А.И. Бусев, Л.Н. Симонова - Аналитическая химия Серы (1113382), страница 3
Текст из файла (страница 3)
1ередко встречается селеиистая сера — волканит [310). Самородная сера также образуется при разложении сернистых соединений металлов, главным образом пирита [71[. Местороягдепия самородной серы, образовавшейся именно осадочным [биохимическим) путем, наиболее распространены на земном шаре и имеют наибольшее промышленное значение. Микроорганизмы, участвующие в геохимических реакциях круговорота минеральных соединений серы, активно образуют се- 30' С. Иа роводород при рН от 4,0 до 10,5 и при температурах от О 75— до авестны также галофильные штаммы сульфатредуцирующих бактерий, развивающихся в 25 — 30%-ных растворах солей, и баротолераптные формы, образующие сероводород при повышенном гидростатическом давлении И23!.
Десульфирующие бактерии мо- . гут существовать в аназробных условиях па глубине до — 11 км и при ОО'С. Сероводород и верхних горизонтах земной коры [за исключением вулканических областей) воаникает в результате главным образом жизнедеятельности бакте ий. Об аз р ование сульфатов в природе наиболее часто происходит Р лишь в условиях повышенной концентрации кислорода и при относительно низких температурах вблизи поверхности.
В глубинных условиях сульфаты пе встречаются, за исключением тех 'случаев, когда их существование свяаано с остаточными растворами или расплавами, обогащенными кислородом. Несмотря на большое разнообразие минералов этого класса, число устойчивых ишироко !б Таблица Минералы евры [!б, 7Ч Название озормтиз д Группа кальковина ! л.
Ив вруллы галенигла 1 РЬБ в, ХХг группы ефалерита Епб Ипэ СЙБ НдЯ Халькозин Аргвэтит Галеппт Сфалврит Вюртпит Гринокит Киноварь б, Ив группы лирротииа Ре -„Б К!Б [Ре, КйзЯг Пирротия Миллерит Пентландит б. Иг группа халькопирита СпуеБг СигуеБпЯе СазуеБе Спуезбз Халькопирит Стаппип Бориит Кубапит б Ив группы коееллина [ СиБ Коееллип У, Ив группы аурипизмента ! Агзбз АеБ Аурипигмепт Реальгар о.
Ив груллм антимонита БЬзБз В 1гБг В!зТезБ Алтимопит Висмутип Тетрадимит р. Лз еруллм молибденилга Мобз Молибденит 10. Ив группы пирита Пирит Марказит Класс 1. Простыв сернистые и им подобные соединения Та 6 лица 1 (продела»свис) Т а 6 л и ц а 1 (опонпапис) Название Фооитпв вес, г.зв Название КАЦБОа)в 12Н»0 ИаАЦБО»1а 12Н»0 уеА)в[БОа1» 22Н»0 Ксбальтин Герсдорфит Арсенспирит СоАвБ )Ч!АьБ УеАьБ Калиевые квасцы Натриевые квасцы Галотрихнт шие совиные иинераль! К БО Ча»БО» МББО» АН»0 )ЧазСО» 2КавБОа ЗКа БО МББО Ка»БО» К»БО» Главнеи Теннантит Тетравдрит 2.
Иа групп»! опаргото ) СпзАв8» Энаргит )Ча Бо» СаБОа КС) МБсО» ЗН»0 ЫЗБО» НзО КвБО! 2МББО» 2навБО» 2МББО» 5Н»0 К,БО, ЫпБО».2СаБО» 2Н»0 И)а»Б О». 10Н»0 К»БО».МББО» 2СаБОа 2Н»0 МоБО» 6Н»0 3. Из »рупии бур>»пиита ! СпРЫЫ» С РЬВаБ Бурнонит Айкннит Прустит Пираргирит Стефаннт Полибааит К»БО» (.аБО» Н»0 Иа»БОа К»БО» ЫвьО» ЗН»0 МоБО» 7П»0 Булапжерит Джеисонит Барит Целестин Англезит Антидрит Гипс Тенардит Мирабилит Пслигалит Каннит Эпсомит Гексагидрит Кизерит Мелантерит Халькавтит Алунит Ярсзит Класс !!. Сульфссоли 1. Из группи тстраодрита ! Сп»вАеаБы или ЗСп»Б Ао»Б» СпмБЬаБ»з нли ЗСпвБ БЬзБ» Л.
Ив зруппи прустити АхзАаБз АдзБЬБз АпьБЬБ» или 5Ан»Б БЬ»Бз (АВ, Сп)ыБЬвБп или 8(Ан, Сп)»Б.БтБ» 5, Сула)довели свинца РЬьБЬаБп илн 5РЬБ 2БЬ|Бз РЬ»уеБЬ»Б!» или 4РЬБ УеБ ЗБЬ»Бз Класс НБ Сульфаты ВаБОа БгБО» РЬБО» СаБО» СаБО» 2Н»0 Иа»БОа МазБОа.10НвО КвмнСав[БОа)а 2Н»0 КМс„'[БОе)С! ЗНвО МББО» 7НвО МББО» 6НвО МиБО» Н,О РеБО».7НвО СпБО» ° 5Н»0 КА)з[БО»!»[ОН)в Куез[БО»)»[ОН)е Арканит Астраханнт Веркеит Вантгсффит !лазернт (»фтнта лиг) Гпаубервт Каинпт Киверит Лангбейнит Левеит Леснит Мирабилнт Пслигалит Сакиит (гексагид- рит) Снигенит Тенардит )Пенит Эпсомит распростране пенных в земной коре сульфатов ненелико. Это объяст,м что ля крупного авиона ЭО~» прочные кристаллические решетки возможны лишь в сочетании его с кру ь д у пными в хва- В в» Эгв» н РЬв» [71).
Катионы лентными катионами, такими, как а, г н с меньшим радио м а иусом входят в состав сульфатов лишь в гидратироостоянии. Одповалентные катионы щелочных металлов ванном со т л гко аз шаемые образуют слабые кристаллические структуры, легко разру в воде. Сульфаты трехвалентных металлов [главным образом А1(111) и Ре(1П)) встречаются только в виде гидратированных соединений.
П известные в природе формы серы можно встретить очтн все а [310). только в областях современного вулканизма ! В йшие минералы серы представлены в табл. 1. — 2;О +4 Для серы наиболее характерны степени окисления —; и +б, Онислительно-восстановительные потенциалы, соответствующие переходам в различных средах, приведены в табл. 2. 13 Таблица 2 Стандартные окислнтельные потенциалы Ло серуоодершащид ионов[269, 2711 +яе Высшая степень окисления п р и и е ч а н и е. 1 — насыщенный раствор в присутствии твердого иди жидкого вещества; 1 — раствор, насыщенный гаваи при давлении 1 аськ.
Энергии иопиаации (в эв) переходов 8 --г 8о -ь 8+ — 8'+ т -ь 8з+ — ь 84+ ь 8зт — ь 8'+ -+ 8'+ -ь 8з+ равны соответственно: 2,06; 10,42; 23,25; 34,89; 47,32; 72,20; 87,50; 285,7; 336,2. Численное значение сродства атома серы к одному электрону равно 2,07 эв, к двум — З,зз эв. Последнее значение выаывает сомнения относи/г тельно наличия в сульфидах серы иона 8' . В электронной оболочке атома серы в основном невозбужденном состоянии имеются два неспаренных электрона, что обусловливает образование молекул состава Н,8, И„ВС1„8гзэ 8,С1„Н,8„(п = 2; 3; 4; 5; 6; ...).
Наличие вакантных о1-ячеек обусловливает образование соединений типа 8С1„81'а, молекулы которых возникают в реаультате р Ы-гибридизации за счет промотирования р-электрона в одно из зл вакантных И-состояний. Для образования молекул 8)ре или 8згзо происходит промотирование в состояние Ы не только р-, но и г-электрона. Кроме способности серы предоставлять з1-орбитали для гибридизации с г- и р-орбиталями с образованием более четырех о-связей с другими атомами, сера часто использует Ия-орбитали для образования кратных связей. Так, в сульфат-ионе, в котором г- и р-орбитали использованы для а-связывания, укороченность расстояния 8 — О указывает на возможность возникновения свяаей, 14 81 8 1+ 2Н+ 581 ЯаОаз ЯзОзз +6Н+ 2НзВОз 9= 2Н+ 280з' + ЗНзО 2Н,ЯО.
+ Н+ 280зз + 2НзО 80зз + 4Н" 80аз + НзО 280зз + 10Н+ 280аз -1- 5НзО 80зз + ВН+ 80аз + 4НвО ЯзОзз 2 2 2 2 4 4 4 2 2 2 2 8 8 6 6 2 яз НзВ Т Язз28вОзз 28 1+ ЗНзО ЯзОзз + ЗНзО ЯзОзз + 60Н НЯзОа + 2НзО ЯзОаз + 40Н НзЯОз + НзО 80зз + 20Н ВзОзз + 5НзО ЯзОзк + 100Н 81+ 4НзО 8 1+ 80Н 2804з — 0,48 +О, 14 — 0,34 +0,09 +0,50 +0,40 — 0,58 — 0,08 — 1,12 +0,17 — 0,93 +0,29 — 0,76 +0,36 — 0,75 +2,0 имеющих в значительной мере характер кратных связеи; пустые е(я-орбитали серы принимают электроны с ааполненных ря-орби"( ом жикоми В любом иэ трех агрегатных состояний (тверд, д газообразному структура э е кт ра элементной серы очень сложна 1240, 3871. С обычной температуре — твердое вещество желтого ера при о ыч .
П и понижении температуры сера светлеет и при р— цвета. ри п туре жидкого воздуха становится почти белон. уще у р кристаллических и аморфных модификаций серы. Наиболее устой- чивы и изучены ромбическая 8„(устойчивая до 95,6' С) и моно- клинная э (устоичивая в е т сто авно- при, ,119,3' С в жидкую серу 8ь. В жидкои сере имеет мес р 8 — 8 + 8.. Аморфная пластическая форма 8р образуе ся весне л при резком охлаждении жидкои серы, в отличие о твори ма в сероутлероде.
89 быстро переходит в 8„. Прн охлаждении жидкой серы ой серы можно изолировать 8,„менее рас вор у о е чем 8„; при стоянии она переходит в 8э. При резком ох- углероде, чем ли спи те обрании насыщенного раствора серы в бензоле и р зуется перламутровая модификация 8„, метастабиль ая р н п н всех может существовать при комнатной температуре М в случае полного отсутствия кристаллических зародышен. оди- ика ии „„э, ьи и 8„„8э 8 8 состоят иа восьмичленных циклов 8„изо- лированных и не плоских. 89 состоит из нерегулярно расположен- ных зигзагообразных цепей, В жидкой сере наряду с молекулами 8, образуются также по мере повышения температуры частицы, молекулярный вес которых лежит в пределах 8е — 8,. У се ы ярко выражена способность образовывать цепи атомов. В кристаллических формах серы и в ее паре в виде изогнутых колец содержатся молоку мол кулы 8; известны апионы полисульфидов 8„' и политионат-ионы 8 Оз в виде длинных цепочек, где п ~ 1; 2; ...; 6. Существование пластической серы поаволяет предполо- жить что в свободном состоянии она может обрааовывать цепочки с огромным числом атомов.
О ним из резко аномальных свойств серы является ее вязкость. С м температуры она от минимального значения дним из повышением те (при 155' С) увеличивается до 933 нэ (при 187о С) и затем падает до 0,83 нэ (при 444,6'С). б ной серы число атомов в молекуле постепенно г пароо разной ег умепшпается. В интервале 800 †14' С сера состоит из двухатомк л а п и 1700' С вЂ” из одноатомпых. Внешним призна- ком иамене н пия строения молекул серы служит изменение цвета ее паров: от оранжево-желтого (150 — 200 ) до кр ( 600' С) и затем соломенно-желтого (600' С и выше). При быстром охлаждении серы или ь или ее паров равновесие не успевает сместиться, и в затвердевпгей массе содержатся молекулы с различным числом атомов.
В жидком н твердом состоянии сера диамагнитна, моле у. к лы ее в парах пар арах парамагнитны. Сера — очень плохой проводник алектриче- 15 ского тона. В воде сера не растворяется, но растворяется в сероуглероде, бензоле, эфире и других органических растворителях )883). При работе с соединениями серы следует учитывать их токсичность. Чистая сера не ядовита. Прием внутрь ее небольших количеств способствует рассасывапию нарывов. Организм человека не обна'- руживает привыкания к сере, но длительное ее потребление может неблагоприятно сказаться на работе печени и кишечника. Двуокись серы при очень малых концентрациях создает неприятный вкус во рту и раздражает слизистые оболочки. Вдыхание воздуха, содержащего 0,2вбв 80„вызывает хрипоту, одышку и быструю потерю сознания.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
