Sumpor (lat. Sulfur) je kemijski element VI skupine periodnog sustava Mendeljejeva; atomski broj 16, atomska masa 32.06.
Čovječanstvo je upoznato sa sumporom od davnina. Sumpor i njegov produkt izgaranja, oksid (IV) SO 2, dugo su se koristili za izbjeljivanje tkanina i izradu lijekova, crnjenje oružja i pripremu crnog baruta. U zemljama starih civilizacija autohtoni je sumpor bio sasvim uobičajen; Sicilijanska nalazišta ovog goriva, s oštrim mirisom žutog minerala, razvili su stari Rimljani. Ruski naziv za sumpor dolazi od drevne hinduističke riječi "sira", što znači svijetložuta. Ali sumpor nije uvijek svijetložut. Njegova boja ovisi o tome u kojoj se od alotropskih modifikacija sumpora nalazi (najpoznatiji su ortorombski i monoklinski sumpor), kao i o temperaturi. Sumpor uronjen u tekući zrak postaje gotovo bijel (vidi Alotropija).
Sumpor je jedan od vrlo čestih kemijskih elemenata na našem planetu, koji čini otprilike 4,7 10-2% ukupne mase zemljine kore. Javlja se samorodni sumpor, ali većina njegovih rezervi je u obliku sulfidnih i sulfatnih spojeva. Glavni su pirit FeS2, cinkova mješavina ZnS, bakreni pirit FeCuS2, gips CaSO4-2H2O. Vjeruje se da je većina zemljinog sumpora koncentrirana u obliku sulfida (soli hidrosulfidne kiseline H2S) ne u zemljinoj kori, već na dubini od 1200-3000 km. Izvorni sumpor se vadi iz naslaga na malim dubinama.
Odavno poznate metode ekstrakcije autohtonog sumpora su termičke. Sumpor je topljiv, pretvara se u tekućinu na temperaturi od 112,8 °C (ovisno o brzini dovoda topline i o alotropskoj modifikaciji u kojoj se sumpor nalazi). Većina minerala ostaje u krutom stanju kada se zagrijava na ovaj način, a rastaljeni sumpor lako se uklanja iz stijena koje ga sadrže. Sumpor se dobiva i iz oksida (IV) SO2, koji nastaje prženjem sulfidnih metalnih ruda.

Sumpor je nemetal, kemijski je aktivan element. Reagira s mnogim metalima: na sobnoj temperaturi s alkalijama, zemnoalkalijama, bakrom, srebrom, živom, a pri zagrijavanju s željezom, aluminijem, olovom, cinkom. Sumpor ne stupa u interakciju samo sa zlatom i platinom. Ovaj se element također spaja s nemetalima (osim dušika i joda), iako ne tako lako kao s metalima. Oksidacijsko stanje sumpora u spojevima varira od -2 (H2S) do + 6 (SO3). Otprilike polovica iskopanog sumpora u svijetu odlazi na proizvodnju sumporne kiseline H2SO4 - možda glavni spoj sumpora, iznimno važan za kemijsku industriju.Još 25% troši se na dobivanje kalcijevog hidrosulfita Ca (HSO3)2, koji je vrlo važan za proizvodnju papira.Sumpor je neophodan za proizvodnju kaučuka - vulkanizirana guma.Guma se miješa sa sumporom i toplinom.Nakon vulkanizacije postaje čvrsta i elastična.
Sumpor je također potreban u proizvodnji šibica i plastike, tkanina i raznih kemikalija, lijekova, kao što su sulfanilamidi.
Sumpor treba smatrati vitalnim elementom. Ulazi u sastav proteina i aminokiselina, enzima i vitamina.
Od anorganskih sumpornih spojeva, osim sumporne kiseline, posebno su važni sumporni oksidi SO2 i SO3, sumporovodik H2S, otrovni plin smrdljivog mirisa, koji se ipak koristi u kemijskoj industriji i kao lijek (sumporne kupke), kao i sulfide, sulfite, sulfate i tiosulfate.
Sumporni spojevi neophodni su u mnogim industrijama i naširoko se koriste. Akademik A.E. Fersman nazvao je sumpor "motorom kemijske industrije". Ali ne možemo ne spomenuti da neki spojevi ovog elementa, a prije svega plin SO2, jako zagađuju atmosferu. Sumpor je također štetan u ugljikovodičnim gorivima, gdje se prenosi iz nafte i plina. U rafinerijama nafte postoje radionice za pročišćavanje proizvoda od sumpora - odsumporavanje.

Sumpor - S, kemijski element s atomskim brojem 16, atomske mase 32.066. Kemijski simbol za sumpor S izgovara se "es".

Prirodni sumpor sastoji se od četiri stabilna nuklida: 32S (sadržaj 95,084% po težini), 33S (0,74%), 34S (4,16%) i 36S (0,016%).

Polumjer atoma sumpora je 0,104 nm. Ionski radijusi: S2- ion 0,170 nm (koordinacijski broj 6), S4+ ion 0,051 nm (koordinacijski broj 6) i S6+ ion 0,026 nm (koordinacijski broj 4). Sekvencijalne energije ionizacije neutralnog atoma sumpora od S0 do S6+ su redom 10,36, 23,35, 34,8, 47,3, 72,5 i 88,0 eV.

Sumpor se nalazi u VIA grupi periodnog sustava D. I. Mendeljejeva, u 3. periodi, i pripada halkogenima. Konfiguracija vanjskog elektroničkog sloja je 3s23p4. Najkarakterističnija oksidacijska stanja u spojevima su -2, +4, +6 (valencija II, IV odnosno VI). Paulingova vrijednost elektronegativnosti sumpora je 2,6.

Sumpor je nemetal.

Fizikalna svojstva sumpora

Sumpor se značajno razlikuje od kisika po svojoj sposobnosti da tvori stabilne lance i cikluse atoma. Najstabilnije su krunaste cikličke molekule S8, koje tvore ortorombski i monoklinski sumpor. Ovo je kristalni sumpor - krhka žuta tvar. Osim toga, moguće su molekule sa zatvorenim (S4, S6) lancima i otvorenim lancima. Ovaj sastav ima plastični sumpor, smeđu tvar, koja se dobiva oštrim hlađenjem rastaljenog sumpora (plastični sumpor postaje krhak nakon nekoliko sati, dobiva žutu boju i postupno se pretvara u rombični). Formula za sumpor najčešće se piše jednostavno S, budući da je, iako ima molekularnu strukturu, mješavina jednostavnih tvari različitih molekula. Sumpor je netopljiv u vodi; neke njegove modifikacije otapaju se u organskim otapalima, kao što su ugljikov disulfid i terpentin. Taljenje sumpora prati zamjetno povećanje volumena (oko 15%). Rastaljeni sumpor je žuta, lako pokretljiva tekućina, koja iznad 160 °C prelazi u vrlo viskoznu tamnosmeđu masu. Sumporna talina poprima najveću viskoznost pri temperaturi od 190 °C; daljnji porast temperature prati smanjenje viskoznosti i iznad 300 °C rastaljeni sumpor ponovno postaje pokretan. To je zato što kada se sumpor zagrijava, on postupno polimerizira, povećavajući duljinu lanca kako se temperatura povećava. Kada se sumpor zagrije iznad 190 °C, polimerne jedinice počinju kolabirati. Kao najjednostavniji primjer elektreta može poslužiti sumpor. Trljanjem sumpor dobiva jak negativan naboj.

Sumpor je jedna od rijetkih tvari s kojom su prvi "kemičari" radili prije nekoliko tisuća godina. Počela je služiti čovječanstvu mnogo prije nego što je zauzela ćeliju broj 16 u periodnom sustavu.

Mnoge stare knjige govore o jednoj od najstarijih (iako hipotetskih!) upotreba sumpora. I Novi i Stari zavjet prikazuju sumpor kao izvor topline tijekom toplinske obrade grešnika. I ako knjige ove vrste ne pružaju dovoljno temelja za arheološka iskapanja u potrazi za ostacima raja ili vatrenog pakla, onda se njihovi dokazi da su stari poznavali sumpor i neka njegova svojstva mogu uzeti na vjeru.

Samorodni sumpor

Jedan od razloga za ovu slavu je rasprostranjenost prirodnog sumpora u zemljama starih civilizacija. Ležišta ove žute zapaljive tvari razvijali su Grci i Rimljani, posebno na Siciliji, koja je do kraja prošlog stoljeća bila poznata uglavnom po sumporu.

Sumpor se od davnina koristio u vjerske i mistične svrhe, palio se tijekom raznih ceremonija i rituala. No isto tako davno, element br. 16 dobio je sasvim svjetovnu upotrebu: sumporna tinta korištena je za bojenje oružja, korištena je u proizvodnji kozmetičkih i medicinskih masti, spaljivana je za izbjeljivanje tkanina i za borbu protiv insekata. Proizvodnja sumpora značajno se povećala nakon što je izumljen crni barut. Nakon svega sumpor(zajedno s ugljenom i salitrom) njegova je neizostavna komponenta.

I sada proizvodnja baruta troši dio iskopanog sumpora, iako vrlo beznačajan. U naše vrijeme sumpor je jedna od najvažnijih vrsta sirovina za mnoge kemijske industrije. I to je razlog stalnog povećanja svjetske proizvodnje sumpora.

Velike nakupine prirodnog sumpora nisu vrlo česte. Češće je prisutan u nekim rudama. Izvorna sumporna ruda je stijena s uključcima sumpora.

Kada su te inkluzije nastale - istodobno s pratećim stijenama ili kasnije? O odgovoru na ovo pitanje ovisi smjer potrage i istražnog rada. No, unatoč tisućama godina komunikacije sa sumporom, čovječanstvo još uvijek nema jasan odgovor. Postoji nekoliko teorija čiji autori zastupaju suprotna stajališta.

Teorija singeneze (tj. istovremenog stvaranja sumpora i matičnih stijena) sugerira da se stvaranje prirodnog sumpora dogodilo u plitkim bazenima. Posebne bakterije reduciraju sulfate otopljene u vodi do sumporovodika, koji se diže prema gore, ulazi u zonu oksidacije i ovdje se kemijski ili uz sudjelovanje drugih bakterija oksidira do elementarnog sumpora. Sumpor se taložio na dno, a potom je mulj koji je sadržavao sumpor formirao rudu.

IZ STARIH I SREDNJOVJEKOVNIH KNJIGA.

“Sumpor se koristi za čišćenje domova, jer mnogi smatraju da miris i izgaranje sumpora može zaštititi od svih vrsta magije i otjerati sve zle duhove.”

Plinije Stariji.

"Prirodna povijest". I stoljeće OGLAS

“Ako su trave zakržljale, siromašne sokovima, a grane i lišće drveća imaju mutnu, prljavu, tamnu boju umjesto blistavo zelene boje, to je znak da je podzemlje prepuno minerala u kojima prevladava sumpor. ”

“Ako je ruda vrlo bogata sumporom, peče se na širokom željeznom limu s mnogo rupa kroz koje sumpor teče u posude do vrha napunjene vodom.”

"Sumpor je također dio užasnog izuma - praha koji može bacati komade željeza, bronce ili kamena daleko naprijed - nove vrste ratnog oružja."

Agricola.

"O kraljevstvu minerala." XVI stoljeće

KAKO SE SUMPOR ISPITIVAO U 14. STOLJEĆU. “Ako želite ispitati sumpor, je li dobar ili ne, uzmite komad sumpora u ruku i prinesite ga uhu. Ako sumpor pucketa tako da se cuje kako pucketa, onda je dobro; ako sumpor šuti i ne pucketa, onda nije dobro...”

Ova jedinstvena metoda određivanja kvalitete materijala na sluh (u odnosu na sumpor) može se koristiti i sada. Eksperimentalno je potvrđeno da "puca" samo sumpor koji ne sadrži više od jedan posto nečistoća. Ponekad stvar nije ograničena samo na pukotinu – komadić sumpora raspada se na dijelove.

ODABIR SUMPORNOG PLINOVA. Kao što znate, izvanredni prirodoslovac antike, Plinije Stariji, umro je 79. godine. tijekom vulkanske erupcije. Njegov nećak je u pismu povjesničaru Tacitu napisao: “... Odjednom su začuli grmljavinu, a crne sumporne pare skotrljale su se iz planinskog plamena. Svi su pobjegli. Plinije ustade i, naslonivši se na dva roba, pomisli da i on ode; ali smrtonosna ga je para okružila sa svih strana, koljena su mu klecala, ponovno je pao i ugušio se.”

“Crne sumporne pare” koje su ubile Plinija sastojale su se, naravno, ne samo od parovitog sumpora. Vulkanski plinovi uključuju i vodikov sulfid i sumporni dioksid. Ovi plinovi ne samo da imaju oštar miris, već su i vrlo otrovni. Posebno je opasan sumporovodik. U svom čistom obliku, ubija osobu gotovo trenutno. Opasnost je velika čak i pri neznatnom (oko 0,01%) sadržaju sumporovodika u zraku. Sumporovodik je tim opasniji jer se može nakupljati u tijelu. Spaja se sa željezom, koje je dio hemoglobina, što može dovesti do ozbiljnog nedostatka kisika i smrti. Sumporov dioksid (sumporov dioksid) je manje toksičan, ali njegovo ispuštanje u atmosferu dovelo je do smrti sve vegetacije oko metalurških postrojenja. Stoga se u svim poduzećima koja proizvode ili koriste ove plinove posebna pozornost posvećuje sigurnosnim pitanjima.

SUMPOR-DIOKSID I SLAMNI ŠEŠIR. Spajajući se s vodom, sumporni dioksid stvara slabu sumpornu kiselinu H 2 SO 3, koja postoji samo u otopinama. U prisutnosti vlage, sumporni dioksid obezboji mnoge boje. Ovo se svojstvo koristi za izbjeljivanje vune, svile i slame. Ali takvi spojevi, u pravilu, nisu jako izdržljivi, a bijele slamnate kape s vremenom dobivaju svoju izvornu prljavo žutu boju.

NIJE AZBEST, IAKO JE SLIČNO. Sumporni dioksid SO 3 u normalnim uvjetima je bezbojna, vrlo hlapljiva tekućina, vrelište na 44,8 °C. Stvrdnjava se na - 16,8°C i postaje vrlo sličan običnom ledu. Ali postoji još jedna - polimerna modifikacija krutog sumpornog anhidrida (njegova formula u ovom slučaju treba biti napisana (SO 3) n. Izvana je vrlo sličan azbestu, njegova vlaknasta struktura potvrđena je difraktogramom rendgenskih zraka. Ova modifikacija ne nema strogo određeno talište, što ukazuje na njegovu heterogenost.

GIPS i ALABASTER. Gips CaSO 4 -2H 2 O je jedan od najčešćih minerala. Ali "gipsani šiljci" uobičajeni u medicinskoj praksi nisu izrađeni od prirodnog gipsa, već od alabastera. Alabaster se razlikuje od gipsa samo u količini kristalizacijske vode u molekuli, njegova formula je 2CaSO 4 -H 2 O. Prilikom "kuhanja" alabastera (proces se odvija na 160-170 ° C 1,5-2 sata), gips gubi tri četvrtine kristalizacijske vode, a materijal dobiva adstrigentna svojstva. Alabaster pohlepno hvata vodu i dolazi do brze, neuredne kristalizacije. Kristali nemaju vremena za rast, već se isprepliću jedni s drugima; masa koju oni formiraju do najsitnijih detalja reproducira oblik u kojem dolazi do stvrdnjavanja. Kemija procesa koji se događa u ovom trenutku suprotna je od one koja se događa tijekom kuhanja: alabaster se pretvara u gips. Dakle, odljev je gipsan, maska ​​je gipsana, zavoj je također gipsan, a rade se od alabastera.

GLAUBEROVA SOL. Sol Na 2 SO 4 *10H 2 O, otkrio najveći njemački kemičar 17. stoljeća. Johanna Rudolfa Glaubera i nazvana po njemu, još uvijek se široko koristi u medicini, proizvodnji stakla i kristalografskim istraživanjima. Glauber je to ovako opisao: “Ova sol, ako je dobro pripremljena, ima izgled leda; stvara duge, potpuno prozirne kristale koji se tope na jeziku poput leda. Okusom je poput obične soli, bez imalo oštrine. Kad se baci na užareni ugljen, ne puca bučno, kao obična kuhinjska sol, i ne zapali se eksplozivno, kao salitra. Bez mirisa je i može izdržati bilo koji stupanj topline. Može se koristiti u medicini izvana i iznutra. Zacjeljuje svježe rane bez iritacije. Ovo je izvrstan interni lijek: kada se otopi u vodi i daje bolesnicima, čisti crijeva.”

Mineral Glauberove soli naziva se mirabilit (od latinskog "mimbilis" - nevjerojatan). Ime dolazi od imena koje je Glauber dao soli koju je otkrio; nazvao ju je divnom. Najveći svjetski razvoj ove tvari nalazi se u našoj zemlji; voda poznatog zaljeva (sadašnjeg jezera) Kara-Bogaz-Gol izuzetno je bogata Glauberovom soli.

SULFITI, SULFATI, TIOSULFATI... Ako se amaterski bavite fotografijom, potreban vam je fiksir, odnosno natrijeva sol sulfatne (tiosumporne) kiseline H 2 S 2 O 3. Natrijev tiosulfat Na2S2O3 (poznat i kao hiposulfit) služio je kao apsorber klora u prvim plinskim maskama. Ako se posječete tijekom brijanja, krvarenje možete zaustaviti kristalom kalijeve stipse KAl(SO 4) 2 -12H 2 O. Ako želite okrečiti stropove, premazati neki predmet bakrom ili uništiti štetočine u vrtu, ne možete učiniti bez tamnoplavih kristala bakrenog sulfata CuSO 4 *5H 2 O. Ako su vam liječnici preporučili čišćenje želuca, koristite gorku sol MgSO4. (Također daje morskoj vodi gorak okus.)

Željezni sulfat FeSO 4 * 7H2O, kromna stipsa K 2 SO 4 Cr 2 (SO 4) 3 * 2H 2 O i mnoge druge soli sumporne, sumporne i tiosumporne kiseline također se široko koriste.

CINABAR. Ako dođe do izlijevanja u laboratoriju (postoji opasnost od trovanja živinim parama!), prvo se skupi, a ona mjesta s kojih se ne mogu ukloniti srebrnaste kapljice pokriju se sumporom u prahu. Živa i sumpor reagiraju čak iu čvrstom stanju - pri jednostavnom kontaktu. Nastaje ciglastocrveni cinober - živin sulfid - kemijski izrazito inertna i bezopasna tvar. Nije teško izolirati živu iz cinobarita. Mnogi drugi metali, osobito željezo, istiskuju živu iz cinobarita.

SUMPORNE BAKTERIJE. U prirodi se postupno odvija ciklus sumpora, sličan ciklusu dušika ili ugljika. Biljke konzumiraju sumpor – jer su njegovi atomi dio proteina. Biljke uzimaju sumpor iz topivih sulfata, a bakterije truljenja pretvaraju sumpor proteina u sumporovodik (odatle odvratan miris truleži). Ali postoje takozvane sumporne bakterije kojima organska hrana uopće nije potrebna. Hrane se sumporovodikom, a u njihovim tijelima, kao rezultat reakcije između H 2 S, CO 2 i O 2, nastaju ugljikohidrati i elementarni sumpor. Sumporne bakterije često se ispostavljaju prepune zrna sumpora - gotovo cijela njihova masa je sumpor s vrlo malim "aditivom" organskih tvari.

SUMPOR - ZA FARMACEUTE. Svi sulfonamidni lijekovi - sulfidin, sulfazol, norsulfazol, sulgin, sulfadimezin, streptocid i drugi suzbijaju aktivnost brojnih mikroba. I svi ti lijekovi su organski spojevi sumpora. Nakon pojave antibiotika, uloga sulfanilamidnih lijekova se nešto smanjila. Međutim, mnogi antibiotici mogu se smatrati organskim derivatima sumpora. Konkretno, nužno je uključeno u penicilin.

Fini elementarni sumpor osnova je masti koje se koriste u liječenju gljivičnih kožnih bolesti.

ŠTO SE MOŽE GRADITI OD SUMPORA. U 70-ima je u nekim zemljama svijeta proizvodnja sumpora premašila potražnju. Stoga su se počele tražiti nove primjene sumpora, prvenstveno u materijalno intenzivnim područjima kao što je građevinarstvo. Kao rezultat tih potraga pojavila se sumporna pjenasta plastika - kao toplinski izolacijski materijal, betonske smjese u kojima je sumpor djelomično ili potpuno zamijenio portland cement, te premazi za autoceste koji sadrže elementarni sumpor.

CRNI SUMPOR. Spoj neobičnog sastava S 4 N 4 dobili su američki kemičari kasnih 70-ih. Ova tvar je dobivena reakcijom bezvodnog amonijaka s jednim od sumpornih klorida. Spoj je izuzetno nestabilan, raspada se eksplozivno i skladišti se pod vrlo visokim tlakom ili pod slojem benzena. Crne vene pronađene su u ovim narančasto-crvenim kristalima, za koje se pokazalo da se sastoje od elementarnog sumpora. Pokazalo se da je crni sumpor iz tetranitrida nova alotropska modifikacija dugo poznate jednostavne tvari.

NEMETAL – METAL. Godine 1980. časopis “JETP Letters” objavio je izvješće da sumpor pod visokim tlakom može prijeći u metalno, pa čak i supravodljivo stanje.

Sumpor (engleski Sulphur, francuski Sufre, njemački Schwefel) u svom izvornom stanju, kao iu obliku sumpornih spojeva, poznat je od davnina. Miris zapaljenog sumpora, zagušljivo djelovanje sumporovog dioksida i odvratan miris sumporovodika čovjek je vjerojatno upoznao još u prapovijesti. Upravo zbog tih svojstava sumpor su svećenici koristili kao dio svetog tamjana tijekom vjerskih obreda. Sumpor se smatrao djelom nadljudskih bića iz svijeta duhova ili podzemnih bogova. Prije vrlo davno, sumpor se počeo koristiti kao dio raznih zapaljivih smjesa u vojne svrhe. Homer je već opisao "sumporne pare", smrtonosni učinak izgaranja sumpora. Sumpor je vjerojatno bio dio "grčke vatre" koja je užasavala protivnike. Oko 8.st Kinezi su ga počeli koristiti u pirotehničkim smjesama, posebno u smjesama poput baruta. Zapaljivost sumpora, lakoća s kojom se spaja s metalima u obliku sulfida (na primjer, na površini komada metala), objašnjava zašto se smatrao "principom zapaljivosti" i bitnom komponentom metalnih ruda. Prezbiter Teofil (11. stoljeće) opisuje metodu oksidativnog prženja sulfidne bakrene rude, vjerojatno poznatu još u starom Egiptu. Tijekom razdoblja arapske alkemije nastala je živo-sumporna teorija o sastavu metala, prema kojoj je sumpor cijenjen kao bitna komponenta (otac) svih metala. Kasnije je to postalo jedno od tri načela alkemičara, a kasnije je "princip zapaljivosti" postao temelj teorije o flogistonu. Elementarnu prirodu sumpora ustanovio je Lavoisier u svojim pokusima izgaranja. Uvođenjem baruta u Europi počinje razvoj prirodnog rudarenja sumpora, kao i razvoj metode za njegovu proizvodnju iz pirita; potonji je bio uobičajen u staroj Rusiji. Prvi ga je u literaturi opisao Agricola. Podrijetlo lat. Sumpor nejasan. Vjeruje se da je ovo ime posuđeno od Grka. U literaturi alkemijskog razdoblja sumpor se često pojavljuje pod raznim tajnim imenima. U Rulandu se mogu naći, na primjer, nazivi Zarnec (objašnjenje "jaje s vatrom"), Thucios (živi sumpor), Terra foetida, spiritus foetens, Scorith, Pater itd. Korišten je staroruski naziv "sumpor". jako dugo vremena. Mislilo se na razne zapaljive i smrdljive tvari, smole, fiziološke izlučevine (ušni vosak i sl.). Očigledno, ovo ime dolazi od sanskrtskog sira (svijetlo žuto). Uz nju je povezana riječ "siva", odnosno neodređene boje, što se posebno odnosi na smole. Drugi staroruski naziv za sumpor - bauk (zapaljivi sumpor) - također sadrži koncept ne samo zapaljivosti, već i lošeg mirisa. Kako objašnjavaju filolozi, njemački. Schwefel ima sanskrtski korijen swep (spavati, anglosaksonski sweblan - ubiti), što se može povezati s otrovnim svojstvima sumporovog dioksida.