do tavby síry, kde sa z koncentrátu extrahuje síra. Metódy extrakcie sú rôzne. O niektorých z nich sa bude diskutovať nižšie. A tu je vhodné stručne popísať vrtnú metódu získavania síry z podzemia, ktorá umožnila Spojeným štátom americkým a Mexiku stať sa najväčšími dodávateľmi síry.

Koncom minulého storočia boli najbohatšie ložiská sírovej rudy objavené na juhu USA. Nebolo však ľahké priblížiť sa k švom: sírovodík prenikal do baní (konkrétne sa mala vyvinúť banská metóda) a blokoval prístup k síre. Okrem toho im cestu do síronosných vrstiev prekážali piesočnaté pohyblivé piesky. Východisko našiel chemik Hermann Frasch, ktorý navrhol roztaviť síru pod zemou a cez vrty ako ropu, aby ju pumpoval na povrch. Relatívne nízka (menej ako 120 °C) teplota topenia síry potvrdila reálnosť Fraschovej myšlienky. V roku 1890 , začali testy, ktoré viedli k úspechu.

V princípe je Fraschova inštalácia veľmi jednoduchá: potrubie v potrubí. Prehriata voda sa privádza do priestoru medzi potrubiami a preteká ním do zásobníka. A roztavená síra stúpa pozdĺž vnútorného potrubia, ohrievaného zo všetkých strán. Moderná verzia inštalácie Frach je doplnená o tretie - najužšie potrubie. Prostredníctvom nej sa do studne privádza stlačený vzduch, ktorý pomáha vyniesť roztavenú síru na povrch. Jednou z hlavných výhod Fraschovej metódy je, že umožňuje získať relatívne čistú síru už v prvej fáze extrakcie. Pri ťažbe vysokokvalitných rúd je táto metóda veľmi účinná.

Predtým sa verilo, že metóda podzemného tavenia síry je použiteľná iba v špecifických podmienkach "soľných kupol" tichomorského pobrežia Spojených štátov a Mexika. Experimenty uskutočnené v Poľsku a ZSSR však tento názor vyvrátili. V ľudovom Poľsku sa už týmto spôsobom ťaží veľké množstvo síry; v roku 1968 boli v ZSSR spustené prvé sírové vrty.

A ruda získaná v lomoch a baniach sa musí spracovať (často s predbežným obohatením) rôznymi technologickými metódami.

Existuje niekoľko známych spôsobov získavania síry zo sírnych rúd: parovodné, filtračné, tepelné, odstredivé a extrakčné.

Metódy tepelného získavania síry sú najstaršie. Ešte v 18. storočí sa v Neapolskom kráľovstve tavila síra v haldách – „solfatároch“. Doteraz sa v Taliansku síra taví v primitívnych peciach – „kalkarónoch“. Teplo potrebné na vytavenie síry z rudy sa získava spaľovaním časti vyťaženej síry. Tento proces je neúčinný, straty dosahujú 45 %.

Taliansko sa stalo aj rodiskom parovodných metód získavania síry z rúd. V roku 1859 dostal Giuseppe Gill patent na svoj prístroj – predchodcu dnešných autoklávov. Autoklávová metóda (samozrejme výrazne vylepšená) sa v mnohých krajinách používa dodnes.

Pri autoklávovom procese sa koncentrovaný koncentrát sírovej rudy, obsahujúci až 80 % síry, čerpá do autoklávu vo forme kvapalnej suspenzie s činidlami. Vodná para sa tam dodáva pod tlakom. Buničina sa zahrieva na 130 ° C. Síra obsiahnutá v koncentráte sa roztaví a oddelí sa od horniny. Po krátkom usadení sa roztavená síra vypustí. Potom sa z autoklávu uvoľnia „chvosty“ – suspenzia odpadovej horniny vo vode? Hlušina obsahuje pomerne veľa síry a vracia sa do koncentrátora.

V Rusku autoklávovú metódu prvýkrát použil inžinier K. G. Patkanov v roku 1896.

Moderné autoklávy sú obrovské zariadenia vysoké ako štvorposchodová budova. Takéto autoklávy sú inštalované najmä v taviarni síry Banského a chemického kombinátu Rozdolsk v Karpatskej oblasti.

V niektorých priemyselných odvetviach, napríklad vo veľkom závode na výrobu síry v Tarnobrzegu (Poľsko), sa odpadová hornina oddeľuje od roztavenej síry pomocou špeciálnych filtrov. Nedávno bola u nás vyvinutá separačná metóda na špeciálnych odstredivkách. Jedným slovom, „zlatá ruda (presnejšie zlatá ruda) sa dá oddeliť od odpadovej horniny“ rôznymi spôsobmi.

Rôzne krajiny spĺňajú požiadavky na síru rôznymi spôsobmi. Mexiko a USA používajú najmä Fraschovu metódu. Taliansko, ktoré je v produkcii síry na treťom mieste medzi kapitalistickými štátmi, pokračuje v ťažbe a spracovaní (rôznymi metódami) sírnych rúd zo sicílskych ložísk a provincie Marco. Japonsko má značné zásoby vulkanickej síry. Francúzsko a Kanada, ktoré nemajú pôvodnú síru, rozvinuli jej výrobu vo veľkom meradle z plynov. V Anglicku a Nemecku neexistujú žiadne vlastné ložiská síry. Svoju potrebu kyseliny sírovej pokrývajú spracovaním surovín s obsahom síry (hlavne pyritu) a dovážajú elementárnu síru.

Rusko plne uspokojuje svoje potreby vďaka vlastným zdrojom surovín. Po objavení a rozvoji bohatých karpatských ložísk výrazne zvýšili produkciu síry ZSSR a Poľsko. Toto odvetvie sa naďalej vyvíja. Na Ukrajine sa vybudovali nové veľké podniky, zrekonštruovali sa staré závody na Volge a v Turkménsku, rozšírila sa výroba síry zo zemného plynu a odpadových plynov.