A kén egy kémiai elem, amely a periódusos rendszer hatodik csoportjában és harmadik periódusában található. Ebben a cikkben részletesen megvizsgáljuk kémiai és fizikai tulajdonságait, előállítását, felhasználását és így tovább. A fizikai jellemzők olyan jellemzőket foglalnak magukban, mint a szín, az elektromos vezetőképesség szintje, a kén forráspontja stb. A kémiai jellemző más anyagokkal való kölcsönhatását írja le.
Kén a fizika szempontjából
Ez egy törékeny anyag. Normál körülmények között szilárd halmazállapotú. A kén citromsárga színű.
És többnyire minden vegyülete sárga árnyalatú. Nem oldódik vízben. Alacsony hő- és elektromos vezetőképességgel rendelkezik. Ezek a tulajdonságok jellemzik, mint egy tipikus nemfém. Annak ellenére, hogy a kén kémiai összetétele egyáltalán nem bonyolult, ennek az anyagnak számos változata lehet. Minden a kristályrács szerkezetétől függ, melynek segítségével az atomok összekapcsolódnak, de nem alkotnak molekulákat.
Tehát, az első lehetőség a rombikus kén. Ő történetesen aza legstabilabb. Az ilyen típusú kén forráspontja négyszáznegyvenöt Celsius-fok. De ahhoz, hogy egy adott anyag aggregált gázhalmazállapotba kerüljön, először folyékony halmazállapoton kell átmennie. Tehát a kén olvadása száztizenhárom Celsius-fok hőmérsékleten megy végbe.
A második lehetőség a monoklin kén. Ez egy tű alakú, sötétsárga színű kristály. Az első típusú kén megolvadása, majd lassú lehűlése vezet ennek a típusnak a kialakulásához. Ez a fajta szinte azonos fizikai tulajdonságokkal rendelkezik. Például az ilyen típusú kén forráspontja még mindig ugyanaz a négyszáznegyvenöt fok. Ezenkívül ennek az anyagnak olyan sokfélesége van, mint a műanyag. Úgy nyerik, hogy hideg, majdnem forrásig melegített rombuszos vízbe öntjük. Az ilyen típusú kén forráspontja megegyezik. De az anyag képes megnyúlni, mint a gumi.
A fizikai jellemző másik összetevője, amelyről szeretnék beszélni, a kén gyulladási hőmérséklete.
Ez a szám az anyag típusától és eredetétől függően változhat. Például a műszaki kén gyulladási hőmérséklete százkilencven fok. Ez egy meglehetősen alacsony adat. Más esetekben a kén lobbanáspontja kétszáznegyvennyolc fok, sőt kétszázötvenhat fok is lehet. Minden attól függ, hogy milyen anyagból bányászták, milyen sűrűségű. De arra lehet következtetnihogy a kén égési hőmérséklete meglehetősen alacsony, más kémiai elemekkel összehasonlítva gyúlékony anyag. Ezenkívül a kén néha nyolc, hat, négy vagy két atomból álló molekulákká egyesülhet. Most, miután a ként a fizika szemszögéből vizsgáltuk, menjünk tovább a következő részre.
A kén kémiai jellemzése
Ennek az elemnek viszonylag alacsony az atomtömege, mólonként harminckét gramm. A kénelem jellemzője ennek az anyagnak olyan tulajdonságát tartalmazza, mint a különböző fokú oxidáció képessége. Ebben különbözik mondjuk a hidrogéntől vagy az oxigéntől. Figyelembe véve azt a kérdést, hogy mi a kénelem kémiai jellemzője, nem lehet szó arról, hogy a körülményektől függően redukáló és oxidáló tulajdonságokat is mutat. Tehát sorrendben vegyük figyelembe egy adott anyag kölcsönhatását különféle kémiai vegyületekkel.
Kén és egyszerű anyagok
Az egyszerűek olyan anyagok, amelyek összetételében csak egy kémiai elem található. Atomjai egyesülhetnek molekulákká, mint például az oxigén esetében, vagy nem egyesülhetnek, mint a fémek esetében. Tehát a kén reakcióba léphet fémekkel, más nemfémekkel és halogénekkel.
Kölcsönhatás fémekkel
Ez a fajta folyamat magas hőmérsékletet igényel. Ilyen körülmények között addíciós reakció megy végbe. Vagyis a fématomok kénatomokkal egyesülnek, így összetett anyagok szulfidok keletkeznek. Például ha fűteszkét mól káliumot egy mól kénnel keverve kapunk egy mól szulfidot ennek a fémnek. Az egyenlet a következőképpen írható fel: 2K + S=K2S.
Reakció oxigénnel
Ez kénégetés. Ennek a folyamatnak az eredményeként oxidja képződik. Ez utóbbi kétféle lehet. Ezért a kén égése két szakaszban történhet. Az első az, amikor egy mól kén és egy mól oxigén egy mól kén-dioxidot képez. Ennek a kémiai reakciónak az egyenletét a következőképpen írhatja fel: S + O2=SO2. A második lépés egy további oxigénatom hozzáadása a dioxidhoz. Ez akkor fordul elő, ha egy mól oxigént adunk két mól kén-dioxidhoz magas hőmérsékleten. Az eredmény két mól kén-trioxid. Ennek a kémiai kölcsönhatásnak az egyenlete a következőképpen néz ki: 2SO2 + O2=2SO3. A reakció eredményeként kénsav képződik. Tehát a leírt két eljárás végrehajtásával a keletkező trioxidot vízgőzsugáron lehet átengedni. És szulfátsavat kapunk. Az ilyen reakció egyenlete a következő: SO3 + H2O=H2 SO 4.
Halogénekkel való kölcsönhatás
A kén, más nemfémekhez hasonlóan, kémiai tulajdonságai lehetővé teszik, hogy reagáljon ezzel az anyagcsoporttal. Ide tartoznak az olyan vegyületek, mint a fluor, bróm, klór, jód. A kén bármelyikkel reagál, kivéve az utolsót. Példa erre a vizsgált fluorozási eljárásmi a periódusos rendszer eleme. Az említett nemfém halogénnel való hevítésével kétféle fluort nyerhetünk. Az első eset: ha veszünk egy mól ként és három mól fluort, akkor egy mól fluoridot kapunk, amelynek képlete SF6. Az egyenlet így néz ki: S + 3F2=SF6. Ezen kívül van egy második lehetőség is: ha veszünk egy mól ként és két mól fluort, akkor egy mól fluoridot kapunk, amelynek kémiai képlete SF4. Az egyenlet a következőképpen írható fel: S + 2F2=SF4. Amint látja, minden attól függ, hogy az összetevőket milyen arányban keverik össze. Ugyanígy lehetséges a kén klórozása (két különböző anyag is keletkezhet) vagy brómozás.
Kölcsönhatás más egyszerű anyagokkal
A kén elem jellemzése ezzel nem ér véget. Az anyag kémiai reakcióba is léphet hidrogénnel, foszforral és szénnel. A hidrogénnel való kölcsönhatás következtében szulfidsav képződik. Fémekkel való reakciója eredményeként szulfidjaik állíthatók elő, amelyek viszont a kén és ugyanazon fém közvetlen reakciójával is előállíthatók. Hidrogénatomok hozzáadása a kénatomokhoz csak nagyon magas hőmérsékleti körülmények között történik. Amikor a kén foszforral reagál, foszfidja képződik. Ennek a következő képlete: P2S3. Ahhoz, hogy ebből az anyagból egy mólhoz jussunk, két mól foszfort és három mól ként. Amikor a kén kölcsönhatásba lép a szénnel, a szóban forgó nemfém karbidja képződik. A kémiai képlete így néz ki: CS2. Ahhoz, hogy egy mólnyi anyagot kapjunk, egy mól szenet és két mól ként kell venni. Az összes fent leírt addíciós reakció csak akkor megy végbe, ha a reagenseket magas hőmérsékletre melegítjük. Megvizsgáltuk a kén és az egyszerű anyagok kölcsönhatását, most térjünk át a következő bekezdésre.
Kén és összetett vegyületek
A komplexek azok az anyagok, amelyek molekulái két (vagy több) különböző elemből állnak. A kén kémiai tulajdonságai lehetővé teszik, hogy reakcióba lépjen olyan vegyületekkel, mint a lúgok, valamint a tömény szulfátsav. Reakciói ezekkel az anyagokkal meglehetősen sajátosak. Először is gondolja át, mi történik, ha a kérdéses nemfémet lúggal keverik. Például, ha veszünk hat mól kálium-hidroxidot és három mól ként adunk hozzá, akkor két mól kálium-szulfidot, egy mól fém-szulfitot és három mól vizet kapunk. Ez a fajta reakció a következő egyenlettel fejezhető ki: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 O. Ugyanezen elv szerint kölcsönhatás lép fel, ha nátrium-hidroxidot adunk hozzá. Ezután vegyük figyelembe a kén viselkedését, amikor tömény szulfátsavoldatot adunk hozzá. Ha veszünk egy mol az első és két mol a második anyag, akkor a következő termékeket kapjuk: kén-trioxid mennyiségben három mól, valamint víz - két mól. Ez a kémiai reakció csak akkor mehet végbe, ha a reagenseket magas hőmérsékletre hevítik.
A kérdéses elem beszerzésenem fém
Több alapvető módja van annak, hogyan vonhatja ki a ként különböző anyagokból. Az első módszer a pirittől való izolálása. Ez utóbbi kémiai képlete FeS2. Ha ezt az anyagot magas hőmérsékletre hevítik anélkül, hogy oxigénhez jutna, egy másik vas-szulfid - FeS - és kén nyerhető. A reakcióegyenletet a következőképpen írjuk le: FeS2=FeS + S. A kén előállításának második, az iparban gyakran használt módszere a kén-szulfid égetése egy hőcserélő körülmény között. kis mennyiségű oxigén. Ebben az esetben beszerezheti a nem fémet és a vizet. A reakció végrehajtásához a komponenseket 2:1 mólarányban kell venni. Ennek eredményeként kettő-kettő arányban kapjuk meg a végtermékeket. Ennek a kémiai reakciónak az egyenlete a következőképpen írható fel: O. Ezenkívül a ként különféle kohászati eljárások során nyerhető, például fémek, például nikkel, réz és mások gyártása során.
Ipari felhasználás
Az általunk vizsgált nemfém a vegyiparban találta meg a legszélesebb körű alkalmazását. Mint fentebb említettük, itt szulfátsavat nyernek belőle. Ezenkívül a ként gyufagyártás komponenseként használják, mivel gyúlékony anyag. Nélkülözhetetlen a robbanóanyagok, lőpor, csillagszórók stb. gyártásában is. Ezenkívül a ként a kártevőirtási termékek egyik összetevőjeként használják. NÁL NÉLgyógyszer, összetevőként használják a bőrbetegségek kezelésére szolgáló gyógyszerek gyártásában. Ezenkívül a kérdéses anyagot különféle színezékek előállítására használják. Ezenkívül foszforok gyártására is használják.
A kén elektronikus szerkezete
Mint tudod, minden atom egy magból áll, amely protonokat – pozitív töltésű részecskéket – és neutronokat, azaz nulla töltésű részecskéket tartalmaz. Az elektronok negatív töltéssel keringenek az atommag körül. Ahhoz, hogy egy atom semleges legyen, szerkezetében ugyanannyi protonnak és elektronnak kell lennie. Ha az utóbbiból több van, akkor ez már negatív ion - anion. Ha éppen ellenkezőleg, a protonok száma nagyobb, mint az elektronok száma, akkor ez egy pozitív ion vagy kation. A kén-anion savmaradékként működhet. Olyan anyagok molekuláinak része, mint a szulfidsav (hidrogén-szulfid) és a fém-szulfidok. Az elektrolitikus disszociáció során anion képződik, amely akkor következik be, amikor egy anyagot feloldunk vízben. Ebben az esetben a molekula kationra bomlik, amelyet fém- vagy hidrogénionként ábrázolhatunk, valamint kationra - egy savmaradék vagy egy hidroxilcsoport ionjára (OH-).
Mivel a periódusos rendszerben a kén sorszáma tizenhat, arra a következtetésre juthatunk, hogy ez a protonok száma a magjában. Ez alapján azt mondhatjuk, hogy tizenhat elektron is körbeforog. A neutronok számát úgy kaphatjuk meg, hogy a moláris tömegből kivonjuk a kémiai elem sorszámát: 32- 16=16. Minden elektron nem véletlenszerűen forog, hanem egy bizonyos pályán. Mivel a kén egy kémiai elem, amely a periódusos rendszer harmadik periódusához tartozik, három keringés kering a mag körül. Az elsőben két elektron van, a másodikban nyolc, a harmadikban hat. A kénatom elektronképletét a következőképpen írjuk le: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Elterjedtség a természetben
A szóban forgó kémiai elem alapvetően az ásványok összetételében található meg, amelyek különböző fémek szulfidjai. Először is, ez pirit - vassó; ez is ólom, ezüst, rézfény, cink keverék, cinóber - higany-szulfid. Ezenkívül a kén ásványi anyagok része is lehet, amelyek szerkezetét három vagy több kémiai elem képviseli.
Például kalkopirit, mirabilit, kizerit, gipsz. Mindegyiket részletesebben megvizsgálhatja. A pirit egy vas-szulfid vagy FeS2. Világos sárga színű, arany fényű. Ez az ásvány gyakran megtalálható szennyeződésként a lapis lazuliban, amelyet széles körben használnak ékszerkészítéshez. Ez annak köszönhető, hogy ennek a két ásványnak gyakran van közös lelőhelye. A rézfény - kalkocit vagy kalkozin - kékesszürke anyag, hasonló a fémhez. Az ólomfény (galena) és az ezüstfény (argentit) hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek: mindkettő fémnek tűnik, és szürke színű. A cinóber barnásvörös, fénytelen ásvány, szürke foltokkal. Kalkopirit, vegyszermelynek képlete CuFeS2, - aranysárga, arany keveréknek is nevezik. A cinkkeverék (szfalerit) színe borostyántól tüzes narancsig terjedhet. Mirabilite - Na2SO4x10H2O - átlátszó vagy fehér kristályok. Glauber-sónak is nevezik, az orvostudományban használják. A kizerit kémiai képlete MgSO4xH2O. Fehér vagy színtelen pornak tűnik. A gipsz kémiai képlete CaSO4x2H2O. Ezenkívül ez a kémiai elem az élő szervezetek sejtjeinek része, és fontos nyomelem.
