Propriétés chimiques du soufre. Caractérisation et point d'ébullition du soufre

Le soufre est un élément chimique qui se trouve dans le sixième groupe et la troisième période du tableau périodique. Dans cet article, nous examinerons de plus près ses propriétés chimiques et physiques, l' obtention, l'utilisation, etc. La caractéristique physique comprend des caractéristiques telles que la couleur, le niveau de conductivité électrique, le point d'ébullition du soufre, etc. Le produit chimique décrit ses interactions avec d'autres substances.

Le soufre en termes de physique

C'est une substance fragile. Dans des conditions normales, il reste dans un état agrégé solide. Le soufre a une couleur jaune-citron. Et pour la plupart, tous ses composés ont des nuances jaunes. Il ne se dissout pas dans l'eau. Il a une faible chaleur et une conductivité électrique. Ces caractéristiques le caractérisent comme un non-métal typique. Malgré le fait que la composition chimique du soufre n'est pas du tout compliquée, cette substance peut avoir plusieurs variations. Tout dépend de la structure du réseau cristallin, avec lequel les atomes sont connectés, ils ne forment pas de molécules.

Donc, la première option est le soufre rhombique. C'est le plus stable. Le point d'ébullition du soufre de ce type est quatre cent quarante-cinq degrés Celsius. Mais pour que cette substance passe dans un état agrégé gazeux, elle doit d'abord traverser le liquide. Ainsi, la fonte du soufre se produit à une température de cent treize degrés Celsius.

La deuxième option est le soufre monoclinique. C'est un cristal en forme d'aiguille avec une couleur jaune foncé. La fusion du soufre du premier type, puis son refroidissement lent entraîne la formation de cette espèce. Cette variété a presque les mêmes caractéristiques physiques. Par exemple, le point d'ébullition du soufre de ce type est le même quatre cent quarante-cinq degrés. En outre, il existe une variété de cette substance, comme le plastique. Il est obtenu en versant dans une eau froide un rhombique bouillant presque jusqu'au point d'ébullition. Le point d'ébullition du soufre de ce genre est le même. Mais la substance a la propriété d'étirement, comme le caoutchouc.

Une autre composante des caractéristiques physiques, que je voudrais dire, est la température d'inflammation du soufre. Cet indicateur peut varier en fonction du type de matériau et de son origine. Par exemple, la température technique d'inflammation du soufre est de cent quatre-vingt degrés. C'est un taux assez bas. Dans d'autres cas, le point d'éclair du soufre peut être deux cent quarante-huit degrés et même deux cent cinquante-six. Tout dépend du matériel dont il a été extrait, de sa densité. Mais on peut conclure que la température de combustion du soufre est assez faible par rapport à d'autres éléments chimiques, c'est une substance inflammable. En outre, parfois, le soufre peut être combiné en molécules constituées de huit, six, quatre ou deux atomes. Maintenant, après avoir examiné le soufre du point de vue de la physique, nous passons à la section suivante.

Caractérisation chimique du soufre

Cet élément a une masse atomique relativement faible, il est égal à trente-deux grammes par mole. La caractéristique de l'élément de soufre comprend une telle caractéristique de cette substance que la capacité de posséder un degré d'oxydation différent. Ceci est différent, par exemple, de l'hydrogène ou de l'oxygène. Compte tenu de la question de savoir quelle est la caractéristique chimique de l'élément de soufre, il est impossible de ne pas mentionner que, selon les conditions, il présente à la fois des propriétés réductrices et oxydantes. Donc, afin d'envisager l'interaction d'une substance donnée avec divers composés chimiques.

Soufre et substances simples

Les substances simples sont des substances qui n'ont qu'un seul élément chimique dans leur composition. Ses atomes peuvent être combinés en molécules, comme, par exemple, dans le cas de l'oxygène, ou ils ne se combinent pas, comme c'est le cas pour les métaux. Ainsi, le soufre peut réagir avec des métaux, d'autres non-métaux et des halogènes.

Interaction avec les métaux

Pour effectuer ce type de processus, une température élevée est nécessaire. Dans ces conditions, une réaction d'addition se produit. C'est-à-dire que les atomes métalliques se combinent avec les atomes de soufre, en formant des sulfures en même temps. Par exemple, si vous chauffez deux moles de potassium, en les mélangeant avec une mole de soufre, on obtient une mole de sulfure d'un métal donné. L'équation peut être écrite sous la forme suivante: 2K + S = K ₂ S.

Réaction à l'oxygène

C'est la combustion du soufre. À la suite de ce processus, son oxyde se forme. Ce dernier peut être de deux sortes. Par conséquent, la combustion du soufre peut se produire en deux étapes. Le premier est quand une mole de dioxyde de soufre est formée à partir d'une mole de soufre et d'une mole d'oxygène. L'équation de cette réaction chimique peut être écrite comme suit: S + O ₂ = SO ₂ . La deuxième étape est l'ajout d'un autre atome d'oxygène au dioxyde. Cela se produit si une mole d'oxygène est ajoutée à deux moles de dioxyde de soufre dans des conditions à haute température. En conséquence, nous obtenons deux moles de trioxyde sulfurique. L'équation de cette interaction chimique ressemble à ceci: 2SO ₂ + O ₂ = 2SO ₃ . À la suite de cette réaction, l'acide sulfurique est formé. Ainsi, après avoir effectué les deux procédés décrits, il est possible de passer le trioxyde résultant à travers un jet de vapeur d'eau. Et nous obtenons de l'acide sulfate. L'équation pour une telle réaction est écrite comme suit: SO ₃ + H ₂ O = H ₂ SO ₄ .

Interaction avec les halogènes

Les propriétés chimiques du soufre, comme d'autres métaux, lui permettent de réagir avec ce groupe de substances. Il comprend des composés tels que le fluor, le brome, le chlore, l'iode. Le soufre réagit avec l'un d'entre eux, à l'exception de ce dernier. À titre d'exemple, nous pouvons citer le processus de fluoration de l'élément de la table de Mendeleyev à l'étude. En chauffant ledit non-métal avec un halogène, on peut obtenir deux variations de fluorure. Le premier cas: si nous prenons une mole de soufre et trois moles de fluor, on obtient une mole de fluorure dont la formule est SF ₆ . L'équation est la suivante: S + 3F ₂ = SF ₆ . En outre, il existe une deuxième option: si l'on emploie une mole de soufre et deux moles de fluor, on obtient une mole de fluor avec la formule chimique SF ₄ . L'équation peut être écrite sous la forme suivante: S + 2F ₂ = SF ₄ . Comme vous pouvez le voir, tout dépend des proportions pour mélanger les composants. De la même manière, il est possible d'effectuer le processus de chloration du soufre (deux substances différentes peuvent également être formées) ou la bromation.

Interaction avec d'autres substances simples

Sur ce point, la caractéristique de l'élément soufre ne se termine pas. La substance peut également réagir chimiquement avec l'hydrogène, le phosphore et le carbone. En raison de l'interaction avec l'hydrogène, l'acide sulfure est formé. En raison de sa réaction avec les métaux, il est possible d'obtenir leurs sulfures, qui, à leur tour, sont également obtenus directement par l'interaction du soufre avec le même métal. L'addition d'atomes d'hydrogène à des atomes de soufre ne se produit qu'à une température très élevée. Dans la réaction du soufre au phosphore, son phosphure se forme. Il a la formule suivante: P ₂ S _3. Pour obtenir une mole de cette substance, il faut prendre deux moles de phosphore et trois moles de soufre. Dans l'interaction du soufre avec le carbone, on forme le carbure du non-métal considéré. Sa formule chimique ressemble à ceci: CS ₂ . Pour obtenir une mole de cette substance, vous devez prendre une mole de carbone et deux moles de soufre. Toutes les réactions d'addition décrites ci-dessus ne se produisent que lorsque les réactifs sont chauffés à des températures élevées. Nous avons examiné l'interaction du soufre avec des substances simples, passons maintenant au prochain point.

Soufre et composés complexes

Les complexes sont appelés ces substances, dont les molécules se composent de deux (ou plus) éléments différents. Les propriétés chimiques du soufre lui permettent de réagir avec des composés tels que les alcalis, ainsi que l' acide sulfate concentré. Ses réactions avec ces substances sont plutôt particulières. Tout d'abord, considérons ce qui se passe lors du mélange du non-métal en question avec des alcalis. Par exemple, si l'on prend six moles d'hydroxyde de potassium et qu'on y ajoute trois moles de soufre, on obtient deux moles de sulfate de potassium, une mole de sulfite du métal et trois moles d'eau. Ce type de réaction peut être exprimé par l'équation suivante: 6KOH + 3S = 2K ₂ S + K2SO ₃ + 3H ₂ O. Par le même principe, l'interaction se produit si de l'hydroxyde de sodium est ajouté . Ensuite, considérez le comportement du soufre en y ajoutant une solution concentrée d'acide sulfate. Si nous prenons une taupe du premier et deux moles de la deuxième substance, nous obtenons les produits suivants: trioxyde de soufre en une quantité de trois moles, et également de l'eau – deux taupes. Cette réaction chimique ne peut être effectuée qu'en chauffant les réactifs à une température élevée.

Préparation du non-métal considéré

Il existe plusieurs méthodes fondamentales pour que vous puissiez extraire le soufre de diverses substances. La première méthode consiste à l'isoler de la pyrite. La formule chimique de ce dernier est FeS ₂ . Lorsque cette substance est chauffée à une température élevée sans accès à l'oxygène, on peut obtenir un autre sulfure de fer, FeS et soufre. L'équation de réaction est écrite sous la forme suivante: FeS ₂ = FeS + S. La deuxième méthode d'obtention du soufre, qui est souvent utilisée dans l'industrie, est la combustion du sulfure de soufre sous l'effet d'une petite quantité d'oxygène. Dans ce cas, il est possible d'obtenir le non-métal et l'eau considérés. Pour effectuer la réaction, il faut prendre les composants dans un rapport molaire de deux à un. En conséquence, nous obtenons les produits finaux en proportions de deux à deux. L'équation de cette réaction chimique peut être écrite comme suit: 2H ₂ S + O ₂ = 2S + 2H ₂ O. En outre, le soufre peut être obtenu dans une variété de procédés métallurgiques, par exemple, dans la production de métaux tels que le nickel, le cuivre et d'autres.

Utilisation dans l'industrie

L'application la plus large du non-métal que nous considérons se trouve dans l'industrie chimique. Comme déjà mentionné ci-dessus, il est utilisé ici pour obtenir de l'acide sulfate. En outre, le soufre est utilisé comme composant pour faire des allumettes, en raison du fait qu'il s'agit d'un matériau inflammable. Il est indispensable dans la production d'explosifs, de poudre à canon, de lumières du Bengale, etc. En outre, le soufre est utilisé comme l'un des ingrédients du contrôle des ravageurs. En médecine, il est utilisé comme composant dans la fabrication de médicaments pour les maladies de la peau. En outre, la substance en question est utilisée dans la fabrication d'une variété de colorants. En outre, il est utilisé dans la fabrication de luminophores.

Structure électronique du soufre

Comme on le sait, tous les atomes sont constitués d'un noyau dans lequel les protons sont situés – particules chargées positivement – et des neutrons, c'est-à-dire des particules qui ont une charge nulle. Autour du noyau, les électrons tournent, dont la charge est négative. Pour qu'un atome soit neutre, sa structure devrait avoir le même nombre de protons et d'électrons. Si ce dernier est plus grand, c'est déjà un anion ionique négatif. Si au contraire – le nombre de protons est supérieur au nombre d'électrons – c'est un ion ou un cation positif. L'anion soufre peut agir comme un résidu acide. Il fait partie des molécules de substances telles que l'acide sulfuré (sulfate d'hydrogène) et les sulfures métalliques. L'anion est formé lors de la dissociation électrolytique, qui se produit lorsque la substance est dissoute dans l'eau. Dans ce cas, la molécule se décompose en un cation, qui peut être représenté comme un ion métallique ou un hydrogène, ainsi qu'un ion cationique du résidu acide ou du groupe hydroxyle (OH-). Étant donné que le numéro de série du soufre dans le tableau périodique est de seize, on peut conclure qu'il existe exactement un tel nombre de protons dans son noyau. En partant de cela, on peut dire qu'il y a aussi seize électrons tournant autour. Le nombre de neutrons peut être déterminé en soustrayant le nombre d'ordre de l'élément chimique de la masse molaire: 32-16 = 16. Chaque électron ne tourne pas caotiquement mais dans une certaine orbite. Comme le soufre est un élément chimique qui appartient à la troisième période du tableau périodique, il y a trois orbites autour du noyau. Sur le premier d'entre eux, deux électrons sont situés, le deuxième-huit, le troisième-six. La formule électronique de l'atome de soufre est écrite comme suit: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Prévalence dans la nature

En général, l'élément chimique en question se trouve dans les minéraux, qui sont des sulfures de métaux divers. Tout d'abord, cette pyrite est le sel de fer; De plus, il s'agit de plomb, d'argent, de brillant de cuivre, de zinc blende, de sulfate de cinabre et de mercure. En outre, le soufre peut également entrer dans la composition des minéraux, dont la structure est représentée par trois éléments chimiques ou plus. Par exemple, la chalcopyrite, la mirabilite, la kiesérite, le gypse. Vous pouvez les considérer plus en détail. La pyrite est un sulfure de ferrum, ou FeS ₂ . Il a une couleur jaune pâle avec un éclat doré. Ce minéral peut souvent être considéré comme une impureté chez lapis lazuli, largement utilisé pour fabriquer des bijoux. Ceci est dû au fait que ces deux minéraux ont souvent un dépôt commun. Brillance de cuivre – chalcocite, ou chalcosine – est une substance grise bleutée, semblable au métal. Le brillant du plomb (galène) et le brillant d'argent (argentite) ont des propriétés similaires: ils ressemblent tous deux à des métaux apparents, ils ont une couleur grise. Le cinabre est un minéral terne rougeâtre avec des imprégnations grises. La chalcopyrite, dont la forme chimique CuFeS ₂ , est jaune doré, elle s'appelle également le mélange doré. Zinc blende (sphalérite) peut avoir une couleur d'ambre à orange ardent. Mirabilite – Na ₂ SO ₄ x10H ₂ O – cristaux transparents ou blancs. On l'appelle aussi le sel de Glauber, utilisé en médecine. La formule chimique de la kiesérite est MgSO ₄ xH ₂ O. Elle ressemble à une poudre blanche ou incolore. La formule chimique du gypse est CaSO ₄ x2H ₂ O. En outre, cet élément chimique fait partie des cellules des organismes vivants et constitue un important microélement.