A kén meglehetősen gyakori kémiai elem a természetben (a földkéregben a tizenhatodik, a természetes vizekben a hatodik helyen áll). Létezik természetes kén (az elem szabad állapota) és vegyületei is.
Kén a természetben
A legfontosabb természetes kén ásványok közé tartozik a vas-pirit, szfalerit, galenit, cinóber, antimonit. A Világóceán főleg kalcium-, magnézium- és nátrium-szulfátokat tartalmaz, amelyek a természetes vizek keménységét okozzák.
Hogyan nyerik a ként?
A kénes ércek kitermelése különböző módszerekkel történik. A kén beszerzésének fő módja az, hogy közvetlenül a szántóföldön megszagolják.
A külszíni bányászat során kotrógépeket használnak a kénércet borító kőzetrétegek eltávolítására. Az ércrétegek robbantással történő összezúzása után a kénkohóba kerülnek.
Az iparban a ként az olvasztókemencékben végzett folyamatok melléktermékeként nyerik az olajfinomítás során. Nagy mennyiségben van jelen a földgázban (plkén-dioxid vagy kénhidrogén), amelynek kinyerése az alkalmazott berendezés falára rakódik le. A gázból leválasztott finoman diszpergált ként a vegyiparban használják alapanyagként különféle termékek előállításához.
Ez az anyag természetes kén-dioxidból is előállítható. Ehhez a Claus módszert használják. „Kéngödrök” használatából áll, amelyekben a ként gáztalanítják. Az eredmény egy módosított kén, amelyet széles körben használnak az aszf altiparban.
A kén fő allotróp módosulatai
A kén allotrópiával rendelkezik. Számos allotróp módosulat ismert. A leghíresebb a rombuszos (kristályos), a monoklin (acicularis) és a képlékeny kén. Az első két módosítás stabil, a harmadik megszilárdulva rombusz alakúvá változik.
A ként jellemző fizikai tulajdonságok
Az ortorombikus (α-S) és monoklin (β-S) módosulatok molekulái egyenként 8 kénatomot tartalmaznak, amelyeket egyetlen kovalens kötéssel kapcsolnak össze zárt ciklusban.
Normál körülmények között a kén rombusz alakú. Sárga, szilárd kristályos anyag, amelynek sűrűsége 2,07 g/cm3. 113 °C-on olvad. A monoklin kén sűrűsége 1,96 g/cm3, olvadáspontja 119,3 °C.
Megolvadáskor a kén kitágul, és sárga folyadékká válik, amely 160 °C-on barna színűvé válik.190 °C körüli hőmérsékleten viszkózus sötétbarna masszává válik. Ezen érték feletti hőmérsékleten a kén viszkozitása csökken. Körülbelül 300 °C-on ismét folyékony folyékony halmazállapotba kerül. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a melegítés során a kén polimerizálódik, és a hőmérséklet növekedésével növeli a lánc hosszát. És amikor a hőmérséklet eléri a 190 °C-ot, a polimer egységek tönkremenetele figyelhető meg.
A kénolvadék természetes hűtése során hengeres tégelyekben az úgynevezett csomós kén képződik - nagy méretű rombuszkristályok, amelyek torz alakúak, oktaéderek formájában, részben "vágott" felülettel vagy sarkokkal.
Ha az olvadt anyagot gyors hűtésnek vetik alá (például hideg vízzel), akkor műanyag kén nyerhető, amely barnás vagy sötétvörös színű, rugalmas gumiszerű tömeg, amelynek sűrűsége 2,046 g /cm 3. Ez a módosulás, ellentétben a rombikus és monoklinikussal, instabil. Fokozatosan (több óra alatt) színe sárgára változik, törékennyé válik és rombusz alakúvá válik.
A kéngőz (nagyon hevített) folyékony nitrogénnel való lefagyasztásakor lila módosulat képződik, amely mínusz 80 °C alatti hőmérsékleten stabil.
A kén gyakorlatilag nem oldódik fel a vízi környezetben. Jól oldódik azonban szerves oldószerekben. Rossz áram- és hővezető.
A kén forráspontja 444,6 °C. A forrási folyamat narancssárga gőzök felszabadulásával jár, amelyek főként S8 molekulákból állnak, amelyek az ezt követő melegítés hatására disszociálnak, és S egyensúlyi formák képződnek. 6, S4 és S2. Továbbá hevítéskor a nagy molekulák lebomlanak, és 900 fok feletti hőmérsékleten a párok gyakorlatilag csak S2 molekulákból állnak, 1500 °C-on atomokra disszociálnak.
Mik a kén kémiai tulajdonságai?
A kén egy tipikus nemfém. kémiailag aktív. Oxidáló-a kén redukáló tulajdonságai számos elem kapcsán nyilvánulnak meg. Melegítve könnyen kombinálható szinte minden elemmel, ami megmagyarázza a fémércekben való kötelező jelenlétét. A kivételek a Pt, Au, I2, N2 és inert gázok. A vegyületekben a kén oxidációs állapota -2, +4, +6.
A kén és az oxigén tulajdonságai miatt égetik a levegőben. Ennek a kölcsönhatásnak az eredménye kénsav (SO2) és kénsav (SO3) anhidridek képződése, amelyeket kén- és kénsav előállítására használnak fel. savak.
Szobahőmérsékleten a kén redukáló tulajdonságai csak a fluorral kapcsolatban mutatkoznak meg abban a reakcióban, amellyel a kén-hexafluorid keletkezik:
S + 3F2=SF6.
Hevítéskor (olvadék formájában) kölcsönhatásba lép klórral, foszforral, szilíciummal, szénnel. A hidrogénnel való reakciók eredményeként a hidrogén-szulfid mellett szulfánokat képez, amelyek egy közösképlet H2SX.
A kén oxidáló tulajdonságai akkor figyelhetők meg, amikor fémekkel kölcsönhatásba lép. Egyes esetekben meglehetősen heves reakciók figyelhetők meg. A fémekkel való kölcsönhatás eredményeként szulfidok (kéntartalmú vegyületek) és poliszulfidok (polikéntartalmú fémek) keletkeznek.
Hosszú melegítéskor tömény oxidáló savakkal reagál, ugyanakkor oxidálódik.
Ezután vegye figyelembe a kénvegyületek főbb tulajdonságait.
Kén-dioxid
A kén-oxid (IV), más néven kén-dioxid és kénsav-anhidrid, szúrós, fullasztó szagú (színtelen) gáz. Szobahőmérsékleten nyomás alatt cseppfolyósodásra hajlamos. A SO2 egy savas oxid. Jó vízoldhatóság jellemzi. Ebben az esetben gyenge, instabil kénsav képződik, amely csak vizes oldatban létezik. A kén-dioxid lúgokkal való kölcsönhatása következtében szulfitok képződnek.
Elég magas kémiai aktivitással rendelkezik. A legkifejezettebbek a kén-oxid (IV) redukáló kémiai tulajdonságai. Az ilyen reakciókat a kén oxidációs állapotának növekedése kíséri.
A kén-oxid oxidáló kémiai tulajdonságai erős redukálószerek (például szén-monoxid) jelenlétében jelentkeznek.
Kén-trioxid
Kén-trioxid (kénsav-anhidrid) - a legmagasabb kén-oxid (VI). Normál körülmények között színtelen, illékony, fullasztó szagú folyadék. Hőmérsékleten képes megfagyni16,9 fok alatt. Ebben az esetben a szilárd kén-trioxid különböző kristálymódosulatainak keveréke képződik. A kén-oxid magas higroszkópos tulajdonságai miatt "füstöl" a nedves levegőben. Ennek eredményeként kénsavcseppek képződnek.
hidrogén-szulfid
A hidrogén-szulfid a hidrogén és a kén bináris kémiai vegyülete. A H2S egy mérgező, színtelen gáz, amelyet édeskés íz és rothadt tojásszag jellemez. Mínusz 86 °С-on olvad, mínusz 60 °C-on forr. Termikusan instabil. 400 °C feletti hőmérsékleten a hidrogén-szulfid S-re és H2-ra bomlik. Az etanolban való jó oldhatóság jellemzi. Vízben rosszul oldódik. A vízben való oldódás következtében gyenge kénsav képződik. A hidrogén-szulfid erős redukálószer.
Tűzveszélyes. Amikor a levegőben ég, kék láng figyelhető meg. Magas koncentrációban számos fémmel reagálhat.
Kénsav
A kénsav (H2SO4) különböző koncentrációjú és tisztaságú lehet. Vízmentes állapotban színtelen, szagtalan, olajos folyadék.
A hőmérséklet, amelyen az anyag olvad, 10 °C. A forráspont 296 °C. Vízben jól oldódik. A kénsav feloldásakor hidrátok képződnek, és nagy mennyiségű hő szabadul fel. Az összes vizes oldat forráspontja anyomás 760 Hgmm. Művészet. meghaladja a 100 °C-ot. A forráspont növekedése a sav koncentrációjának növekedésével következik be.
Az anyagok savas tulajdonságai bázikus oxidokkal és bázisokkal való kölcsönhatásban nyilvánulnak meg. A H2SO4 egy kétbázisú sav, melynek köszönhetően szulfátokat (közepes sókat) és hidroszulfátokat (savas sókat) is képezhet. amelyek vízben oldódnak.
A kénsav tulajdonságai a legvilágosabban a redox reakciókban nyilvánulnak meg. Ez annak köszönhető, hogy a H2SO4 összetételében a kén a legmagasabb oxidációs állapotú (+6). A kénsav oxidáló tulajdonságainak megnyilvánulására példa a rézzel való reakció:
Cu + 2H2SO4 =CuSO4 + 2H 2O + SO2.
Kén: hasznos tulajdonságok
A kén az élő szervezetek számára nélkülözhetetlen nyomelem. Az aminosavak (metionin és cisztein), az enzimek és a vitaminok szerves része. Ez az elem részt vesz a fehérje harmadlagos szerkezetének kialakításában. A fehérjékben található kémiailag kötött kén mennyisége 0,8-2,4 tömeg%. Az elem tartalma az emberi szervezetben körülbelül 2 gramm/1 kg (azaz körülbelül 0,2% a kén).
A mikroelem hasznos tulajdonságait aligha lehet túlbecsülni. A vér protoplazmáját védve a kén aktív segítője a szervezetnek a káros baktériumok elleni küzdelemben. A véralvadás a mennyiségétől függ, vagyis az elem segítmegfelelő szintet tartani. A kén fontos szerepet játszik a szervezet által termelt epe koncentrációjának normál értékének fenntartásában is.
Gyakran „szépség ásványának” nevezik, mert elengedhetetlen az egészséges bőr, köröm és haj megőrzéséhez. A kén képes megvédeni a szervezetet a különféle negatív környezeti hatásoktól. Ez segít lelassítani az öregedési folyamatot. A kén megtisztítja a szervezetet a méreganyagoktól és véd a sugárzástól, ami a jelenlegi környezeti helyzetre tekintettel jelenleg különösen fontos.
A mikroelemek elégtelen mennyisége a szervezetben a méreganyagok gyenge kiválasztásához, csökkent immunitáshoz és vitalitáshoz vezethet.
A kén a bakteriális fotoszintézis résztvevője. A bakterioklorofill alkotórésze, a hidrogén-szulfid pedig hidrogénforrás.
Kén: ingatlanok és ipari alkalmazások
A legszélesebb körben használt kén a kénsav előállítására szolgál. Ezenkívül ennek az anyagnak a tulajdonságai lehetővé teszik a gumi vulkanizálására, gombaölő szerként a mezőgazdaságban, sőt gyógyszerként (kolloid kén) történő felhasználását is. Ezenkívül a ként gyufák és pirotechnikai kompozíciók gyártásához is felhasználják, része a kénes aszf alt előállításához használt kénes-bitumen készítményeknek.
