सल्फर एक रासायनिक तत्व है जो आवर्त सारणी के छठे समूह और तीसरे आवर्त में है। इस लेख में, हम इसके रासायनिक और भौतिक गुणों, उत्पादन, उपयोग आदि पर एक विस्तृत नज़र डालेंगे। भौतिक विशेषता में रंग, विद्युत चालकता स्तर, सल्फर क्वथनांक आदि जैसी विशेषताएं शामिल हैं। रासायनिक अन्य पदार्थों के साथ इसकी बातचीत का वर्णन करता है।
भौतिकी की दृष्टि से सल्फर
यह एक नाजुक पदार्थ है। सामान्य परिस्थितियों में, यह एकत्रीकरण की एक ठोस स्थिति में है। सल्फर में नींबू पीला रंग होता है।
और अधिकांश भाग के लिए, इसके सभी यौगिकों में पीले रंग के रंग होते हैं। पानी में नहीं घुलता। इसमें कम तापीय और विद्युत चालकता है। ये विशेषताएं इसे एक विशिष्ट गैर-धातु के रूप में चिह्नित करती हैं। इस तथ्य के बावजूद कि सल्फर की रासायनिक संरचना बिल्कुल भी जटिल नहीं है, इस पदार्थ के कई रूप हो सकते हैं। यह सब क्रिस्टल जालक की संरचना पर निर्भर करता है, जिसकी मदद से परमाणु आपस में जुड़े होते हैं, लेकिन वे अणु नहीं बनाते हैं।
तो, पहला विकल्प समचतुर्भुज सल्फर है। वह होती हैसबसे स्थिर। इस प्रकार के सल्फर का क्वथनांक चार सौ पैंतालीस डिग्री सेल्सियस होता है। लेकिन किसी दिए गए पदार्थ को एकत्रीकरण की गैसीय अवस्था में जाने के लिए, उसे पहले एक तरल अवस्था से गुजरना होगा। तो, सल्फर का पिघलना एक सौ तेरह डिग्री सेल्सियस के तापमान पर होता है।
दूसरा विकल्प मोनोक्लिनिक सल्फर है। यह गहरे पीले रंग के साथ एक सुई के आकार का क्रिस्टल है। पहले प्रकार के सल्फर के पिघलने और फिर इसके धीमी गति से ठंडा होने से इस प्रकार का निर्माण होता है। इस किस्म में लगभग समान भौतिक विशेषताएं हैं। उदाहरण के लिए, इस प्रकार के सल्फर का क्वथनांक अभी भी वही चार सौ पैंतालीस डिग्री है। इसके अलावा, प्लास्टिक के रूप में इस पदार्थ की एक ऐसी विविधता है। यह ठंडे पानी में डालने से प्राप्त होता है जिसे लगभग उबालने के लिए गर्म किया जाता है। इस प्रकार के सल्फर का क्वथनांक समान होता है। लेकिन पदार्थ में रबर की तरह खिंचने की क्षमता होती है।
भौतिक विशेषता का एक अन्य घटक जिसके बारे में मैं बात करना चाहूंगा वह है सल्फर का प्रज्वलन तापमान।
यह आंकड़ा सामग्री के प्रकार और इसकी उत्पत्ति के आधार पर भिन्न हो सकता है। उदाहरण के लिए, तकनीकी सल्फर का प्रज्वलन तापमान एक सौ नब्बे डिग्री है। यह काफी कम आंकड़ा है। अन्य मामलों में, सल्फर का फ्लैश प्वाइंट दो सौ अड़तालीस डिग्री और यहां तक कि दो सौ छप्पन भी हो सकता है। यह सब इस बात पर निर्भर करता है कि इसका खनन किस सामग्री से किया गया था, इसका घनत्व क्या है। लेकिन यह निष्कर्ष निकाला जा सकता हैकि सल्फर का दहन तापमान अन्य रासायनिक तत्वों की तुलना में काफी कम है, यह एक ज्वलनशील पदार्थ है। इसके अलावा, कभी-कभी सल्फर आठ, छह, चार या दो परमाणुओं वाले अणुओं में संयोजित हो सकता है। अब, भौतिकी की दृष्टि से सल्फर पर विचार करने के बाद, अगले भाग पर चलते हैं।
सल्फर का रासायनिक लक्षण वर्णन
इस तत्व का परमाणु द्रव्यमान अपेक्षाकृत कम है, यह बत्तीस ग्राम प्रति मोल है। सल्फर तत्व की विशेषता में इस पदार्थ की ऐसी विशेषता शामिल है जिसमें ऑक्सीकरण की विभिन्न डिग्री होने की क्षमता है। इसमें यह हाइड्रोजन या ऑक्सीजन से भिन्न है। सल्फर तत्व की रासायनिक विशेषता क्या है, इस प्रश्न को ध्यान में रखते हुए, यह उल्लेख करना असंभव नहीं है कि, परिस्थितियों के आधार पर, यह दोनों को कम करने और ऑक्सीकरण करने वाले गुणों को प्रदर्शित करता है। तो, क्रम में, विभिन्न रासायनिक यौगिकों के साथ दिए गए पदार्थ की बातचीत पर विचार करें।
सल्फर और साधारण पदार्थ
सरल वे पदार्थ होते हैं जिनकी संरचना में केवल एक रासायनिक तत्व होता है। इसके परमाणु अणुओं में संयोजित हो सकते हैं, उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन के मामले में, या वे संयोजित नहीं हो सकते हैं, जैसा कि धातुओं के मामले में होता है। तो, सल्फर धातुओं, अन्य अधातुओं और हैलोजन के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है।
धातुओं के साथ बातचीत
इस तरह की प्रक्रिया के लिए उच्च तापमान की आवश्यकता होती है। इन शर्तों के तहत, एक अतिरिक्त प्रतिक्रिया होती है। यही है, धातु के परमाणु सल्फर परमाणुओं के साथ जुड़ते हैं, इस प्रकार जटिल पदार्थ सल्फाइड बनाते हैं। उदाहरण के लिए, यदि आप गर्मीदो मोल पोटैशियम, एक मोल सल्फर के साथ मिलाने पर हमें इस धातु के सल्फाइड का एक मोल प्राप्त होता है। समीकरण को इस प्रकार लिखा जा सकता है: 2K + S=K2S.
ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया
यह सल्फर बर्निंग है। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप इसका ऑक्साइड बनता है। उत्तरार्द्ध दो प्रकार का हो सकता है। इसलिए, सल्फर का दहन दो चरणों में हो सकता है। पहला तब होता है जब एक मोल सल्फर और एक मोल ऑक्सीजन एक मोल सल्फर डाइऑक्साइड बनाते हैं। आप इस रासायनिक अभिक्रिया का समीकरण इस प्रकार लिख सकते हैं: S + O2=SO2। दूसरा चरण डाइऑक्साइड में एक और ऑक्सीजन परमाणु का जोड़ है। यह तब होता है जब उच्च तापमान पर दो मोल सल्फर डाइऑक्साइड में एक मोल ऑक्सीजन मिलाया जाता है। परिणाम सल्फर ट्राइऑक्साइड के दो मोल है। इस रासायनिक संपर्क के लिए समीकरण इस तरह दिखता है: 2SO2 + O2=2SO3। इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप सल्फ्यूरिक एसिड बनता है। तो, वर्णित दो प्रक्रियाओं को पूरा करके, परिणामी ट्राइऑक्साइड को जल वाष्प के एक जेट के माध्यम से पारित करना संभव है। और हमें सल्फेट एसिड मिलता है। इस तरह की प्रतिक्रिया के लिए समीकरण इस प्रकार लिखा गया है: SO3 + H2O=H2 SO 4.
हैलोजन के साथ बातचीत
सल्फर के रासायनिक गुण, अन्य अधातुओं की तरह, इसे पदार्थों के इस समूह के साथ प्रतिक्रिया करने की अनुमति देते हैं। इसमें फ्लोरीन, ब्रोमीन, क्लोरीन, आयोडीन जैसे यौगिक शामिल हैं। सल्फर उनमें से किसी के साथ प्रतिक्रिया करता है, अंतिम को छोड़कर। एक उदाहरण माना के फ्लोरीनेशन की प्रक्रिया हैहमें आवर्त सारणी का एक तत्व। उल्लिखित अधातु को हैलोजन से गर्म करने पर फ्लोराइड के दो प्रकार प्राप्त किए जा सकते हैं। पहला मामला: यदि हम एक मोल सल्फर और तीन मोल फ्लोरीन लेते हैं, तो हमें फ्लोराइड का एक मोल मिलता है, जिसका सूत्र SF6 है। समीकरण इस तरह दिखता है: S + 3F2=SF6। इसके अलावा, एक दूसरा विकल्प है: यदि हम एक मोल सल्फर और दो मोल फ्लोरीन लेते हैं, तो हमें रासायनिक सूत्र SF4 के साथ फ्लोराइड का एक मोल मिलता है। समीकरण इस प्रकार लिखा गया है: S + 2F2=SF4। जैसा कि आप देख सकते हैं, यह सब उस अनुपात पर निर्भर करता है जिसमें घटक मिश्रित होते हैं। ठीक उसी तरह सल्फर के क्लोरीनीकरण (दो अलग-अलग पदार्थ भी बन सकते हैं) या ब्रोमिनेशन की प्रक्रिया को अंजाम देना संभव है।
अन्य सरल पदार्थों के साथ बातचीत
गंधक तत्व का लक्षण वर्णन यहीं समाप्त नहीं होता है। पदार्थ हाइड्रोजन, फास्फोरस और कार्बन के साथ रासायनिक प्रतिक्रिया में भी प्रवेश कर सकता है। हाइड्रोजन के साथ परस्पर क्रिया के कारण सल्फाइड अम्ल बनता है। धातुओं के साथ इसकी प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, उनके सल्फाइड प्राप्त किए जा सकते हैं, जो बदले में, उसी धातु के साथ सल्फर की सीधी प्रतिक्रिया से भी प्राप्त होते हैं। सल्फर परमाणुओं में हाइड्रोजन परमाणुओं का योग अत्यधिक उच्च तापमान की स्थितियों में ही होता है। जब सल्फर फास्फोरस के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो इसका फॉस्फाइड बनता है। इसका निम्न सूत्र है: P2S3. इस पदार्थ का एक मोल प्राप्त करने के लिए, आपको फास्फोरस के दो मोल लेने होंगे और सल्फर के तीन मोल। जब सल्फर कार्बन के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो गैर-धातु का कार्बाइड बनता है।इसका रासायनिक सूत्र इस तरह दिखता है: CS2। इस पदार्थ का एक मोल प्राप्त करने के लिए, आपको एक मोल कार्बन और दो मोल सल्फर लेने की आवश्यकता है। ऊपर वर्णित सभी जोड़ प्रतिक्रियाएं तभी होती हैं जब अभिकारकों को उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है। हमने सरल पदार्थों के साथ सल्फर की परस्पर क्रिया पर विचार किया है, अब अगले पैराग्राफ पर चलते हैं।
सल्फर और जटिल यौगिक
कॉम्प्लेक्स वे पदार्थ हैं जिनके अणुओं में दो (या अधिक) अलग-अलग तत्व होते हैं। सल्फर के रासायनिक गुण इसे क्षार जैसे यौगिकों के साथ-साथ केंद्रित सल्फेट एसिड के साथ प्रतिक्रिया करने की अनुमति देते हैं। इन पदार्थों के साथ इसकी प्रतिक्रियाएं काफी अजीब हैं। सबसे पहले, विचार करें कि क्या होता है जब प्रश्न में अधातु को क्षार के साथ मिलाया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि आप छह मोल पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड लेते हैं और उनमें तीन मोल सल्फर मिलाते हैं, तो आपको पोटेशियम सल्फाइड के दो मोल, इस धातु सल्फाइट का एक मोल और पानी के तीन मोल मिलते हैं। इस तरह की प्रतिक्रिया को निम्नलिखित समीकरण द्वारा व्यक्त किया जा सकता है: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 ओ. उसी सिद्धांत से, सोडियम हाइड्रॉक्साइड जोड़ने पर बातचीत होती है। अगला, सल्फर के व्यवहार पर विचार करें जब इसमें सल्फेट एसिड का एक केंद्रित घोल मिलाया जाता है। यदि हम पहले पदार्थ का एक मोल और दूसरे पदार्थ का दो मोल लेते हैं, तो हमें निम्नलिखित उत्पाद मिलते हैं: सल्फर ट्राइऑक्साइड तीन मोल की मात्रा में, और पानी भी - दो मोल। यह रासायनिक प्रतिक्रिया तभी हो सकती है जब अभिकारकों को उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है।
प्रश्न में वस्तु प्राप्त करनाअधातु
ऐसे कई बुनियादी तरीके हैं जिनसे आप विभिन्न पदार्थों से सल्फर निकाल सकते हैं। पहली विधि इसे पाइराइट से अलग करना है। उत्तरार्द्ध का रासायनिक सूत्र FeS2 है। जब इस पदार्थ को ऑक्सीजन की पहुंच के बिना उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है, तो एक और लौह सल्फाइड - FeS - और सल्फर प्राप्त किया जा सकता है। प्रतिक्रिया समीकरण इस प्रकार लिखा गया है: FeS2=FeS + S। सल्फर प्राप्त करने की दूसरी विधि, जिसे अक्सर उद्योग में उपयोग किया जाता है, की स्थिति के तहत सल्फर सल्फाइड का दहन होता है ऑक्सीजन की छोटी मात्रा। इस मामले में, आप अधातु और पानी माना जा सकता है। प्रतिक्रिया करने के लिए, आपको घटकों को दो से एक के दाढ़ अनुपात में लेना होगा। नतीजतन, हमें दो से दो के अनुपात में अंतिम उत्पाद मिलते हैं। इस रासायनिक अभिक्रिया का समीकरण इस प्रकार लिखा जा सकता है: O. इसके अलावा, सल्फर विभिन्न धातुकर्म प्रक्रियाओं के दौरान प्राप्त किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, निकल, तांबा और अन्य जैसे धातुओं के उत्पादन में।
औद्योगिक उपयोग
हम जिस गैर-धातु पर विचार कर रहे हैं, उसने रासायनिक उद्योग में इसका व्यापक अनुप्रयोग पाया है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, यहाँ इसका उपयोग सल्फेट एसिड प्राप्त करने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, सल्फर का उपयोग माचिस के निर्माण के लिए एक घटक के रूप में किया जाता है, क्योंकि यह एक ज्वलनशील पदार्थ है। यह विस्फोटक, बारूद, फुलझड़ियाँ आदि के उत्पादन में भी अपरिहार्य है। इसके अलावा, सल्फर का उपयोग कीट नियंत्रण उत्पादों में एक सामग्री के रूप में किया जाता है। परदवा, यह त्वचा रोगों के लिए दवाओं के निर्माण में एक घटक के रूप में प्रयोग किया जाता है। साथ ही, विचाराधीन पदार्थ का उपयोग विभिन्न रंगों के उत्पादन में किया जाता है। इसके अलावा, इसका उपयोग फास्फोरस के निर्माण में किया जाता है।
सल्फर की इलेक्ट्रॉनिक संरचना
जैसा कि आप जानते हैं, सभी परमाणुओं में एक नाभिक होता है, जिसमें प्रोटॉन - धनात्मक आवेशित कण - और न्यूट्रॉन होते हैं, अर्थात शून्य आवेश वाले कण। इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर ऋणात्मक आवेश के साथ चक्कर लगाते हैं। एक परमाणु के तटस्थ होने के लिए, इसकी संरचना में समान संख्या में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन होने चाहिए। यदि उत्तरार्द्ध अधिक हैं, तो यह पहले से ही एक नकारात्मक आयन है - एक आयन। यदि, इसके विपरीत, प्रोटॉन की संख्या इलेक्ट्रॉनों की संख्या से अधिक है, तो यह एक सकारात्मक आयन या धनायन है। सल्फर आयन एक एसिड अवशेष के रूप में कार्य कर सकता है। यह सल्फाइड एसिड (हाइड्रोजन सल्फाइड) और धातु सल्फाइड जैसे पदार्थों के अणुओं का हिस्सा है। इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के दौरान एक आयन बनता है, जो तब होता है जब कोई पदार्थ पानी में घुल जाता है। इस मामले में, अणु एक धनायन में विघटित हो जाता है, जिसे धातु या हाइड्रोजन आयन के साथ-साथ एक धनायन - एक एसिड अवशेष या एक हाइड्रॉक्सिल समूह (OH-) का एक आयन के रूप में दर्शाया जा सकता है।
चूंकि आवर्त सारणी में सल्फर की क्रमिक संख्या सोलह है, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि यह इसके नाभिक में प्रोटॉन की संख्या है। इसके आधार पर हम कह सकते हैं कि सोलह इलेक्ट्रॉन भी घूमते हैं। दाढ़ द्रव्यमान से रासायनिक तत्व की क्रम संख्या घटाकर न्यूट्रॉन की संख्या पाई जा सकती है: 32- 16=16. प्रत्येक इलेक्ट्रॉन यादृच्छिक रूप से नहीं, बल्कि एक निश्चित कक्षा में घूमता है। चूँकि सल्फर एक रासायनिक तत्व है जो आवर्त सारणी के तीसरे आवर्त से संबंधित है, नाभिक के चारों ओर तीन परिक्रमाएँ होती हैं। पहले वाले में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं, दूसरे में आठ और तीसरे में छह होते हैं। सल्फर परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक सूत्र इस प्रकार लिखा गया है: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4।
प्रकृति में व्यापकता
मूल रूप से माना गया रासायनिक तत्व खनिजों की संरचना में पाया जाता है, जो विभिन्न धातुओं के सल्फाइड होते हैं। सबसे पहले, यह पाइराइट है - लौह नमक; यह सीसा, चांदी, तांबे की चमक, जस्ता मिश्रण, सिनाबार - पारा सल्फाइड भी है। इसके अलावा, सल्फर खनिजों का भी हिस्सा हो सकता है, जिसकी संरचना तीन या अधिक रासायनिक तत्वों द्वारा दर्शायी जाती है।
उदाहरण के लिए, चाल्कोपीराइट, मिराबिलिट, कीसेराइट, जिप्सम। आप उनमें से प्रत्येक पर अधिक विस्तार से विचार कर सकते हैं। पाइराइट एक फेरम सल्फाइड या FeS2 है। इसमें सुनहरे रंग की चमक के साथ हल्का पीला रंग होता है। यह खनिज अक्सर लैपिस लाजुली में अशुद्धता के रूप में पाया जा सकता है, जिसका व्यापक रूप से गहने बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि इन दो खनिजों में अक्सर एक सामान्य जमा होता है। तांबे की चमक - चाल्कोसाइट, या चाकोसिन - धातु के समान एक नीला-ग्रे पदार्थ है। लेड लस्टर (गैलेना) और सिल्वर लस्टर (अर्जेंटीना) में समान गुण होते हैं: ये दोनों धातु की तरह दिखते हैं और इनका रंग ग्रे होता है। सिनाबार भूरे-लाल रंग का सुस्त खनिज है जिसमें भूरे धब्बे होते हैं। चाल्कोपीराइट, केमिकलजिसका सूत्र CuFeS2, - सुनहरा पीला, इसे सुनहरा सम्मिश्रण भी कहते हैं। जिंक ब्लेंड (स्फलेराइट) का रंग एम्बर से उग्र नारंगी तक हो सकता है। मिराबिलाइट - Na2SO4x10H2O - पारदर्शी या सफेद क्रिस्टल। इसे ग्लौबर का नमक भी कहा जाता है, जिसका इस्तेमाल दवा में किया जाता है। कीसेराइट का रासायनिक सूत्र MgSO4xH2O है। यह सफेद या रंगहीन पाउडर के रूप में दिखाई देता है। जिप्सम का रासायनिक सूत्र CaSO4x2H2O है। इसके अलावा, यह रासायनिक तत्व जीवित जीवों की कोशिकाओं का हिस्सा है और एक महत्वपूर्ण ट्रेस तत्व है।
