SCHWEFEL, S (Schwefel), ein nichtmetallisches chemisches Element, ein Mitglied der Chalkogenfamilie (O, S, Se, Te und Po) - Gruppe VI des Periodensystems der Elemente. Schwefel ist, wie viele seiner Verwendungen, seit der Antike bekannt. A. Lavoisier argumentierte, dass Schwefel ein Element ist. Schwefel ist lebensnotwendig für das Wachstum von Pflanzen und Tieren, er ist Bestandteil lebender Organismen und ihrer Abbauprodukte, er ist reichlich vorhanden z. B. in Eiern, Kohl, Meerrettich, Knoblauch, Senf, Zwiebeln, Haaren, Wolle usw. Es ist auch in Kohle und Öl enthalten.

Anwendung.

Etwa die Hälfte des jährlichen Schwefelverbrauchs geht in die Produktion von Industriechemikalien wie Schwefelsäure, Schwefeldioxid und Schwefelkohlenstoff (Kohlenstoffdisulfid). Darüber hinaus wird Schwefel häufig bei der Herstellung von Insektiziden, Streichhölzern, Düngemitteln, Sprengstoffen, Papier, Polymeren, Farben und Farben sowie bei der Vulkanisation von Gummi verwendet. Den führenden Platz in der Schwefelproduktion nehmen die USA, die GUS-Staaten und Kanada ein.

Verbreitung in der Natur.

Schwefel kommt in freiem Zustand (nativer Schwefel) vor. Darüber hinaus gibt es riesige Schwefelvorkommen in Form von Sulfiderzen, hauptsächlich Bleierze (Bleiglanz), Zink (Zinkblende), Kupfer (Kupferglanz) und Eisen (Pyrit). Wenn aus diesen Erzen Metalle gewonnen werden, wird Schwefel normalerweise durch Rösten in Gegenwart von Sauerstoff entfernt, wodurch Schwefel(IV)-dioxid entsteht, das oft nutzlos in die Atmosphäre freigesetzt wird. Neben Sulfiderzen kommt viel Schwefel in Form von Sulfaten vor, beispielsweise Calciumsulfat (Gips), Bariumsulfat (Baryt). Meerwasser und viele Mineralwässer enthalten wasserlösliche Magnesium- und Natriumsulfate. Schwefelwasserstoff (Schwefelwasserstoff) ist in einigen Mineralwässern enthalten. In der Industrie kann Schwefel als Nebenprodukt von Prozessen in Hütten, Koksöfen, Ölraffinerien, aus Rauch- oder Erdgasen gewonnen werden. Schwefel wird aus natürlichen unterirdischen Lagerstätten gewonnen, indem er mit überhitztem Wasser geschmolzen und mit Druckluft und Pumpen an die Oberfläche befördert wird. Bei dem 1891 von G. Frasch patentierten Frash-Verfahren zur Gewinnung von Schwefel aus schwefelhaltigen Lagerstätten in einer konzentrischen Rohranlage wird Schwefel mit einer Reinheit von bis zu 99,5 % gewonnen.

Eigenschaften.

Schwefel hat die Form eines gelben Pulvers oder einer spröden kristallinen Masse, geruch- und geschmacklos und in Wasser unlöslich. Schwefel hat mehrere allotrope Modifikationen. Am bekanntesten sind: kristalliner Schwefel - rhombisch (nativer Schwefel, a-S) und monoklin (prismatischer Schwefel, b-S); amorph - kolloidal (Schwefelmilch) und plastisch; intermediär amorph-kristallin - sublimiert (schwefelfarben).

Tabelle: EIGENSCHAFTEN VON SCHWEFEL

Kristalliner Schwefel.

Kristalliner Schwefel hat zwei Modifikationen; einer von ihnen, rhombisch, wird aus einer Lösung von Schwefel in Schwefelkohlenstoff (CS2) durch Verdampfen des Lösungsmittels bei Raumtemperatur erhalten. In diesem Fall werden rautenförmige durchscheinende Kristalle von hellgelber Farbe gebildet, die in CS2 leicht löslich sind. Diese Modifikation ist bis 96°C stabil, bei höheren Temperaturen ist die monokline Form stabil. Während der natürlichen Abkühlung von geschmolzenem Schwefel in zylindrischen Tiegeln wachsen große Kristalle mit rhombischer Modifikation mit verzerrter Form (Oktaeder, bei denen Ecken oder Flächen teilweise „abgeschnitten“ sind). Solches Material wird in der Industrie als Klumpenschwefel bezeichnet. Die monokline Modifikation von Schwefel sind lange, transparente, dunkelgelbe, nadelförmige Kristalle, die auch in CS2 löslich sind. Beim Abkühlen von monoklinem Schwefel unter 96 °C bildet sich ein stabilerer gelber rhombischer Schwefel.

nicht kristalliner Schwefel.

Zusätzlich zu diesen kristallinen und amorphen Formen gibt es eine als Schwefelfarbe oder sublimierter Schwefel bekannte Zwischenform, die durch Kondensieren von Schwefeldampf ohne Passieren der flüssigen Phase erhalten wird. Es besteht aus winzigen Körnern mit einem Kristallisationszentrum und einer amorphen Oberfläche. Diese Form ist in CS2 langsam und unvollständig löslich. Nach der Behandlung mit Ammoniak zur Entfernung von Verunreinigungen wie Arsen erhält man ein Produkt, das medizinisch als gewaschener Schwefel bezeichnet wird und ähnlich wie kolloidaler Schwefel verwendet wird.

Der Schwefelgehalt im menschlichen Körper (Körpergewicht 70 kg) beträgt 140 g, ein Mensch benötigt etwa 1 g pro Tag, und dies wird mit der üblichen Ernährung befriedigt. Der Schwefelgehalt von Lebensmitteln ist im Allgemeinen proportional zu ihrem Proteingehalt. Schwefel ist in Hülsenfrüchten, Haferflocken, Weizen, Eiern, Fleisch, Fisch und Milch enthalten. Der größte Teil des Schwefels gelangt in Form von Aminosäuren in den Körper und wird hauptsächlich in Form des SO42-Ions mit dem Urin ausgeschieden.

Die biologische Rolle von Schwefel

Schwefel ist ein Bestandteil von Proteinen in Form von schwefelhaltigen Aminosäuren (essentielle Aminosäure Methionin), Cystin sowie einigen Hormonen und Vitaminen, die an Redoxprozessen im Körper beteiligt sind. Es ist Teil des Knorpelgewebes, der Haare, der Nägel. Bei Schwefelmangel im Körper werden brüchige Knochen und Haarausfall beobachtet. Schwefel ist notwendig für die Neutralisierung von toxischen Substanzen in der Leber, die als Folge von Fäulnis entstehen.

Die Verwendung von Schwefelverbindungen in der Medizin

Schwefelverbindungen können als Arzneimittel dienen.

Natriumthiosulfat Na2S2O3 ist ein Gegenmittel gegen Schwermetalle im Körper.

Fein verteilter Schwefel ist die Grundlage von Salben, die zur Behandlung von Pilzkrankheiten verwendet werden.

Glaubersalz Na2SO4 ∙10H2O wirkt abführend und choleretisch.

Schwefelwasserstoffbäder. Im Mineralwasser der Quellen des Schwefelwasserstoff-Thermalwassers von Matsesta (Sotschi) sind viele verschiedene Substanzen gelöst, aber sein chemisches Aussehen wird durch Natrium, Chlor und Schwefelwasserstoff bestimmt; Dank letzterem hat das Wasser einen stechenden Geruch. Die Hautrötung ist eine Reaktion auf die Gaseinwirkung: Die Gefäße weiten sich, sie erhalten viel sauerstoffreiches Blut und die Durchblutung verbessert sich. Schwefelwasserstoff im Wasser von Matsesta liegt in zwei Zuständen vor - in Form von H2S-Molekülen und Hydrosulfid-Ionen HS-.

In den Tagen von A. S. Puschkin war das Baden in den schwefelhaltigen (warmen und heißen) Quellen des Berges Maschuk sehr beliebt, was er in seinen Werken widerspiegelte:

Mashuk, der Spender von Heilstrahlen;

Um seine magischen Ströme

Ein bleicher Schwarm bevölkert die Kranken;

Wer ist das Opfer der militärischen Ehre,

Wer jubelt, wer ist Cyprian;

Der Leidende denkt den Faden des Lebens

Stärken Sie sich in wunderbaren Wellen,

Kokette der bösen Jahre des Grolls

Unten verlassen, und der alte Mann

Verjüngen Sie sich – zumindest für einen Moment.

Schwefel (Schwefel – Bezeichnung „S“ im Periodensystem) ist ein stark elektronegatives Element, das nichtmetallische Eigenschaften aufweist. In Wasserstoff- und Sauerstoffverbindungen ist es Bestandteil verschiedener Anionen, bildet viele Säuren und Salze. Die meisten schwefelhaltigen Salze sind in Wasser schwer löslich.

Natürliche Schwefelmineralien

Schwefel ist das fünfzehnthäufigste Element in der Erdkruste. Es kommt im freien (nativen) Zustand und in gebundener Form vor.

Die wichtigsten natürlichen Schwefelverbindungen sind FeS2 - Eisenkies, Pyrit, ZnS - Zinkblende, PbS - Bleiglanz, HgS - Zinnober, CaSO4 H2O - Gips, Na2SO4 10H2O - Glaubersalz, MgSO4 7H2O - Bittersalz.

Es ist Teil verschiedener Mineralien, Erze und Gesteine, Öl, natürlicher Kohle. Schwefel ist das gehaltsmäßig sechste Element in natürlichen Wässern, es kommt hauptsächlich in Form eines Sulfations vor und bestimmt die „dauerhafte“ Härte des Süßwassers. Lebenswichtiges Element für höhere Organismen, Komponente viele Proteine, konzentriert im Haar.

Entstehungsgeschichte des Namens

Der Ursprung des lateinischen Schwefels ist unbekannt. Der russische Name des Elements leitet sich normalerweise vom Sanskrit-"Vater" - hellgelb - ab. Vielleicht ist die Verwandtschaft von „sulphur“ mit dem hebräischen „seraph“ – pl. Nummer aus "seraph" - Buchstaben. brennt, und Schwefel brennt gut. Im Altrussischen und Altslawischen ist "Schwefel" im Allgemeinen eine brennbare Substanz, einschließlich Fett.

Erhalt

Schwefel wird hauptsächlich durch Verhüttung von nativem Schwefel direkt dort gewonnen, wo er unter Tage vorkommt. Schwefelerze werden abgebaut verschiedene Wege- abhängig von den Bedingungen des Auftretens. Schwefelablagerungen werden fast immer von Ansammlungen giftiger Gase - Schwefelverbindungen - begleitet. Darüber hinaus dürfen wir die Möglichkeit seiner Selbstentzündung nicht vergessen.

Der Erzabbau auf offene Weise ist wie folgt. Schreitbagger tragen Gesteinsschichten ab, unter denen Erz liegt. Die Erzschicht wird durch Explosionen zerkleinert, wonach die Erzblöcke zu einer Schwefelschmelze geschickt werden, wo Schwefel aus dem Konzentrat extrahiert wird.

1890 schlug Hermann Frasch vor, Schwefel unter Tage zu schmelzen und durch ölbrunnenähnliche Brunnen an die Oberfläche zu pumpen. Der relativ niedrige (weniger als 120°C) Schmelzpunkt von Schwefel bestätigte die Realität von Fraschs Idee. 1890 begannen Versuche, die zum Erfolg führten.

Es gibt mehrere Methoden zur Gewinnung von Schwefel aus Schwefelerzen: Dampf-Wasser, Filtration, thermisch, Zentrifugal und Extraktion.

Physikalische Eigenschaften

Natürliches Verwachsen von Kristallen aus nativem Schwefel

Schwefel unterscheidet sich deutlich von Sauerstoff in seiner Fähigkeit, stabile Homoketten zu bilden. Am stabilsten sind zyklische S8-Moleküle, die die Form einer Krone haben und rhombischen und monoklinen Schwefel bilden. Dies ist kristalliner Schwefel - eine spröde gelbe Substanz. Außerdem sind Moleküle mit geschlossenen (S4, S6) Ketten und offenen Ketten möglich. Eine solche Zusammensetzung hat plastischen Schwefel, eine braune Substanz. Schwefel ist in Wasser unlöslich, einige seiner Modifikationen lösen sich in organischen Lösungsmitteln wie Schwefelkohlenstoff.

Schwefel wird zur Herstellung von Schwefelsäure, zur Gummivulkanisation, als Fungizid in der Landwirtschaft und als kolloidaler Schwefel - ein Medikament - verwendet.

Chemische Eigenschaften

Bei Raumtemperatur reagiert Schwefel mit Fluor, Chlor und konzentrierten oxidierenden Säuren (HNO3, H2SO4) und zeigt reduzierende Eigenschaften:

S + 6HNO3(konz.) = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

S + 2H2SO4(konz.) = 3SO2 + 2H2O

In der Luft verbrennt Schwefel und bildet Schwefeldioxid - ein farbloses Gas mit stechendem Geruch:

Bei der Wechselwirkung mit Metallen bildet es Sulfide.

Beim Erhitzen reagiert Schwefel mit Kohlenstoff, Silizium, Phosphor, Wasserstoff:

C + 2S = CS2 (Kohlenstoffdisulfid)

Schwefel löst sich beim Erhitzen in Alkalien - Disproportionierungsreaktion

3S + 6KOH = K2SO3 + 2K2S + 3H2O

Praktischer Teil.

Heimexperiment:

Kohl reichert 0,0008 % Schwefel an. Wiegen Sie eine Kohlgabel und berechnen Sie, wie viel Schwefel sie enthält.

Meine Schwester und ich hatten kein Interesse daran, diese Aufgabe einfach so zu erledigen, und wir beschlossen, ein Märchen zu komponieren. Wir haben das Märchen über den Kolobok auf andere Weise neu gemacht.

Charaktere: Kolobok, ein alter Mann mit einer alten Frau, D. I. Mendeleev und natürlich ein Geschichtenerzähler. Der Geschichtenerzähler erzählt eine Geschichte:

Die Geschichte, wie aus einem Lebkuchenmann ein Kohlkopf wurde.

Es war einmal ein Kolobok. Er lebte, lebte, aber entgegen dem Märchen wollte ihn niemand essen. Es stellte sich heraus, dass alle – der Hase, der Fuchs, der Wolf, der Bär und sogar die Großmutter und der Großvater – eine kohlenhydratarme Diät machten und Backwaren und Nudeln von ihrer Ernährung ausschlossen. "Leben ohne Brot!!!" sie hielten ein plakat in der hand. Und auf dem Esstisch stand ein großer Korb voller Gemüse, Bohnen und Erbsen aus dem Garten.

Lebkuchenmann weinte, er war sehr besorgt darüber. Die Trauer von Kolobok war grenzenlos. Und er beschloss, sich zu ändern, damit er gefressen wurde, wie es in einem Märchen sein sollte. Er beschloss, sich in Kohl zu verwandeln, weil die Bewohner des Waldes ihn in Kilogramm aßen. Unser Held fand heraus, dass Kohl viel Beta-Carotin, Folsäure, Eisen, Schwefel, Kalzium, Vitamin A und C enthält. Ich kaufte all diese Mineralien und Vitamine in der Kolobok-Apotheke und begann, sie dreimal täglich nach den Mahlzeiten zu verwenden. Bald stimmte die Zusammensetzung von Kolobok vollständig mit der Zusammensetzung von Kohl überein: Es begann grün zu werden.

Allerdings gab es ein Problem: Kolobok konnte keineswegs berechnen, wie viel Prozent Schwefel in seinem Körper sein sollte. In Mathe tat er sich schwer. Und er beschloss, selbst einen Brief an den großen Mendeleev zu schreiben, in der Hoffnung, dass er ihm helfen würde. Und in der Tat! Drei Tage später kam vom Apotheker folgende Antwort:

Lieber Kolobok! Ich helfe Ihnen sehr gerne!

Sei x deine Körpermasse, dann gilt:

Der Massenanteil von Schwefel ist gleich dem Produkt davon und der Massenanteil von Schwefel 0,0008 %.

Teilen Sie das Ergebnis durch 100.

Mendelejew.

Nachdem er die Berechnungen angestellt hatte, nahm Lebkuchenmann am Ende so viel Schwefel, dass er schließlich zu Kohl wurde und sicher gegessen werden konnte.

Das ist das Ende der Geschichte, und wer zugehört hat - gut gemacht!

Aus der Geschichte der Nutzung der Eigenschaften von Schwefel durch den Menschen ist bekannt, dass sogar Priester antikes Ägypten verwendeten Schwefel und seine Verbindungen (Sulfide), um eine magische, mysteriöse Atmosphäre zu schaffen, indem sie ihn in den Räumen von Kulthallen, in denen religiöse Riten abgehalten wurden, mit Dämpfen ausräucherten.

In einigen klinischen Fällen ist die Schwefelbehandlung in der Tat das beste Mittel, deren Möglichkeiten wir in diesem Artikel betrachten werden.

Die heilenden Eigenschaften von Schwefel

Das Makroelement Schwefel gilt als biogenes chemisches Element, d. h. es ist normalerweise in Geweben vorhanden menschlicher Körper. Schwefel ist ein gelbes Pulver. Der Name dieses Elements kommt wahrscheinlich vom Sanskrit-Wort „sira“, was „hellgelb“ bedeutet. In der Natur gibt es mehrere Strukturisomere des Schwefels, die sich in der Konfiguration des Moleküls voneinander unterscheiden. Dazu gehören rhombische und monokline Schwefelarten. Schwefelhaltige Naturstoffe werden erfolgreich in der Medizin eingesetzt.

Insgesamt enthält der Körper eines Erwachsenen 0,25 % Schwefel vom Gesamtkörpergewicht. Der meiste Schwefel im Knochen- und Knorpelsystem, Haare und Haut, Galle, Nervengewebe.

So wurde im Laufe klinischer Studien bewiesen, dass die Behandlung mit Schwefel bei Arthritis, Krämpfen und Muskelkrämpfen, Osteochondrose, der Verbindung Methylsulfonylmethan, die ein reicher natürlicher Vorrat an Schwefel ist, eine therapeutische Wirkung hat. Eine solche heilende Wirkung von Schwefel, der Teil der Verbindung ist, erklärt sich aus dem Gehalt an Glucosaminsulfat und Chondroitinsulfat in Knorpel- und Knochengewebe. Diese Substanzen sorgen für Elastizität und strukturelle Organisation des Knorpel- und Bandapparates.

Die Griechen in der Antike schüchterten Waffen ein und erlangten militärische Vorteile, die eine Zusammensetzung abfeuern, die Schwefel enthält. Der große Homer hat Notizen in seinen Schriften, in denen er über die Wirkung von Schwefelverbrennungsprodukten schreibt, die für die menschliche Gesundheit und das Leben gefährlich sind.

Indikationen und Kontraindikationen für die Schwefelbehandlung

Es ist wichtig, den Körper ständig mit Nahrung in der erforderlichen Menge an Schwefel und seinen Verbindungen zu versorgen. 0,5-1 g Schwefel sollten dem menschlichen Körper pro Tag mit der Nahrung zugeführt werden. Schwefel, der in den Körper gelangt, wird zum Aufbau neuer Proteinmoleküle, vieler Enzyme und Polypeptide (Insulinmoleküle, die in der Bauchspeicheldrüse synthetisiert werden) verwendet.

Schwefel ist zusammen mit B-Vitaminen am Stoffwechselprozess beteiligt Neurasthenie kann das Ergebnis einer schwefelhaltigen Makroelementose sein, die durch eine unzureichende Aufnahme von Schwefel im Körper verursacht wird.

Die Anwendung von Schwefelsalbe ist bei Überempfindlichkeit gegen Schwefel und Schwangerschaft kontraindiziert.

Die Verwendung von brennbarem Schwefel in der Medizin

In der Medizin werden schwefelhaltige Substanzen sowohl zu präventiven als auch zu therapeutischen Zwecken zur Beseitigung von Hautläsionen eingesetzt. Äußerlich in Form von Salben und Pulvern wird gefällter Schwefel verwendet. Schwefelsalbe (5-10-20%) wird verwendet, um viele Hautkrankheiten (Sykose, Seborrhoe, Psoriasis) zu behandeln, Manifestationen einer allergischen Reaktion auf der Haut zu lindern und Krätze zu behandeln.

Gereinigter Schwefel wird in der klinischen Praxis als Antihelminthikum (bei Enterobiasis), zur Behandlung von Verstopfung und auch als externes Mittel bei der Behandlung von Krätze und Seborrhoe verwendet.

Schwefelreiche Lebensmittel (Knoblauch, Kohl, Zwiebeln, Eigelb, Buchweizen, Stachelbeeren, Chilischoten) sind wünschenswert, um sie mit brüchigen Nägeln zu essen, um den Glanz und die Festigkeit der Haare zu erhöhen. Die Aufnahme dieser Lebensmittel in die tägliche Ernährung zeigt sich auch bei einem hohen Gehalt an Triglyceriden (Fettquellen) und Blutzucker, Schmerzen in den Gelenken.

Behandlung von Schwefelkraftstoff in der Praxis

Schwefel ist ein wichtiger Nährstoff, der in allen lebenden Organismen vorkommt. Diese Substanz ist Teil des Proteins, hauptsächlich Aminosäuren, sowie Vitamine (B1 und U) und Hormone. Bei Schwefelmangel in der Ernährung kommt es zu einem Anstieg des Blutzucker- und Fettspiegels, Gelenkschmerzen, Alterungsprozesse werden beschleunigt, Haare werden stumpf und Nägel werden brüchig.

Schwefel als Element spielt eine wichtige Rolle bei der Energiegewinnung, Blutgerinnung und -reinigung, bei der Synthese von Kollagen (dem Hauptprotein, das die Grundlage für Knochen, Knorpel bildet), Fasergewebe, Haut, Haaren und Nägeln sowie in der Bildung von Enzymen. Schwefel fördert die Gehirn- und Zelltätigkeit, wirkt antiallergisch, regt die Zellatmung an.

Schwefel wird mit Kot und Urin in Form von anorganischen Sulfaten und in geringer Menge in Form von Schwefelwasserstoff über Haut und Lunge aus dem Körper ausgeschieden, wodurch Schweiß und Ausatemluft einen unangenehmen Geruch verleihen. Der tägliche Bedarf an Schwefel wird in der Regel durch eine gute Ernährung gedeckt. Viel Schwefel ist in Mohn, Fleisch, Fisch, Eiern, Sojabohnen, Erbsen, Weizen, Milch, Äpfeln, Grapefruits, Zwiebeln enthalten.

Die oberflächlichen Hautschichten sind besonders schwefelreich. Schwefel ist hier in Keratin (Haare enthalten bis zu 5-10 % Keratin) sowie in Melanin, einem Pigment, enthalten; die in Form einer Bräune die tiefen Hautschichten vor den schädlichen Auswirkungen der UV-Strahlung schützt.

Schwefelbehandlung: Rezepte

Gereinigter Schwefel in Pulverform wird in der Volksmedizin verwendet: Schwefelbehandlung wird hauptsächlich bei Hautkrankheiten verwendet, 1 g 3 mal täglich.

Zur Behandlung von grauer Diathese bei Kindern sowie Ekzemen bei Erwachsenen kann eine Salbe aus Schwefelpulver und Sauerrahm hergestellt werden.

Erforderlich: 1 TL. Schwefelpulver, 1 TL. Sauerrahm.

Kochen. Mischen Sie die Zutaten.

Anwendung. Verwenden Sie die Zusammensetzung nachts und schmieren Sie den Körper und die betroffenen Stellen nach einem warmen Bad ein, dem ein wenig Kaliumpermanganat, Pferdesalbei-Abkochung oder Schöllkraut zugesetzt wird. Vergessen Sie nicht, dass die Schwefelbehandlung wie jede andere von Ihrem Arzt verordnet werden sollte.

Schwefel ist einer der wenigen Stoffe, mit denen die ersten „Chemiker“ vor mehreren tausend Jahren gearbeitet haben. Sie begann, der Menschheit zu dienen, lange bevor sie die Zelle Nr. 16 im Periodensystem besetzte.

Viele alte Bücher erzählen von einer der ältesten (wenn auch hypothetischen!) Anwendungen von Schwefel. Sowohl das Neue als auch das Alte Testament beschreiben Schwefel als Wärmequelle bei der Wärmebehandlung von Sündern. Und wenn Bücher dieser Art keine ausreichenden Gründe dafür liefern Archäologische Seiten auf der Suche nach den Überresten des Paradieses oder des Höllenfeuers, dann kann ihr Zeugnis, dass die Menschen des Altertums mit Schwefel und einigen seiner Eigenschaften vertraut waren, als selbstverständlich angesehen werden.

Einer der Gründe für diesen Ruhm ist die Verbreitung von nativem Schwefel in den Ländern alte Zivilisationen. Die Vorkommen dieses gelben, brennbaren Stoffes wurden von den Griechen und Römern vor allem auf Sizilien erschlossen, das bis Ende des letzten Jahrhunderts vor allem für Schwefel berühmt war.

Seit der Antike wird Schwefel für religiöse und mystische Zwecke verwendet, er wurde in verschiedenen Zeremonien und Ritualen angezündet. Aber ebenso längst hat Element Nr. 16 auch ganz profane Zwecke übernommen: Waffen wurden grau eingefärbt, es wurde zur Herstellung von kosmetischen und medizinischen Salben verwendet, es wurde zum Bleichen von Stoffen und zur Bekämpfung von Insekten verbrannt. Der Schwefelabbau nahm nach der Erfindung des Schwarzpulvers erheblich zu. Schließlich ist Schwefel (zusammen mit Kohle und Salpeter) sein unverzichtbarer Bestandteil.

Und jetzt verbraucht die Schießpulverproduktion einen Teil des extrahierten Schwefels, wenn auch sehr klein. Schwefel ist heute einer der wichtigsten Rohstoffe für viele chemische Industrien. Und das ist der Grund für das kontinuierliche Wachstum der weltweiten Schwefelproduktion.

Herkunft von Schwefel

Große Ansammlungen von nativem Schwefel sind nicht so häufig. Häufiger ist es in einigen Erzen vorhanden. Natives Schwefelerz ist ein mit Schwefel durchsetztes Gestein.

Wann sind diese Einschlüsse entstanden – gleichzeitig mit Begleitgestein oder später? Die Richtung der Prospektions- und Explorationsarbeiten hängt von der Antwort auf diese Frage ab. Aber trotz der jahrtausendelangen Kommunikation mit Schwefel hat die Menschheit immer noch keine klare Antwort. Es gibt mehrere Theorien, deren Autoren gegensätzliche Ansichten vertreten.

Die Theorie der Syngenese (d. h. die gleichzeitige Bildung von Schwefel und Wirtsgestein) legt nahe, dass die Bildung von nativem Schwefel in Flachwasserbecken stattfand. Spezielle Bakterien reduzierten im Wasser gelöste Sulfate zu Schwefelwasserstoff, der aufstieg, in die Oxidationszone gelangte und dort chemisch oder unter Beteiligung anderer Bakterien zu elementarem Schwefel oxidiert wurde. Der Schwefel setzte sich am Boden ab und anschließend bildete das schwefelhaltige Id das Erz.

Die Theorie der Epigenese (später als die Hauptgesteine ​​gebildete Schwefeleinschlüsse) bietet mehrere Möglichkeiten. Die häufigste davon deutet darauf hin, dass Grundwasser, das durch die Gesteinsmassen dringt, mit Sulfaten angereichert ist. Kommen solche Wässer mit Öl- oder Erdgasvorkommen in Kontakt, werden Sulfationen durch Kohlenwasserstoffe zu Schwefelwasserstoff reduziert. Schwefelwasserstoff steigt an die Oberfläche und setzt durch Oxidation reinen Schwefel in Hohlräumen und Rissen im Gestein frei.

In den letzten Jahrzehnten findet eine der Spielarten der Theorie der Epigenese, die Theorie der Metasomatose, immer mehr Bestätigung (übersetzt aus dem Griechischen bedeutet „Metasomatose“ „Ersatz“. Demnach wird Gips CaSO 4 2H 2 O und Anhydrit CaSO 4 werden ständig in Schwefel und Calcit CaCO 3 umgewandelt. Diese Theorie wurde 1935 von den sowjetischen Wissenschaftlern L. M. Miropolsky und B. P. Krotov aufgestellt. Insbesondere diese Tatsache spricht dafür.

1961 wurde das Mishrak-Feld im Irak entdeckt. Schwefel ist hier in Karbonatfelsen eingeschlossen, die ein Gewölbe bilden, das von ausgehenden Stützen getragen wird (in der Geologie werden sie Flügel genannt). Diese Flügel bestehen hauptsächlich aus Anhydrit und Gips. Das gleiche Bild wurde auf dem heimischen Shor-Su-Feld beobachtet.

Die geologische Ursprünglichkeit dieser Lagerstätten lässt sich nur aus der Sicht der Metasomatismus-Theorie erklären: Primärer Gips und Anhydrit sind zu sekundären Karbonaterzen geworden, die mit einheimischem Schwefel durchsetzt sind. Nicht nur die Nähe von Mineralien ist wichtig – der durchschnittliche Schwefelgehalt im Erz dieser Lagerstätten entspricht dem Gehalt an chemisch gebundenem Schwefel im Anhydrit. Und Studien über die isotopische Zusammensetzung von Schwefel und Kohlenstoff im Erz dieser Lagerstätten gaben den Befürwortern der Metasomatismus-Theorie zusätzliche Argumente.

Aber es gibt ein „aber“: Die Chemie des Prozesses der Umwandlung von Gips in Schwefel und Calcit ist noch nicht klar, und daher gibt es keinen Grund, die Theorie des Metasomatismus als die einzig richtige zu betrachten. Schon jetzt gibt es auf der Erde Seen (insbesondere den Sulphur Lake bei Sernovodsk), in denen eine syngenetische Ablagerung von Schwefel stattfindet und schwefelhaltiger Schlamm weder Gips noch Anhydrit enthält.

All dies bedeutet, dass die Vielfalt der Theorien und Hypothesen über die Herkunft des natürlichen Schwefels nicht nur und weniger aus der Unvollständigkeit unseres Wissens resultiert, sondern aus der Komplexität der Phänomene, die sich in der Tiefe abspielen. Schon aus der Grundschulmathematik wissen wir alle, dass verschiedene Wege zum gleichen Ergebnis führen können. Dieses Gesetz gilt auch für die Geochemie.

Schwefelabbau

Schwefelerze werden auf unterschiedliche Weise abgebaut – je nach Vorkommensbedingungen. Aber in jedem Fall muss man sehr auf die Sicherheit achten. Schwefelablagerungen werden fast immer von Ansammlungen giftiger Gase - Schwefelverbindungen - begleitet. Darüber hinaus dürfen wir die Möglichkeit seiner Selbstentzündung nicht vergessen.

Der Erzabbau auf offene Weise ist wie folgt. Schreitbagger tragen Gesteinsschichten ab, unter denen Erz liegt. Die Erzschicht wird durch Explosionen zerkleinert, danach werden die Erzblöcke zur Verarbeitungsanlage und von dort zur Schwefelschmelze geschickt, wo Schwefel aus dem Konzentrat extrahiert wird. Die Extraktionsmethoden sind unterschiedlich. Einige davon werden im Folgenden besprochen. Und hier ist es angebracht, kurz die Bohrlochmethode zur Gewinnung von Schwefel aus dem Untergrund zu beschreiben, die es den Vereinigten Staaten von Amerika und Mexiko ermöglichte, die größten Schwefellieferanten zu werden.

Ende des letzten Jahrhunderts wurden im Süden der Vereinigten Staaten die reichsten Schwefelerzvorkommen entdeckt. Aber es war nicht einfach, sich den Schichten zu nähern: Schwefelwasserstoff drang in die Minen ein (die Mine sollte nämlich die Lagerstätte erschließen) und blockierte den Zugang zu Schwefel. Zudem verhinderten sandige Schwimmer ein Durchbrechen in die schwefelhaltigen Schichten. Eine Lösung fand der Chemiker Herman Frasch, der vorschlug, Schwefel unterirdisch zu schmelzen und durch ölbohrlöcherähnliche Brunnen an die Oberfläche zu pumpen. Der relativ niedrige (weniger als 120°C) Schmelzpunkt von Schwefel bestätigte die Realität von Fraschs Idee. 1890 begannen Versuche, die zum Erfolg führten.

Die Installation von Frasch ist im Prinzip ganz einfach: ein Rohr im Rohr. Dem Zwischenraum zwischen den Rohren wird überhitztes Wasser zugeführt und fließt durch diesen in die Formation. Und durch das Innenrohr steigt geschmolzener Schwefel auf, der von allen Seiten erhitzt wird. Die moderne Version der Frasch-Installation wird um ein drittes ergänzt - das engste Rohr. Dadurch wird dem Bohrloch Druckluft zugeführt, die dabei hilft, den geschmolzenen Schwefel an die Oberfläche zu heben. Einer der Hauptvorteile des Frasch-Verfahrens besteht darin, dass bereits in der ersten Produktionsstufe relativ reiner Schwefel gewonnen werden kann. Beim Abbau von reichen Erzen ist diese Methode sehr effektiv.

Früher wurde angenommen, dass die Methode des unterirdischen Schwefelschmelzens nur unter den spezifischen Bedingungen der "Salzdome" an der Pazifikküste der Vereinigten Staaten und Mexikos anwendbar ist. Experimente, die in Polen und der UdSSR durchgeführt wurden, widerlegten diese Meinung jedoch. In Polen wird bereits viel Schwefel auf diese Weise gewonnen: 1968 wurden auch in der UdSSR die ersten Schwefelbohrungen in Betrieb genommen.

Und das in Steinbrüchen und Bergwerken gewonnene Erz muss (oftmals mit vorheriger Anreicherung) aufbereitet werden, wozu verschiedene technologische Verfahren eingesetzt werden.

Es gibt mehrere Methoden zur Gewinnung von Schwefel aus Schwefelerzen: Dampf-Wasser, Filtration, thermisch, Zentrifugal und Extraktion.

Thermische Verfahren zur Schwefelrückgewinnung sind die ältesten. Zurück im 18. Jahrhundert Im Königreich Neapel wurde Schwefel in Haufen geschmolzen - „Solfataren“. Bisher wird Schwefel in Italien in primitiven Öfen - "calcarons" - geschmolzen. Die zum Schmelzen von Schwefel aus Erz benötigte Wärme wird durch Verbrennen eines Teils des abgebauten Schwefels gewonnen. Dieser Prozess ist ineffizient, Verluste erreichen 45%.

Italien wurde zum Geburtsort von Dampf- und Wassermethoden zur Gewinnung von Schwefel aus Erzen. 1859 erhielt Giuseppe Gill ein Patent für seinen Apparat, den Vorläufer der heutigen Autoklaven. Die Autoklavenmethode (natürlich erheblich verbessert) wird immer noch in vielen Ländern verwendet.

Beim Autoklavenprozess wird angereichertes Schwefelerzkonzentrat, das bis zu 80 % Schwefel enthält, in Form eines flüssigen Breis mit Reagenzien in den Autoklaven gepumpt. Dort wird Wasserdampf unter Druck zugeführt. Der Zellstoff wird auf 130°C erhitzt. Der im Konzentrat enthaltene Schwefel schmilzt und löst sich vom Gestein. Nach kurzem Absetzen wird der geschmolzene Schwefel abgelassen. Dann werden „Schwänze“ aus dem Autoklaven freigesetzt - eine Suspension von Abfallgestein in Wasser. Die Tailings enthalten ziemlich viel Schwefel und werden in die Aufbereitungsanlage zurückgeführt.

In Russland wurde die Autoklavenmethode erstmals von Ingenieur K.G. Patkanov im Jahr 1896

Moderne Autoklaven sind riesige Apparate so hoch wie ein vierstöckiges Gebäude. Solche Autoklaven werden insbesondere in der Schwefelschmelzanlage des Bergbau- und Chemiekombinats Rozdil in der Karpatenregion installiert.

In einigen Industrien, zum Beispiel in einer großen Schwefelanlage in Tarnobrzeg (Polen), wird Abfallgestein in speziellen Filtern von geschmolzenem Schwefel getrennt. Die Methode zur Trennung von Schwefel und Abfallgestein in Zentrifugen wurde in unserem Land entwickelt. Mit einem Wort, „Golderz (genauer Golderz) kann auf verschiedene Weise von leerem Gestein getrennt werden“.

IN In letzter Zeit Bohrlochgeotechnologischen Verfahren zur Schwefelgewinnung wird immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Bei der Yazovsky-Lagerstätte in der Karpatenregion wird Schwefel – ein klassisches Dielektrikum – wie beim Frasch-Verfahren mit hochfrequenten Strömen unter Tage geschmolzen und durch Brunnen an die Oberfläche gepumpt. Wissenschaftler des Instituts für Bergbau und chemische Rohstoffe haben ein Verfahren zur unterirdischen Vergasung von Schwefel vorgeschlagen. Gemäß diesem Verfahren wird Schwefel in der Lagerstätte entzündet und Schwefeldioxid wird an die Oberfläche gepumpt, das zur Herstellung von Schwefelsäure und anderen nützlichen Produkten verwendet wird.

Verschiedene Länder decken ihren Bedarf an Schwefel auf unterschiedliche Weise. Mexiko und die Vereinigten Staaten verwenden hauptsächlich die Frache-Methode. Italien, das den dritten Platz in der Schwefelproduktion unter den kapitalistischen Staaten einnimmt, fördert und verarbeitet (mit verschiedenen Methoden) weiterhin Schwefelerze aus den sizilianischen Lagerstätten und der Provinz Marche. Japan verfügt über erhebliche Schwefelreserven vulkanischen Ursprungs. Frankreich und Kanada, die keinen natürlichen Schwefel haben, haben eine großtechnische Produktion davon aus Gasen entwickelt. Auch in England und Deutschland gibt es keine eigenen Schwefelvorkommen. Sie decken ihren Bedarf an Schwefelsäure durch die Verarbeitung schwefelhaltiger Rohstoffe (hauptsächlich Pyrit) und importieren elementaren Schwefel aus anderen Ländern.

Die Sowjetunion und die sozialistischen Länder decken ihren Bedarf vollständig aus eigenen Rohstoffquellen. Nach der Entdeckung und Erschließung der reichen Karpatenvorkommen haben die UdSSR und Polen die Schwefelproduktion erheblich gesteigert. Diese Branche wächst weiter. IN letzten Jahren In der Ukraine wurden neue Großbetriebe errichtet, alte Anlagen an der Wolga und in Turkmenistan rekonstruiert und die Gewinnung von Schwefel aus Erd- und Abgasen ausgebaut.

Kristalle und Makromoleküle

Dass Schwefel ein eigenständiges chemisches Element und keine Verbindung ist, überzeugte erstmals der große französische Chemiker Antoine Laurent Lavoisier im 18. Jahrhundert.

Seitdem hat sich der Begriff des Schwefels als Element nicht sehr verändert, aber wesentlich vertieft und ergänzt.

Von Element 16 ist heute bekannt, dass es aus einer Mischung von vier stabilen Isotopen mit den Massenzahlen 32, 33, 34 und 36 besteht. Es ist ein typisches Nichtmetall.

Zitronengelbe Kristalle aus reinem Schwefel sind durchscheinend. Die Form der Kristalle ist nicht immer gleich. Am häufigsten ist rhombischer Schwefel (die stabilste Modifikation) - die Kristalle sehen aus wie Oktaeder mit abgeschnittenen Ecken. Alle anderen Modifikationen werden bei Raumtemperatur (oder nahe Raumtemperatur) in diese Modifikation umgewandelt. So ist beispielsweise bekannt, dass bei der Kristallisation aus einer Schmelze (Schwefelschmelzpunkt 119,5°C) zunächst nadelförmige Kristalle (monokline Form) entstehen. Diese Modifikation ist jedoch instabil und wird bei einer Temperatur von 95,6 °C rhombisch. Ein ähnlicher Vorgang tritt bei anderen Schwefelmodifikationen auf.

Erinnern Sie sich an die bekannte Erfahrung - die Gewinnung von Kunststoffschwefel.

Gießt man geschmolzenen Schwefel in kaltes Wasser, entsteht eine elastische, gummiartige Masse. Es kann auch in Form von Fäden erhalten werden. Aber ein paar Tage vergehen, und die Masse rekristallisiert, wird hart und spröde.

Moleküle von Schwefelkristallen bestehen immer aus acht Atomen (S 8), und der Unterschied in den Eigenschaften von Schwefelmodifikationen erklärt sich durch Polymorphismus - die ungleiche Struktur von Kristallen. Die Atome im Schwefelmolekül sind in einem geschlossenen Kreislauf aufgebaut und bilden eine Art Krone. Beim Schmelzen brechen die Bindungen im Kreislauf und zyklische Moleküle werden zu linearen.

Das ungewöhnliche Verhalten von Schwefel beim Schmelzen wird unterschiedlich interpretiert. Einer davon ist dieser. Bei Temperaturen von 155 bis 187°C scheint ein deutlicher Anstieg des Molekulargewichts aufzutreten, was durch einen mehrfachen Anstieg der Viskosität bestätigt wird. Bei 187°C erreicht die Viskosität der Schmelze fast tausend Poise, fast ein Feststoff wird erhalten. Eine weitere Temperaturerhöhung führt zu einer Abnahme der Viskosität (Molekulargewicht sinkt).

Bei 300°C geht Schwefel wieder in einen flüssigen Zustand über und bei 444,6°C siedet er.

Bei Schwefeldampf nimmt die Anzahl der Atome im Molekül mit zunehmender Temperatur allmählich ab: S8 → S6 → S4 → (800 °C) S 2 . Bei 1700 °C ist Schwefeldampf einatomig.

Kurz über Schwefelverbindungen

In Bezug auf die Prävalenz belegt das Element Nr. 16 den 15. Platz. Der Schwefelgehalt in der Erdkruste beträgt 0,05 Gew.-%. Das ist viel.

Außerdem ist Schwefel chemisch aktiv und reagiert mit den meisten Elementen. Daher kommt Schwefel in der Natur nicht nur in freiem Zustand, sondern auch in Form verschiedener anorganischer Verbindungen vor. Besonders häufig sind Sulfate (hauptsächlich Alkali- und Erdalkalimetalle) und Sulfide (Eisen, Kupfer, Zink, Blei). Schwefel findet sich auch in Kohle, Schiefer, Öl, Erdgas, in den Organismen von Tieren und Pflanzen.

Wenn Schwefel mit Metallen in Wechselwirkung tritt, wird in der Regel ziemlich viel Wärme freigesetzt. Schwefel liefert bei Reaktionen mit Sauerstoff mehrere Oxide, von denen die wichtigsten SO 2 und SO 3 Anhydride der schwefelhaltigen H 2 SO 3 - und schwefelhaltigen H 2 SO 4 -Säuren sind. Die Kombination von Schwefel mit Wasserstoff - Schwefelwasserstoff H 2 S - ist ein sehr giftiges, stinkendes Gas, das immer an Orten vorhanden ist, an denen organische Rückstände zerfallen. Die Erdkruste an Orten in der Nähe von Schwefelvorkommen enthält oft erhebliche Mengen an Schwefelwasserstoff. In wässriger Lösung hat dieses Gas saure Eigenschaften. Es ist unmöglich, seine Lösungen an der Luft zu lagern, es oxidiert unter Freisetzung von Schwefel:

2H 2 S + O 2 → 2H 2 O + 2 S.

Schwefelwasserstoff ist ein starkes Reduktionsmittel. Diese Eigenschaft wird in vielen chemischen Industrien genutzt.

Wozu dient Schwefel?

Unter den Dingen, die uns umgeben, gibt es wenige solche, zu deren Herstellung Schwefel und seine Verbindungen nicht benötigt würden. Papier und Gummi, Ebonite und Streichhölzer, Stoffe und Medikamente, Kosmetika und Kunststoffe, Sprengstoffe und Farben, Düngemittel und Pestizide – dies ist keine vollständige Liste von Dingen und Stoffen, für deren Herstellung das Element Nr. 16 benötigt wird. Um beispielsweise ein Auto herzustellen, benötigt man etwa 14 kg Schwefel. Man kann ohne Übertreibung sagen, dass das industrielle Potenzial des Landes ziemlich genau durch den Schwefelverbrauch bestimmt wird.

Ein erheblicher Teil der weltweiten Schwefelproduktion wird von der Papierindustrie absorbiert (Schwefelverbindungen helfen, Zellulose zu isolieren). Um 1 Tonne Zellulose herzustellen, müssen Sie mehr als 100 kg Schwefel aufwenden. Auch die Kautschukindustrie verbraucht viel elementaren Schwefel – für die Vulkanisation von Kautschuken.

In der Landwirtschaft wird Schwefel sowohl in elementarer Form als auch in verschiedenen Verbindungen verwendet. Es ist Bestandteil von Mineraldüngern und Präparaten zur Schädlingsbekämpfung. Neben Phosphor, Kalium und anderen Elementen ist Schwefel für Pflanzen notwendig. Der größte Teil des in den Boden eingebrachten Schwefels wird jedoch nicht von ihnen absorbiert, sondern hilft, Phosphor zu absorbieren. Schwefel wird zusammen mit Phosphatgestein in den Boden eingebracht. Die im Boden vorhandenen Bakterien oxidieren ihn, die entstehende Schwefelsäure und schwefelige Säure reagieren mit Phosphoriten, wodurch Phosphorverbindungen erhalten werden, die von Pflanzen gut aufgenommen werden.

Hauptabnehmer von Schwefel ist jedoch die chemische Industrie. Etwa die Hälfte des weltweit geförderten Schwefels geht in die Produktion von Schwefelsäure. Um 1 Tonne H 2 SO 4 zu erhalten, müssen Sie etwa 300 kg Schwefel verbrennen. Und die Rolle der Schwefelsäure in der chemischen Industrie ist vergleichbar mit der Rolle des Brotes in unserer Ernährung.

Bei der Herstellung von Sprengstoffen und Streichhölzern wird eine beträchtliche Menge Schwefel (und Schwefelsäure) verbraucht. Reiner, frei von Verunreinigungen wird Schwefel für die Herstellung von Farbstoffen und Leuchtmassen benötigt.

Schwefelverbindungen werden in der petrochemischen Industrie verwendet. Sie werden insbesondere benötigt bei der Herstellung von Antiklopfmitteln, Schmiermitteln für Höchstdruckgeräte; Kühlöle, die die Metallbearbeitung beschleunigen, enthalten teilweise bis zu 18 % Schwefel.

Die Aufzählung von Beispielen, die die überragende Bedeutung von Element Nr. 16 bestätigen, könnte fortgesetzt werden, aber „man kann die Unermesslichkeit nicht erfassen“. Deshalb erwähnen wir nebenbei, dass Schwefel auch für Industrien wie Bergbau, Lebensmittel, Textilien und - Schluss damit ist.

Unser Jahrhundert gilt als das Jahrhundert der "exotischen" Materialien - Transurane, Titan, Halbleiter und so weiter. Aber die äußerlich unprätentiöse, altbekannte Elementnummer 16 ist weiterhin unbedingt erforderlich. Es wird geschätzt, dass bei der Herstellung von 88 von 150 wichtigen chemischen Produkten entweder Schwefel selbst oder seine Verbindungen verwendet werden.

Aus alten und mittelalterlichen Büchern

„Schwefel wird zur Reinigung von Wohnungen verwendet, da viele der Meinung sind, dass der Geruch und das Brennen von Schwefel vor allerlei Zauberei schützen und alle bösen Geister vertreiben kann.“

Plinius der Ältere, Naturkunde, 1. Jh. v. ANZEIGE

„Wenn die Gräser verkümmert, saftarm sind und die Äste und Blätter der Bäume stumpf, schmutzig, dunkel statt strahlend grün sind, ist dies ein Zeichen dafür, dass der Untergrund reich an Mineralien ist, in denen Schwefel überwiegt.“

„Ist das Erz sehr schwefelreich, wird es auf einem breiten Eisenblech mit vielen Löchern angezündet, durch die der Schwefel in bis zum Rand mit Wasser gefüllte Töpfe fließt.“

„Schwefel ist auch Teil einer schrecklichen Erfindung – ein Pulver, das Eisen-, Bronze- oder Steinstücke weit vorausschleudern kann – die Kriegswaffe des neuen Schlamms.“

Agricola, Über das Mineralreich, 16. Jahrhundert.

Wie Schwefel im 14. Jahrhundert getestet wurde

„Wenn du Schwefel testen willst, ob er gut ist oder nicht, dann nimm ein Stück Schwefel in die Hand und halte es an dein Ohr. Wenn Schwefel so knistert, dass man ihn knistern hört, dann ist er gut; wenn Schwefel schweigt und nicht knackt, dann ist es nicht gut ... "

Diese eigentümliche Methode, die Qualität des Materials nach Gehör zu bestimmen (wie es bei Schwefel angewendet wird), kann jetzt verwendet werden. Es wurde experimentell bestätigt, dass nur Schwefel, der nicht mehr als ein Prozent Verunreinigungen enthält, "risst". Manchmal beschränkt sich die Sache nicht nur auf das Knacken - ein Stück Schwefel zerbricht in Stücke.

Erstickendes Schwefelgas

Wie Sie wissen, starb der herausragende Naturforscher der Antike, Plinius der Ältere, im Jahr 79 n. Chr. während eines Vulkanausbruchs. Sein Neffe schrieb in einem Brief an den Historiker Tacitus: „...Plötzlich gab es Donnerschläge und schwarze Schwefeldämpfe rollten von der Bergflamme herab. Alle flohen. Plinius erhob sich, stützte sich auf zwei Sklaven und dachte daran, ebenfalls zu gehen; aber der tödliche Dampf umgab ihn von allen Seiten, seine Knie gaben nach, er stürzte wieder und erstickte.

Die „schwarzen Schwefeldämpfe“, die Plinius töteten, bestanden natürlich nicht nur aus dampfförmigem Schwefel. Vulkangase umfassen sowohl Schwefelwasserstoff als auch Schwefeldioxid. Diese Gase haben nicht nur einen stechenden Geruch, sondern auch eine große Toxizität. Schwefelwasserstoff ist besonders gefährlich. In seiner reinen Form tötet es eine Person fast sofort. Die Gefahr ist bereits bei einem unbedeutenden (ca. 0,01 %) Gehalt an Schwefelwasserstoff in der Luft groß. Schwefelwasserstoff ist umso gefährlicher, weil er sich im Körper anreichern kann. Es verbindet sich mit Eisen, das Teil des Hämoglobins ist, was zu schwerem Sauerstoffmangel und Tod führen kann. Schwefeldioxid (Schwefeldioxid) ist weniger giftig, aber seine Freisetzung in die Atmosphäre führte dazu, dass die gesamte Vegetation rund um die metallurgischen Anlagen starb. Daher in allen Betrieben, die diese Gase herstellen oder verwenden; Besonderes Augenmerk wird auf Sicherheitsaspekte gelegt.

Schwefeldioxid und Strohhut

Schwefeldioxid bildet in Verbindung mit Wasser schwache schweflige Säure H 2 SO 3 , die nur in Lösungen vorkommt. Schwefeldioxid entfärbt viele Farbstoffe in Gegenwart von Feuchtigkeit. Diese Eigenschaft wird zum Bleichen von Wolle, Seide und Stroh verwendet. Solche Verbindungen haben jedoch in der Regel keine große Haltbarkeit, und weiße Strohhüte erhalten schließlich die ursprüngliche schmutziggelbe Farbe.

Schwefeldioxid SO 3 ist unter Normalbedingungen eine farblose, leicht flüchtige Flüssigkeit mit einem Siedepunkt von 44,8 °C. Es härtet bei -16,8 °C aus und wird gewöhnlichem Eis sehr ähnlich. Aber es gibt noch eine andere - eine Polymermodifikation von festem Schwefelsäureanhydrid (in diesem Fall sollte seine Formel geschrieben werden (SO 3) N). Äußerlich ist es Asbest sehr ähnlich, seine faserige Struktur wird durch Röntgenstrahlen bestätigt. Diese Modifikation hat keinen streng definierten Schmelzpunkt, was auf ihre Heterogenität hinweist.

Gips und Alabaster

Gips CaSO 4 2H 2 O ist eines der häufigsten Mineralien. Die in der Medizin üblichen „Gipsschienen“ sind aber nicht aus Naturgips, sondern aus Alabaster. Alabaster unterscheidet sich von Gips nur in der Menge an Kristallwasser im Molekül, seine Formel lautet 2CaSO 4 H 2 O. Beim „Kochen“ von Alabaster (der Prozess findet bei 160 ... 170 ° C für 1,5 ... Viertel statt Kristallwasser, und das Material erhält adstringierende Eigenschaften. Alabaster fängt gierig Wasser ein, während eine schnelle zufällige Kristallisation auftritt. Die Kristalle haben keine Zeit zu wachsen, sondern verflechten sich miteinander; die von ihnen gebildete Masse gibt bis ins kleinste Detail die Form wieder, in der die Härtung auftritt. Die Chemie des Prozesses, der zu diesem Zeitpunkt stattfindet, ist das Gegenteil von dem, was beim Kochen passiert: Alabaster wird zu Gips. Daher ist der Abguss Gips, die Maske ist Gips, die Bandage ist auch Gips und sie sind aus Alabaster.

Glaubersalz

Salz Na 2 SO 4 · 10H 2 O, entdeckt vom größten deutschen Chemiker des 17. Jahrhunderts. Johann Rudolf Glauber und nach ihm benannt, wird immer noch häufig in der Medizin, Glasherstellung und kristallographischen Studien verwendet. Glauber beschrieb es so: „Dieses Salz hat, wenn es gut gekocht ist, das Aussehen von Eis; es bildet lange, vollkommen durchsichtige Kristalle, die wie Eis auf der Zunge zergehen. Es hat den Geschmack von gewöhnlichem Salz, ohne jegliche Ätzwirkung. Auf glühende Kohlen geworfen, knackt es nicht mit einem Geräusch wie gewöhnliches Kochsalz und entzündet sich nicht mit einer Explosion wie Salpeter. Es ist geruchlos und verträgt jede Hitze. Es kann sowohl äußerlich als auch innerlich mit Nutzen in der Medizin eingesetzt werden. Es heilt frische Wunden, ohne sie zu reizen. Es ist ein hervorragendes inneres Heilmittel: In Wasser aufgelöst und Kranken verabreicht, reinigt es den Darm.

Das Mineral Glaubersalz heißt Mirabilit (von lat. „mirabilis“ – erstaunlich). Der Name kommt von dem Namen, den Glauber dem von ihm entdeckten Salz gegeben hat; er nannte sie wunderbar. Die weltweit größten Entwicklungen dieser Substanz befinden sich in unserem Land, das Wasser der berühmten Kara-Bogaz-Gol-Bucht ist äußerst reich an Glaubersalz. Der Grund der Bucht ist buchstäblich damit übersät.

Sulfite, Sulfate, Thiosulfate...

Wenn Sie ein Amateurfotograf sind, benötigen Sie einen Fixierer, d.h. Natriumsalz der schwefligen (Thioschwefelsäure) Säure H 2 S 2 O 3. Natriumthiosulfat Na 2 S 2 O 3 (alias Hyposulfit) diente in den ersten Gasmasken als Chlorabsorber.

Wenn Sie sich beim Rasieren schneiden, können Sie das Blut mit einem Kristall aus Kaliumalaun KAl (SO 4) 2 12H 2 O stoppen.

Ob Sie Decken tünchen, einen Gegenstand mit Kupfer bedecken oder Schädlinge in Ihrem Garten töten möchten, dunkelblaue Kristalle aus CuSO 4 · 5H 2 O-Kupfersulfat sind unverzichtbar.

Das Papier, auf dem dieses Buch gedruckt ist, besteht aus Calciumhydrosulfit Ca(HSO 3 ) 2 .

Eisensulfat FeSO 4 7H 2 O, Chromalaun K 2 SO 4 Cr 2 (SO 4 ) 3 2H 2 O und viele andere Salze der Schwefel-, schwefligen und Thioschwefelsäuren werden ebenfalls häufig verwendet.

Zinnober

Wenn im Labor Quecksilber verschüttet wird (Vergiftungsgefahr mit Quecksilberdämpfen!), wird es zunächst gesammelt und die Stellen, von denen silbrige Tropfen nicht entfernt werden, mit Schwefelpulver bedeckt. Quecksilber und Schwefel reagieren sogar im festen Zustand – bei einfachem Kontakt. Es entsteht ein ziegelroter Zinnober – Quecksilbersulfid – ein chemisch äußerst inerter und ungefährlicher Stoff.

Es ist nicht schwierig, Quecksilber aus Zinnober zu isolieren. Viele andere Metalle, insbesondere Eisen, verdrängen Quecksilber aus Zinnober.

Schwefelbakterien

In der Natur findet der Schwefelkreislauf allmählich statt, ähnlich dem Kreislauf von Stickstoff oder Kohlenstoff. Pflanzen verbrauchen Schwefel – schließlich sind seine Atome Teil des Proteins. Pflanzen nehmen Schwefel aus löslichen Sulfaten auf, und Fäulnisbakterien wandeln Eiweißschwefel in Schwefelwasserstoff um (daher der ekelhafte Fäulnisgeruch).

Aber es gibt sogenannte Schwefelbakterien, die gar keine Bio-Nahrung brauchen. Sie ernähren sich von Schwefelwasserstoff und in ihrem Körper entstehen durch die Reaktion zwischen H 2 S, CO 2 und O 2 Kohlenhydrate und elementarer Schwefel. Schwefelbakterien erweisen sich oft als voller Schwefelkörner - fast ihre gesamte Masse besteht aus Schwefel mit einem sehr kleinen „Zusatz“ aus organischen Substanzen.

Schwefel für Apotheker

Alle Sulfa-Medikamente - Sulfidin, Sulfazol, Norsulfazol, Sulgin, Sulfodimesin, Streptocid und andere hemmen die Aktivität zahlreicher Mikroben. Und alle diese Medikamente sind organische Schwefelverbindungen. Hier sind die Strukturformeln einiger von ihnen:

Nach dem Aufkommen von Antibiotika hat die Rolle von Sulfa-Medikamenten etwas abgenommen. Viele Antibiotika können jedoch als organische Schwefelderivate betrachtet werden. Insbesondere ist es notwendigerweise Bestandteil von Penicillin.

Feiner elementarer Schwefel ist die Grundlage von Salben zur Behandlung von Pilzerkrankungen der Haut.

Schwefelnitrid leitet Strom

1975 berichtete Chemical and Engineering News über die Entdeckung eines neuen anorganischen Polymers, das viele der Eigenschaften eines Metalls hat. Polymeres Schwefelnitrid - Polythiazyl (SN) N es lässt sich leicht pressen und schmieden, seine elektrische Leitfähigkeit kommt der von Quecksilber nahe. Gleichzeitig leiten Polythiazylfilme Strom in Längs- und Querrichtung nicht gleichermaßen. Dies erklärt sich dadurch, dass die Folie aus geordneten, parallel zueinander angeordneten Polymerfasern aufgebaut ist.

Was kann aus Schwefel gebaut werden

In den 70er Jahren überstieg in einigen Ländern der Welt die Schwefelproduktion die Nachfrage. Daher suchte Schwefel nach neuen Anwendungen, vor allem in so materialintensiven Bereichen wie dem Bauwesen. Als Ergebnis dieser Recherchen tauchten Schwefelschaum als wärmeisolierendes Material, Betonmischungen auf, in denen Portlandzement teilweise oder vollständig durch Schwefel ersetzt wurde, und Straßenbeläge, die elementaren Schwefel enthielten.

Schwefel (lat. Sulfur) S, ein chemisches Element der VI-Gruppe des Periodensystems von Mendeleev; Ordnungszahl 16, Atommasse 32.06. Natürlicher Schwefel besteht aus vier stabilen Isotopen: 32S (95,02%), 33S (0,75%), 34S (4,21%), 36S (0,02%). Künstliche radioaktive Isotope 31S (T½ = 2,4 s), 35S (T½ = 87,1 Tage), 37S (T½ = 5,04 min) und andere wurden ebenfalls erhalten.

Schwefel ist ein sehr verbreitetes chemisches Element; kommt im freien Zustand (nativer Schwefel) und in Form von Verbindungen vor - Sulfide, Polysulfide, Sulfate. Das Wasser der Meere und Ozeane enthält Sulfate von Natrium, Magnesium, Calcium. Mehr als 200 Schwefelmineralien sind bekannt. Über 150 Mineralien werden in der Biosphäre gebildet. Weit verbreitet sind die Prozesse der Oxidation von Sulfiden zu Sulfaten, die wiederum zu sekundärem H2S und Sulfiden reduziert werden. Diese Reaktionen finden unter Beteiligung von Mikroorganismen statt. Viele Prozesse in der Biosphäre führen zur Anreicherung von Schwefel – er reichert sich im Humus von Böden, Kohlen, Öl, Meeren und Ozeanen (8,9 10-2%), unterirdischen Gewässern, Seen und Salzwiesen an. Schwefelkreisläufe in der Biosphäre: Er wird mit Niederschlägen auf die Kontinente gebracht und mit Abflüssen wieder ins Meer zurückgeführt.

Schwefel ist eine feste kristalline Substanz, die in Form von zwei allotropen Modifikationen stabil ist. Rhombisches α-S, zitronengelb, Dichte 2,07 g/cm3, Schmp. 112,8°C, stabil unter 95,6°C; monoklin β-S, honiggelb, Dichte 1,96 g/cm3, Schmp. 119,3°C, stabil zwischen 95,6°C und Schmelzpunkt. Beide Formen werden von achtgliedrigen zyklischen Molekülen S8 mit Energie gebildet S-S-Verbindungen 225,7 kJ/mol.

Schwefel ist ein schlechter Wärme- und Stromleiter. Es ist praktisch unlöslich in Wasser, leicht löslich in wasserfreiem Ammoniak, Schwefelkohlenstoff und einer Reihe organischer Lösungsmittel (Phenol, Benzol, Dichlorethan und andere).

Die Konfiguration der äußeren Elektronen des S-Atoms ist 3s23p4. In Verbindungen weist Schwefel die Oxidationsstufen -2, +4, +6 auf. Schwefel ist chemisch aktiv und verbindet sich beim Erhitzen besonders leicht mit fast allen Elementen, mit Ausnahme von N2, I2, Au, Pt und Edelgasen. C O 2 in Luft über 300 ° C bildet Oxide: SO2 - Schwefelsäureanhydrid und SO3 - Schwefelsäureanhydrid, aus denen schweflige Säure und Schwefelsäure, sowie deren Salze Sulfite und Sulfate.

Beim Erhitzen reagiert Schwefel mit Metallen und bildet die entsprechenden Schwefelverbindungen (Sulfide) und Polyschwefelmetalle (Polysulfide). Bei einer Temperatur von 800-900 °C reagiert Schwefeldampf mit Kohlenstoff zu Kohlenstoffdisulfid CS2. Schwefelverbindungen mit Stickstoff (N4S4 und N2S5) können nur indirekt gewonnen werden.

In der Luft verbrennt Schwefel und bildet Schwefeldioxid - ein farbloses Gas mit stechendem Geruch:

Die reduzierenden Eigenschaften von Schwefel zeigen sich in Reaktionen von Schwefel mit anderen Nichtmetallen, jedoch reagiert Schwefel bei Raumtemperatur nur mit Fluor:

Die Schwefelschmelze reagiert mit Chlor, wobei die Bildung von zwei niederen Chloriden (Schwefeldichlorid und Dithiodichlorid) möglich ist:

Bei Schwefelüberschuss entstehen auch verschiedene Polyschwefeldichloride vom Typ SnCl2.

Beim Erhitzen reagiert Schwefel auch mit Phosphor und bildet eine Mischung aus Phosphorsulfiden, darunter das höhere Sulfid P2S5:

Außerdem reagiert Schwefel beim Erhitzen mit Wasserstoff, Kohlenstoff und Silizium:

(Schwefelwasserstoff)

(Schwefelkohlenstoff)

Beim Erhitzen reagiert Schwefel mit vielen Metallen, oft sehr heftig. Manchmal entzündet sich eine Mischung aus Metall mit Schwefel, wenn sie gezündet wird. Bei dieser Wechselwirkung entstehen Sulfide:

Lösungen von Alkalimetallsulfiden reagieren mit Schwefel zu Polysulfiden:

Bei den komplexen Stoffen ist zunächst die Reaktion von Schwefel mit geschmolzenem Alkali zu nennen, bei der Schwefel ähnlich wie Chlor disproportioniert:

Die resultierende Legierung wird als Schwefelleber bezeichnet.

Schwefel reagiert mit konzentrierten oxidierenden Säuren (HNO3, H2SO4) nur bei längerem Erhitzen:

Mit einer Temperaturerhöhung im Schwefeldampf treten Änderungen in der quantitativen molekularen Zusammensetzung auf. Die Anzahl der Atome in einem Molekül nimmt ab:

Bei 800-1400 °C bestehen Dämpfe hauptsächlich aus zweiatomigem Schwefel:

Und bei 1700 ° C wird Schwefel atomar:

Schwefel wird aus nativem Schwefel sowie durch die Oxidation von Schwefelwasserstoff und die Reduktion von Schwefeldioxid gewonnen. Die Quelle für Schwefelwasserstoff für die Herstellung von Schwefel sind Koks, Erdgase und Ölspaltgase. Zahlreiche Verfahren zur Verarbeitung von H2S wurden entwickelt; Höchster Wert haben folgendes: 1) H2S wird aus Gasen mit einer Lösung von Natriummonohydrothioarsenat extrahiert:

Na2HAsS2O2 + H2S = Na2HAsS3O + H2O.

Anschließend wird durch Einblasen von Luft durch die Lösung Schwefel in freier Form ausgefällt:

NaHAsS3O + ½O2 = Na2HAsS2O2 + S.

2) H2S wird in konzentrierter Form aus Gasen isoliert. Dann wird seine Masse durch Luftsauerstoff zu Schwefel und teilweise zu SO2 oxidiert. Nach dem Abkühlen gelangen H2S und die entstehenden Gase (SO2, N2, CO2) in zwei aufeinanderfolgende Konverter, wo in Gegenwart eines Katalysators (aktiviertes Bauxit oder speziell hergestelltes Aluminiumgel) die folgende Reaktion abläuft:

2H2S + SO2 = 3S + 2H2O.

Die Herstellung von Schwefel aus SO2 basiert auf der Reaktion seiner Reduktion mit Kohle oder natürlichen Kohlenwasserstoffgasen. Manchmal wird diese Produktion mit der Verarbeitung von Pyriterzen kombiniert.