МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра «Прикладна екологія та охорона навколишнього середовища»
КУРСОВА РОБОТА
з дисципліни «ЗАГАЛЬНА ТА НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ»
на тему:
«Сірка та її сполуки»
Виконавець:
студент групи __________ ____________ _______________
Керівник:
__________________________________ _______________
Донецьк, 2009
РЕФЕРАТ
Курсова робота: ______________________________________
Метою роботи є вивчення фізичних та хімічних властивостей сірки, а також її сполук.
У роботі розглянутіосновні властивості елементу та його сполук. Описані їх фізичні властивості, а також хімічні властивості згідно відомої будови елементу, та його сполук. Наведені схеми отримання елементу у чистому вигляді, отримання сірчаної кислоти, як важливого продукту сучасного виробництва.
СІРКА, ОКСИДИ СІРКИ, ДІОКСИД СІРКИ, СІРЧАНА КИСЛОТА, СІРКОВОДЕНЬ, СУЛЬФІДИ, СІРКОВУГЛЕЦЬ
ЗМІСТ
Вступ…………………………………………………………………………………5
1. Історія відкриття елементу…………………………………………………..6-7
2. Находження елементу у природі
Характеристика природніх сполук (мінералів)………………………………..7-8
3. Засоби одержання елементів у чистому вигляді…………………………...8
4. Фізичні та хімічні властивості елементу…………………………………...9-12
5. Сполуки………………………………………………………………………13-18
6. Основні властивості елементу та його сполук……………………………..
7. Застосування простої речовини та сполук елемента………………………
Висновки…………………………………………………………………………….
Перелік посилань…………………………………………………………………...
ВСТУП
Сірка відома людству з якнайдавніших часів. Зустрічаючись в природі у вільному стані, вона звертала на себе увагу характерним жовтим забарвленням, а також тим різким запахом, яким супроводжувалося її горіння. Вважалося також, що запах і блакитне полум'я, що розповсюджується сіркою, що горить, відгонять демонів. Сірчистий ангідрид – задушливий газ, що утворюється при горінні сірки, ще в старовині використовувався для вибілювання тканин. При розкопках Помпеї знайшли картину, на якій зображено деко з сіркою і пристосування для підвішування над ним матерії. Відвіку уживалася сірка і її з'єднання для приготування косметичних засобів і для лікування шкірних захворювань. І дуже давно її почали використовувати для військових цілей. Так, в 670 році захисники Константинополя спалили арабський флот за допомогою “грецького вогню ”; це була суміш селітри, вугілля і сірки. Ті ж речовини входили до складу чорного пороху, що застосовувався в Європі в середні віки і до кінця XIX ст.
Сірчана кислота, одне з найважливіших сполук сірки, була відкрита, мабуть, до X в, починаючи з XVIII століття, її проводять в промислових масштабах і незабаром вона стає найважливішим хімічним продуктом, необхідним і в металургії, і в текстильній промисловості, і в інших, самих різних галузях. У зв'язку з цим почалися ще інтенсивніші пошуки родовищ сірки, вивчення хімічних властивостей сірки і її сполук і вдосконалення методів їх витягання з природної сировини.[6]
1. ІСТОРІЯ ВІДКРИТТЯ ЕЛЕМЕНТУ
Сірка (англ. Sulfur, франц. Sufre, нім. Schwefel) в самородному стані, а також у вигляді сірчистих сполук відома з самих якнайдавніших часів. Із запахом сірки, що горить, задушливою дією сірчистого газу і огидним запахом сірководня чоловік познайомився, ймовірно, ще в доісторичні часи. Саме через ці властивості сірка використовувалася жерцями у складі священних курінь при релігійних обрядах. Сірка вважалася твором надлюдських істот зі світу духів або підземних богів. Дуже давно сірка почала застосовуватися у складі різних горючих сумішей для військових цілей. Вже у Гомера описані "сірчисті випаровування", смертельна дія виділень сірки, що горить. Сірка, ймовірно, входила до складу "грецького вогню", що наводив жах на супротивників. Біля VIII ст. китайці почали використовувати її в піротехнічних сумішах, зокрема, в суміші типу пороху. Горючість сірки, легкість, з якою вона з'єднується з металами з утворенням сульфідів (наприклад, на поверхні шматків металу), пояснюють те, що її вважали "принципом горючості" і обов'язковою складовою частиною металевих руд. Пресвітер Теофіл (XI ст.) описує спосіб окислювального випалення сульфідної мідної руди, відомий, ймовірно, ще в давньому Єгипті. В період арабської алхімії виникла ртутно-сірчана теорія складу металів, згідно якої сірка почиталася обов'язковою складовою частиною (отцем) всіх металів. Надалі вона стала одним з трьох принципів алхіміків, а пізніше "принцип горючості" з'явився основою теорії флогістона. Елементарну природу сірки встановив Лавуазье в своїх дослідах по спалюванню. З введенням пороху в Європі почався розвиток здобичі природної сірки, а також розробка способу отримання її з піритів; останній був поширений в стародавній Русі. Вперше в літературі він описаний у Агріколи. У літературі алхімічного періоду сірка часто фігурує під різними таємними назвами. У Руланда можна знайти, наприклад, назви Zarnec (пояснення "яйця з вогнем"), Thucios (жива сірка), Terrafoetida, spiritusfoetens, Scorith, Pater і ін. Староруська назва "сірка" уживається вже дуже давно. Під ним малися на увазі різне пальне і погано пахнучі речовини, смоли, фізіологічні виділення (сіра у вухах та ін.). Мабуть, ця назва походить від санскритського сirа (ясно-жовтий). З ним пов'язано слово "сірий", тобто невизначеного кольору, що, зокрема, відноситься до смол. Друга староруська назва сірі - жупел (сіра горюча) - теж містить в собі поняття не тільки горючості, але і поганого запаху. Як пояснюють філологи, німий. Schwefel має санскритський корінь swep (спати, англо-саксонське sweblan - вбивати), що, можливо, повя’зано з отруйними властивостями сірчистого газу.[4]
2. НАХОДЖЕННЯ ЕЛЕМЕНТУ У ПРИРОДІ
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНИХ СПОЛУК (МІНЕРАЛІВ)
Сірка знаходиться в VI групі третього періоду періодичної системи.
Сірка - активний неметал. Серед металів тільки золото, платина і рутеній не взаємодіють з сіркою.
Сірка відноситься до вельми поширених елементів: земна кора містить 4,7*10% сірки по масі (15-е місце серед інших елементів), а Земля в цілому - багато більше
(0,7 %). Головна маса сірки знаходиться в глибинах землі, в її мантії-шарі, розташованому між земною корою і ядром Землі. Тут, на глибині приблизно 1200-3000 км. залягає могутній шар сульфідів і оксидів металів. У земній корі сірка зустрічається як у вільному стані, так і, головним чином, у вигляді з'єднань сульфідів і сульфатів. З сульфідів в земній корі найбільш поширені пірит FeS2, халькопірит FeCuS2, свинцевий блиск (галеніт) PbS, цинкова обманка (сфалерит) ZnS. Великі кількості сірки зустрічаються в земній корі у вигляді труднорастворимых сульфатів - гіпсу CaSO4·2H2O, бариту BaSO4, в морській воді поширені сульфати магнію, натрію і калію.
Цікаво, що в стародавні часи геологічної історії Землі (близько 800 млн. років назад) сульфатів в природі не було. Вони утворилися як продукти окислення сульфідів, коли в результаті життєдіяльності рослин виникла киснева атмосфера. У вулканічних газах виявляють сірководень H2S і сірчистий ангідрид SO2. тому самородная сірка, що зустрічається в районах, близьких до вулканів (Сіцилія, Японія), що діють, могла утворитися при взаємодії цих двох газів:
2H2S + SO2 => 3S + 2H2O.
Інші поклади самородної сірки пов'язані з життєдіяльністю мікроорганізмів.
Мікроорганізми беруть участь в багатьох хімічних процесах, які в цілому складають круговорот сірі в природі. При їх сприянні сульфіди окислюються до сульфатів, сульфати поглинаються живими організмами, де сірка відновлюється і входить до складу білків і інших життєво важливих речовин. При гнитті відмерлих залишків організмів білки руйнуються, і виділяється сірководень, який далі окислюється або до елементарної сірки (так і утворюються поклади сірі), або до сульфатів. Цікаво, що бактерії і водорості, що окисляють сірководень до сірки збирають її в своїх клітках. Клітки таких мікроорганізмів можуть на 95% складатися з чистої сірки.[1]
Встановити походження сірки можна по наявності в ній її аналога - селену: якщо в самородной сірці зустрічається селен, то сірка вулканічного походження, якщо немає - біогенного, оскільки мікроорганізми уникають включати селен в свій життєвий цикл. Природу сірки встановив А. Л. Лавуазье і включив її в список простих неметалічних тіл (1789). У 1822 Е. Мічерліх виявив алотропію сірки.
Мета моєї роботи полягає в тому, щоб показати вплив сірки і її з'єднань на екологію в цілому, на здоров'я людей, стан флори і фауни в умовах постійних або короткочасних викидів їх в навколишнє середовище. Дану тему я вважаю дуже актуальною, оскільки, в не такому благополучному в екологічному плані районі як наше місто не рідкісні викиди сірчистого газу, сірководня, метилмеркаптану, пилу та ін.[2]
3. ЗАСОБИ ОДЕРЖАННЯ ЕЛЕМЕНТІВ У ЧИСТОМУ ВИГЛЯДІ
Промислові способи отримання простих речовин залежать від того, в якому вигляді відповідний елемент знаходиться в природі, тобто що може бути сировиною для його отримання. Так, кисень, що є у вільному стані, одержують фізичним способом - виділенням з рідкого повітря. Самородна сірка містить сторонні речовини, для відділення яких користуються здатністю сірки легко плавитися. Проте сірка, отримана виплавкою з руди (комова сірка), зазвичай містить ще багато домішок. Подальше її очищення проводять перегонкою в рафінувальних печах, де сірка нагрівається до кипіння. Пари сірки поступають у викладену цеглиною камеру. Спочатку, поки камера холодна, сірка прямо переходить в твердий стан і осідає на стінках у вигляді ясно-жовтого порошку (сірчаний колір). Коли камера нагріється вище 120°C, пари конденсуються в рідину, яку випускають з камери у форми, де вона і застигає у вигляді паличок. Отримана таким чином сірка називається живцевою.