Физически и химични основи на процеса на горене на сярата. Пещи за изгаряне на течна сяра

Това е химичен елемент, разположен в шестата група, третият период на периодичната таблица. Това е крехко вещество, което при нормални условия е в твърдо агрегатно състояние. Сярата е оцветена в лимонено жълто. Много съединения на този елемент са надарени със същия нюанс.

Физични характеристики на сярата

Сярата не се разтваря във вода, има ниска електрическа и топлопроводимост и проявява свойствата на типичен неметал. Вещество може да съществува в няколко варианта, в зависимост от структурата на кристалната решетка, свързваща атомите.

Първият елемент е ромбична сяра, най-стабилното вещество. Кипи при 445°C. Преди да премине в газообразно агрегатно състояние, това вещество трябва да стане течно. Ромбичната сяра се топи при температура 113 °C.

Втори вариант - моноклинна сяра, което представлява игловидни кристали с тъмно жълт цвят. Това вещество се образува в резултат на топенето на ромбична сяра и бавното й охлаждане. Точката на кипене на моноклинната сяра е 445 °C. Съществува пластична разновидност на моноклинната сяра, която се получава чрез изливане на почти кипяща ромбична сяра в студена вода. Това вещество има свойството да се разтяга като гума.

Температурата на запалване на сярата зависи от вида на материала и неговия произход. Например техническата сяра се запалва при температура от 190 °C. При други условия температурата на възпламеняване на сярата е 248 ° C и дори 256 ° C - в зависимост от това от какъв материал е извлечена сярата и каква плътност има веществото. Във всеки случай температурата на горене на сярата е доста ниска в сравнение с други химични елементи. Сярата е запалимо вещество.

Химични характеристики на сярата, нейното взаимодействие с метали

Сярата има относително ниска атомна маса (32 g/mol). Елементът може да има различни степени на окисление. Тази сяра се различава от кислорода или водорода. Сярата, в зависимост от условията, е способна да проявява редуциращи или окисляващи свойства.

Сярата реагира с метали при високи температури. При такива условия ще протече реакция на присъединяване: металните атоми ще се комбинират със серни атоми, образувайки сложни вещества - сулфиди. Например, ако загреете 2 мола калий, смесите ги с 1 мол сяра, се образува 1 мол калиев сулфид. Реакционно уравнение:

Молекулна структура на калиевия сулфид

Реакцията на сярата с халогени и други прости вещества

Сярата, подобно на други неметали, реагира с халогени. Сярата реагира с бром, флуор, хлор, но не взаимодейства с йод. Пример за това е флуорирането на сярата. Ако сярата се нагрява с халоген, се образуват два варианта на флуорид.

Молекулна структура на серен флуорид

Първи вариант: вземете 1 мол сяра и три 3 мола флуор, образува се 1 мол флуор - SF₆. Реакционно уравнение:

S + 3F₂ = SF₆

Втори вариант: вземете 1 мол сяра и 2 мола флуор, 1 мол флуорид се образува с химическата формула SF₄. Реакционно уравнение:

S + 2F₂ = SF₄

Реакцията на халогените със сярата зависи от пропорциите, в които се смесват компонентите. Сярното бромиране или хлорирането на сярата се извършва по същия начин (в резултат на реакцията се образуват и две различни вещества).

Сярата влиза в химическа реакция с фосфор, водород и въглерод. Сярата реагира с водород, за да образува сероводород. В резултат на реакцията на сероводород с метали се образуват техните сулфиди, които също се получават при директно взаимодействие на сярата със същия метал.

Добавянето на водородни атоми към серните атоми става изключително при много високи температури. Когато сярата реагира с фосфор, се образува серен фосфид - P₂S₃. За да получите 1 мол серен фосфид, трябва да вземете 2 мола фосфор и 3 мола сяра. Когато сярата реагира с въглерода, се образува въглероден дисулфид CS₂. За да получите 1 мол въглероден дисулфид, трябва да вземете 1 мол въглерод и 2 мола сяра. Описаните реакции на присъединяване протичат, когато реагентите се нагряват до високи температури. Може да се проведе интересен експеримент с жълт серен прах и разтопен в черна вискозна маса.

Реакцията на сярата с кислорода

Невъзможно е да се разгледат всички реакции със сяра и да се пропусне взаимодействието й с кислорода. За да разберете процеса, можете да проведете лабораторен експеримент: по време на реакцията на разлагане на калиев перманганат, колбата ще бъде пълна с кислород. След това сярата се запалва в горяща лъжица и се спуска в колба с кислород. Сярата гори интензивно във въздуха с ярък синьо-виолетов пламък. Постепенно колбата ще се напълни с бяла мъгла.

Изгаряне на сяра

Реакцията между кислород и сяра е една от редокс реакциите, където сярата е редуциращ агент, а кислородът е окислител. Скоростта на изгаряне на сярата в чист кислород се увеличава поради почти петкратно увеличение на концентрацията на кислород.

Топлината по време на изгарянето на сяра във въздуха не се изразходва за нагряване на баласта (азот), така че температурата на реагентите се повишава повече, отколкото във въздуха. Поради това се увеличава и интензивността на горене. По време на горенето сярата се комбинира с кислород, образувайки серен диоксид - серен оксид SO₂, който постепенно запълва цилиндъра. Реакционно уравнение:

S + O₂ = SO2 + Q.

Серният диоксид се комбинира с водна пара, за да образува сярна киселина:

SO2 + H2O = H2SO3

Сярната киселина се окислява до сярна киселина:

2H2SO3 + O2 = 2H2SO4

В резултат на описаните реакции в цилиндъра се образува мъгла от капки сярна и сярна киселина.

Физически и химични основи на процеса на горене на сярата.

Изгарянето на S става с отделяне на голямо количество топлина: 0,5S 2g + O 2g = SO 2g, ΔH = -362,43 kJ

Горенето е комплекс от химични и физични явления. В инсинератор човек трябва да се справя със сложни полета от скорости, концентрации и температури, които е трудно да се опишат математически.

Изгарянето на разтопен S зависи от условията на взаимодействие и изгаряне на отделните капчици. Ефективността на горивния процес се определя от времето на пълно изгаряне на всяка частица сяра. Изгарянето на сярата, което се случва само в газовата фаза, се предшества от изпаряване на S, смесване на парите му с въздух и нагряване на сместа до t, което осигурява необходимата скорост на реакцията. Тъй като изпарението от повърхността на капката започва по-интензивно само при определен t, всяка капка течна сяра трябва да бъде нагрята до това t. Колкото по-високо е t, толкова по-дълго е необходимо за загряване на капката. Когато над повърхността на капката се образува горима смес от пари S и въздух с максимална концентрация и t, настъпва запалване. Процесът на горене на капка S зависи от условията на горене: t и относителната скорост на газовия поток и физикохимичните свойства на течността S (например наличието на твърди примеси от пепел в S) и се състои от следните етапи : 1-смесване на капки течност S с въздух; 2-загряване на тези капки и изпаряване; 3-термично парно разделяне S; 4-образуване на газовата фаза и нейното запалване; 5-изгаряне на газовата фаза.

Тези етапи протичат почти едновременно.

В резултат на нагряване капка течен S започва да се изпарява, парите на S дифундират към зоната на горене, където при високи t започват да реагират активно с O 2 на въздуха, процесът на дифузионно изгаряне на S протича с образуване на SO 2.

При високо t скоростта на окислителната реакция S е по-голяма от скоростта на физичните процеси, така че общата скорост на горивния процес се определя от процесите на пренос на маса и топлина.

Молекулната дифузия определя спокоен, сравнително бавен процес на горене, докато турбулентната дифузия го ускорява. Тъй като размерът на капчиците намалява, времето за изпаряване намалява. Финото пулверизиране на серните частици и равномерното им разпределение във въздушния поток увеличава контактната повърхност, улеснява нагряването и изпаряването на частиците. По време на изгарянето на всяка отделна капка S в състава на горелката трябва да се разграничат 3 периода: аз- инкубация; II- интензивно изгаряне; III- период на изгаряне.

Когато капка изгори, от повърхността й изригват пламъци, наподобяващи слънчеви изригвания. За разлика от конвенционалното дифузионно горене с изхвърляне на пламъци от повърхността на горяща капка, то се наричаше "експлозивно горене".

Изгарянето на S капката в дифузионен режим се осъществява чрез изпаряване на молекули от повърхността на капката. Скоростта на изпаряване зависи от физичните свойства на течността и t на околната среда и се определя от характеристиката на скоростта на изпаряване. В диференциален режим S светва в периоди I и III. Експлозивно изгаряне на капка се наблюдава само в периода на интензивно горене през II период. Продължителността на периода на интензивно изгаряне е пропорционална на куба на първоначалния диаметър на капката. Това се дължи на факта, че експлозивното горене е следствие от процесите, протичащи в обема на капката. Характеристика на скоростта на горене изч. от f-le: Да се= /τ sg;

d n е началният диаметър на капката, mm; τ е времето на пълно изгаряне на капката, s.

Характеристиката на скоростта на горене на капка е равна на сумата от характеристиките на дифузионно и експлозивно горене: Да се= K vz + K diff; kvz= 0,78∙exp(-(1,59∙p) 2,58); K диф= 1,21∙p +0,23; K T2\u003d K T1 ∙ exp (E a / R ∙ (1 / T 1 - 1 / T 2)); K T1 - константа на скоростта на горене при t 1 \u003d 1073 K. K T2 - const. скорост на нагряване при t различна от t 1 . Еа е енергията на активиране (7850 kJ/mol).

ТОГАВА. Основните условия за ефективно изгаряне на течност S са: подаване на цялото необходимо количество въздух към отвора на горелката, фино и равномерно пулверизиране на течност S, турбулентност на потока и високо t.

Общата зависимост на интензитета на изпаряване на течност S от скоростта на газа и t: К 1= a∙V/(b+V); a, b са константи, зависещи от t. V - скорост газ, m/s. При по-високо t зависимостта на интензитета на изпаряване S от скоростта на газа се дава от: К 1= K o ∙ V n ;

t, o C	LGK за	н
	4,975	0,58
	5,610	0,545
	6,332	0,8

С увеличаване на t от 120 до 180 o C, интензивността на изпаряване на S се увеличава с 5-10 пъти, а t 180 до 440 o C с 300-500 пъти.

Скоростта на изпарение при скорост на газа 0,104 m/s се определя от: = 8,745 - 2600/T (при 120-140 o C); = 7,346 -2025/T (при 140-200 o С); = 10,415 - 3480/Т (при 200-440°С).

За да се определи скоростта на изпаряване S при всеки t от 140 до 440 ° C и скорост на газа в диапазона 0,026-0,26 m / s, първо се намира за скорост на газа от 0,104 m / s и се преизчислява до друга скорост: lg = lg + n ∙ lgV `` /V ` ; Сравнението на стойността на интензивността на изпаряване на течната сяра и скоростта на горене предполага, че интензивността на горене не може да надвишава интензивността на изпаряване при точката на кипене на сярата. Това потвърждава правилността на горивния механизъм, според който сярата гори само в състояние на пара. Константата на скоростта на окисление на серни пари (реакцията протича по уравнение от втори ред) се определя от кинетичното уравнение: -dС S /d = К∙С S ∙С О2 ; C S е концентрацията на парите S; C O2 - conc-I пари O 2; K е константата на скоростта на реакцията. Общата концентрация на пари S и O 2 op-yut: C S= a(1-x); С О2= b - 2ax; а е началната концентрация на парите S; b - начална концентрация на пари О 2; х е степента на парно окисление S. Тогава:

K∙τ= (2,3 /(b – 2a)) ∙ (lg(b – ax/b(1 - x)));

Константа на скоростта на окислителната реакция S до SO 2: LGK\u003d B - A / T;

относно C	650 - 850	850 - 1100
AT	3,49	2,92
НО

Капки сяра d< 100мкм сгорают в диффузионном режиме; d>100 µm в експлозив, в областта от 100-160 µm, времето на горене на капките не се увеличава.

Че. за интензифициране на процеса на горене е препоръчително да се разпръсква сяра на капчици d = 130-200 µm, което изисква допълнителна енергия. При изгаряне е получен същият брой S. SO 2 е толкова по-концентриран, колкото по-малък е обемът на пещния газ и толкова по-висока е неговата t.

1 - СО2; 2 - С SO2

Фигурата показва приблизителна връзка между t и концентрацията на SO 2 в газа от пещта, получен при адиабатното изгаряне на сяра във въздуха. На практика се получава високо концентриран SO 2, ограничен от факта, че при t > 1300 облицовката на пещта и газопроводите бързо се разрушават. В допълнение, при тези условия могат да възникнат странични реакции между O 2 и N 2 на въздуха с образуването на азотни оксиди, което е нежелан примес в SO 2, следователно t = 1000-1200 обикновено се поддържа в серни пещи. А пещните газове съдържат 12-14 об.% SO 2 . От един обем O 2 се образува един обем SO 2, следователно максималното теоретично съдържание на SO 2 в горивния газ при изгаряне на S във въздуха е 21%. При изгаряне на S във въздуха, стрелба. O 2 Съдържанието на SO 2 в газовата смес може да се увеличи в зависимост от концентрацията на O 2 . Теоретичното съдържание на SO 2 при изгаряне на S в чист O 2 може да достигне 100%. Възможният състав на газа за печене, получен чрез изгаряне на S във въздуха и в различни кислородно-азотни смеси, е показан на фигурата:

Пещи за изгаряне на сяра.

Изгарянето на S при производството на сярна киселина се извършва в пещи в пулверизирано или телевизионно състояние. За изгаряне на разтопеното S използвайте дюзи, циклонни и вибрационни пещи. Най-широко използваните са циклон и инжектор. Тези пещи се класифицират според признаците:- според вида на монтираните дюзи (механични, пневматични, хидравлични) и разположението им в пещта (радиални, тангенциални); - от наличието на екрани вътре в горивните камери; - по изпълнение (хоризонти, вертикали); - според разположението на входните отвори за подаване на въздух; - за устройства за смесване на въздушни потоци с S пари; - за оборудване за използване на топлината на горене S; - по брой камери.

Пещ с дюзи (ориз)

1 - стоманен цилиндър, 2 - облицовка. 3 - азбест, 4 - прегради. 5 - дюза за пръскане на гориво, 6 дюзи за пръскане на сяра,

7 - кутия за подаване на въздух към пещта.

Той има доста прост дизайн, лесен за поддръжка, има изображение на газ, постоянна концентрация на SO 2. До сериозни недостатъцивключват: постепенно разрушаване на преградите поради високи t; ниско топлинно напрежение на горивната камера; трудност при получаване на газ с висока концентрация, т.к. използвайте голям излишък от въздух; зависимост на процента на изгаряне от качеството на пръскане S; значителен разход на гориво по време на стартиране и нагряване на пещта; сравнително големи размери и тегло и в резултат на това значителни капиталови инвестиции, производствени площи, експлоатационни разходи и големи топлинни загуби в околната среда.

По-перфектен циклонни фурни.

1 - предкамера, 2 - въздушна кутия, 3, 5 - камери за доизгаряне, 4. 6 щипкови пръстени, 7, 9 - дюзи за подаване на въздух, 8, 10 - дюзи за подаване на сяра.

Доставка:тангенциален вход на въздух и S; осигурява равномерно изгаряне на S в пещта поради по-добра турбуленция на потока; възможност за получаване на крайния технологичен газ до 18% SO 2; високо топлинно напрежение на пещното пространство (4,6 10 6 W / m 3); обемът на апарата се намалява с коефициент 30-40 в сравнение с обема на пещ с дюзи със същия капацитет; постоянна концентрация SO 2; просто регулиране на горивния процес S и неговата автоматизация; краткотраен и горим материал за нагряване и стартиране на пещта след дълго спиране; по-ниско съдържание на азотни оксиди след пещта. Основни седмицисвързано с високо t в процеса на горене; възможно напукване на облицовката и заварките; Незадоволителното пръскане на S води до пробив на парите му в t/обменното оборудване след пещта и следователно до корозия на оборудването и непостоянство на t на входа на t/обменното оборудване.

Molten S може да влезе в пещта през тангенциални или аксиални дюзи. С аксиалното разположение на дюзите зоната на горене е по-близо до периферията. При допирателна - по-близо до центъра, поради което се намалява ефектът на високото t върху облицовката. (ориз) Дебитът на газа е 100-120 m / s - това създава благоприятни условия за пренос на маса и топлина, а скоростта на изгаряне увеличава S.

Вибрираща фурна (ориз).

1 – глава на пещта на горелката; 2 - връщащи клапани; 3 - вибрационен канал.

При вибрационно горене всички параметри на процеса периодично се променят (налягане в камерата, скорост и състав на газовата смес, t). Устройство за вибрации. изгарянето S се нарича пещ-горелка. Преди пещта S и въздухът се смесват и те преминават през възвратни клапани (2) в главата на пещта-горелка, където сместа се изгаря. Доставката на суровини се извършва на порции (процесите са циклични). В тази версия на пещта топлинният стрес и скоростта на горене се увеличават значително, но преди запалване на сместа е необходимо добро смесване на напръскания S с въздух, така че процесът да върви моментално. В този случай продуктите на горенето се смесват добре, SO 2 газовият филм, заобикалящ S частиците, се разрушава и улеснява достъпа на нови порции O 2 в зоната на горене. В такава пещ полученият SO 2 не съдържа неизгорели частици, концентрацията му е висока в горната част.

За циклонна пещ, в сравнение с пещ с дюзи, тя се характеризира с 40-65 пъти по-голямо термично напрежение, възможност за получаване на по-концентриран газ и по-голямо производство на пара.

Най-важното оборудване за пещите за изгаряне на течност S е дюзата, която трябва да осигурява тънко и равномерно разпръскване на течност S, добро смесване с въздуха в самата дюза и зад нея, бързо регулиране на скоростта на потока на течност S, докато поддържане на необходимото му съотношение с въздух, стабилност на определена форма, дължина на горелката, а също така имат солиден дизайн, надежден и лесен за използване. За безпроблемната работа на дюзите е важно S да е добре почистен от пепел и битум. Дюзите са механични (подава се под собствено налягане) и пневматични (въздухът все още участва в пръскането) действие.

Използване на топлината от изгаряне на сярата.

Реакцията е силно екзотермична, в резултат на което се отделя голямо количество топлина и температурата на газа на изхода на пещите е 1100-1300 0 C. За контактно окисление на SO 2 температурата на газа на входа на 1-ви слой на cat-ra не трябва да надвишава 420 - 450 0 C. Следователно, преди етапа на окисление на SO 2 е необходимо да се охлади газовият поток и да се използва излишната топлина. В системите със сярна киселина, работещи със сяра за оползотворяване на топлината, най-широко се използват водотръбни котли за рекуперация на топлина с естествена топлинна циркулация. SETA - C (25 - 24); RKS 95 / 4,0 - 440.

Енергиен технологичен котел RKS 95/4.0 - 440 е водотръбен, с естествена циркулация, газонепропусклив котел, предназначен за работа с херметизация. Котелът се състои от изпарители 1-ва и 2-ра степен, дистанционни икономийзери 1.2 степен, дистанционни пароперегреватели 1.2 степен, барабан, пещи за горене на сяра. Пещта е предназначена за изгаряне на до 650 тона течност. Сяра на ден. Пещта се състои от два циклона, свързани един спрямо друг под ъгъл 110 0 и преходна камера.

Вътрешно тяло с диаметър 2,6 м, лежи свободно върху подпори. Външният корпус е с диаметър 3 м. Пръстеновидното пространство, образувано от вътрешния и външния кожух, се запълва с въздух, който след това влиза в горивната камера през дюзи. Сярата се подава към пещта от 8 серни дюзи, по 4 на всеки циклон. Изгарянето на сярата се случва във въртящ се газово-въздушен поток. Завихрянето на потока се постига чрез тангенциално въвеждане на въздух в горивния циклон през въздушни дюзи, по 3 във всеки циклон. Количеството въздух се контролира от моторизирани клапи на всяка въздушна дюза. Преходната камера е проектирана да насочва газовия поток от хоризонталните циклони към вертикалния газопровод на изпарителя. Вътрешната повърхност на камината е облицована с мулит-корундова тухла от марката MKS-72 с дебелина 250 мм.

1 - циклони

2 - преходна камера

3 - устройства за изпаряване

От Уикипедия.

Пожарни свойства на сярата.
Фино смляната сяра е склонна към химическо спонтанно запалване в присъствието на влага, в контакт с окислители, а също и в смеси с въглища, мазнини и масла. Сярата образува експлозивни смеси с нитрати, хлорати и перхлорати. Запалва се спонтанно при контакт с белина.

Средства за гасене: воден спрей, въздушно-механична пяна.

Според W. Marshall, серният прах е класифициран като експлозивен, но експлозията изисква достатъчно висока концентрация на прах - около 20 g / m³ (20 000 mg / m³), тази концентрация е многократно по-висока от максимално допустимата концентрация за човек във въздуха на работната зона - 6 mg/m³.

Парите образуват експлозивна смес с въздуха.

Изгарянето на сярата протича само в разтопено състояние, подобно на горенето на течности. Горният слой на горящата сяра кипи, създавайки пари, които образуват слаб пламък с височина до 5 см. Температурата на пламъка при изгаряне на сяра е 1820 ° C.

Тъй като въздухът по обем се състои от приблизително 21% кислород и 79% азот и при изгаряне на сяра се получава един обем SO2 от един обем кислород, максималното теоретично възможно съдържание на SO2 в газовата смес е 21%. На практика горенето се случва с известен излишък от въздух, а обемното съдържание на SO2 в газовата смес е по-малко от теоретично възможното, обикновено 14 ... 15%.

Откриването на изгаряне на сяра от пожарна автоматика е труден проблем. Пламъкът е труден за откриване с човешкото око или видеокамера, спектърът на синия пламък се намира главно в ултравиолетовия диапазон. Топлината, генерирана при пожар, води до температури, по-ниски от пожарите на други обичайни запалими вещества. За да откриете горенето с топлинен детектор, е необходимо да го поставите директно в близост до сярата. Серният пламък не излъчва в инфрачервения диапазон. По този начин той няма да бъде открит от обикновените инфрачервени детектори. Те ще откриват само вторични пожари. Сярният пламък не отделя водна пара. Следователно ултравиолетовите детектори на пламък, използващи никелови съединения, няма да работят.

За спазване на изискванията за пожарна безопасност в складовете за сяра е необходимо:

Конструкциите и технологичното оборудване трябва редовно да се почистват от прах;
складовото помещение трябва да се проветрява постоянно чрез естествена вентилация с отворени врати;
раздробяването на бучки сяра върху решетката на бункера трябва да се извършва с дървени чукове или инструмент от неискрящ материал;
конвейерите за подаване на сяра към производствените съоръжения трябва да бъдат оборудвани с металотърсачи;
в местата за съхранение и използване на сяра е необходимо да се осигурят устройства (страни, прагове с рампа и др.), които гарантират при спешни случаи, че стопилката на сярата не се разпространява извън помещението или откритото пространство;
в склада за сяра е забранено:
извършване на всички видове работа с използване на открит огън;
съхранявайте и съхранявайте намаслени парцали и парцали;
при ремонт използвайте инструмент от искрящ материал.

сяра (S)
атомно число	16
Външен вид на проста субстанция	светло жълто крехко твърдо вещество, без мирис в чист вид
Свойства на атома
Атомна маса (моларна маса)	32,066 а. e.m. (g/mol)
Радиус на атома	127 ч
Йонизационна енергия (първи електрон)	999,0 (10,35) kJ/mol (eV)
Електронна конфигурация	3s 2 3p 4
Химични свойства
ковалентен радиус	102 следобед
йонен радиус	30 (+6e) 184 (-2e) pm
Електроотрицателност (според Полинг)	2,58
Потенциал на електрода	0
Окислителни състояния	6, 4, 2, -2
Термодинамични свойства на простото вещество
Плътност	2,070 g/cm³
Моларен топлинен капацитет	22,61 J/(K mol)
Топлопроводимост	0,27 W/(m K)
Температура на топене	386K
Топене на топене	1,23 kJ/mol
Температура на кипене	717,824 К
Топлина на изпарение	10,5 kJ/mol
Моларен обем	15,5 cm³/mol
Кристалната решетка на просто вещество
Решетъчна структура	орторомбичен
Параметри на решетката	a=10,437 b=12,845 c=24,369 Å
c/a съотношение	—
Температура на Дебай	n/a К

С	16
32,066
3s 2 3p 4
сяра

сяра (сяра- обозначение "S" в периодичната таблица) - силно електроотрицателен елемент, проявява неметални свойства. В съединенията на водорода и кислорода той е част от различни йони, образува много киселини и соли. Много сяросъдържащи соли са слабо разтворими във вода.

Естествени серни минерали

Сярата е шестнадесетият най-разпространен елемент в земната кора. Среща се в свободно (родно) състояние и свързана форма. Най-важните естествени серни съединения FeS2 са железен пирит или пирит, ZnS е цинкова смес или сфалерит (вюрцит), PbS е оловен блясък или галенит, HgS е цинобър, Sb2S3 е антимонит. Освен това сярата присъства в нефт, природни въглища, природни газове и шисти. Сярата е шестият елемент в естествените води, среща се главно под формата на сулфатен йон и причинява "постоянната" твърдост на прясната вода. Жизнен елемент за висшите организми, неразделна част от много протеини, е концентриран в косата.

История на откриването и произхода на името

Сярата (Sulphur, френски Sufre, немски Schwefel) в естественото си състояние, както и под формата на серни съединения, е известна от древни времена. С миризмата на горяща сяра, задушаващия ефект на серен диоксид и отвратителната миризма на сероводород хората вероятно са се срещали в праисторически времена. Именно поради тези свойства сярата е била използвана от свещениците като част от свещения тамян по време на религиозни обреди. Сярата се смяташе за продукт на свръхчовешки същества от света на духовете или подземните богове. Преди много време сярата започна да се използва като част от различни горими смеси за военни цели. Омир вече описва "серни изпарения", смъртоносния ефект от секретите на горяща сяра. Сярата вероятно е била част от „гръцкия огън“, който ужасявал противниците.

Около 8 век китайците започнаха да го използват в пиротехнически смеси, по-специално в смеси като барут. Запалимостта на сярата, лекотата, с която тя се комбинира с метали, за да образува сулфиди (например върху повърхността на парчета метал), обяснява защо тя се смята за „принцип на горимост“ и незаменим компонент на металните руди. Презвитер Теофил (XII век) описва метод за окислително изпичане на сулфидна медна руда, вероятно известен в древен Египет.

През периода на арабската алхимия възниква живачно-сярната теория за състава на металите, според която сярата се счита за задължителна съставка (баща) на всички метали. По-късно става един от трите принципа на алхимиците, а по-късно „принципът на горимостта“ е в основата на теорията на флогистона. Елементарната природа на сярата е установена от Лавоазие в неговите експерименти с горене. С навлизането на барута в Европа започва развитието на добива на естествена сяра, както и разработването на метод за получаването й от пирити; последното е било често срещано в древна Русия. За първи път в литературата е описан от Агрикола. По този начин точният произход на сярата не е установен, но както беше споменато по-горе, този елемент е бил използван преди раждането на Христос, което означава, че е познат на хората от древни времена.

произход на името

Произход на латински сяранеизвестен. Руското име на елемента обикновено произлиза от санскритското "sire" - светло жълто. Може би връзката на "сяра" с еврейското "серафим" - множествено число на "серафим" - букви. изгаряне, а сярата гори добре. На староруски и старославянски „сярата“ обикновено е горимо вещество, включително мазнини.

Произход на сярата

Големите натрупвания на самородна сяра не са толкова чести. По-често присъства в някои руди. Самородната сярна руда е скала, осеяна с чиста сяра.

Кога са се образували тези включвания - едновременно с придружаващите ги скали или по-късно? От отговора на този въпрос зависи посоката на проучвателните работи. Но въпреки хилядолетията на общуване със сярата, човечеството все още няма ясен отговор. Има няколко теории, чиито автори са на противоположни мнения.

Теорията на сингенезата (тоест, едновременното образуване на сяра и приемни скали) предполага, че образуването на естествена сяра се е случило в плитки водни басейни. Специални бактерии редуцират сулфатите, разтворени във вода, до сероводород, който се издига, влиза в зоната на окисление и тук се окислява химически или с участието на други бактерии до елементарна сяра. Сярата се утаява на дъното и впоследствие съдържащата сяра утайка образува рудата.

Теорията за епигенезата (серни включвания, образувани по-късно от основните скали) има няколко варианта. Най-често срещаният от тях предполага, че подземните води, проникващи през скалните маси, са обогатени със сулфати. Ако такива води влязат в контакт с находища на нефт или природен газ, тогава сулфатните йони се редуцират от въглеводороди до сероводород. Сероводородът се издига на повърхността и, окислявайки се, отделя чиста сяра в кухини и пукнатини в скалите.

През последните десетилетия една от разновидностите на теорията за епигенезата, теорията за метасоматозата (на гръцки „метасоматоза“ означава заместване), намира все повече и повече потвърждения. Според него в дълбините непрекъснато се извършва превръщането на гипса CaSO4-H2O и анхидрита CaSO4 в сяра и калцит CaCO3.

Тази теория е създадена през 1935 г. от съветските учени Л. М. Мирополски и Б. П. Кротов. В негова полза говори по-специално такъв факт.

През 1961 г. в Ирак е открито находището Мишрак. Сярата тук е затворена в карбонатни скали, които образуват свод, поддържан от изходящи опори (в геологията те се наричат крила). Тези крила са съставени главно от анхидрит и гипс. Същата картина се наблюдава и на вътрешното находище Шор-Су.

Геоложката особеност на тези находища може да се обясни само от гледна точка на теорията на метасоматизма: първичният гипс и анхидритът са се превърнали във вторични карбонатни руди с включвания на самородна сяра. Важна е не само близостта на минералите – средното съдържание на сяра в рудата на тези находища е равно на съдържанието на химически свързана сяра в анхидрита. А изследванията на изотопния състав на сярата и въглерода в рудата на тези находища дадоха допълнителни аргументи на привържениците на теорията за метасоматизма.

Но има едно „но“: химията на процеса на превръщане на гипса в сяра и калцит все още не е ясна и следователно няма причина да се счита теорията на метасоматизма за единствената правилна. Дори и сега има езера на земята (по-специално Сярното езеро близо до Серноводск), където се получава сингенетично отлагане на сяра и съдържащата сяра утайка не съдържа нито гипс, нито анхидрит.

Разнообразието от теории и хипотези за произхода на самородната сяра е резултат не само и не толкова от непълнотата на нашите знания, а от сложността на явленията, случващи се в дълбините. Дори от математиката в началното училище всички знаем, че различни пътища могат да доведат до един и същ резултат. Този закон важи и за геохимията.

Касова бележка

Сярата се получава главно чрез топене на самородна сяра директно на места, където се среща под земята. Серните руди се добиват по различни начини – в зависимост от условията на възникване. Отлаганията на сяра почти винаги са придружени от натрупвания на отровни газове - серни съединения. Освен това не трябва да забравяме за възможността за спонтанното му запалване.

Добивът на руда по открит начин е както следва. Ходещите багери премахват слоеве от скали, под които лежи руда. Рудният слой се раздробява чрез експлозии, след което рудните блокове се изпращат в топилна фабрика за сяра, където сярата се извлича от концентрата.

През 1890 г. Херман Фраш предлага сярата да се стопи под земята и да се изпомпва на повърхността през кладенци, подобни на нефтените кладенци. Относително ниската (113°C) точка на топене на сярата потвърждава реалността на идеята на Фраш. През 1890 г. започват тестове, които водят до успех.

Има няколко метода за получаване на сяра от серни руди: водна пара, филтрация, термична, центробежна и екстракционна.

Сярата се намира в големи количества и в природния газ в газообразно състояние (под формата на сероводород, серен диоксид). По време на добива се отлага по стените на тръбите и оборудването, като ги деактивира. Следователно, той се улавя от газа възможно най-скоро след извличането. Получената химически чиста фина сяра е идеална суровина за химическата и каучуковата промишленост.

Най-голямото находище на самородна сяра от вулканичен произход се намира на остров Итуруп с запаси от категория A + B + C1 - 4227 хил. тона и категория C2 - 895 хил. тона, което е достатъчно за изграждане на предприятие с капацитет от 200 хил. тона гранулирана сяра годишно.

Производители

Основните производители на сяра в Русия са предприятията на OAO Gazprom: OOO Gazprom dobycha Astrakhan и OOO Gazprom dobycha Orenburg, които я получават като страничен продукт при пречистване на газ.

Физически свойства

Естествено срастване на кристали от самородна сяра

Сярата се различава значително от кислородспособността за образуване на стабилни вериги и цикли на серни атоми. Най-стабилни са цикличните молекули S 8 с формата на корона, образуващи ромбична и моноклинна сяра. Това е кристална сяра - крехко жълто вещество. Освен това са възможни молекули със затворени (S4, S6) вериги и отворени вериги. Такъв състав има пластична сяра, кафяво вещество. Формулата за пластмасова сяра най-често се пише просто като S, тъй като, въпреки че има молекулярна структура, тя е смес от прости вещества с различни молекули. Сярата е неразтворима във вода, някои от нейните модификации се разтварят в органични разтворители, като въглероден дисулфид. Сярата се използва за производство на сярна киселина, вулканизация на каучук, като фунгицид в селското стопанство и като колоидна сяра - лекарство. Също така, сярата в състава на сярно-битумни състави се използва за получаване на серен асфалт и като заместител на портланд цимент - за получаване на серен бетон. S + O 2 = SO 2

С помощта на спектрален анализ беше установено, че всъщност процесът на окисление на сяра до диоксид е верижна реакция и протича с образуването на редица междинни продукти: серен монооксид S 2 O 2 , молекулярна сяра S 2 , свободни серни атоми S и свободни радикали на серен оксид SO.

При взаимодействие с метали образува сулфиди. 2Na + S = Na 2 S

Когато към тези сулфиди се добави сяра, се образуват полисулфиди: Na 2 S + S = Na 2 S 2

При нагряване сярата реагира с въглерод, силиций, фосфор, водород:
C + 2S = CS 2 (въглероден дисулфид)

Сярата се разтваря в основи при нагряване - реакция на диспропорциониране
3S + 6KOH = K 2 SO 3 + 2K 2 S + 3H 2 O

Пожарни свойства на сярата

Фино смляната сяра е склонна към химическо спонтанно запалване в присъствието на влага, в контакт с окислители, а също и в смес с въглища, мазнини, масла. Сярата образува експлозивни смеси с нитрати, хлорати и перхлорати. Запалва се спонтанно при контакт с белина.

Средства за гасене: воден спрей, въздушно-механична пяна.

Откриването на изгаряне на сяра е труден проблем. Пламъкът е труден за откриване с човешкото око или видеокамера, спектърът на синия пламък се намира главно в ултравиолетовия диапазон. Изгарянето става при ниска температура. За да откриете горенето с топлинен детектор, е необходимо да го поставите директно в близост до сярата. Серният пламък не излъчва в инфрачервения диапазон. По този начин той няма да бъде открит от обикновените инфрачервени детектори. Те ще откриват само вторични пожари. Сярният пламък не отделя водна пара. Следователно ултравиолетовите детектори на пламък, използващи никелови съединения, няма да работят.

Тъй като въздухът по обем се състои от приблизително 21% кислород и 79% азот и когато сярата се изгаря, един обем SO2 се получава от един обем кислород, максималното теоретично възможно съдържание на SO2 в газовата смес е 21%. На практика горенето се случва с известен излишък на въздух и обемното съдържание на SO2 в газовата смес е по-малко от теоретично възможното, обикновено 14 ... 15%.

Пожари в серни складове

През декември 1995 г. избухна голям пожар в открито хранилище за сяра, разположено в град Съмърсет Уест, Западен Кейп, Южна Африка, убивайки двама души.

На 16 януари 2006 г. около пет вечерта в Череповецкия завод "Амофос" се запали склад със сяра. Общата площ на пожара е около 250 квадратни метра. Едва в началото на втората нощ беше възможно напълно да се премахне. Няма пострадали и пострадали.

На 15 март 2007 г. рано сутринта избухна пожар в затворен склад за сяра в Балаковския завод за фиброматериали ООД. Площта на пожара е 20 кв.м. На пожара са работили 4 противопожарни екипа с щат от 13 души. Пожарът е потушен за около половин час. Не е направена вреда.

На 4 и 9 март 2008 г. възникна серен пожар в района на Атирау в съоръжението за съхранение на сяра на TCO в находището Тенгиз. В първия случай пожарът е потушен бързо, във втория случай сярата гори 4 часа. Обемът на изгаряне на отпадъци от рафиниране на петрол, който според казахстанските закони включва сяра, възлиза на повече от 9 хиляди килограма.

През април 2008 г. се запали склад близо до село Кряж, Самарска област, където се съхраняваха 70 тона сяра. Пожарът е от втора категория по сложност. На място са напуснали 11 пожарни и спасители. В този момент, когато пожарникарите бяха близо до склада, не цялата сяра все още гори, а само малка част от нея – около 300 килограма. Площта на възпламеняване, заедно с площите със суха трева в близост до склада, възлиза на 80 квадратни метра. Пожарникарите успяха бързо да потушат пламъците и да локализират огъня: пожарите бяха покрити с пръст и наводнени с вода.

През юли 2009 г. сярата изгори в Днепродзержинск. Пожарът е възникнал в едно от коксохимическите предприятия в квартал Баглейски на града. Огънят е погълнал повече от осем тона сяра. Никой от служителите на завода не е пострадал.

Раздел 1. Определяне на сяра.

Раздел 2. Естествени минерали сяра.

Раздел 3. История на откриванетосяра.

Раздел 4. Произход на наименованието сяра.

Раздел 5. Произход на сярата.

Раздел 6 Разпискасяра.

Раздел 7 Производителисяра.

Свойства на раздел 8сяра.

- Подраздел 1. ФизическиИмоти.

- Подраздел2. ХимическиИмоти.

Раздел 10. Пожарни свойства на сярата.

- Подраздел1. Пожари в серни складове.

Раздел 11. Да бъдеш сред природата.

Раздел 12. Биологична ролясяра.

Раздел 13 Приложениесяра.

Определениесяра

сярата еелемент от шеста група от третия период от периодичната система от химични елементи на Д. И. Менделеев, с атомен номер 16. Показва неметални свойства. Означава се със символа S (лат. Sulphur). В съединенията на водорода и кислорода той е част от различни йони, образува много киселини и соли. Много сяросъдържащи соли са слабо разтворими във вода.

Сяра - S, химичен елемент с атомен номер 16, атомна маса 32,066. Химическият символ на сярата е S, произнася се "es". Естествената сяра се състои от четири стабилни нуклида: 32S (съдържание 95,084% тегловни), 33S (0,74%), 34S (4,16%) и 36S (0,016%). Радиусът на серния атом е 0,104 nm. Йонни радиуси: S2- йон 0,170 nm (координационен номер 6), йон S4+ 0,051 nm (координационен номер 6) и йон S6+ 0,026 nm (координационен номер 4). Енергиите на последователна йонизация на неутрален серен атом от S0 до S6+ са съответно 10,36, 23,35, 34,8, 47,3, 72,5 и 88,0 eV. Сярата се намира в групата VIA на периодичната система на Д. И. Менделеев, в 3-ти период и принадлежи към броя на халкогените. Конфигурацията на външния електронен слой е 3s23p4. Най-характерните степени на окисление в съединенията са -2, +4, +6 (валентности II, IV и VI, съответно). Стойността на електроотрицателността на сярата според Полинг е 2,6. Сярата е един от неметалите.

В свободната си форма сярата е жълти крехки кристали или жълт прах.

Сярата е

Естествено минералисяра

Сярата е шестнадесетият най-разпространен елемент в земната кора. Среща се в свободно (родно) състояние и свързана форма.

Най-важните естествени серни съединения: FeS2 - железен пирит или пирит, ZnS - цинкова смес или сфалерит (вюрцит), PbS - оловен блясък или галенит, HgS - цинобър, Sb2S3 - антимонит. Освен това сярата присъства в черното злато, природните въглища, природните газове и шистите. Сярата е шестият елемент в естествените води, среща се главно под формата на сулфатен йон и причинява "постоянната" твърдост на прясната вода. Жизнен елемент за висшите организми, неразделна част от много протеини, е концентриран в косата.

Сярата е

История на откритиятасяра

сярата в естественото си състояние, както и под формата на серни съединения, е известна от древни времена. С миризмата на горяща сяра, задушаващия ефект на серен диоксид и отвратителната миризма на сероводород хората вероятно са се срещали в праисторически времена. Именно поради тези свойства сярата е била използвана от свещениците като част от свещения тамян по време на религиозни обреди. Сярата се смяташе за продукт на свръхчовешки същества от света на духовете или подземните богове. Преди много време сярата започна да се използва като част от различни горими смеси за военни цели. Омир вече описва "серни изпарения", смъртоносния ефект от секретите на горяща сяра. Сярата вероятно е била част от „гръцкия огън“, който ужасявал противниците. Около 8 век китайците започнаха да го използват в пиротехнически смеси, по-специално в смеси като барут. Запалимостта на сярата, лекотата, с която тя се комбинира с метали, за да образува сулфиди (например на повърхността на парчета метални), обясняват, че се е считало за „принцип на горимост“ и за незаменим компонент на металните руди. Презвитер Теофил (XII век) описва метод за окислително изпичане на сулфидна медна руда, вероятно известен в древен Египет. AT месечен цикълАрабската алхимия възникна живачно-сярната теория за състава метали, според който сярата е била почитана като задължителен компонент (баща) на всички метали. По-късно става един от трите принципа на алхимиците, а по-късно „принципът на горимостта“ е в основата на теорията на флогистона. Елементарната природа на сярата е установена от Лавоазие в неговите експерименти с горене. С навлизането на барута в Европа започва развитието на добива на естествена сяра, както и разработването на метод за получаването й от пирити; последното е било често срещано в древна Русия. За първи път в литературата е описан от Агрикола. По този начин точният произход на сярата не е установен, но, както бе споменато по-горе, този елемент е бил използван преди раждането на Христос, което означава, че е познат на хората от древни времена.

Сярата се среща в природата в свободно (самородно) състояние, така че е била известна на човека още в древни времена. Сярата привлече вниманието с характерния си цвят, синия цвят на пламъка и специфичната миризма, която се получава при горене (миризма на серен диоксид). Смятало се, че горящата сяра прогонва злите духове. Библията говори за използването на сяра за очистване на грешниците. При човек от Средновековието миризмата на "сяра" се свързваше с подземния свят. Използването на горяща сяра за дезинфекция се споменава от Омир. В древен Рим тъканите са били избелвани с помощта на серен диоксид.

Сярата отдавна се използва в медицината - опушена е с пламък на болните, включена е в различни мехлеми за лечение на кожни заболявания. През 11 век Авицена (Ибн Сина), а след това и европейските алхимици, вярвали, че металите, включително среброто, се състоят от сяра и живак в различни пропорции. Следователно сярата играе важна роля в опитите на алхимиците да намерят „философския камък“ и да превърнат неблагородните метали в скъпоценни. През 16 век Парацелз смята сярата, наред с живака и „солта“, за едно от основните „начала“ на природата, „душата“ на всички тела.

Практическото значение на сярата се е увеличило драстично след изобретяването на черен прах (който задължително включва сяра). Византийците през 673 г., защитавайки Константинопол, изгарят вражеския флот с помощта на т. нар. гръцки огън – смес от селитра, сяра, смола и други вещества – чийто пламък не е потушен от вода. През Средновековието в Европаизползван е черен барут, който е подобен по състав на смес от гръцки огън. Оттогава започва широкото използване на сярата за военни цели.

Най-важното сярно съединение, сярната киселина, е известно отдавна. Един от създателите на ятрохимията, монах Василий Валентин, през 15 век описва подробно производството на сярна киселина чрез калциниране на железен витриол (старото име на сярната киселина е масло от витриол).

Елементната природа на сярата е установена през 1789 г. от А. Лавоазие. Имената на химичните съединения, съдържащи сяра, често съдържат представката "тио" (например, реагентът Na2S2O3, използван във фотографията, се нарича натриев тиосулфат). Произходът на този префикс е свързан с гръцкото име на сярата - тейон.

Произход на името сяра

Руското име за сяра идва от праславянското *sěra, което се свързва с лат. sērum "серум".

Латинското sulphur (елинизирано изписване на по-стария sulpur) идва от индоевропейския корен *swelp- „да горя“.

Произход на сярата

Теорията на сингенезата (тоест едновременното образуване на сяра и приемни скали) предполага, че образуването на естествена сяра се е случило в плитки басейни. Специални бактерии редуцират сулфатите, разтворени във вода, до сероводород, който се издига, попада в окислителната зона и тук се окислява химически или с участието на други бактерии до елементарна сяра. Сярата се утаява на дъното и впоследствие съдържащата сяра утайка образува рудата.

Теорията за епигенезата (серни включвания, образувани по-късно от основните скали) има няколко варианта. Най-често срещаният от тях предполага, че подземните води, проникващи през скалните пластове, са обогатени със сулфати. Ако такива води са в контакт с отлагания черно златоили природен газ, тогава сулфатните йони се редуцират от въглеводороди до сероводород. Сероводородът се издига на повърхността и, окислявайки се, отделя чиста сяра в кухини и пукнатини в скалите.

През 1961 г. Мишрак е открит в Ирак. Сярата тук е затворена в карбонатни скали, които образуват свод, поддържан от изходящи опори (в геологията те се наричат крила). Тези крила са съставени главно от анхидрит и гипс. Същата картина се наблюдава и на вътрешното находище Шор-Су.

Геоложката особеност на тези находища може да се обясни само от гледна точка на теорията на метасоматизма: първичният гипс и анхидритът са се превърнали във вторични карбонатни руди с включвания на самородна сяра. Не само кварталът е от значение минерали— средното съдържание на сяра в рудата на тези находища е равно на съдържанието на химически свързана сяра в анхидрита. А изследванията на изотопния състав на сярата и въглерода в рудата на тези находища дадоха допълнителни аргументи на привържениците на теорията за метасоматизма.

Но има едно „но“: химията на процеса на превръщане на гипса в сяра и калцит все още не е ясна и следователно няма причина да се счита теорията на метасоматизма за единствената правилна. Дори и сега има езера на земята (по-специално езерото Серное близо до Серноводск), където се случва сингенетично отлагане на сяра и сяроносната тиня не съдържа нито гипс, нито анхидрит.

Всичко това означава, че разнообразието от теории и хипотези за произхода на естествената сяра е резултат не само и не толкова от непълнотата на нашите знания, колкото от сложността на явленията, случващи се в червата. Дори от математиката в началното училище всички знаем, че различни пътища могат да доведат до един и същ резултат. Това се отнася и до геохимията.

Касова бележкасяра

сярата се получава главно чрез топене на самородна сяра директно на местата, където се среща под земята. Серните руди се добиват по различни начини – в зависимост от условията на възникване. Отлаганията на сяра почти винаги са придружени от натрупвания на отровни газове - серни съединения. Освен това не трябва да забравяме за възможността за спонтанното му запалване.

Сярата също се намира в големи количества в природен газв газообразно състояние (под формата на сероводород, серен диоксид). По време на добива се отлага по стените на тръбите и оборудването, като ги деактивира. Следователно, той се улавя от газа възможно най-скоро след извличането. Получената химически чиста фина сяра е идеална суровина за химическата и каучуковата промишленост.

Производителисяра

Основните производители на сяра в Руската федерация са предприятия OAO Gazprom: OOO Gazprom dobycha Astrakhan и OOO Gazprom dobycha Orenburg, които го получават като страничен продукт от обработката на газ.

Имотисяра

1) Физически

сярата се различава значително от кислорода по способността си да образува стабилни вериги и цикли от атоми. Най-стабилни са цикличните S8 молекули, които имат формата на корона и образуват ромбична и моноклинна сяра. Това е кристална сяра - крехко жълто вещество. Освен това са възможни молекули със затворени (S4, S6) вериги и отворени вериги. Такъв състав има пластична сяра, кафяво вещество, което се получава при рязко охлаждане на сярната стопилка (пластмасовата сяра става крехка след няколко часа, пожълтява и постепенно се превръща в ромбична). Формулата за сяра най-често се записва просто като S, тъй като, въпреки че има молекулярна структура, тя е смес от прости вещества с различни молекули. Сярата е неразтворима във вода, някои от нейните модификации се разтварят в органични разтворители, като въглероден дисулфид, терпентин. Топенето на сярата е придружено от забележимо увеличение на обема (около 15%). Стопената сяра е жълта, силно подвижна течност, която при температура над 160 °C се превръща в много вискозна тъмнокафява маса. Сярната стопилка придобива най-висок вискозитет при температура от 190 °C; по-нататъшно повишаване на температурата е придружено от намаляване на вискозитета и над 300 °C стопената сяра става отново подвижна. Това се дължи на факта, че когато сярата се нагрява, тя постепенно се полимеризира, увеличавайки дължината на веригата с повишаване на температурата. Когато сярата се нагрява над 190 °C, полимерните единици започват да се разпадат. Сярата е най-простият пример за електрет. При триене сярата придобива силен отрицателен заряд.

Сярата се използва за производство на сярна киселина, вулканизация на каучук, като фунгицид в селското стопанство и като колоидна сяра - лекарство. Също така, сярата в състава на сярно-битумни композиции се използва за получаване на серен асфалт и като заместител на портланд цимент - за получаване на серен бетон.

2) Химически

Изгаряне на сяра

Сярата изгаря във въздуха, за да образува серен диоксид, безцветен газ с остър мирис:

С помощта на спектрален анализ беше установено, че в действителност процесОкислението на сяра до диоксид е верижна реакция и протича с образуването на редица междинни продукти: серен монооксид S2O2, молекулярна сяра S2, свободни серни атоми S и свободни радикали на серен оксид SO.

В допълнение към кислорода, сярата реагира с много неметали, но при стайна температура сярата реагира само с флуор, показвайки редуциращи свойства:

Сярната стопилка реагира с хлор и е възможно образуването на два по-ниски хлорида:

2S + Cl2 = S2Cl2

При нагряване сярата също реагира с фосфора, очевидно образувайки смес от фосфорни сулфиди, сред които е по-високият сулфид P2S5:

Освен това, когато се нагрява, сярата реагира с водород, въглерод, силиций:

S + H2 = H2S (сероводород)

C + 2S = CS2 (въглероден дисулфид)

Когато се нагрява, сярата взаимодейства с много метали, често много бурно. Понякога смес от метал със сяра се запалва при запалване. При това взаимодействие се образуват сулфиди:

2Al + 3S = Al2S3

Разтвори на сулфиди на алкални метали реагират със сяра, за да образуват полисулфиди:

Na2S + S = Na2S2

От сложните вещества на първо място трябва да се отбележи реакцията на сяра с разтопена алкали, при която сярата е непропорционална подобно на хлора:

3S + 6KOH = K2SO3 + 2K2S + 3H2O

Получената стопилка се нарича серен черен дроб.

Сярата реагира с концентрирани окисляващи киселини (HNO3, H2SO4) само при продължително нагряване, окислявайки:

S + 6HNO3 (конц.) = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

S + 2H2SO4 (конц.) = 3SO2 + 2H2O

Сярата е

Пожарни свойства на сярата

Фино смляната сяра е склонна към химическо спонтанно запалване в присъствието на влага, в контакт с окислители, а също и в смеси с въглища, мазнини и масла. Сярата образува експлозивни смеси с нитрати, хлорати и перхлорати. Запалва се спонтанно при контакт с белина.

Средства за гасене: воден спрей, въздушно-механична пяна.

Според W. Marshall, серният прах е класифициран като експлозивен, но експлозията изисква доста висока концентрация на прах - около 20 g / m3 (20000 mg / m3), тази концентрация е многократно по-висока от максимално допустимата концентрация за човек във въздуха на работната зона - 6 mg /m3.

Парите образуват експлозивна смес с въздуха.

Откриването на изгаряне на сяра от пожарна автоматика е труден проблем. Пламъкът е труден за откриване с човешкото око или видеокамера, спектърът на синия пламък се намира главно в ултравиолетовия диапазон. Изгарянето става при ниска температура. За да откриете горенето с топлинен детектор, е необходимо да го поставите директно в близост до сярата. Серният пламък не излъчва в инфрачервения диапазон. По този начин той няма да бъде открит от обикновените инфрачервени детектори. Те ще откриват само вторични пожари. Сярният пламък не отделя водна пара. Следователно ултравиолетовите детектори на пламък, използващи никелови съединения, няма да работят.

За спазване на изискванията за пожарна безопасност в складовете за сяра е необходимо:

Конструкциите и технологичното оборудване трябва редовно да се почистват от прах;

Складовите помещения трябва да се проветряват постоянно чрез естествена вентилация с отворени врати;

Раздробяването на бучки сяра върху решетката на бункера трябва да се извършва с дървени чукове или инструменти, изработени от неискрящ материал;

Конвейерите за подаване на сяра към производствените съоръжения трябва да бъдат оборудвани с металотърсачи;

В местата за съхранение и използване на сяра е необходимо да се осигурят устройства (страни, прагове с рампа и т.н.), които осигуряват при спешни случаи предотвратяването на разпространението на сярна стопилка извън помещението или откритото пространство;

В склада за сяра е забранено:

Производство от всякакъв вид върши работас използване на открит огън;

Склад и магазин намаслени парцали и парцали;

При ремонт използвайте инструмент от искрящ материал.

Пожари в серни складове

През декември 1995 г. в открито хранилище за сяра предприятия, намиращ се в град Съмърсет Уест, провинция Западен Кейп на Южна Африка, имаше голям пожар, при който загинаха двама души.

На 15 март 2007 г. рано сутринта избухна пожар в Балаковския завод за влакнести материали ООД в затворен склад за сяра. Площта на пожара е 20 кв.м. На пожара са работили 4 противопожарни екипа с щат от 13 души. Пожарът е потушен за около половин час. Не е направена вреда.

На 4 и 9 март 2008 г. възникна серен пожар в района на Атирау в съоръжението за съхранение на сяра на TCO в находището Тенгиз. В първия случай пожарът е потушен бързо, във втория случай сярата гори 4 часа. Обемът на изгаряне на отпадъци от рафиниране на петрол, към който, според казахстански закониприписаната сяра възлиза на повече от 9 хиляди килограма.

През април 2008 г. се запали склад близо до село Кряж, Самарска област, където се съхраняваха 70 тона сяра. Пожарът е от втора категория по сложност. На място са тръгнали 11 пожарни и спасители. В този момент, когато пожарникарите бяха близо до склада, не цялата сяра все още гори, а само малка част от нея – около 300 килограма. Площта на възпламеняване, заедно с площите със суха трева в близост до склада, възлиза на 80 квадратни метра. Пожарникарите успяха бързо да потушат пламъците и да локализират огъня: пожарите бяха покрити с пръст и наводнени с вода.

Да бъдеш сред природатасяра

ОТЕпохата е доста широко разпространена в природата. В земната кора съдържанието му се оценява на 0,05% от теглото. В природата значително депозитисамородна сяра (обикновено близо до вулкани); в Европате се намират в Южна Италия, в Сицилия. По-голямо депозитиСамородната сяра се предлага в САЩ (в щатите Луизиана и Тексас), както и в Централна Азия, Япония и Мексико. В природата сярата се среща както в разсипи, така и под формата на кристални слоеве, понякога образуващи невероятно красиви групи от полупрозрачни жълти кристали (т.нар. друзи).

Във вулканични райони, сероводородният газ H2S често се наблюдава от под земята; в същите региони сероводородът се намира в разтворена форма в сярни води. Вулканичните газове често съдържат и серен диоксид SO2.

На повърхността на нашата планета са широко разпространени находища на различни сулфидни съединения. Най-разпространени сред тях са: железен пирит (пирит) FeS2, меден пирит (халкопирит) CuFeS2, оловен блясък PbS, цинобър HgS, сфалерит ZnS и неговата кристална модификация вюрцит, антимонит Sb2S3 и др. Известни са и множество отлагания на различни сулфати, например калциев сулфат (гипс CaSO4 2H2O и анхидрит CaSO4), магнезиев сулфат MgSO4 (горчива сол), бариев сулфат BaSO4 (барит), стронциев сулфат SrSO4 (целестин), натриев сулфат Na2SO4 10H2O ( мирабилит) и др.

Въглищата съдържат средно 1,0-1,5% сяра. Сярата може да присъства и в черно злато. Редица находища на природен горим газ (например Астрахан) съдържат сероводород като добавка.

Сярата е един от елементите, които са необходими на живите организми, тъй като е съществена част от протеините. Протеините съдържат 0,8-2,4% (тегловно) химически свързана сяра. Растенията получават сяра от сулфатите в почвата. Неприятните миризми, произтичащи от разпадането на животински трупове, се дължат главно на отделянето на серни съединения (сероводород: и меркаптани), образувани при разлагането на протеини. Морската вода съдържа около 8,7 10-2% сяра.

Касова бележкасяра

ОТ Eru се получава главно чрез топенето му от скали, съдържащи естествена (елементна) сяра. Така нареченият геотехнологичен метод ви позволява да получите сяра, без да издигате рудата на повърхността. Този метод е предложен в края на 19 век от американския химик Г. Фраш, който е изправен пред задачата да извлича сяра от находищата на юг до повърхността на земята. САЩ, където песъчливата почва драматично затруднява добива й по традиционния минен метод.

Фраш предложи да се използва прегрята водна пара за издигане на сярата на повърхността. Прегрятата пара се подава през тръба в подземния слой, съдържащ сяра. Сярата се топи (точката й на топене е малко по-ниска от 120 ° C) и се издига нагоре през тръба, разположена вътре в тази, през която водните пари се изпомпват под земята. За да се осигури повишаване на течната сяра, сгъстен въздух се впръсква през най-тънката вътрешна тръба.

Според друг (термичен) метод, особено разпространен в Сицилия в началото на 20 век, сярата се топи или сублимира от натрошено рокв специални глинени пещи.

Съществуват и други методи за отделяне на естествена сяра от скалата, например чрез екстракция с въглероден дисулфид или чрез флотационни методи.

Поради необходимостта индустрияв сярата е много високо, са разработени методи за нейното производство от сероводород H2S и сулфати.

Методът за окисляване на сероводород до елементарна сяра е разработен за първи път във Великобритания, където се научават как да получават значителни количества сяра от Na2CO3, останал след производството на сода, по метода на френския химик N. Leblanc калциев сулфид CaS. Методът на Leblanc се основава на редукция на натриев сулфат с въглища в присъствието на варовик CaCO3.

Na2SO4 + 2C = Na2S + 2CO2;

Na2S + CaCO3 = Na2CO3 + CaS.

След това содата се излугва с вода и водна суспензия от слабо разтворим калциев сулфид се обработва с въглероден диоксид:

CaS + CO2 + H2O = CaCO3 + H2S

Полученият сероводород H2S, смесен с въздух, се прекарва в пещта над слоя на катализатора. В този случай, поради непълното окисление на сероводород, се образува сяра:

2H2S + O2 = 2H2O +2S

Подобен метод се използва за получаване на елементарна сяра от сероводород, свързан с природни газове.

Тъй като съвременните технологии изискват сяра с висока чистота, са разработени ефективни методи за рафиниране на сярата. В този случай, по-специално, се използват различия в химичното поведение на сярата и примесите. И така, арсенът и селенът се отстраняват чрез третиране на сярата със смес от азотна и сярна киселини.

Използвайки методи, базирани на дестилация и ректификация, е възможно да се получи сяра с висока чистота с тегловно съдържание на примеси 10-5 - 10-6%.

Приложениесяра

Ооколо половината от произведената сяра се използва за производството на сярна киселина, около 25% се използва за производство на сулфити, 10-15% се използва за борба с вредителите по земеделските култури (главно грозде и памук) (най-важното решение тук е медта сулфат CuSO4 5H2O), около 10% използван каучук индустрияза вулканизиране на каучук. Сярата се използва в производството на багрила и пигменти, експлозиви (все още е част от барута), изкуствени влакна и фосфор. Сярата се използва при производството на кибрит, тъй като е част от състава, от който се правят главите на кибритите. Сярата все още се съдържа в някои мехлеми, които лекуват кожни заболявания. За да се придадат специални свойства на стоманите, в тях се въвеждат малки серни добавки (въпреки че, като правило, примес на сяра в стоманинежелан).

Биологична ролясяра

ОТЕрата присъства постоянно във всички живи организми, като важен биогенен елемент. Съдържанието му в растенията е 0,3-1,2%, при животните 0,5-2% (морските организми съдържат повече сяра от сухоземните). Биологичното значение на сярата се определя преди всичко от факта, че тя е част от аминокиселините метионин и цистеин и следователно в състава на пептидите и протеините. Дисулфидните връзки -S-S- в полипептидните вериги участват в образуването на пространствената структура на протеините, а сулфхидрилните групи (-SH) играят важна роля в активните центрове на ензимите. Освен това сярата е включена в молекулите на хормоните, важни вещества. Много сяра се намира в кератина на косата, костите и нервната тъкан. Неорганичните серни съединения са от съществено значение за минералното хранене на растенията. Те служат като субстрати за окислителни реакции, осъществявани от естествено срещащи се серни бактерии.

Тялото на средностатистическия човек (телесно тегло 70 кг) съдържа около 1402 g сяра. Дневната нужда от сяра на възрастен е около 4.

Въпреки това, по отрицателно въздействие върху околната среда и хората, сярата (по-точно нейните съединения) е на едно от първите места. Основният източник на замърсяване със сяра е изгарянето на въглища и други горива, съдържащи сяра. В същото време около 96% от сярата, съдържаща се в горивото, влиза в атмосферата под формата на серен диоксид SO2.

В атмосферата серен диоксид постепенно се окислява до серен оксид (VI). И двата оксида - както серен оксид (IV), така и серен оксид (VI) - взаимодействат с водна пара, за да образуват киселинен разтвор. След това тези разтвори падат като киселинен дъжд. Веднъж попаднали в почвата, киселинните води възпрепятстват развитието на почвената фауна и растения. В резултат на това се създават неблагоприятни условия за развитието на растителността, особено в северните райони, където към суровия климат се добавя и химическо замърсяване. В резултат на това горите загиват, тревната покривка се нарушава, а състоянието на водните обекти се влошава. Киселинните дъждове разрушават паметници от мрамор и други материали, освен това причиняват разрушаване дори на каменни сгради и търговски артикулиот метали. Поради това е необходимо да се предприемат различни мерки за предотвратяване на навлизането на серни съединения от горивото в атмосферата. За това серните съединения и нефтопродуктите се почистват от серни съединения, газовете, образувани по време на изгарянето на горивото, се пречистват.

Сама по себе си сярата под формата на прах дразни лигавиците, дихателните органи и може да причини сериозни заболявания. ПДК за сяра във въздуха е 0,07 mg/m3.

Много серни съединения са токсични. Особено забележителен е сероводородът, чието вдишване бързо предизвиква притъпяване на реакцията към неприятната му миризма и може да доведе до тежко отравяне, дори с фатален изход. ПДК на сероводород във въздуха на работните помещения е 10 mg/m3, в атмосферния въздух 0,008 mg/m3.

Източници

Химическа енциклопедия: в 5 тома / Ред.: Зефиров Н. С. (главен редактор). – Москва: Съветска енциклопедия, 1995. – Т. 4. – С. 319. – 639 с. — 20 000 екземпляра. — ISBN 5-85270-039-8

Голяма медицинска енциклопедия

СЯРА- хим. елемент, символ S (лат. Sulphur), at. н. 16, в. м. 32.06. Съществува под формата на няколко алотропни модификации; сред тях моноклинна сяра (плътност 1960 kg/m3, tmelt = 119°C) и ромбична сяра (плътност 2070 kg/m3, ίπι = 112,8… … Голяма политехническа енциклопедия

СЯРА- (означено S), химичен елемент от група VI на ПЕРИОДИЧНАТА ТАБЛИЦА, неметал, известен от древността. Среща се в природата както като отделен елемент, така и като сулфидни минерали като галенит и пирит, и сулфатни минерали, ... ... Научно-технически енциклопедичен речник

сяра- В митологията на ирландските келти Сера е бащата на Парталон (виж глава 6). Според някои източници именно Сера, а не Парталон, е съпругът на Дилгнад. (