«История серы, желтой и многоликой»



Дата02.05.2016
өлшемі61.12 Kb.
Дополнительный материал для учителя

по теме «История серы, желтой и многоликой»

Аллотропные модификации серы

Наиболее распространены ромбическая и моноклинная аллотропные модификации серы или α – Сера и β – Сера. Аллотропия такого типа называется энантиотропией.

Отличительные особенности энантиотропии:

1) каждый аллотроп существует в определенном интервале температур

2) существует температура превращения одного аллотропа в другой, которая называется температурой перехода. (Такой вид аллотропии встречается, например, у олова).

Кристаллы α – серы имеют лимонно-желтую окраску, а игольчатые кристаллы β – серы – более темную медово-желтую окраску. Оба аллотропа состоят из гофрированных колец молекулярной серы S8.

Существует еще много других форм серы. Черенковая сера состоит главным образом из α - серы. Серный цвет представляет собой форму аморфной серы и получается при оседании паров серы на холодную поверхность. Коллоидную серу можно получить, добавляя концентрированную соляную кислоту к раствору тиосульфата натрия

S2O32- + 2H+ → H2O + SO2 + S



Современный контактный процесс

В настоящее время серную кислоту во всем мире получают с помощью контактного процесса. Этот процесс включает три стадии.



Первая стадия. Получение оксида серы (IV). Жидкую серу разбрызгивают в камере сгорания, где она сгорает в воздухе при температуре порядка 1000˚С. Воздух, поступающий в камеру, должен быть сухим, чтобы предотвратить образование тумана. Оксид серы (IV) получают также при обжиге сульфидных минералов – сульфида цинка или железного колчедана

Вторая стадия. Получение оксида серы (VI)

Реакция окисления оксида серы (IV) в оксид серы (VI) является обратимой и экзотермической. Высокому выходу продукта благоприятствуют низкие температуры и высокие давления. На практике процесс проводится при давлении несколько выше атмосферного, чтобы обеспечить хороший поток газа. Увеличение выхода в результате повышения давления не оправдывает дополнительных затрат.

Питающий газ (смесь диоксида серы и кислорода) пропускают через контактный аппарат (каталитический конвертер), который состоит из ряда слоев, содержащих катализатор – оксид ванадия (V) и промоторы. Температуру каталитических слоев поддерживают на уровне 400˚С, поскольку при более низких температурах катализатор теряет свою активность. Выход продукта для конвертера, содержащего четыре каталитических слоя, достигает 98%

Третья стадия. Получение серной кислоты.

SO3 + H2O → H2SO4

Непосредственное поглощение оксида серы (VI) водой невозможно, потому что при использовании воды над ее поверхностью образуется устойчивый туман из крошечных капель серной кислоты, поэтому для поглощения оксида серы используется 98%-ная серная кислота. Конечный продукт представляет собой раствор оксида серы (VI) в 98%-ной серной кислоте – олеум.

На заводе, где используется контактный метод с двойным поглощением, достигается 99.5%-ное превращение диоксида серы в триоксид серы. Это позволяет предельно уменьшить выброс SO2 в атмосферу и снизить загрязнение окружающей среды. На заводе с двойным поглощением на второй стадии производства в конвертор ставится промежуточный поглотитель. После прохождения первого каталитического слоя достигается 63%-ное превращение. После прохождения третьего слоя весь триоксид серы удаляется, непоглотившиеся газы возвращаются в повторный цикл, где смешиваются с оставшимся диоксидом серы и кислородом для завершающего превращения.



Минералы, содержащие серу

К минералам относятся природные химические соединения кристаллической структуры, образовавшиеся в ходе геологических и геохимических процессов. Их более 4000 видов. Термин «минерал» происходит от латинского слова minera— рудный штуф, кусок руды. Каждый минерал характеризуется только ему присущим определенным единством кристаллической структуры и химического состава.

Наиболее широко используется классификация по химическому составу и кристаллической структуре. Вещества одного химического типа часто имеют близкую структуру, поэтому минералы сначала делятся на классы по химическому составу, а затем на подклассы по структурным признакам.

Сульфиды, сульфосоли и им подобные соединения.

Сульфиды могут состоять из одного металла и серы либо представлять собой соединения нескольких металлов с серой и одновременно с сурьмой, висмутом или мышьяком. В первом случае они носят название простые сульфиды, во втором — сложные сульфиды, или сульфосоли.



  1. Класс Сульфиды.

Пирит – является самым распространенным в земной коре сульфидом (дисульфидом) железа FeS2. Существует несколько названий этого камня и его разновидностей: золото дураков, кошачье золото, железный колчедан, марказит. Как правило, содержание серы – чуть больше половины, довольно часто присутствуют примеси никеля и кобальта, серы и даже мельчайшие включений самородного золота, а также некоторых других элементов.

Название пирит происходит от греческого pyros, то есть огонь, так как при ударе стальным предметом по поверхности камня высекаются искры. Это единственный сульфид, который, благодаря своей твердости, может царапать стекло. Пирит привлекает внимание своей необычной красотой и его кубические кристаллы служат украшением не одной коллекции минералов. В промышленности пирит нашел применение в производстве серной кислоты, железного купороса и серы, но в последнее время гораздо чаще его стали использовать как корректирующую добавку при производстве разных видов цементов. Чаще всего пирит извлекается в довольно большом количестве при разработке месторождений меди, свинца, олова, цинка и ряда других цветных металлов. Пирит имеет светлый золотисто-желтый или латунный оттенок, потому и напоминает золото, к тому же, иногда он и содержит микроскопические частички этого драгоценного металла. Выходя на поверхность Земли, минерал становится неустойчивым и поэтому легко окисляется воздухом или грунтовыми водами, при этом переходя в лимонит или гетит.



Киноварь – сульфид ртути (HgS). Из ртутьсодержащих минералов киноварь – самый распространённый. Название киновари происходит от латинского "cinnabaris", которое прослеживается от древнеперсидского слова "zinjifrah", означающего "кровь дракона". Название дано за красный цвет минерала. В древние времена киноварь брали за основу красной краски. Секретами ее изготовление владели древние египтяне, финикийцы, этруски. На Древней Руси краской на основе киновари расписывали иконы. С этим минералом следует быть весьма осторожным и не допускать попадание его частиц в организм, так как это может вызвать отравление и даже привести к летальному исходу.

Аурипигмент – минерал класса сульфидов с химической формулой As2S3. Иногда содержит примесь Sb. Название минерала происходит от лат. aurum – «золото» и pigmentum – «краска» и присвоено за золотисто-желтый цвет и легкость в использовании в качестве краски. Этот минерал известен с древних времен, впервые упоминается у Плиния. С античных времен аурипигмент использовался как косметическое средство и в качестве желтой краски, которая в средние века имела название «королевская желтая». Аурипигмент был обязательным атрибутом алхимических лабораторий, т.к. бытовало мнение, что из-за яркого желтого цвета он содержит золото. В Китае его с давних пор применяли при окраске шелка. Как минеральный пигмент этот минерал применяется, главным образом, в иконописи.

Антимонит (стибнит) — распространенный минерал класса сульфидов (Sb2S3); основная руда сурьмы. Латинское «antimonium» в буквальном переводе означает «противомонашеский». Термин используется для обозначения сурьмы примерно с первой половины XIV века. По легенде, настоятель одного из средневековых католических монастырей, экспериментируя с лечебными свойствами этого высокотоксичного вещества, добавлял его в пищу монахам, что привело к их массовой гибели. ) При контактах с антимонитом необходимо соблюдать осторожность; не стоит забывать о том, что сурьма это очень токсичное вещество. (Всего 100 мг Sb при попадании в организм могут стать смертельной дозой.)

2. Класс Сульфосоли.

К классу относятся сернистые, селенистые, теллуристые, мышьяковистые и сурьмянистые соединения металлов. К ним принадлежит весьма значительное количество важных в промышленном отношении минералов, играющих существенную роль в составе многочисленных месторождений металлических полезных ископаемых.



Халькопирит или медный колчедан, сложный сульфид меди и железа, CuFeS2. Название происходит от греч. "халькос" - медь и "пиритес" - пирит. Цвет зеленоватыи или латунно-желтый (в отличие от бледно - и соломенно-желтого цвета более распространенного сульфида железа - пирита. Часто наблюдается синяя или пестрая побежалость. Он мягче пирита и легко царапается ножом. Чаще всего ассоциирует с пиритом и сфалеритом, что делает некоторые месторождения пирита (например, медно-колчеданные) рентабельными для добычи и извлечения меди. Он присутствует практически в каждом меднорудном районе и является главным рудным минералом меди. В России распространен в медно-колчеданных месторождениях Урала и медно-никелевых рудах Норильска и Кольского п-ова. (по материалам методической разработки урока «В загадочном мире волшебных камней» авторы: В.Е. Никитин, О.В. Демина, М.А. Усиченко).
Каталог: files -> projects -> urok v moskve -> uroki
uroki -> В вашем распоряжении существует небольшая база данных, содержащая сведения о животных мезозойской эры файл
uroki -> Особняк с. Т. Морозова на спиридоновке
uroki -> Промышленное швейное оборудование
uroki -> Биография А. М. Стесселя Анатолий Михайлович Стессель (10 июля (28 июня) 1848 года 18 января 1915 года) русский военный деятель, генерал-лейтенант, генерал-адьютант Свиты Его Императорского высочества
uroki -> Айвазовский Иван (Оганес) Константинович (1817-1900)
uroki -> В вашем распоряжении существует небольшая база данных, содержащая сведения о животных мезозойской эры файл
uroki -> «Москва белокаменная»
uroki -> Климат и климатические ресурсы в произведениях изобразительного искусства
uroki -> Биография И. А. Голосова Архитектор Илья Александрович Голосов родился в июле 1883 года в городе Москве. В 1898 году поступил в Строгановское училище, по окончании которого начал обучение уже в «Московском училище живописи


Достарыңызбен бөлісу:


©netref.ru 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет