Produksi dan penggunaan belerang. Deskripsi belerang. Sifat fisik belerang
Belerang dan senyawanya termasuk golongan pestisida yang paling penting.
Belerang adalah padatan berwarna kuning. Ada varietas kristal dan amorf. Belerang tidak larut dalam air, ia larut dengan baik dalam karbon disulfida, anilin, fenol, benzena, bensin, dan buruk dalam alkohol dan kloroform. Pada suhu tinggi ia bergabung dengan oksigen, logam, dan banyak non-logam. Tersedia dalam bentuk bubuk pembasah 80-90%, belerang koloidal 70-75%, dan belerang tanah.
Belerang tanah tidak larut dalam air dan sulit dibasahi olehnya.
Belerang koloid Ia dibasahi dengan baik dengan air dan, ketika dikocok atau diaduk, menghasilkan suspensi keruh yang persisten. Menguap dengan lemah dan lambat.
Diproduksi dan diangkut dalam tong logam dan kayu; dan juga dalam kantong kertas yang diberi bahan tahan air. Jika disimpan dalam wadah yang longgar, belerang koloidal mengering, berubah menjadi gumpalan, dan kemudian tercampur sangat buruk dengan air.
Dalam peternakan, sulfur koloidal digunakan untuk memerangi psoroptosis pada sapi dengan cara menyemprot hewan dengan suspensi berair 3% dengan konsumsi 3-4 liter per hewan, dua kali, dengan selang waktu 7-10 hari.
Belerang memiliki tingkat racun yang rendah. Keracunan akut saat bekerja dengannya tidak termasuk. Namun, jika terhirup dalam waktu lama dapat menyebabkan masalah pernafasan.
Stek belerang- belerang cair berubah bentuk menjadi silinder. menyala. Ketika 1,4 g dibakar, diperoleh 1 liter sulfur dioksida. Efek antiparasit belerang disebabkan oleh pembentukan belerang dioksida, hidrogen sulfida, oksigen, dengan adanya uap air, alkali dan senyawa organik. Pada konsentrasi 5-8%, belerang memiliki efek melembutkan, keratoplastik, anti-inflamasi dan anti-gatal yang lemah, dan dalam konsentrasi tinggi, karena pembentukan asam sulfat dan belerang, efek iritasi, pengeringan dan keratolitik berkembang. Stek belerang digunakan untuk mengobati hewan yang menderita kudis, trikofitosis, mikrosporia, furunculosis, seborrhea, eksim, dermatitis dalam bentuk salep belerang murni 10-30% atau salep belerang endapan 5-10 dan 20%, serta dalam bentuk dari obat gosok dan debu.
Untuk pengobatan kudis, gunakan salep belerang (belerang 6 bagian, sabun hijau - 8, kalium karbonat - 1 dan petroleum jelly - 10 bagian).
Belerang yang dimurnikan- belerang, bebas dari segala kotoran, diproduksi dalam bentuk bubuk dalam wadah tertutup rapat. Belerang yang dimurnikan memiliki efek antiparasit dan penawar racun terhadap banyak keracunan. Ini digunakan dalam semua kasus sebagai pemotongan belerang.
Belerang diendapkan- dimurnikan dari banyak kotoran. menyala. Ketika dibakar, sulfur dioksida terbentuk, yang memiliki efek antiparasit dan insektisida. Farmakodinamik dan mekanisme kerjanya sama dengan pemotongan belerang. Tersedia dalam bentuk bubuk, dalam toples tertutup rapat.
Sodium sulfat- zat yang mengandung belerang dengan efek antiparasit. Mekanisme kerjanya adalah pembentukan sulfur dioksida dan sulfur selama interaksi molekul natrium tiosulfat dengan molekul asam atau garam asam, akibatnya proses redoks pada parasit berubah secara dramatis.
Diproduksi dalam bentuk bubuk, yang harus disimpan dalam wadah tertutup rapat.
Demo- obat akarisidal, yang meliputi komponen belerang dan tambahan. Ini adalah obat gosok berwarna coklat muda dengan bau spesifik yang lemah. Obat ini diproduksi dalam botol kaca atau plastik dengan kapasitas 10, 15 dan 20 ml. Simpan demo pada suhu 0-25°C di tempat terlindung dari cahaya. Umur simpan - 2 tahun sejak tanggal pembuatan.
Demos aktif melawan tungau sarcoptoid - agen penyebab kudis psoroptik pada kelinci, kudis otodectic pada karnivora, notoedrosis pada kucing, serta melawan agen penyebab demodicosis pada anjing.
Obat ini memiliki toksisitas rendah terhadap hewan berdarah panas, tidak memiliki efek iritasi atau sensitisasi.
Saat merawat hewan yang menderita kudis telinga, pertama-tama bersihkan daun telinga dari keropeng dengan kapas yang dibasahi alkohol kapur barus, kemudian suntikkan 1,5-3,0 ml demo ke dalam daun telinga menggunakan pipet dan pijat ringan daun telinga di pangkalnya. Jika bagian tubuh lain terkena, obat digosokkan ke daerah yang terkena menggunakan kapas dengan jarak 0,1-0,3 cm pada kulit sehat yang berdekatan.
Hewan dengan area lesi kulit yang luas diobati dalam 2 dosis, dengan selang waktu 1 hari, mengoleskan obat terlebih dahulu pada separuh dan kemudian pada separuh permukaan tubuh yang terkena.
Tolong(difenil disulfida), C12H10S2. Diperoleh dengan mencampurkan minyak batubara 22-42%, difenil sulfida 6-10%, pengemulsi OP-7 (rosin) atau OP-10 (neonol) - 15-20% dan air hingga 100%. Difenil disulfida diproduksi sebagai produk sampingan dalam produksi fenol tar batubara.
Plizon adalah cairan berminyak homogen berwarna gelap. Emulsi berair obat ini stabil selama 4 jam pada suhu kamar. Obat ini memiliki toksisitas rendah; ketika dioleskan pada kulit, LD50 adalah 12.500 mg/kg. Emulsi plison 0,5% (konsentrasi terapeutik) dapat ditoleransi dengan baik oleh domba dan tidak disertai dengan perubahan gambaran morfologi darah. Plizone 2% menyebabkan penurunan aktivitas kolinesterase dan alkaline fosfatase pada hari pertama setelah pembelian, tanpa manifestasi tanda klinis toksikosis.
Plizon, menurut penelitian O.D. Yanyshevsky et al., diekskresikan dari organ dalam dan jaringan domba yang diberi emulsi 0,5% setelah 40 hari, dan dari lemak setelah 65 hari. Pada hewan yang diberi emulsi plison 0,25%, difenil disulfida tidak ada di organ dalam dan jaringan setelah 20 hari. Ini bertahan pada wol domba hingga 5 bulan dalam jumlah 15,1 mg/kg. Itu tidak diekskresikan dalam susu domba betina yang menyusu.
Lepran- produk yang mengandung belerang dari pengolahan tar batubara benzothiophene. Cairannya berwarna coklat tua dengan bau minyak batu bara. Ketika dicampur dengan air, lepran membentuk emulsi coklat muda yang stabil. Obat tersebut terdiri dari benzothiophene - 10-14%, minyak batubara 57-64, pengemulsi 25-30 dan air hingga 100%. Lepran memiliki toksisitas rendah, LD50-nya saat membeli domba adalah 14250 mg/kg. Koefisien akumulasi lebih dari 5,28 menunjukkan sifat kumulatif yang lemah, dan tidak memiliki sifat alergi atau iritasi pada kulit dan selaput lendir. Saat merawat domba (pembelian satu kali) dengan emulsi leprane 2% (0,22% DDV), menurut penelitian B.A. Timofeev, obat tersebut tidak memiliki sifat mutagenik, tidak mengubah parameter hematologi fosfatase, indikator veteriner dan sanitasi kualitas daging domba. 50 hari setelah pengobatan, benzothiophene tidak terdeteksi pada organ dan jaringan domba, dagingnya layak untuk dilepaskan dan dijual untuk keperluan makanan. Benzothiophene tidak diekskresikan dalam susu, obat ini dapat digunakan untuk mengobati domba hamil dan menyusui.
Dalam kasus keracunan hewan dengan obat yang mengandung belerang, karbon aktif, magnesia yang terbakar, dan obat pencahar digunakan secara internal.
Pada golongan VIA, belerang juga merupakan unsur kimia yang banyak dikenal dan tersebar luas di alam. Di kerak bumi, belerang ditemukan dalam bentuk sejumlah mineral yang kaya akan endapan. Belerang asli sering ditemukan, mis. zat sederhana S (S 8). Senyawa belerang dengan logam sangat umum terjadi. Banyak dari mereka yang paling berharga sebagai bijih untuk produksi logam: kilau timbal PbS, campuran seng ZnS, kilau tembaga CuS, dll. Mineral pirit FeS 2 (pirit besi), yang membentuk kristal kubik berwarna kuningan, terutama berfungsi sebagai a bahan baku produksi asam sulfat.
Beberapa sulfat juga tersebar luas. Mineral gipsum dan anhidrit (kristal hidrat CaS0 4 2H 2 0 dan kalsium sulfat anhidrat) terbentuk di seluruh pegunungan di beberapa tempat. Magnesium dan natrium sulfat ditemukan di air laut. Kristal transparan dibentuk oleh strontium sulfat SrS0 4 - celestine. Barit, atau heavy spar BaS0 4, banyak digunakan untuk produksi putih dan sebagai bahan pengisi di industri kertas dan karet. Misalnya, lapisan barit diaplikasikan pada kertas foto. Batubara mengandung belerang dalam jumlah besar dan bila dibakar akan dilepaskan ke atmosfer. Oksida cepbi(IV) S0 2 selalu ada di udara. Jika belerang ini diekstraksi dari produk pembakaran batu bara, produksi bijih belerang tradisional dapat dikurangi secara drastis. Pada saat yang sama, dampak buruk S0 2 terhadap vegetasi dan badan air tawar akan berkurang. Belerang selalu ada dalam protein, karena asam amino sistein dan metionin mengandung belerang. Massa total belerang dalam tubuh manusia adalah 120 g.
Produksi belerang dunia melebihi 60 juta ton, lebih dari separuhnya digunakan untuk produksi asam sulfat, dan sisanya untuk produksi sulfit, karet, dan produk pengendalian hama di bidang pertanian.
Belerang alami terdiri dari empat isotop stabil, dengan 95% campuran ini adalah isotopnya
Dari segi sifat kimianya, belerang tidak menunjukkan kemiripan yang signifikan dengan oksigen. Hal utama yang menyatukan kedua unsur ini adalah keadaan divalen dalam senyawa dengan sebagian besar unsur kimia. Perlu dicatat bahwa dalam senyawa antara oksigen dan belerang, oksigen tetap bervalensi dua, dan belerang dapat bervalensi empat atau enam. Tingkat valensi belerang yang lebih tinggi dimungkinkan karena kehadirannya
gratis 3
Salah satu sifat penting dan khas atom belerang adalah kemampuannya membentuk rantai:
Jika atom oksigen digabungkan menjadi rantai yang terdiri lebih dari tiga atom (dalam satu molekul ozon), maka belerang dalam kondisi tertentu menghasilkan rantai yang terdiri dari ratusan ribu atom. Dua atom belerang yang saling berhubungan -8-8- sering kali berfungsi sebagai jembatan dalam molekul protein.
Sulfur. Zat sederhana
Belerang sebagai zat sederhana membentuk beberapa varietas. Belerang biasa adalah zat berwarna kuning, kristal, dan rapuh yang disebut belerang belah ketupat. Kristal belerang alami yang indah ditemukan di tempat munculnya gas vulkanik (Kamchatka, Kepulauan Kuril). Belerang belah ketupat, stabil dalam kondisi normal, meleleh pada suhu 112,8°C. Namun belerang cair pada suhu 119°C mulai mengkristal dalam bentuk kristal berbentuk jarum berwarna kuning tua dari sistem monoklinik. Jadi, belerang membentuk dua fase padat yang berbeda, tetapi belerang ortorombik stabil di bawah 112,8°C. Titik didih belerang adalah 444,6°C. Belerang tidak larut dalam air, tetapi larut dalam karbon disulfida dan benzena.
Belerang padat dan larutannya terdiri dari molekul 8 8 . Ini adalah molekul cincin yang berbentuk seperti mahkota (Gbr. 19.3).
Beras. 19.3.
Saat menulis reaksi kimia, struktur molekul belerang biasanya tidak diperhitungkan dan ditulis dalam bentuk atom. Di atas titik leleh, belerang berangsur-angsur menjadi gelap dan pada ~250°C berubah menjadi massa kental berwarna merah-coklat, terdiri dari rantai sangat panjang 8 R.
Di atas 300°C, belerang kembali menjadi cairan bergerak. Belerang yang mendidih menghasilkan uap berwarna kuning jingga. Uap belerang mengandung molekul B 8, 5 b, 8 4 dan $2. Molekul 5 2 memiliki struktur yang mirip dengan molekul oksigen 0 2.
Jika belerang cair, dipanaskan hingga mendidih, dituangkan ke dalam air dingin (Gbr. 19.4), ia berubah menjadi massa berwarna coklat, lembut, kenyal yang membentang menjadi benang. Belerang jenis ini disebut plastik abu-abu. Ini terdiri dari molekul B zigzag yang sangat panjang, di mana P mencapai 100.000 atau lebih. Dalam waktu singkat, belerang plastik menjadi rapuh, berubah warna menjadi kuning dan lambat laun berubah menjadi belerang belah ketupat 5 8 .
Beras. 19.4.
Belerang diekstraksi langsung dari endapan alam. Belerang yang diekstraksi disuling untuk pemurnian dalam tungku pemurnian khusus. Pertama, uap belerang memasuki ruangan batu bata besar. Pada dinding yang dingin, belerang mengendap dalam bentuk bubuk kuning muda yang disebut warna belerang. Pada dinding yang panas dengan suhu sekitar 120°C, belerang berubah menjadi cairan, kemudian dilepaskan ke dalam cetakan kayu, kemudian mengeras dalam bentuk batang. Belerang yang diperoleh dengan cara ini disebut Cherenkova.
Ada juga banyak reaksi yang diketahui di mana belerang dilepaskan dari zat kompleks. Belerang dibentuk dengan mencampurkan gas hidrogen sulfida dan gas seionik:
Pembakaran hidrogen sulfida dalam kondisi kekurangan oksigen juga menyebabkan pembentukan belerang (lihat di bawah).
Oksida belerang (IU) dan karbon (H) bereaksi menghasilkan belerang dengan adanya katalis:
Reaksi ini digunakan untuk memurnikan produk pembakaran bahan bakar dari kotoran belerang.
Belerang dapat diperoleh melalui reaksi dalam larutan air. Ketika asam klorida ditambahkan ke larutan natrium tiosulfat Na 2 5 2 0 3, cairan menjadi keruh, dan belerang halus berwarna kuning muda secara bertahap mengendap:
Transformasi kimia belerang terjadi terutama selama pemanasan. Tanpa partisipasi reagen lain, belerang membentuk sejumlah molekul berbeda:
Belerang bergabung dengan hampir semua non-logam dan logam. Reaksi; hidrogen reversibel:
Belerang bereaksi dengan halogen, membentuk senyawa dalam keadaan di- dan tetravalen. Hanya dengan kelebihan fluor maka senyawa gas stabil BR 6 terbentuk.
Di udara dan oksigen, belerang terbakar dengan nyala biru:
Ketika belerang terbakar, suhunya melebihi 800°C, akibatnya kesetimbangan reaksi kedua bergeser ke kiri dan hanya ~5% belerang yang diubah menjadi $0 3.
Belerang bereaksi dengan logam dengan pelepasan panas yang besar. Ketika campuran bubuk belerang dan seng dinyalakan, terjadi kilatan cahaya. Seng sulfida putih terbentuk:
Belerang bereaksi lebih mudah dengan beberapa unsur ^ pada periode ke-5 dan ke-6 daripada oksigen. Perak tahan terhadap oksigen, tetapi bila dicampur dengan belerang tanpa pemanasan akan membentuk sulfida coklat:
Belerang bereaksi dengan oksida, asam dan garam yang menunjukkan sifat pengoksidasi kuat:
Ketika dipanaskan dengan larutan alkali, belerang bereaksi dengan cara yang sama seperti halogen, yaitu. disorporsi:
Atom belerang dari zat sederhana dapat menempel pada belerang di beberapa zat kompleks:
Sebagai hasilnya polisulfida natrium mengandung rantai atom belerang dengan muatan negatif di ujungnya:
Larutan natrium sulfit bereaksi dengan belerang ketika direbus:
Larutan tidak berwarna yang dihasilkan mengandung garam tiosulfur asam - natrium tiosulfat.
DEFINISI
Sulfur- elemen keenam belas dari Tabel Periodik. Penunjukan - S dari bahasa Latin "belerang". Bertempat di periode ketiga, grup VIA. Mengacu pada non-logam. Muatan inti adalah 16.
Belerang terdapat di alam baik dalam keadaan bebas (belerang asli) maupun dalam berbagai senyawa. Senyawa belerang dengan berbagai logam sangat umum terjadi. Banyak di antaranya merupakan bijih berharga (misalnya, kilap timbal PbS, zinc blende ZnS, kilap tembaga Cu 2 S) dan berfungsi sebagai sumber logam non-besi.
Di antara senyawa belerang, sulfat juga umum ditemukan di alam, terutama kalsium dan magnesium, dan terakhir, senyawa belerang banyak ditemukan pada organisme tumbuhan dan hewan.
Massa atom dan molekul belerang
Massa molekul relatif suatu zat (M r) adalah angka yang menunjukkan berapa kali massa suatu molekul lebih besar dari 1/12 massa atom karbon, dan massa atom relatif suatu unsur(A r) - berapa kali massa rata-rata atom suatu unsur kimia lebih besar dari 1/12 massa atom karbon.
Nilai massa atom dan molekul belerang adalah sama; mereka sama dengan 32.059.
Modifikasi alotropi dan alotropik belerang
Belerang ada dalam bentuk dua modifikasi alotropik - ortorombik dan monoklinik.
Pada tekanan normal, belerang membentuk kristal kuning rapuh yang meleleh pada suhu 112,8 o C; massa jenisnya adalah 2,07 g/cm3. Ini tidak larut dalam air, tetapi cukup larut dalam karbon disulfida, benzena dan beberapa cairan lainnya. Ketika cairan ini menguap, belerang dilepaskan dari larutan dalam bentuk kristal kuning sistem ortorombik, berbentuk segi delapan, yang biasanya sebagian sudut atau tepinya terpotong (Gbr. 1). Modifikasi belerang ini disebut belah ketupat.
Beras. 1. Modifikasi alotropik belerang.
Kristal dengan bentuk berbeda diperoleh jika lelehan belerang didinginkan secara perlahan dan, ketika sebagian mengeras, cairan yang belum sempat mengeras dikeringkan. Dalam kondisi ini, dinding pembuluh ditutupi dari dalam dengan kristal sistem monoklinik berbentuk jarum panjang berwarna kuning tua. Modifikasi belerang ini disebut monoklinik. Ia mempunyai massa jenis 1,96 g/cm3, meleleh pada suhu 119,3 o C dan hanya stabil pada suhu di atas 96 o C.
Isotop belerang
Diketahui bahwa di alam belerang dapat ditemukan dalam bentuk empat isotop stabil 32 S, 33 S, 34 S dan 36 S. Nomor massanya masing-masing adalah 32, 33, 34 dan 36. Inti atom isotop belerang 32 S mengandung enam belas proton dan enam belas neutron, dan isotop 33 S, 34 S dan 36 S mengandung jumlah proton yang sama, masing-masing tujuh belas, delapan belas dan dua puluh neutron.
Ada isotop belerang buatan dengan nomor massa 26 hingga 49, di antaranya yang paling stabil adalah 35 S dengan waktu paruh 87 hari.
Ion belerang
Tingkat energi terluar atom belerang memiliki enam elektron, yang merupakan elektron valensi:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 .
Akibat interaksi kimia, belerang dapat kehilangan elektron valensinya, yaitu menjadi donornya, dan berubah menjadi ion bermuatan positif atau menerima elektron dari atom lain, mis. menjadi akseptornya dan berubah menjadi ion bermuatan negatif:
S 0 -6e → S 6+ ;
S 0 -4e → S 4+ ;
S 0 -4e → S 2+ ;
Jadi +2e → S 2- .
Molekul dan atom belerang
Molekul belerang bersifat monoatomik - S. Berikut beberapa sifat yang menjadi ciri atom dan molekul belerang:
Contoh pemecahan masalah
CONTOH 1
| Latihan | Berapa massa belerang yang diperlukan untuk memperoleh aluminium sulfida Al 2 S 3 dengan berat 30 g? Dalam kondisi apa sulfida ini dapat diperoleh dari zat sederhana? |
| Larutan | Mari kita tulis persamaan reaksi produksi belerang sulfida: 2Al + 3S = Al 2 S 3. Mari kita hitung jumlah zat aluminium sulfida (massa molar - 150 g/mol): n(Al 2 S 3) = m(Al 2 S 3) / M(Al 2 S 3); n(Al 2 S 3) = 30/150 = 0,2 mol. Berdasarkan persamaan reaksi n(Al 2 S 3) : n(S) = 1:3, artinya: n(S) = 3 × n(Al 2 S 3); n(S) = 3 × 0,2 = 0,6 mol. Maka massa belerang akan sama (massa molar - 32 g/mol): m(S) = n(S) × M(S); DEFINISI Sulfur– unsur golongan VIA periode ke-3, termasuk dalam famili unsur p. Nomor seri 16. Konfigurasi elektronnya adalah 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4. Simbolnya adalah S. Massa atom relatif – 32 sma. Titik didih – 444.67C, titik leleh – 112.85C. Bukan metal. Sifat kimia belerangBelerang berinteraksi dengan zat sederhana - non-logam, menunjukkan sifat zat pereduksi. Belerang berinteraksi langsung hanya dengan fluor. Reaksi interaksi dengan logam lain terjadi ketika dipanaskan: S + F 2 = SF 6; 2S + Cl 2 = S 2 Cl 2; S + Cl 2 = SCl 2; 5S + 2P = P 2 S 5 ; S + H 2 = H 2 S; S + O 2 = JADI 2; 2S + Br 2 = S 2 Br 2. Dalam reaksi interaksi dengan zat sederhana - logam, belerang menunjukkan sifat zat pengoksidasi. Reaksi-reaksi ini terjadi ketika dipanaskan dan sangat hebat: 2Na + S = Na 2 S; 2Al + 3S = Al 2 S 3; Belerang bereaksi dengan zat kompleks. Ia mampu larut dalam asam pekat dan alkali cair, dan dalam kasus terakhir, belerang tidak proporsional. Reaksi-reaksi ini terjadi ketika campuran reaksi mendidih: 3S + 6KOH = K 2 JADI 3 + 2K 2 S + 3H 2 O; S + 6HNO 3 = H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O; S + 2H 2 JADI 4 = 3JADI 2 + 2H 2 O. Ketika belerang bereaksi dengan logam sulfida, polisulfida terbentuk: Na 2 S + S = Na 2 S 2. Sifat fisik belerangBelerang adalah zat kristal berwarna kuning. Itu ada dalam bentuk dua modifikasi alotropik - α-sulfur (kisi kristal ortorombik) dan β-sulfur (kisi kristal monoklinik), serta bentuk amorf - belerang plastik (Gbr. 1). Dalam keadaan kristal, belerang dibangun dari molekul S8 siklik non-planar. Belerang sulit larut dalam etanol, tetapi larut dalam karbon disulfida dan amonia cair. Tidak bereaksi dengan air cair dan yodium. Beras. 1. Bentuk-bentuk keberadaan belerang. Produksi dan penggunaan belerangDalam skala industri, belerang diperoleh dari endapan alami belerang asli. Belerang merupakan bahan baku produksi asam sulfat. E1 digunakan dalam industri kertas, pertanian, karet, pewarna, bubuk mesiu, dll. Belerang telah banyak digunakan dalam pengobatan, misalnya belerang dimasukkan dalam berbagai salep dan bedak yang digunakan untuk penyakit kulit, dll. Contoh pemecahan masalahCONTOH 1 SULFUR Melarutkan belerang Belerang, yang diketahui tidak larut dalam air dan larut dalam jumlah kecil dalam benzena, alkohol atau eter, larut sempurna dalam karbon disulfida cs2. Jika Anda perlahan-lahan menguapkan larutan sejumlah kecil belerang dalam karbon disulfida pada kaca arloji, Anda akan mendapatkan kristal besar yang disebut belah ketupat atau a-belerang. Namun jangan lupakan sifat mudah terbakar dan toksisitas karbon disulfida, jadi matikan semua pembakar dan letakkan kaca arloji di bawah angin atau di depan jendela. Bentuk lain - monoklinik atau b-cepa - dapat diperoleh dengan sabar mengkristalkan jarum sepanjang 1 cm dari toluena (toluena juga mudah terbakar!). Produksi hidrogen sulfida dan eksperimen dengannya Tempatkan sedikit (seukuran kacang polong) besi sulfida yang dihasilkan ke dalam tabung reaksi dan tambahkan asam klorida encer. Zat berinteraksi dengan pelepasan gas yang hebat: fes + 2hcl = h2s + fecl2 Bau telur busuk yang tidak sedap berasal dari tabung reaksi - ini adalah hidrogen sulfida yang menguap. Jika Anda melewatkannya melalui air, sebagian akan larut. Asam lemah terbentuk, larutan yang sering disebut air hidrogen sulfida. Sangat hati-hati saat bekerja dengan hidrogen sulfida, karena gas ini hampir sama beracunnya dengan asam hidrosianat hcn. Menyebabkan kelumpuhan saluran pernapasan dan kematian jika konsentrasi hidrogen sulfida di udara 1,2-2,8 mg/l. Secara kimia, hidrogen sulfida dideteksi menggunakan kertas reagen timbal basah. Untuk mendapatkannya, kita membasahi kertas saring dengan larutan encer timbal asetat atau nitrat, mengeringkannya dan memotongnya menjadi strip selebar 1 cm Hidrogen sulfida bereaksi dengan ion timbal menghasilkan pembentukan timbal sulfida hitam. Cara ini dapat mendeteksi hidrogen sulfida pada produk makanan busuk (telur, daging). Kami merekomendasikan produksi hidrogen sulfida menggunakan metode kering, karena dalam hal ini aliran gas dapat dengan mudah diatur dan dimatikan pada waktu yang tepat. Untuk tujuan ini, lelehkan sekitar 25 g parafin dalam cangkir porselen dan campurkan 15 g belerang dengan lelehan tersebut. Kemudian matikan kompor dan aduk adonan hingga mengeras. Giling massa padat dan simpan untuk percobaan lebih lanjut. Jika diperlukan untuk memperoleh hidrogen sulfida, kami memanaskan beberapa potong campuran parafin dan belerang dalam tabung reaksi hingga suhu di atas 170°C. Ketika suhu meningkat, keluaran gas meningkat, dan jika pembakar dihilangkan, maka pembakaran akan berhenti. Selama reaksi, hidrogen parafin berinteraksi dengan belerang sehingga terbentuk hidrogen sulfida, dan karbon tetap berada di dalam tabung reaksi, misalnya: c40h82 + 41s = 41h2s + 40c Kami memperoleh sulfida Untuk memeriksa warna sulfida logam yang diendapkan, mari kita melewatkan hidrogen sulfida melalui larutan berbagai garam logam. Sulfida mangan, seng, kobalt, nikel, dan besi akan mengendap jika lingkungan basa tercipta dalam larutan (misalnya, dengan menambahkan amonium hidroksida). Timbal, tembaga, bismut, kadmium, antimon, dan timah sulfida akan mengendap dalam larutan asam klorida. Pembakaran hidrogen sulfida Setelah melakukan uji pendahuluan untuk meledakkan gas, mari kita nyalakan hidrogen sulfida yang keluar dari tabung kaca yang ditarik di bagian akhir. Hidrogen sulfida terbakar dengan nyala api pucat dengan lingkaran cahaya biru: ЗН2s + ЗО2 = 2h2o + 2so2 Akibat pembakaran, dihasilkan sulfur oksida (iv) atau sulfur dioksida. Ia mudah dikenali dari baunya yang menyengat dan warna merah pada kertas lakmus biru basah. Jika akses terhadap oksigen tidak mencukupi, hidrogen sulfida hanya dioksidasi menjadi belerang. Karbon aktif secara katalitik mempercepat proses ini. Metode ini sering digunakan untuk pemurnian halus gas industri, yang kandungan sulfurnya tidak boleh melebihi 25 g/m3: 2h2s + O2 = 2H2O + 2s Tidak sulit untuk mereproduksi proses ini. Diagram instalasi ditunjukkan pada gambar. Yang utama adalah melewatkan udara dan hidrogen sulfida melalui karbon aktif dengan perbandingan 1:3. Belerang kuning akan dilepaskan pada karbon. Karbon aktif dapat dibersihkan dari belerang dengan mencucinya dalam karbon disulfida. Dalam teknologi, larutan amonium sulfida (nh4)2s paling sering digunakan untuk tujuan ini. Eksperimen dengan asam sulfat Sulfur oksida (iv) - sulfur dioksida - sangat larut dalam air, menghasilkan pembentukan asam sulfat: h2o + jadi2 = h2so3 Ini membunuh kuman dan memiliki efek memutihkan; Di tempat pembuatan bir dan kilang anggur, tong difumigasi dengan belerang. Sulfur dioksida juga digunakan untuk memutihkan keranjang anyaman, wol basah, jerami, katun dan sutra. Noda Dari blueberry, misalnya, mereka tersingkir jika Anda menyimpan area lembab dan terkontaminasi dalam “uap” belerang yang terbakar untuk waktu yang lama. Mari kita periksa efek pemutihan dari asam belerang. Caranya, mari kita turunkan silinder yang potongan belerangnya telah terbakar selama beberapa waktu, ke dalam berbagai benda berwarna (bunga, potongan kain basah, kertas lakmus penting, dll), tutup silinder dengan baik dengan pelat kaca dan tunggu untuk sementara. Siapa pun yang pernah mempelajari struktur atom unsur tahu bahwa atom belerang memiliki enam elektron valensi di orbit terluarnya. Oleh karena itu, belerang dapat menjadi senyawa heksavalen maksimal. Bilangan oksidasi ini sesuai dengan sulfur oksida (vi) dengan rumus so3. Ini adalah anhidrida sulfur: h2o + jadi3 = h2so4 Ketika belerang dibakar dalam kondisi normal, belerang oksida (iv) selalu dihasilkan. Dan jika sejumlah sulfur oksida (vi) terbentuk, maka paling sering ia segera terurai di bawah pengaruh panas menjadi sulfur oksida (iv) dan oksigen: 2so3 = 2so2 + o2 Dalam produksi asam sulfat, masalah utamanya adalah konversi so2 menjadi so3. Untuk tujuan ini, dua metode sekarang digunakan: ruang (atau lebih baik - menara) dan kontak. (lihat percobaan "Pembuatan asam sulfat) Pembuatan asam sulfat Metode kamar
Jika labu sudah terisi gas, tutup dengan sumbat tiga lubang. Dalam satu, seperti yang ditunjukkan pada gambar, kami memasukkan tabung kaca yang ditekuk pada sudut kanan, dihubungkan ke outlet samping tabung reaksi, di mana, ketika potongan tembaga dan asam nitrat berinteraksi, oksida nitrat terbentuk (iv): 4hno3 + Cu = cu(no3)2 + 2h2o + 2no2 Konsentrasi asam harus sekitar 60% (berat). Perhatian! no2 adalah racun yang kuat! Ke dalam lubang lain kita akan memasukkan tabung kaca yang dihubungkan dengan tabung reaksi, yang nantinya akan mengalirkan uap air. Di lubang ketiga kami memasukkan sepotong tabung pendek dengan katup Bunsen - selang karet pendek dengan slot. Pertama, mari kita buat aliran nitrogen oksida yang kuat ke dalam labu. (Hati-hati! Racun!) Tapi belum ada reaksi. Labu tersebut berisi campuran no2 coklat dan so2 tidak berwarna. Begitu kita mengeluarkan uap air, terjadi perubahan warna yang menandakan bahwa reaksi telah dimulai. Di bawah pengaruh uap air, nitrogen oksida (iv) mengoksidasi sulfur oksida (iv) menjadi sulfur oksida (vi), yang segera berinteraksi dengan uap air, berubah menjadi asam sulfat: 2no2 + 2so2 = 2no + jadi3 Kondensat yang tidak berwarna akan terkumpul di dasar labu, dan kelebihan gas serta uap akan keluar melalui katup Bunsen. Mari kita tuangkan cairan tak berwarna dari labu ke dalam tabung reaksi, periksa reaksi asam dengan kertas lakmus dan deteksi ion sulfat so42- dari asam sulfat yang dihasilkan dengan menambahkan larutan barium klorida. Endapan barium sulfat berwarna putih kental akan menunjukkan kepada kita bahwa percobaan berhasil. Dengan prinsip ini, namun dalam skala yang jauh lebih besar, asam sulfat diproduksi dalam teknologi. Sebelumnya, ruang reaksi dilapisi dengan timbal karena tahan terhadap uap asam sulfat. Dalam instalasi menara modern, reaktor berbasis keramik digunakan. Namun asam sulfat dalam jumlah yang lebih besar kini diproduksi menggunakan metode kontak. Metode kontak
4fes2 + 11O2 = 3fe2o3 + 8so2 Besi(iii) oksida yang dihasilkan dikeluarkan dari tungku sebagai kerak dan diproses lebih lanjut di pabrik produksi besi. Hancurkan beberapa potong pirit dalam mortar dan masukkan ke dalam tabung kaca tahan api, yang kami tutup dengan sumbat berlubang. Kemudian gunakan pembakar untuk memanaskan tabung dengan kuat, sekaligus mengalirkan udara melaluinya menggunakan bola karet. Agar debu yang mudah menguap dari gas pemanggangan mengendap, kami akan membawanya ke dalam bejana kaca kosong, dan dari itu ke dalam tabung tahan api kedua, yang berisi katalis yang dipanaskan hingga 400-500 °C. Dalam teknologi, vanadium (v) oksida v2o5 atau natrium vanadat navo3 paling sering digunakan sebagai katalis, dan untuk tujuan ini kita akan menggunakan oksida besi merah (iii) fe2O3. Oleskan besi oksida yang telah ditumbuk halus pada glass wool yang kita distribusikan dalam tabung sepanjang 5 cm, panaskan tabung yang berisi katalis hingga mencapai api merah. Pada katalis, sulfur oksida (iv) berinteraksi dengan oksigen atmosfer; akibatnya terbentuk oksida belerang (vi). 2so2 + o2 = 2so3 yang kami bedakan dari kemampuannya membentuk kabut di udara lembab. Kumpulkan so2 dalam labu kosong dan, sambil dikocok kuat-kuat, campur dengan sedikit air. Kami akan memperoleh asam sulfat - kami akan membuktikan keberadaannya, seperti pada metode sebelumnya. Anda juga dapat menempatkan wol kaca dan katalis yang dipisahkan ke dalam salah satu tabung kaca. Anda juga dapat mengerjakan tabung reaksi dengan saluran keluar samping. Mari kita masukkan pirit ke dalam tabung reaksi, selapis wol kaca di atasnya, dan kemudian wol kaca dengan katalis. Kami memasukkan udara dari atas ke dalam tabung, yang harus dekat dengan katalis. Pada cabang samping kita akan memasang tabung yang ditekuk miring, yang mengarah ke dalam tabung reaksi. Jika tidak ada pirit, maka dalam tabung reaksi dengan saluran keluar samping kita akan memperoleh sulfur oksida (iv) dari natrium sulfit atau hidrosulfit asam sulfat, dan kemudian melewatkan gas yang dihasilkan ke katalis bersama dengan aliran udara atau oksigen. Kromium oksida (III) juga dapat digunakan sebagai katalis, yang harus dikalsinasi dalam wadah besi dan ditumbuk halus dalam mortar. Untuk tujuan yang sama, Anda dapat merendam pecahan tanah liat dengan larutan besi (ii) sulfat dan kemudian mengkalsinasinya dengan kuat. Dalam hal ini, bubuk halus besi oksida (iii) terbentuk di atas tanah liat. Asam dari gipsum Jika terdapat sedikit logam sulfida (seperti, misalnya, di Jerman), produk awal untuk produksi asam sulfat dapat berupa caso4 anhidrit dan caso4-h2o gipsum. Metode untuk memperoleh sulfur oksida (iv) dari produk ini dikembangkan oleh Müller dan Kuehne 60 tahun yang lalu.
caso4 + 2c = cas + 2co2 cas + 3caso4 = 4cao + 4so2 Kalsium sulfat dapat terurai dalam kondisi laboratorium hanya jika digunakan pada suhu tinggi yang sesuai. Kami akan bekerja dengan peralatan yang serupa dengan yang digunakan untuk menembakkan pirit, hanya saja kami akan mengambil tabung porselen atau besi untuk pembakaran. Tutup tabung dengan sumbat yang dibungkus kain asbes untuk insulasi termal. Kami akan memasukkan kapiler ke dalam lubang di sumbat pertama, dan ke dalam sumbat kedua, tabung kaca sederhana, yang akan kami sambungkan dengan botol cuci yang setengah diisi air atau larutan fuchsin. Mari kita siapkan campuran reaksi sebagai berikut. Giling 10 g gipsum, 5 g kaolin (tanah liat) dan 1,5 g bubuk karbon aktif dalam mortar. Keringkan campuran dengan cara memanaskannya beberapa waktu pada suhu 200 °C dalam cawan porselen. Setelah dingin (sebaiknya dalam desikator), tambahkan campuran ke tengah tabung pembakaran. Pada saat yang sama, perhatikan untuk memastikan bahwa itu tidak memenuhi seluruh penampang tabung. Kemudian kami memanaskan tabung dengan kuat menggunakan dua pembakar (satu dari bawah, yang kedua miring dari atas) dan, ketika tabung dipanaskan, kami mengalirkan aliran udara yang tidak terlalu kuat ke seluruh sistem. Dalam waktu 10 menit, akibat terbentuknya asam belerang, larutan fuchsin dalam botol pencuci akan berubah warna. Matikan pompa jet air dan hentikan pemanasan. Suhu tinggi juga bisa kita peroleh jika kita membungkus tabung porselen sekencang mungkin dengan koil pemanas 750-1000 W (lihat gambar). Kami menghubungkan ujung spiral dengan kawat tembaga tebal, yang juga kami lilitkan di sekeliling tabung berkali-kali, lalu mengisolasinya dengan manik-manik porselen dan menghubungkannya ke steker. (Hati-hati saat bekerja dengan tegangan 220 V!) Tentu saja, obor kaca atau obor las juga dapat berguna sebagai sumber pemanas. Teknik ini bekerja dengan campuran anhidrit, kokas, tanah liat, pasir dan pirit cinder fe2o3. Konveyor cacing mengirimkan campuran tersebut ke tungku tabung berputar sepanjang 70 meter, tempat batubara yang dihaluskan dibakar. Suhu di ujung tungku, di lokasi pembakaran, kira-kira 1400 °C. Pada suhu ini, kapur tohor yang terbentuk selama reaksi menyatu dengan tanah liat, pasir, dan abu pirit membentuk klinker semen. Klinker yang didinginkan digiling dan dicampur dengan beberapa persen gipsum. Semen Portland berkualitas tinggi yang dihasilkan mulai dijual. Dengan penerapan dan pengendalian proses yang cermat, dari 100 ton anhidrit (ditambah tanah liat, pasir, kokas, dan abu pirit) dapat diperoleh sekitar 72 ton asam sulfat dan 62 ton klinker semen. Asam sulfat juga dapat diperoleh dari kieserite (magnesium sulfat mgso4 -H2O). Untuk percobaannya kita akan menggunakan pengaturan yang sama seperti untuk penguraian gipsum, namun kali ini kita akan mengambil tabung yang terbuat dari kaca tahan api. Kami memperoleh campuran reaksi dengan mengkalsinasi 5 g magnesium sulfat dalam mangkuk porselen, dan 0,5 g karbon aktif dalam wadah besi berpenutup, lalu mencampurkannya dan menumbuhkannya dalam mortar hingga menjadi berdebu. Pindahkan campuran ke dalam wadah porselen dan masukkan ke dalam tabung reaksi. Massa putih yang akan diperoleh pada akhir percobaan dalam wadah porselen terdiri dari magnesium oksida. Secara teknologi diolah menjadi semen Sorel yang menjadi bahan dasar produksi xilolit. Produksi produk turunan seperti klinker semen dan xilolit, yang penting bagi industri konstruksi, menjadikan produksi asam sulfat dari bahan baku lokal sangat ekonomis. Pengolahan bahan antara dan produk sampingan menjadi bahan mentah atau produk akhir yang berharga merupakan prinsip penting dalam industri kimia. Ayo beli xilolit Campurkan magnesium oksida dan serbuk gergaji dalam jumlah yang sama dengan larutan magnesium klorida dan oleskan lapisan bubur yang dihasilkan setebal 1 cm ke substrat. Setelah 24-48 jam massa akan mengeras seperti batu. Tidak terbakar, bisa dibor, digergaji dan dipaku. Dalam pembangunan rumah, xylolite digunakan sebagai bahan lantai. Serat kayu, dikeraskan tanpa mengisi celah dengan semen Sorel (semen magnesium), dipres dan direkatkan menjadi pelat, digunakan sebagai bahan bangunan ringan, tahan panas dan suara (lempengan Heraclitus). Pilihan Editor
Baru
Populer
|
Mari kita isi bejana besar (labu alas bulat 500 ml) dengan sulfur oksida (iv) so2, masukkan potongan belerang yang terbakar ke dalamnya sebentar atau suplai gas dari peralatan tempat belerang itu terbentuk. Sulfur oksida (iv) juga dapat dibuat dengan relatif mudah dengan memasukkan asam sulfat pekat ke dalam larutan natrium sulfit na2so3 pekat. Dalam hal ini, asam sulfat, karena lebih kuat, akan menggantikan asam lemah dari garamnya.
Berbagai keju digunakan dalam produksi asam sulfat.Belerang murni mulai digunakan hanya pada tahun 60an. Dalam kebanyakan kasus, perusahaan memproduksi sulfur oksida (iv) dengan memanggang bijih sulfida. Dalam tanur tabung putar atau tanur multi-dek, pirit bereaksi dengan oksigen atmosfer menurut persamaan berikut:
Metode untuk memproduksi asam sulfat dari anhidrit akan terus menjadi penting di masa depan, karena asam sulfat adalah produk kimia yang paling umum. Sulfat dapat terurai pada suhu tinggi (hingga 2000 °C). Müller menemukan bahwa suhu penguraian kalsium sulfat dapat dikurangi hingga 1200 °C dengan menambahkan kokas yang digiling halus. Pertama, pada suhu 900 °C, kokas mereduksi kalsium sulfat menjadi sulfida, yang selanjutnya, pada suhu 1200 °C, bereaksi dengan sulfat yang tidak terurai; dalam hal ini terbentuk sulfur oksida (iv) dan kapur tohor: