सल्फर प्रकृति में एक काफी सामान्य रासायनिक तत्व है (पृथ्वी की पपड़ी में सामग्री में सोलहवां और प्राकृतिक जल में छठा)। देशी सल्फर (तत्व की मुक्त अवस्था) और इसके यौगिक दोनों हैं।
सल्फर प्रकृति में
सबसे महत्वपूर्ण प्राकृतिक सल्फर खनिजों में आयरन पाइराइट, स्फालराइट, गैलेना, सिनाबार, एंटीमोनाइट हैं। विश्व महासागर में मुख्य रूप से कैल्शियम, मैग्नीशियम और सोडियम सल्फेट्स के रूप में होते हैं, जो प्राकृतिक जल की कठोरता का कारण बनते हैं।
सल्फर कैसे प्राप्त होता है?
सल्फर अयस्क का निष्कर्षण विभिन्न तरीकों से किया जाता है। सल्फर प्राप्त करने का मुख्य तरीका इसे सीधे खेत में गलाना है।
खुले गड्ढे खनन में सल्फर अयस्क को ढकने वाली चट्टान की परतों को हटाने के लिए उत्खनन का उपयोग शामिल है। विस्फोट द्वारा अयस्क की परतों को कुचलने के बाद, उन्हें सल्फर स्मेल्टर में भेजा जाता है।
उद्योग में, तेल शोधन के दौरान, गलाने वाली भट्टियों में प्रक्रियाओं के उप-उत्पाद के रूप में सल्फर प्राप्त किया जाता है। यह प्राकृतिक गैस (as.) में बड़ी मात्रा में मौजूद हैसल्फर डाइऑक्साइड या हाइड्रोजन सल्फाइड), जिसका निष्कर्षण उपयोग किए गए उपकरणों की दीवारों पर जमा किया जाता है। गैस से प्राप्त बारीक परिक्षिप्त सल्फर का उपयोग रासायनिक उद्योग में विभिन्न उत्पादों के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में किया जाता है।
यह पदार्थ प्राकृतिक सल्फर डाइऑक्साइड से भी प्राप्त किया जा सकता है। इसके लिए क्लॉस विधि का उपयोग किया जाता है। इसमें "सल्फर पिट्स" का उपयोग होता है जिसमें सल्फर का क्षय होता है। परिणाम एक संशोधित सल्फर है जो व्यापक रूप से डामर उद्योग में उपयोग किया जाता है।
सल्फर के मुख्य एलोट्रोपिक संशोधन
सल्फर में एलोट्रॉपी होती है। बड़ी संख्या में एलोट्रोपिक संशोधन ज्ञात हैं। सबसे प्रसिद्ध रोम्बिक (क्रिस्टलीय), मोनोक्लिनिक (एसिकुलर) और प्लास्टिक सल्फर हैं। पहले दो संशोधन स्थिर हैं, तीसरा ठोस होने पर एक समचतुर्भुज में बदल जाता है।
सल्फर की विशेषता वाले भौतिक गुण
ऑर्थरहोमिक (α-S) और मोनोक्लिनिक (β-S) संशोधनों के अणुओं में प्रत्येक में 8 सल्फर परमाणु होते हैं, जो एकल सहसंयोजक बंधों द्वारा एक बंद चक्र में जुड़े होते हैं।
सामान्य परिस्थितियों में, सल्फर में समचतुर्भुज संशोधन होता है। यह एक पीला ठोस क्रिस्टलीय पदार्थ है जिसका घनत्व 2.07 g/cm3 है। 113°C पर पिघलता है। मोनोक्लिनिक सल्फर का घनत्व 1.96 g/cm3 है, इसका गलनांक 119.3 °C है।
गलने पर सल्फर फैलता है और एक पीला तरल बन जाता है जो 160 डिग्री सेल्सियस पर भूरा हो जाता है और190 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचने पर एक चिपचिपे गहरे भूरे रंग के द्रव्यमान में बदल जाता है। इस मान से ऊपर के तापमान पर, सल्फर की चिपचिपाहट कम हो जाती है। लगभग 300 डिग्री सेल्सियस पर, यह फिर से तरल द्रव अवस्था में चला जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि हीटिंग के दौरान, सल्फर पोलीमराइज़ करता है, बढ़ते तापमान के साथ श्रृंखला की लंबाई बढ़ाता है। और जब तापमान 190 डिग्री सेल्सियस से अधिक पहुंच जाता है, तो बहुलक इकाइयों का विनाश देखा जाता है।
जब सल्फर पिघल को बेलनाकार क्रूसिबल में प्राकृतिक रूप से ठंडा किया जाता है, तो तथाकथित गांठ वाला सल्फर बनता है - बड़े आकार के रोम्बिक क्रिस्टल, आंशिक रूप से "कट" चेहरे या कोनों के साथ ऑक्टाहेड्रोन के रूप में विकृत आकार वाले।
यदि पिघला हुआ पदार्थ तेजी से ठंडा किया जाता है (उदाहरण के लिए, ठंडे पानी का उपयोग करके), तो प्लास्टिक सल्फर प्राप्त किया जा सकता है, जो 2.046 ग्राम घनत्व के साथ भूरे या गहरे लाल रंग का लोचदार रबर जैसा द्रव्यमान होता है। /सेमी 3। यह संशोधन, समचतुर्भुज और मोनोक्लिनिक के विपरीत, अस्थिर है। धीरे-धीरे (कई घंटों में) यह रंग बदलकर पीला हो जाता है, भंगुर हो जाता है और एक समचतुर्भुज में बदल जाता है।
जब सल्फर वाष्प (अत्यधिक गर्म) को तरल नाइट्रोजन के साथ जमाया जाता है, तो इसका बैंगनी रंग बनता है, जो माइनस 80 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर स्थिर होता है।
सल्फर व्यावहारिक रूप से जलीय वातावरण में नहीं घुलता है। हालांकि, यह कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अच्छी घुलनशीलता की विशेषता है। बिजली और गर्मी का कुचालक।
सल्फर का क्वथनांक 444.6 °C होता है।उबलने की प्रक्रिया नारंगी-पीले वाष्पों की रिहाई के साथ होती है, जिसमें मुख्य रूप से S8 अणु होते हैं, जो बाद में गर्म होने पर अलग हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप संतुलन S बनता है। 6, एस4 और एस2। इसके अलावा, गर्म होने पर, बड़े अणु विघटित हो जाते हैं, और 900 डिग्री से ऊपर के तापमान पर, जोड़े व्यावहारिक रूप से केवल S2 अणुओं से बने होते हैं, 1500 ° पर परमाणुओं में अलग हो जाते हैं।
सल्फर के रासायनिक गुण क्या हैं?
सल्फर एक विशिष्ट अधातु है। रासायनिक रूप से सक्रिय। ऑक्सीकरण-सल्फर के अपचायक गुण विभिन्न तत्वों के संबंध में प्रकट होते हैं। गर्म होने पर, यह आसानी से लगभग सभी तत्वों के साथ जुड़ जाता है, जो धातु अयस्कों में इसकी अनिवार्य उपस्थिति की व्याख्या करता है। अपवाद हैं पीटी, एयू, आई2, एन2 और अक्रिय गैसें। ऑक्सीकरण बताता है कि सल्फर यौगिकों में प्रदर्शित होता है -2, +4, +6.
सल्फर और ऑक्सीजन के गुण इसे हवा में जलाने का कारण बनते हैं। इस परस्पर क्रिया का परिणाम सल्फरस (SO2) और सल्फ्यूरिक (SO3) एनहाइड्राइड्स का निर्माण होता है, जिनका उपयोग सल्फरस और सल्फ्यूरिक के उत्पादन के लिए किया जाता है। एसिड।
कमरे के तापमान पर सल्फर के कम करने वाले गुण केवल फ्लोरीन के संबंध में प्रकट होते हैं, जिसके साथ प्रतिक्रिया में सल्फर हेक्साफ्लोराइड बनता है:
S + 3F2=SF6।
गर्म होने पर (पिघल के रूप में) क्लोरीन, फास्फोरस, सिलिकॉन, कार्बन के साथ परस्पर क्रिया करता है। हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, हाइड्रोजन सल्फाइड के अलावा, यह एक सामान्य के साथ संयुक्त सल्फेन बनाता हैफॉर्मूला एच2एसX.
धातुओं के साथ परस्पर क्रिया करने पर सल्फर के ऑक्सीकरण गुण देखे जाते हैं। कुछ मामलों में, काफी हिंसक प्रतिक्रियाएं देखी जा सकती हैं। धातुओं के साथ परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप सल्फाइड (सल्फ्यूरस यौगिक) और पॉलीसल्फाइड (पॉलीसल्फ्यूरस धातु) बनते हैं।
जब लंबे समय तक गर्म किया जाता है, तो यह एक ही समय में ऑक्सीकरण करते हुए केंद्रित ऑक्सीकरण एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है।
अगला, सल्फर यौगिकों के मुख्य गुणों पर विचार करें।
सल्फर डाइऑक्साइड
सल्फर ऑक्साइड (IV), जिसे सल्फर डाइऑक्साइड और सल्फ्यूरस एनहाइड्राइड भी कहा जाता है, एक तीखी, दम घुटने वाली गंध वाली गैस (रंगहीन) है। यह कमरे के तापमान पर दबाव में द्रवीभूत हो जाता है। SO2 एक एसिड ऑक्साइड है। यह पानी में अच्छी घुलनशीलता की विशेषता है। इस मामले में, एक कमजोर, अस्थिर सल्फ्यूरस एसिड बनता है, जो केवल एक जलीय घोल में मौजूद होता है। क्षार के साथ सल्फर डाइऑक्साइड की परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप सल्फाइट बनते हैं।
इसमें काफी उच्च रासायनिक गतिविधि होती है। सबसे स्पष्ट सल्फर ऑक्साइड (IV) के कम करने वाले रासायनिक गुण हैं। इस तरह की प्रतिक्रियाओं के साथ सल्फर की ऑक्सीकरण अवस्था में वृद्धि होती है।
सल्फर ऑक्साइड के ऑक्सीकरण रासायनिक गुण मजबूत कम करने वाले एजेंटों (जैसे कार्बन मोनोऑक्साइड) की उपस्थिति में दिखाई देते हैं।
सल्फर ट्रायऑक्साइड
सल्फर ट्राइऑक्साइड (सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड) - सल्फर का उच्चतम ऑक्साइड (VI)। सामान्य परिस्थितियों में, यह एक रंगहीन, वाष्पशील तरल होता है जिसमें दम घुटने वाली गंध होती है। तापमान पर जमने की क्षमता रखता है16.9 डिग्री से नीचे। इस मामले में, ठोस सल्फर ट्राइऑक्साइड के विभिन्न क्रिस्टलीय संशोधनों का मिश्रण बनता है। सल्फर ऑक्साइड के उच्च हीड्रोस्कोपिक गुण इसे नम हवा में "धूम्रपान" करने का कारण बनते हैं। नतीजतन, सल्फ्यूरिक एसिड की बूंदें बनती हैं।
हाइड्रोजन सल्फाइड
हाइड्रोजन सल्फाइड हाइड्रोजन और सल्फर का एक द्विआधारी रासायनिक यौगिक है। H2S एक जहरीली रंगहीन गैस है जो एक मीठे स्वाद और एक सड़े हुए अंडे की गंध की विशेषता है। यह माइनस 86 °С पर पिघलता है, माइनस 60 °С पर उबलता है। थर्मली अस्थिर। 400 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर, हाइड्रोजन सल्फाइड एस और एच2 में विघटित हो जाता है। यह इथेनॉल में अच्छी घुलनशीलता की विशेषता है। यह पानी में खराब घुलनशील है। पानी में घुलने के परिणामस्वरूप कमजोर हाइड्रोसल्फ्यूरिक एसिड बनता है। हाइड्रोजन सल्फाइड एक प्रबल अपचायक है।
ज्वलनशील। जब यह हवा में जलता है, तो एक नीली लौ देखी जा सकती है। उच्च सांद्रता में, यह कई धातुओं के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है।
सल्फ्यूरिक एसिड
सल्फ्यूरिक एसिड (H2SO4) विभिन्न सांद्रता और शुद्धता का हो सकता है। निर्जल अवस्था में, यह रंगहीन, गंधहीन, तैलीय द्रव होता है।
जिस तापमान पर पदार्थ पिघलता है वह 10 डिग्री सेल्सियस होता है। क्वथनांक 296 डिग्री सेल्सियस है। यह पानी में अच्छी तरह घुल जाता है। जब सल्फ्यूरिक एसिड घुल जाता है, तो हाइड्रेट बनते हैं, और बड़ी मात्रा में गर्मी निकलती है। सभी जलीय विलयनों का क्वथनांकदबाव 760 मिमी एचजी। कला। 100 डिग्री सेल्सियस से अधिक है। क्वथनांक में वृद्धि अम्ल की सांद्रता में वृद्धि के साथ होती है।
किसी पदार्थ के अम्लीय गुण मूल ऑक्साइड और क्षार के साथ परस्पर क्रिया करने पर प्रकट होते हैं। H2SO4 एक डिबासिक एसिड है, जिसके कारण यह सल्फेट (मध्यम लवण) और हाइड्रोसल्फेट (अम्लीय लवण) दोनों बना सकता है, इनमें से अधिकांश जो पानी में घुलनशील होते हैं।
सल्फ्यूरिक एसिड के गुण रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में सबसे स्पष्ट रूप से प्रकट होते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि H2SO4 सल्फर की संरचना में उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था (+6) है। सल्फ्यूरिक एसिड के ऑक्सीकरण गुणों की अभिव्यक्ति का एक उदाहरण तांबे के साथ प्रतिक्रिया है:
Cu + 2H2SO4 =CuSO4 + 2H 2ओ + एसओ2.
सल्फर: उपयोगी गुण
सल्फर जीवों के लिए आवश्यक सूक्ष्म तत्व है। यह अमीनो एसिड (मेथियोनीन और सिस्टीन), एंजाइम और विटामिन का एक अभिन्न अंग है। यह तत्व प्रोटीन की तृतीयक संरचना के निर्माण में भाग लेता है। प्रोटीन में निहित रासायनिक रूप से बाध्य सल्फर की मात्रा वजन के अनुसार 0.8 से 2.4% तक होती है। मानव शरीर में तत्व की सामग्री लगभग 2 ग्राम प्रति 1 किलो वजन (यानी लगभग 0.2% सल्फर है) है।
सूक्ष्म तत्व के उपयोगी गुणों को शायद ही कम करके आंका जा सकता है। रक्त प्रोटोप्लाज्म की रक्षा, सल्फर हानिकारक बैक्टीरिया के खिलाफ लड़ाई में शरीर का एक सक्रिय सहायक है। रक्त का थक्का बनना उसकी मात्रा पर निर्भर करता है, अर्थात तत्व मदद करता हैपर्याप्त स्तर बनाए रखें। सल्फर शरीर द्वारा उत्पादित पित्त की सांद्रता के सामान्य मूल्यों को बनाए रखने में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
अक्सर "सौंदर्य खनिज" के रूप में जाना जाता है क्योंकि यह स्वस्थ त्वचा, नाखून और बालों को बनाए रखने के लिए आवश्यक है। सल्फर में शरीर को विभिन्न प्रकार के नकारात्मक पर्यावरणीय प्रभावों से बचाने की क्षमता होती है। यह उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को धीमा करने में मदद करता है। सल्फर विषाक्त पदार्थों के शरीर को साफ करता है और विकिरण से बचाता है, जो वर्तमान समय में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, वर्तमान पर्यावरणीय स्थिति को देखते हुए।
शरीर में सूक्ष्म तत्वों की अपर्याप्त मात्रा से विषाक्त पदार्थों का उत्सर्जन कम हो सकता है, प्रतिरक्षा और जीवन शक्ति कम हो सकती है।
सल्फर जीवाणु प्रकाश संश्लेषण में भागीदार है। यह बैक्टीरियोक्लोरोफिल का एक घटक है, और हाइड्रोजन सल्फाइड हाइड्रोजन का स्रोत है।
सल्फर: गुण और औद्योगिक अनुप्रयोग
सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन करने के लिए सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला सल्फर है। इसके अलावा, इस पदार्थ के गुण इसे रबर के वल्केनाइजेशन के लिए, कृषि में एक कवकनाशी के रूप में और यहां तक कि एक दवा (कोलाइडल सल्फर) के रूप में उपयोग करना संभव बनाते हैं। इसके अलावा, सल्फर का उपयोग माचिस और पायरोटेक्निक रचनाओं के उत्पादन के लिए किया जाता है, यह सल्फर डामर के उत्पादन के लिए सल्फर-बिटुमेन रचनाओं का हिस्सा है।
