Sulf

Substanța simplă sulful este un nemetal sub formă de pulbere galben deschis . În compușii cu hidrogen și oxigen , se află în compoziția diferiților ioni , formând mulți acizi și săruri . Practic insolubil în apă. Multe săruri care conțin sulf sunt puțin solubile în apă .

Izotopi

Sulful natural este format din patru izotopi stabili :

32 S (95,02%), 33 S (0,75%), 34 S (4,21%), 36 S (0,02%).

S-au obținut și izotopi radioactivi artificiali

31 S ( T ½ = 2,4 s), 35 S ( T ½ = 87,1 zile), 37 S ( T ½ = 5,04 min) și altele .

Istoria și originea numelui

Originea numelui

Cuvântul „sulf”, cunoscut în limba rusă veche încă din secolul al XV-lea, este împrumutat din slavona veche „sulf” - „sulf, rășină”, în general „substanță combustibilă, grăsime”. Etimologia cuvântului nu a fost clarificată până în prezent, deoarece denumirea slavă comună originală a substanței s-a pierdut și cuvântul a ajuns în limba rusă modernă într-o formă distorsionată [3] .

Potrivit lui Fasmer [4] , „sulful” se întoarce la lat. sera - „ceară” sau lat. ser – „ser”.

Se crede că latinescul sulphur (derivat din ortografia elenizată a etimologicului sulpur ) este derivat din rădăcina indo-europeană *swelp, „a arde” [5] .

Istoricul descoperirilor

Momentul exact al descoperirii sulfului nu a fost stabilit, dar acest element a fost folosit înainte de epoca noastră.

Sulful a fost folosit de preoți ca parte a tămâiei sacre în timpul ritualurilor religioase. Ea a fost considerată opera ființelor supraumane din lumea spiritelor sau a zeilor subterani.

Cu foarte mult timp în urmă, sulful a început să fie folosit ca parte a diferitelor amestecuri combustibile în scopuri militare. Homer descrie deja „fumuri sulfuroase”, efectul mortal al secrețiilor de sulf arzător. Sulful a fost probabil parte din „ focul grecesc ”, care i-a îngrozit pe adversari.

În jurul secolului al VIII-lea, chinezii au început să-l folosească în amestecuri pirotehnice, în special în amestecuri precum praful de pușcă . Combustibilitatea sulfului, ușurința cu care se combină cu metalele pentru a forma sulfuri (de exemplu, pe suprafața bucăților de metal), explică de ce a fost considerat „principiul combustibilității” și o componentă indispensabilă a minereurilor metalice.

Presbiterul Theophilus (sec. XII) descrie o metodă de prăjire oxidativă a minereului de cupru sulfurat, cunoscută probabil în Egiptul antic.

În perioada alchimiei arabe , a apărut teoria mercur-sulf a compoziției metalelor , conform căreia sulful era considerat un constituent obligatoriu (părintele) tuturor metalelor.

Mai târziu, a devenit unul dintre cele trei principii ale alchimiștilor, iar mai târziu „principiul inflamabilității” a stat la baza teoriei flogistului . Natura elementară a sulfului a fost stabilită de Lavoisier în experimentele sale de ardere.

Odată cu introducerea prafului de pușcă în Europa, a început dezvoltarea extracției sulfului natural, precum și dezvoltarea unei metode de obținere a acestuia din pirite; aceasta din urmă era comună în Rus' antic. Pentru prima dată în literatură este descris de Agricola .

Sulful în natură

Acumulările mari de sulf nativ (cu un conținut > 25%) sunt rare, apar în locuri de activitate vulcanică, sunt însoțite de fumarole sulfuroase și ape sulfuroase [6] .

Minereul de sulf este dezvoltat în zăcăminte de sulf nativ, extras din minereuri sulfuroase și gaze industriale [7] .

Bacteriile cu sulf pot oxida hidrogenul sulfurat din reziduurile organice în descompunere la sulf și o pot acumula [8] .

Minerale naturale sulfuroase

Sulful este al șaisprezecelea cel mai abundent element din scoarța terestră . Apare într-o stare liberă (nativă) și într-o formă legată.

Cele mai importante minerale naturale de sulf : FeS 2 - pirite de fier , sau pirita , ZnS - blendă de zinc, sau sfalerit ( wurtzit ), PbS - luciu de plumb sau galena , HgS - cinabru , Sb 2 S 3 - antimonit , Cu 2 S - calcozină , CuS - covellită , CuFeS 2 - calcopirită . În plus, sulful este prezent în petrol , cărbune natural , gaze naturale și șist . Sulful este al șaselea element din apele naturale, apare în principal sub formă de ion sulfat și determină duritatea „permanentă” a apei proaspete. Un element vital pentru organismele superioare, parte integrantă a multor proteine , este concentrat în păr.

Proprietăți

Proprietăți fizice

Sulful diferă semnificativ de oxigen prin capacitatea sa de a forma lanțuri stabile și cicluri de atomi. Cele mai stabile sunt moleculele ciclice S 8 având formă de coroană, formând sulf rombic și monoclinic. Acesta este sulful cristalin - o substanță galbenă fragilă. În plus, sunt posibile molecule cu lanțuri închise (S4 , S6 ) și lanțuri deschise. O astfel de compoziție are sulf plastic, o substanță maro, care se obține prin răcirea bruscă a topiturii de sulf (sulful plastic devine casant după câteva ore, capătă o culoare galbenă și se transformă treptat într-una rombică). Formula pentru sulf este cel mai adesea scrisă simplu ca S, deoarece, deși are o structură moleculară, este un amestec de substanțe simple cu molecule diferite. Sulful este insolubil în apă, dar ușor solubil în solvenți organici , cum ar fi disulfura de carbon , terebentina .

Topirea sulfului este însoțită de o creștere vizibilă a volumului (aproximativ 15%). Sulful topit este un lichid galben, foarte mobil, care peste 160 °C se transformă într-o masă foarte vâscoasă de culoare maro închis. Topitura de sulf capătă cea mai mare vâscozitate la o temperatură de 190 °C; o creștere suplimentară a temperaturii este însoțită de o scădere a vâscozității, iar peste 300 °C sulful topit devine din nou mobil. Acest lucru se datorează faptului că atunci când sulful este încălzit, acesta se polimerizează treptat, mărind lungimea lanțului odată cu creșterea temperaturii. Când sulful este încălzit peste 190 °C, unitățile polimerice încep să se descompună.

Sulful poate servi drept cel mai simplu exemplu de electret . În timpul frecării, sulful capătă o sarcină negativă puternică [9] .

Diagrama de fază a sulfului

Sulful cristalin elementar poate exista sub forma a două modificări alotropice ( enantiotropia sulfului) - rombic și monoclinic , - adică sulful este dimorfic , prin urmare, pentru sulful elementar, sunt posibile patru faze : solid rombic, solid monoclinic, lichid și gazos. , iar pe diagrama de fază a sulfului ( vezi figura; scara logaritmică se folosește pentru presiune ) există două câmpuri de faze solide: regiunea sulfului rombic și regiunea de existență a sulfului monoclinic (triunghiul ABC) [10] .

Pe diagrama de fază a sulfului [10] :

DA este linia de sublimare a sulfului rombic S p , care descrie dependența presiunii vaporilor saturati de sulf S p de temperatură față de sulful rombic solid;
AS este linia de sublimare a sulfului monoclinic Sm , care descrie dependența presiunii de vapori de saturație a sulfului de temperatură față de sulful monoclinic solid;
CF este linia de evaporare a sulfului lichid S1 , care descrie dependența presiunii vaporilor de sulf saturat de temperatura de deasupra topiturii de sulf;
AB - linia de transformare polimorfă a sulfului rombic <—> sulf monoclinic, care descrie dependența temperaturii tranziției de fază dintre sulful rombic și sulful monoclinic de presiune;
BE este linia de topire a sulfului ortorombic, care descrie dependența punctului de topire al sulfului ortorombic de presiune;
CB este linia de topire a sulfului monoclinic, care descrie dependența punctului de topire al sulfului monoclinic de presiune.

Liniile punctate reflectă posibilitatea existenței unor faze metastabile , care se observă cu o schimbare bruscă a temperaturii:

AO este linia de sublimare a sulfului rombic supraîncălzit ;
BO este linia de topire a sulfului rombic supraîncălzit;
CO este linia de evaporare a sulfului lichid suprarăcit ;

Diagrama fazelor de sulf are trei puncte triple stabile și unul metastabil, fiecare dintre acestea întrunind condițiile de echilibru termodinamic a trei faze [10] :

punctul A (opțional): echilibru de sulf solid rombic, monoclinic solid și gazos;
punctul B (opțional): echilibru de solid rombic, solid monoclinic și sulf lichid;
punctul C (principal): echilibru de sulf monoclinic solid, topit și gazos;
punctul O (metastabil): echilibru metastabil între solid supraîncălzit rombic, lichid suprarăcit și sulf gazos.

După cum arată diagrama de fază, sulful rombic nu poate fi simultan în echilibru cu topitura și vaporii de sulf [11] , prin urmare, în punctul triplu principal (când fazele de echilibru sunt în diferite stări de agregare ), faza solidă este reprezentată de monoclinic. sulf. Punctul triplu metastabil apare datorită ratei scăzute de transformare a unei modificări cristaline a sulfului în alta [12] .

Proprietăți chimice

Sulful arde în aer pentru a forma dioxid de sulf , un gaz incolor cu miros înțepător:

{\mathsf {S+O_{2}\rightarrow SO_{2}\uparrow }}

Folosind analiza spectrală, s-a constatat că de fapt procesul de oxidare a sulfului în dioxid este o reacție în lanț și are loc cu formarea unui număr de produse intermediare: monoxid de sulf S 2 O 2 , sulf molecular S 2 , atomi de sulf liber S . și radicalii liberi ai monoxidului de sulf SO [13] .

Proprietățile reducătoare ale sulfului se manifestă în reacțiile sulfului cu alte nemetale , cu toate acestea, la temperatura camerei, sulful reacționează numai cu fluor :

{\mathsf {S+3F_{2}\rightarrow SF_{6}\uparrow }}

Topitura de sulf reacționează cu clorul , în timp ce formarea a două cloruri inferioare ( diclorura de sulf și ditiodiclorura ) este posibilă [14] :

{\mathsf {2S+Cl_{2}\rightarrow S_{2}Cl_{2))}

{\mathsf {S+Cl_{2}\rightarrow SCl_{2))}

Cu un exces de sulf se formează și diverse dicloruri de poliser de tip S n Cl 2 [15] .

Când este încălzit, sulful reacționează și cu fosforul , formând un amestec de sulfuri de fosfor [16] , printre care se numără sulfura superioară P 2 S 5 :

{\mathsf {5S+2P\xrightarrow {^{o}t} \ P_{2}S_{5)))

În plus, atunci când este încălzit, sulful reacționează cu hidrogenul , carbonul , siliciul :

{\mathsf {S+H_{2}\xrightarrow {^{o}t} \ H_{2}S\uparrow }}

( hidrogen sulfurat )

{\mathsf {C+2S\xrightarrow {^{o}t} \ CS_{2)))

( disulfură de carbon )

{\mathsf {Si+2S\xrightarrow {^{o}t} \ SiS_{2)))

( sulfura de siliciu )

Când este încălzit, sulful interacționează cu multe metale , adesea foarte violent. Uneori, un amestec de metal cu sulf se aprinde atunci când este aprins. În această interacțiune, se formează sulfuri :

{\mathsf {2Na+S\xrightarrow {^{o}t} \ Na_{2}S))

{\mathsf {Ca+S\xrightarrow {^{o}t} \ CaS)}

{\mathsf {2Al+3S\xrightarrow {^{o}t} \ Al_{2}S_{3)))

{\mathsf {Fe+S\xrightarrow {^{o}t} \ FeS}}

Soluțiile de sulfuri de metale alcaline reacţionează cu sulful pentru a forma polisulfuri :

{\mathsf {Na_{2}S+S\rightarrow Na_{2}S_{2))}

Dintre substanțele complexe, trebuie remarcată în primul rând reacția sulfului cu alcalii topit , în care sulful este disproporționat în mod similar cu clorul :

{\mathsf {3S+6KOH}}

(topit) .

{\mathsf {\xrightarrow {^{o}t} \ K_{2}SO_{3}+2K_{2}S+3H_{2}O))

Aliajul rezultat se numește ficat de sulf .

Cu acizi oxidanți concentrați ( HNO 3 , H 2 SO 4 ) sulful reacționează numai la încălzire prelungită:

{\mathsf {S+6HNO_{3))}

(conc.)

{\mathsf {\xrightarrow {^{o}t} \ H_{2}SO_{4}+6NO_{2)}}\uparrow {\mathsf {+2H_{2}O)}

{\mathsf {S+2H_{2}SO_{4))}

(conc.)

{\mathsf {\xrightarrow {^{o}t} \ 3SO_{2}}}\uparrow {\mathsf {+2H_{2}O}}

Odată cu creșterea temperaturii vaporilor de sulf, apar modificări în compoziția moleculară cantitativă [17] . Numărul de atomi dintr-o moleculă scade:

{\mathsf {S_{8}\rightarrow S_{6}\rightarrow S_{4))}

La 800–1400 °C, vaporii constau în principal din sulf biatomic:

{\mathsf {S_{4}{\xrightarrow {800-1400^{o)}}\ S_{2)))

Și la 1700 ° C, sulful devine atomic:

{\mathsf {S_{2}{\xrightarrow {1700^{o}}}\ S}}

Obținerea

În antichitate și în Evul Mediu, sulful era exploatat prin săparea în pământ a unui vas mare de lut, pe care se puneau altul, cu o gaură în fund. Acesta din urmă a fost umplut cu rocă care conținea sulf și apoi încălzit. Sulful s-a topit și s-a scurs în oala de jos.

În prezent, sulful se obține în principal prin topirea sulfului nativ direct în locurile unde se găsește în subteran. Minereurile de sulf sunt extrase în moduri diferite - în funcție de condițiile de apariție. Depozitele de sulf sunt aproape întotdeauna însoțite de acumulări de gaze otrăvitoare - compuși ai sulfului. În plus, nu trebuie să uităm de posibilitatea arderii lui spontane.

Când extrage minereu în mod deschis, excavatoarele îndepărtează straturile de rocă sub care se află minereul. Stratul de minereu este zdrobit de explozii, după care blocurile de minereu sunt trimise la o topitorie de sulf, de unde se extrage sulful din concentrat.

În 1890, Hermann Frasch a sugerat topirea sulfului în subteran și pomparea acestuia la suprafață prin puțuri similare cu puțurile de petrol. Punctul de topire relativ scăzut (113 °C ) al sulfului a confirmat realitatea ideii lui Frasch. În 1890, au început testele care au dus la succes.

Există mai multe metode de obținere a sulfului din minereurile sulfuroase: abur-apă, filtrare, termică, centrifugă și extracție.

Sulful se găsește și în cantități mari în gazele naturale în stare gazoasă (sub formă de hidrogen sulfurat, dioxid de sulf). În timpul extracției, se depune pe pereții țevilor și echipamentelor, dezactivându-le. Prin urmare, este captat din gaz cât mai curând posibil după extracție. Sulful fin din punct de vedere chimic pur rezultat este o materie primă ideală pentru industria chimică și a cauciucului .

Sulful este produs din gaz natural acru prin metoda Claus . Pentru aceasta, se folosesc așa-numitele gropi de sulf, unde sulful este degazat, iar la ieșire se obține sulf modificat - un produs utilizat pe scară largă în producția de asfalt. Instalațiile de recuperare a sulfului includ în mod obișnuit gropi de sulf solid, gropi de degazare, gropi de stocare a sulfului degazat, precum și încărcare cu sulf lichid și depozitare de sulf în bloc. Pereții gropii sunt de obicei din cărămidă, partea inferioară este turnată cu beton, iar partea superioară a gropii este acoperită cu un acoperiș din aluminiu. Deoarece sulful este un mediu foarte agresiv, gropile trebuie să fie reconstruite în întregime periodic.

Cel mai mare zăcământ de sulf nativ de origine vulcanică se află pe insula Iturup cu rezerve de categoria A + B + C1 - 4227 mii tone și categoria C2 - 895 mii tone, ceea ce este suficient pentru a construi o întreprindere cu o capacitate de 200 mii tone. tone de sulf granulat pe an.

Producători

Având în vedere nevoia mare de muniție a Armatei Roșii , printr-un decret al Prezidiului Consiliului Suprem al Economiei Naționale din 19 decembrie 1930, s-a hotărât „includerea construcției de întreprinderi cu sulf în numărul de înaltă prioritate. proiecte de construcție șoc”. În 1930-1931, două zăcăminte din Asia Centrală au fost explorate și puse în producție - uzina de sulf nativă Karakum (3 mii de tone pe an) și mina de sulf Shorsu . Mina Shorsu bogată (25% din sulf de rocă în minereu) a început să fie dezvoltată prin metoda puțului, iar apoi prin cariera deschisă. După punerea în funcțiune a acestor mine, în 1932 a fost construită uzina de sulf de gaz Kalatin (4 mii de tone pe an), precum și mai multe fabrici în RSFSR . Fondată în 1939 în regiunea Orenburg, uzina de cupru-sulf Mednogorsk (MMSK) [19] până în 1986 a fost cel mai mare producător de sulf din URSS: la mijlocul anilor 1950, producea până la 250-280 de mii de tone pe an, ceea ce a reprezentat 80% din sulful produs în țară.

... Dimineața eram la uzina de cupru și sulf. Aproximativ 80 la sută din sulful produs în țara noastră este extras la această întreprindere.

„Până în 1950, țara a fost nevoită să importe mult sulf din străinătate. Acum, nevoia de a importa sulf a dispărut, - a spus directorul fabricii Alexander Adolfovich Burba . Dar fabrica continuă să se extindă. A început construcția unei fabrici de producere a acidului sulfuric.

O masă galbenă strălucitoare de sulf atârna într-un curent înghețat de pe un pasaj înalt. Ceea ce vedem în cantități mici în borcane de sticlă din laboratoare, aici, în curtea fabricii, zăcea în blocuri uriașe.

- A. Sofronov. În stepele Orenburg (revista „Spark”, 1956) [20]

La începutul secolului XXI, principalii producători de sulf din Rusia sunt întreprinderile OAO Gazprom : OOO Gazprom dobycha Astrakhan și OOO Gazprom dobycha Orenburg , care îl primesc ca produs secundar în timpul epurării gazelor [21] .

Forme de mărfuri

Industria a realizat producerea de sulf în diverse forme comerciale [22] [p. 193-196] . Alegerea unei forme sau alteia este determinată de cerințele clientului.

Sulful în bucăți până la începutul anilor 1970 a fost principalul tip de sulf produs de industria URSS. Producția sa este simplă din punct de vedere tehnologic și se realizează prin furnizarea de sulf lichid printr-o conductă încălzită către un depozit în care sunt turnate blocuri de sulf. Blocurile congelate de 1-3 metri inaltime sunt sparte in bucati mai mici si transportate catre client. Metoda are însă dezavantaje: calitate scăzută a sulfului, pierderi de praf și firimituri în timpul slăbirii și încărcării, complexitatea automatizării.

Sulful lichid este depozitat în rezervoare încălzite și transportat în rezervoare. Transportul sulfului lichid este mai profitabil decât topirea lui in situ. Avantajele obținerii sulfului lichid sunt absența pierderilor și puritatea ridicată. Dezavantaje - risc de incendiu, cheltuieli cu rezervoarele de încălzire.

Sulful turnat este solzos și lamelar. Sulful în fulgi a început să fie produs la rafinării în anii 1950. Pentru obținere se folosește un tambur rotativ, în interior se răcește cu apă, iar sulful cristalizează la exterior sub formă de fulgi de 0,5-0,7 mm grosime. La începutul anilor 1980, în locul sulfului în fulgi a început să se producă sulf lamelar. Topitura de sulf este alimentată în banda în mișcare, care se răcește pe măsură ce banda se mișcă. La ieșire, se formează o foaie solidificată de sulf, care este spartă pentru a forma plăci. Astăzi, această tehnologie este considerată învechită, deși aproximativ 40% din sulful canadian este exportat sub această formă datorită investițiilor mari în instalații pentru producerea acestuia.

Sulful granular se obține prin diferite metode.

Granularea apei (peletizarea) a fost dezvoltată în 1964 de compania engleză Elliot. Procesul se bazează pe răcirea rapidă a picăturilor de sulf care cad în apă. Prima introducere a tehnologiei a fost procesul Salpel în 1965. Cea mai mare fabrică a fost construită ulterior în Arabia Saudită în 1986. Pe el, fiecare dintre cele trei unități poate produce până la 3.500 de tone de sulf granulat pe zi. Dezavantajul tehnologiei este calitatea limitată a granulelor de sulf, care au o formă neregulată și o fragilitate crescută.
Granularea în pat fluidizat a fost dezvoltată de compania franceză Perlomatic. Picăturile de sulf lichid se deplasează în sus. Acestea sunt răcite cu apă și aer și umezite cu sulf lichid, care se solidifică pe granulele rezultate într-un strat subțire. Dimensiunea finală a granulelor este de 4-7 mm. Mai progresiv este procesul Procor, care este implementat pe scară largă în Canada. Utilizează granulatoare cu tambur. Cu toate acestea, acest proces este foarte greu de gestionat.
Granularea turnului de aer a fost dezvoltată și introdusă în Finlanda în 1962. Topitura de sulf este dispersată de aer comprimat în partea de sus a turnului de granulare. Picăturile cad și se solidifică pe banda transportoare.

Sulful măcinat este un produs de măcinare bulgăre sau sulf granulat. Gradul de măcinare poate fi diferit. Se efectuează mai întâi într-un concasor, apoi într-o moară. În acest fel este posibil să se obțină sulf foarte fin dispersat cu o dimensiune a particulelor mai mică de 2 microni. Granularea sulfului sub formă de pulbere se realizează în prese. Este necesar să se utilizeze aditivi de liant, care folosesc bitum, acid stearic, acizi grași sub formă de emulsie apoasă cu trietanolamină și altele [9] .

Cei mai mari producători de sulf măcinat din Rusia sunt întreprinderile OOO Kaspiygaz și JSC Sulphur.

Sulful coloidal este un tip de sulf măcinat cu o dimensiune a particulelor mai mică de 20 de microni. Este folosit în agricultură pentru combaterea dăunătorilor și în medicină ca antiinflamator și dezinfectant. Sulful coloidal se obține în diferite moduri.

Metoda de obținere prin măcinare este larg răspândită, deoarece nu impune cerințe ridicate materiilor prime. Unul dintre liderii acestei tehnologii este Bayer .
Metoda de obținere din sulf topit sau vaporii acestuia a fost introdusă în SUA în 1925. Tehnologia presupune amestecarea cu bentonită , amestecul rezultat formând suspensii stabile cu apă. Cu toate acestea, conținutul de sulf din soluție este scăzut (nu mai mult de 25%).
Metodele de extracție se bazează pe dizolvarea sulfului în solvenți organici și evaporarea ulterioară a acestora din urmă. Cu toate acestea, ele nu sunt utilizate pe scară largă.

Sulful de înaltă puritate se obține prin metode chimice, de distilare și cristalizare. Este folosit în tehnologia electronică, în fabricarea instrumentelor optice, fosforului ( lampă cu sulf ), în producția de preparate farmaceutice și cosmetice - loțiuni , unguente , remedii pentru bolile de piele.

Aplicație

Aproximativ jumătate din sulful produs este folosit la producerea acidului sulfuric .

Sulful este folosit pentru vulcanizarea cauciucului , ca fungicid în agricultură, iar sulful coloidal ca medicament . De asemenea, sulful din compoziția compozițiilor de sulf-bitum este folosit pentru a obține asfalt cu sulf și ca înlocuitor pentru cimentul Portland - pentru a obține beton cu sulf . Sulful își găsește utilizare în producția de compoziții pirotehnice, a fost folosit anterior la producția de praf de pușcă , este folosit la producerea de chibrituri . Lampa cu sulf - o sursa de lumina alba, foarte aproape de lumina soarelui, cu randament ridicat.

Rolul biologic

Sulful este unul dintre elementele biogene . Sulful face parte din unii aminoacizi ( cisteina , metionina ), vitamine ( biotina , tiamina ), enzime . Sulful este implicat în formarea structurii terțiare a proteinei (formarea punților disulfurice ). Sulful este, de asemenea, implicat în fotosinteza bacteriană (sulful face parte din bacterioclorofilă, iar hidrogenul sulfurat este o sursă de hidrogen). Reacțiile redox ale sulfului sunt o sursă de energie în chimiosinteză [23] .

O persoană conține aproximativ 2 g de sulf la 1 kg de greutate corporală.

Acțiune biologică

Sulful pur nu este otrăvitor, dar mulți compuși volatili care conțin sulf sunt otrăvitori ( dioxid de sulf , anhidridă sulfurică , hidrogen sulfurat etc.).

Proprietățile de foc ale sulfului

Sulful divizat fin este predispus la ardere chimică spontană în prezența umidității, în contact cu agenții oxidanți și, de asemenea, în amestecuri cu cărbune, grăsimi , uleiuri . Sulful formează amestecuri explozive cu nitraţi , cloraţi şi percloraţi . Se aprinde spontan la contactul cu înălbitorul .

Mijloace de stingere: apă pulverizată, spumă aer-mecanică [24] .

Potrivit lui W. Marshall, praful de sulf este clasificat drept exploziv, dar o explozie necesită o concentrație suficient de mare de praf - aproximativ 20 g / m³ (20.000 mg / m³), această concentrație este de multe ori mai mare decât concentrația maximă admisă pentru o persoană în aerul zonei de lucru - 6 mg/m³ [25] .

Vaporii formează un amestec exploziv cu aerul [26] .

Arderea sulfului

Arderea sulfului are loc numai în stare topită, similar arderii lichidelor. Stratul superior de sulf care arde fierbe, creând vapori care formează o flacără albastră slab luminoasă de până la 5 cm înălțime [27] . Temperatura flăcării în timpul arderii sulfului este de 1820 °C [28] .

Deoarece aerul în volum este format din aproximativ 21% oxigen și 79% azot , iar atunci când sulful este ars, se obține un volum de SO2 dintr-un volum de oxigen , conținutul maxim posibil teoretic de SO2 în amestecul de gaze este de 21%. În practică, arderea are loc cu un anumit exces de aer, iar conținutul volumic de SO 2 din amestecul de gaze este mai mic decât este posibil teoretic, de obicei 14–15% [13] .

Detectarea arsurilor

Detectarea arderii sulfului de către automatele de incendiu este o problemă dificilă. Flăcările sunt greu de detectat cu ochiul uman sau cu o cameră video, iar spectrul flăcării albastre se află în principal în intervalul ultraviolet . Căldura generată într-un incendiu are ca rezultat o temperatură mai scăzută decât la incendiile altor substanțe inflamabile comune. Pentru a detecta arderea cu un detector de căldură, este necesar să o plasați direct aproape de sulf. Flacăra de sulf nu radiază în infraroșu . Astfel, nu va fi detectat de detectoarele infraroșii obișnuite. Vor detecta doar incendii secundare. O flacără de sulf nu emite vapori de apă. Prin urmare, detectoarele de flacără ultravioletă care utilizează compuși de nichel nu vor funcționa.

Detectoarele ultraviolete pe bază de molibden sunt utilizate pentru detectarea eficientă a flăcării . Au un interval de sensibilitate spectrală de 1850...2650 angstromi , care este potrivit pentru detectarea arderii sulfului [29] .

Incendii în depozitele de sulf

În decembrie 1995, un mare incendiu a izbucnit într-un depozit de sulf deschis al unei întreprinderi situate în orașul Somerset West , Western Cape al Africii de Sud , ucigând două persoane [30] [31] .

Pe 16 ianuarie 2006, în jurul orei 17 , un depozit cu sulf a luat foc la întreprinderea Cherepovets „ Ammophos ”. Suprafața totală a incendiului este de aproximativ 250 de metri pătrați. A fost posibilă eliminarea completă abia la începutul celei de-a doua nopți. Nu există victime sau răniți [32] .

Pe 15 martie 2007, dimineața devreme , a izbucnit un incendiu la Balakovo Fibre Materials Plant LLC într-un depozit închis de sulf. Suprafața incendiului a fost de 20 m 2 . La incendiu au lucrat 4 pompieri cu un efectiv de 13 persoane. Incendiul a fost stins în aproximativ o jumătate de oră. Nimeni nu a fost rănit [33] .

Pe 4 și 9 martie 2008, un incendiu cu sulf a avut loc în regiunea Atyrau în instalația de depozitare a sulfului TCO din câmpul Tengiz . În primul caz, incendiul a fost stins rapid, în al doilea caz, sulful a ars timp de 4 ore. Masa arderii deșeurilor de rafinare a petrolului, care, conform legilor kazahe, include sulf, s-a ridicat la peste 9 tone [34] .

În aprilie 2008, un depozit a luat foc în apropierea satului Kryazh , regiunea Samara , unde au fost depozitate 70 de tone de sulf. Incendiului i s-a atribuit a doua categorie de complexitate. La fața locului au plecat 11 pompieri și salvatori. În acel moment, când pompierii se aflau în apropierea depozitului, nu mai ardea tot sulful, ci doar o mică parte din el - aproximativ 300 de kilograme. Suprafața de aprindere, împreună cu zonele de iarbă uscată adiacente depozitului, se ridica la 80 de metri pătrați. Pompierii au reușit să doboare rapid flăcările și să localizeze incendiul: incendiile au fost acoperite cu pământ și inundate cu apă [35] .

În iulie 2009, sulful a ars în Dneprodzerjinsk . Incendiul a avut loc la una dintre întreprinderile de cocs din cartierul Bagleysky al orașului. Incendiul a cuprins peste opt tone de sulf. Niciunul dintre angajații uzinei nu a fost rănit [36] .

La sfârșitul lunii iulie 2012, un depozit cu o suprafață gri de 3.200 de metri pătrați a luat foc lângă Ufa , în satul Timashevo . Din locul au părăsit 13 unități de utilaje, la stingerea incendiului au fost implicați 31 de pompieri. Aerul atmosferic a fost poluat de produse de ardere. Nu există morți sau răniți [37] .

Unicode

Unicode are un simbol alchimic pentru sulf.

Codare Unicode și HTML

grafem	Unicode		HTML
grafem	Codul	Nume	hexazecimal	Zecimal	Mnemonice
🜍	U+1F70D	SIMBOLU ALCHIMIC PENTRU SULF	🜍	🜍	—

Vezi și

Compuși ai sulfului
Bogey
Acaricide
Ceară de urechi
Desulfobulbus propionicus este o bacterie care disproportioneaza sulful.

Note

Comentarii

↑ Gama valorilor masei atomice este indicată datorită eterogenității distribuției izotopilor în natură.

Literatură și surse folosite

↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg , Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Greutăți atomice ale elementelor 2011 (Raport tehnic IUPAC ) // Chimie pură și aplicată . - 2013. - Vol. 85 , nr. 5 . - P. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 .
↑ Enciclopedia chimică: în 5 tone / Colegiul editorial: Zefirov N. S. (redactor-șef). - Moscova: Enciclopedia Sovietică, 1995. - T. 4. - S. 319. - 639 p. — 20.000 de exemplare. - ISBN 5-85270-039-8.
↑ Dicționarul etimologic al limbii ruse a lui Semyonov .
↑ Vasmer M. Dicţionar etimologic al limbii ruse, volumul 3. - M .: Progres. - 1964 - 1973. - S. 603.
↑ Mallory JP, Adams DQ The Oxford Introduction To Proto-Indo-European And Indo-European World. - Presa Universitatii Oxford. - 2006. - S. 124.
↑ Fumarole sulfuroase; Sulphurous waters // Dicţionar geologic. T. 2. M.: Gosgeoltekhizdat, 1960. S. 248.
↑ Minereu de sulf // Dicţionar geologic. T. 2. M.: Gosgeoltekhizdat, 1960. S. 247.
↑ Bacterii sulfuroase // Dicţionar geologic. T. 2. M.: Gosgeoltekhizdat, 1960. S. 248.
↑ 1 2 B. V. Nekrasov. Fundamentele Chimiei Generale. - Ed. a III-a, corectată și completată. - M .: Chimie, 1973. - T. 1. - 656 p.
↑ 1 2 3 Bulidorova G. V. și colab., Physical Chemistry, 2012 , p. 228.
↑ Anselm A.I., Fundamentele fizicii statistice și termodinamicii, 1973 , p. 227.
↑ Meyer K., Cristalografie fizico-chimică, 1972 , p. 134.
↑ 1 2 Nepenin N.N. Tehnologia celulozei. Producția de pastă de sulfit. - M . : „Industria forestieră”, 1976. - S. 151.
↑ Klyuchnikov N. G. Sinteză anorganică. M., Iluminismul, 1971, S. 267-269
↑ N. S. Ahmetov. Chimie generală și anorganică / Referent: prof. Da.A.Ugay. - Moscova: Şcoala superioară, 1981. - T. 1. - 672 p.
↑ Remy G. Curs de chimie anorganică. - M . : „Editura de literatură străină”, 1961. - S. 695.
↑ Glinka N. L. Chimie generală. - M . : „Chimie”, 1977, revizuită. - S. 382. - 720 p.
↑ Vulcanul Ijen: lucrătorii minelor de sulf din Indonezia . www.news.com.au. Preluat: 5 martie 2019. (nedefinit)
↑ Ivanov V. Lângă Uşakov . La 70 de ani de la Mednogorsk // ziarul „Mednogorsk lucrător”, nr. 25, 9 aprilie 2009, p. 2.
↑ Sofronov A. În stepele Orenburg Copie de arhivă din 18 iulie 2018 la Wayback Machine . // Revista „Scânteie”. - 1956. - Nr. 30. - S. 15-17.
↑ Editat de E. A. Kozlovsky. „Orenburggazprom” // Enciclopedia minieră. - Enciclopedia Sovietică . - M. , 1984-1991. (Rusă): Enciclopedia minieră.
↑ A. L. Lapidus, I. A. Golubeva, F. G. Zhagfarov. Chimia gazelor. Tutorial. - Moscova: TsentrLitNefteGaz, 2008. - 450 p. - ISBN 978-5-902665-31-1 .
↑ T. L. Bogdanova, E. A. Solodova. Biologie: un manual pentru studenții de liceu și solicitanții universitari. — M.: CARTEA AST-PRESS. - 2011. - S. 85.
↑ A. Ya. Korolchenko, D. A. Korolchenko. Pericol de incendiu și explozie al substanțelor și materialelor și mijloacelor de stingere a acestora. Manual: la ora 2 - ed. a II-a, revizuit si completat. - M .: Ase. Pozhnauka, 2004. - Vol. 2. - 396 p.
↑ E. P. Belobrov, A. V. Sidorov. „Consecințele ecologice și igienice ale exploziilor de praf și incendiilor de sulf bulgăre care însoțesc reîncărcarea acestuia în portul Mariupol” .
↑ RD 50-290-81 Ghid. Analizoare de sulf de ulei. Metode și mijloace de verificare .
↑ V. Aksyutin, P. Shcheglov, V. Zholobov, S. Aleksanyants. „Lupta incendiilor în situațiile de urgență privind mărfurile periculoase” (link inaccesibil) .
↑ Terebnev V.V. Manualul directorului de stingere a incendiilor. Capacitățile tactice ale departamentelor de pompieri. - M . : Pozhkniga, 2004. - S. 99.
↑ Copie arhivată (link nu este disponibil) . Consultat la 16 mai 2009. Arhivat din original la 18 septembrie 2010. (nedefinit)
↑ Incendiu de sulf din Africa de Sud (engleză) (link inaccesibil) . Refdoc. Preluat la 5 august 2013. Arhivat din original la 13 august 2013.
↑ Incendiul AECI pune în centrul atenției rezervele de sulf (în engleză) (link nu este disponibil) . Reed Business Information Limited (1 ianuarie 1996). Preluat la 5 august 2013. Arhivat din original la 13 august 2013.
↑ Incendiu la Cherepovets Ammophos. Cu o zi înainte, pe la cinci seara, un depozit cu sulf a luat foc la această întreprindere . Radio „Transmit” (17 ianuarie 2006). Preluat: 5 august 2013. (nedefinit)
↑ Un depozit cu sulf a ars în Balakovo . Agenția de informații Vzglyad-info (16 martie 2007). Preluat: 5 august 2013. (nedefinit)
↑ Tengizchevroil LLP va fi amendat pentru două incendii într-un depozit de sulf . Portalul de informații Zakon.kz (19 martie 2008). Preluat: 5 august 2013. (nedefinit)
↑ Alina Kalinina. Ministerul Situațiilor de Urgență îl caută pe proprietarul unui hambar cu sulf care a ars în apropiere de Samara . Komsomolskaya Pravda (17 aprilie 2008). Preluat: 5 august 2013. (nedefinit)
↑ Cola a ars la Dneprodzerjinsk . Mobus.com (3 iulie 2009). Preluat la 5 august 2013. Arhivat din original la 13 august 2013. (nedefinit)
↑ Un depozit cu sulf a luat foc în Ufa . Rambler.ru (31 iulie 2012). Preluat la 5 august 2013. Arhivat din original la 13 august 2013. (nedefinit)

Literatură

Sulful, a chemical element // Dicționar enciclopedic al lui Brockhaus și Efron : în 86 de volume (82 de volume și 4 suplimentare). - Sankt Petersburg. , 1890-1907.
Anselm AI Fundamentele fizicii statistice și termodinamicii. - M. : Nauka, 1973. - 424 p.
Bulidorova G. V., Galyametdinov Yu. G., Yaroshevskaya Kh. M., Barabanov V. P. Chimie fizică. - Kazan: Editura Kazan. nat. cercetare tehn. un-ta, 2012. - 396 p. - ISBN 978-5-7882-1367-5 .
Meyer K. Cristalografie fizică și chimică. — Trans. cu el. O. P. Nikitina. - Ed. E. D. Schukina și B. D. Sum. - M . : Metalurgie, 1972. - 480 p.

Link -uri

Sulphur (engleză) . WebElements. Preluat: 5 august 2013.
sulf . Biblioteca Populară a Elementelor Chimice (18 martie 2002). Preluat: 5 august 2013. (nedefinit)
sulf nativ . Catalogul mineralelor. Preluat: 5 august 2013. (nedefinit)
Sulful - rol în corpul uman . Preluat la 5 august 2013. Arhivat din original la 13 august 2013. (nedefinit)
Malyshev AI Sulful în formarea de minereu magmatic . - IGG UB RAN, 2004. - 189 p.
sulf . Manualul unui chimist.