გოგირდი არის საკმაოდ გავრცელებული ქიმიური ელემენტი ბუნებაში (მეთექვსმეტე დედამიწის ქერქში და მეექვსე ბუნებრივ წყლებში). არსებობს როგორც ბუნებრივი გოგირდი (ელემენტის თავისუფალი მდგომარეობა) ასევე მისი ნაერთები.
გოგირდი ბუნებაში
ყველაზე მნიშვნელოვანი ბუნებრივი გოგირდის მინერალებს შორის არის რკინის პირიტი, სფალერიტი, გალენა, ცინაბარი, ანტიმონიტი. მსოფლიო ოკეანე ძირითადად შეიცავს კალციუმის, მაგნიუმის და ნატრიუმის სულფატებს, რომლებიც იწვევს ბუნებრივი წყლების სიმტკიცეს.
როგორ მიიღება გოგირდი?
გოგირდის მადნების მოპოვება სხვადასხვა მეთოდით მიმდინარეობს. გოგირდის მიღების მთავარი გზა მისი უშუალოდ მინდორში დნობაა.
ღია ორმოს მოპოვება გულისხმობს ექსკავატორების გამოყენებას ქანების ფენების მოსაშორებლად, რომლებიც ფარავს გოგირდის მადანს. მადნის ფენების აფეთქებით დამსხვრევის შემდეგ ისინი იგზავნება გოგირდის ქარხანაში.
მრეწველობაში გოგირდი მიიღება, როგორც დნობის ღუმელებში წარმოებული პროცესების გვერდითი პროდუქტი, ნავთობის გადამუშავების დროს. ის დიდი რაოდენობით არის ბუნებრივ აირში (როგორცგოგირდის დიოქსიდი ან წყალბადის სულფიდი), რომლის მოპოვება დეპონირებულია გამოყენებული აღჭურვილობის კედლებზე. გაზიდან მიღებული წვრილად გაფანტული გოგირდი გამოიყენება ქიმიურ მრეწველობაში, როგორც ნედლეული სხვადასხვა პროდუქციის წარმოებისთვის.
ამ ნივთიერების მიღება შესაძლებელია აგრეთვე ბუნებრივი გოგირდის დიოქსიდისგან. ამისთვის გამოიყენება კლაუსის მეთოდი. იგი შედგება "გოგირდის ორმოების" გამოყენებაში, რომლებშიც ხდება გოგირდის დეგაზაცია. შედეგი არის მოდიფიცირებული გოგირდი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ასფალტის ინდუსტრიაში.
გოგირდის ძირითადი ალოტროპული მოდიფიკაციები
გოგირდს აქვს ალოტროპია. ცნობილია ალოტროპული მოდიფიკაციების დიდი რაოდენობა. ყველაზე ცნობილია რომბისებრი (კრისტალური), მონოკლინიკური (აციკულური) და პლასტმასის გოგირდი. პირველი ორი მოდიფიკაცია სტაბილურია, მესამე კი გამაგრებისას გადაიქცევა რომბად.
გოგირდის დამახასიათებელი ფიზიკური თვისებები
ორთორმბული (α-S) და მონოკლინიკური (β-S) მოდიფიკაციების მოლეკულები შეიცავს გოგირდის 8 ატომს, რომლებიც დაკავშირებულია დახურულ ციკლში ერთჯერადი კოვალენტური ბმებით.
ნორმალურ პირობებში გოგირდს აქვს რომბისებრი მოდიფიკაცია. ეს არის ყვითელი მყარი კრისტალური ნივთიერება, სიმკვრივით 2,07 გ/სმ3. დნება 113°C-ზე. მონოკლინიკური გოგირდის სიმკვრივეა 1,96 გ/სმ3, მისი დნობის წერტილი 119,3 °C.
როდესაც დნება, გოგირდი ფართოვდება და ხდება ყვითელი სითხე, რომელიც ყავისფერი ხდება 160 °C-ზე დაგადაიქცევა ბლანტი მუქ ყავისფერ მასად, როდესაც ის მიაღწევს დაახლოებით 190 °C. ამ მნიშვნელობის ზემოთ ტემპერატურაზე გოგირდის სიბლანტე მცირდება. დაახლოებით 300 °C ტემპერატურაზე ის კვლავ გადადის თხევად თხევად მდგომარეობაში. ეს გამოწვეულია იმით, რომ გათბობის დროს გოგირდის პოლიმერიზაცია ხდება, რაც ზრდის ჯაჭვის სიგრძეს ტემპერატურის მატებასთან ერთად. ხოლო როდესაც ტემპერატურა 190°C-ზე მეტს აღწევს, შეინიშნება პოლიმერული ერთეულების განადგურება.
როდესაც გოგირდის დნობა ბუნებრივად გაცივდება ცილინდრულ ჭურჭელში, წარმოიქმნება ეგრეთ წოდებული გოგირდი - დიდი ზომის რომბისებრი კრისტალები, რომლებსაც აქვთ დამახინჯებული ფორმა რვაედრონების სახით ნაწილობრივ "დაჭრილი" სახეებით ან კუთხეებით.
თუ გამდნარი ნივთიერება ექვემდებარება სწრაფ გაციებას (მაგალითად, ცივი წყლის გამოყენებით), მაშინ შეიძლება მივიღოთ პლასტმასის გოგირდი, რომელიც არის მოყავისფრო ან მუქი წითელი ფერის ელასტიური რეზინის მსგავსი მასა, სიმკვრივით 2,046 გ. /სმ 3. ეს მოდიფიკაცია, რომბისა და მონოკლინიკისგან განსხვავებით, არასტაბილურია. თანდათანობით (რამდენიმე საათის განმავლობაში) ის იცვლის ფერს ყვითლად, ხდება მყიფე და გადაიქცევა რომბად.
როდესაც გოგირდის ორთქლი (მაღალი გაცხელება) თხევადი აზოტით იყინება, წარმოიქმნება მისი მეწამული მოდიფიკაცია, რომელიც სტაბილურია მინუს 80 °C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე.
გოგირდი პრაქტიკულად არ იხსნება წყლის გარემოში. თუმცა ორგანულ გამხსნელებში კარგი ხსნადობით ხასიათდება. ელექტროენერგიის და სითბოს ცუდი გამტარი.
გოგირდის დუღილის წერტილი არის 444,6 °C.დუღილის პროცესს თან ახლავს ნარინჯისფერ-ყვითელი ორთქლის გამოყოფა, რომელიც შედგება ძირითადად S8 მოლეკულებისგან, რომლებიც შემდგომ გახურებისას იშლება, რის შედეგადაც წარმოიქმნება წონასწორული ფორმები S. 6, S4 და S2. გარდა ამისა, გაცხელებისას დიდი მოლეკულები იშლება და 900 გრადუსზე მაღალ ტემპერატურაზე წყვილი პრაქტიკულად შედგება მხოლოდ S2 მოლეკულებისგან, დაიშლება ატომებად 1500°С-ზე..
რა ქიმიური თვისებები აქვს გოგირდს?
გოგირდი ტიპიური არალითონია. ქიმიურად აქტიური. გოგირდის დამჟანგველი-- შემმცირებელი თვისებები ვლინდება სხვადასხვა ელემენტებთან მიმართებაში. გაცხელებისას ის ადვილად ერწყმის თითქმის ყველა ელემენტს, რაც ხსნის მის სავალდებულო ყოფნას ლითონის მადნებში. გამონაკლისია Pt, Au, I2, N2 და ინერტული აირები. ჟანგვის დროს გოგირდის გამოფენა ნაერთებში არის -2, +4, +6.
გოგირდისა და ჟანგბადის თვისებები იწვევს მის წვას ჰაერში. ამ ურთიერთქმედების შედეგია გოგირდოვანი (SO2) და გოგირდის (SO3) ანჰიდრიდების წარმოქმნა, რომლებიც გამოიყენება გოგირდის და გოგირდის წარმოებისთვის. მჟავები.
ოთახის ტემპერატურაზე გოგირდის აღმდგენი თვისებები ვლინდება მხოლოდ ფტორთან მიმართებაში, რეაქციაში, რომლითაც წარმოიქმნება გოგირდის ჰექსაფტორიდი:
S + 3F2=SF6.
გაცხელებისას (დნობის სახით) ურთიერთქმედებს ქლორთან, ფოსფორთან, სილიციუმთან, ნახშირბადთან. წყალბადთან რეაქციების შედეგად, წყალბადის სულფიდის გარდა, წარმოქმნის სულფანებს, რომლებიც შერწყმულია საერთოფორმულა H2SX.
გოგირდის ჟანგვის თვისებები შეინიშნება ლითონებთან ურთიერთობისას. ზოგიერთ შემთხვევაში შეიძლება შეინიშნოს საკმაოდ ძალადობრივი რეაქციები. ლითონებთან ურთიერთქმედების შედეგად წარმოიქმნება სულფიდები (გოგირდოვანი ნაერთები) და პოლისულფიდები (პოლიგოგირდოვანი ლითონები).
ხანგრძლივი გაცხელებისას ის რეაგირებს კონცენტრირებულ ჟანგვის მჟავებთან, ერთდროულად იჟანგება.
შემდეგი, განიხილეთ გოგირდის ნაერთების ძირითადი თვისებები.
გოგირდის დიოქსიდი
გოგირდის ოქსიდი (IV), რომელსაც ასევე უწოდებენ გოგირდის დიოქსიდს და გოგირდის ანჰიდრიდს, არის გაზი (უფერო) მკვეთრი, ასფიქსიური სუნით. ოთახის ტემპერატურაზე წნევის ქვეშ თხევადდება. SO2 არის მჟავა ოქსიდი. ახასიათებს წყალში კარგი ხსნადობა. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება სუსტი, არასტაბილური გოგირდის მჟავა, რომელიც არსებობს მხოლოდ წყალხსნარში. გოგირდის დიოქსიდის ტუტეებთან ურთიერთქმედების შედეგად წარმოიქმნება სულფიტები.
აქვს საკმაოდ მაღალი ქიმიური აქტივობა. ყველაზე გამოხატული არის გოგირდის ოქსიდის (IV) შემცირების ქიმიური თვისებები. ასეთ რეაქციებს თან ახლავს გოგირდის დაჟანგვის მდგომარეობის მატება.
გოგირდის ოქსიდის ჟანგვის ქიმიური თვისებები ვლინდება ძლიერი აღმდგენი საშუალებების (როგორიცაა ნახშირბადის მონოქსიდი) თანდასწრებით.
გოგირდის ტრიოქსიდი
გოგირდის ტრიოქსიდი (გოგირდის ანჰიდრიდი) - გოგირდის უმაღლესი ოქსიდი (VI). ნორმალურ პირობებში ეს არის უფერო, აქროლადი სითხე მახრჩობელა სუნით. აქვს ტემპერატურაზე გაყინვის უნარი16.9 გრადუსზე დაბლა. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება მყარი გოგირდის ტრიოქსიდის სხვადასხვა კრისტალური მოდიფიკაციების ნარევი. გოგირდის ოქსიდის მაღალი ჰიგიროსკოპიული თვისებები იწვევს მის „მოწევას“ტენიან ჰაერში. შედეგად წარმოიქმნება გოგირდმჟავას წვეთები.
წყალბადის სულფიდი
წყალბადის სულფიდი წყალბადისა და გოგირდის ორობითი ქიმიური ნაერთია. H2S არის შხამიანი უფერო აირი, რომელიც ხასიათდება მოტკბო გემოთი და დამპალი კვერცხის სუნით. დნება მინუს 86 °С-ზე, დუღს მინუს 60 °С-ზე. თერმულად არასტაბილური. 400 °C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე წყალბადის სულფიდი იშლება S და H2. ახასიათებს ეთანოლში კარგი ხსნადობა. წყალში ცუდად ხსნადია. წყალში დაშლის შედეგად წარმოიქმნება სუსტი გოგირდმჟავა. წყალბადის სულფიდი ძლიერი აღმდგენი საშუალებაა.
აალებადი. როდესაც ის ჰაერში იწვის, ლურჯი ალი შეინიშნება. მაღალ კონცენტრაციებში მას შეუძლია რეაგირება ბევრ მეტალთან.
გოგირდმჟავა
გოგირდმჟავა (H2SO4) შეიძლება იყოს განსხვავებული კონცენტრაციისა და სისუფთავის. უწყლო მდგომარეობაში უფერო, უსუნო, ცხიმიანი სითხეა.
ტემპერატურა, რომლის დროსაც ნივთიერება დნება, არის 10 °C. დუღილის წერტილი არის 296 °C. წყალში კარგად იხსნება. როდესაც გოგირდის მჟავა იხსნება, წარმოიქმნება ჰიდრატები და გამოიყოფა დიდი რაოდენობით სითბო. ყველა წყალხსნარის დუღილის წერტილიწნევა 760 მმ Hg. Ხელოვნება. აღემატება 100 °C-ს. დუღილის წერტილის მატება ხდება მჟავის კონცენტრაციის მატებასთან ერთად.
ნივთიერების მჟავე თვისებები ვლინდება ძირითად ოქსიდებთან და ფუძეებთან ურთიერთობისას. H2SO4 არის ორფუძიანი მჟავა, რის გამოც მას შეუძლია წარმოქმნას როგორც სულფატები (საშუალო მარილები), ასევე ჰიდროსულფატები (მჟავა მარილები). რომლებიც წყალში ხსნადია.
გოგირდმჟავას თვისებები ყველაზე მკაფიოდ ვლინდება რედოქს რეაქციებში. ეს გამოწვეულია იმით, რომ H2SO4 გოგირდს აქვს ყველაზე მაღალი დაჟანგვის მდგომარეობა (+6). გოგირდმჟავას ჟანგვითი თვისებების გამოვლენის მაგალითია რეაქცია სპილენძთან:
Cu + 2H2SO4 =CuSO4 + 2H 2O + SO2.
გოგირდი: სასარგებლო თვისებები
გოგირდი არის კვალი ელემენტი, რომელიც აუცილებელია ცოცხალი ორგანიზმებისთვის. ის არის ამინომჟავების (მეთიონინი და ცისტეინი), ფერმენტების და ვიტამინების განუყოფელი ნაწილი. ეს ელემენტი მონაწილეობს ცილის მესამეული სტრუქტურის ფორმირებაში. პროტეინებში შემავალი ქიმიურად შეკრული გოგირდის რაოდენობა წონით 0,8-დან 2,4%-მდე მერყეობს. ელემენტის შემცველობა ადამიანის ორგანიზმში არის დაახლოებით 2 გრამი 1 კგ წონაზე (ანუ დაახლოებით 0,2% არის გოგირდი).
მიკროელემენტის სასარგებლო თვისებების გადაჭარბება შეუძლებელია. სისხლის პროტოპლაზმის დაცვა, გოგირდი არის ორგანიზმის აქტიური დამხმარე მავნე ბაქტერიების წინააღმდეგ ბრძოლაში. სისხლის შედედება დამოკიდებულია მის რაოდენობაზე, ანუ ელემენტი ეხმარებასაკმარისი დონის შენარჩუნება. გოგირდი ასევე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ორგანიზმის მიერ წარმოებული ნაღვლის კონცენტრაციის ნორმალური მნიშვნელობების შენარჩუნებაში.
ხშირად მოიხსენიებენ როგორც "სილამაზის მინერალს", რადგან ის აუცილებელია ჯანსაღი კანის, ფრჩხილებისა და თმის შესანარჩუნებლად. გოგირდს აქვს უნარი დაიცვას ორგანიზმი სხვადასხვა სახის გარემოზე უარყოფითი ზემოქმედებისგან. ეს ხელს უწყობს დაბერების პროცესის შენელებას. გოგირდი ასუფთავებს ორგანიზმს ტოქსინებისგან და იცავს რადიაციისგან, რაც განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია დღევანდელი გარემოსდაცვითი მდგომარეობის გათვალისწინებით.
ორგანიზმში მიკროელემენტების არასაკმარისი რაოდენობამ შეიძლება გამოიწვიოს ტოქსინების ცუდი გამოყოფა, იმუნიტეტის დაქვეითება და სიცოცხლისუნარიანობა.
გოგირდი არის ბაქტერიების ფოტოსინთეზის მონაწილე. ის არის ბაქტერიოქლოროფილის კომპონენტი, წყალბადის სულფიდი კი წყალბადის წყაროა.
გოგირდი: თვისებები და სამრეწველო გამოყენება
ყველაზე ფართოდ გამოყენებული გოგირდი არის გოგირდმჟავას წარმოება. ასევე, ამ ნივთიერების თვისებები შესაძლებელს ხდის მის გამოყენებას რეზინის ვულკანიზაციისთვის, სოფლის მეურნეობაში ფუნგიციდად და წამლადაც კი (კოლოიდური გოგირდი). გარდა ამისა, გოგირდი გამოიყენება ასანთის და პიროტექნიკური კომპოზიციების დასამზადებლად, ის გოგირდ-ბიტუმიანი კომპოზიციების ნაწილია გოგირდის ასფალტის დასამზადებლად.
