El azufre es un elemento químico que se encuentra en el sexto grupo y tercer período de la tabla periódica. En este artículo, analizaremos detalladamente sus propiedades químicas y físicas, producción, uso, etc. La característica física incluye aspectos como el color, el nivel de conductividad eléctrica, el punto de ebullición del azufre, etc. La característica química describe su interacción con otras sustancias.
Azufre en términos de física
Esta es una sustancia frágil. En condiciones normales se encuentra en estado sólido de agregación. El azufre tiene un color amarillo limón.
Y en su mayor parte, todos sus compuestos tienen tintes amarillos. No se disuelve en agua. Tiene baja conductividad térmica y eléctrica. Estas características lo caracterizan como un no metal típico. A pesar de que la composición química del azufre no es nada complicada, esta sustancia puede tener varias variaciones. Todo depende de la estructura de la red cristalina, con la ayuda de la cual los átomos están conectados, pero no forman moléculas.
Entonces, la primera opción es el azufre rómbico. ella pasa a serel más estable. El punto de ebullición de este tipo de azufre es de cuatrocientos cuarenta y cinco grados centígrados. Pero para que una sustancia dada pase a un estado gaseoso de agregación, primero debe pasar por un estado líquido. Entonces, la fusión del azufre ocurre a una temperatura de ciento trece grados centígrados.
La segunda opción es el azufre monoclínico. Es un cristal en forma de aguja de color amarillo oscuro. La fusión del azufre del primer tipo y luego su enfriamiento lento conduce a la formación de este tipo. Esta variedad tiene casi las mismas características físicas. Por ejemplo, el punto de ebullición del azufre de este tipo sigue siendo el mismo cuatrocientos cuarenta y cinco grados. Además, existe tal variedad de esta sustancia como el plástico. Se obtiene vertiéndola en agua fría calentada casi hasta el punto de ebullición rómbica. El punto de ebullición del azufre de este tipo es el mismo. Pero la sustancia tiene la capacidad de estirarse como el caucho.
Otro componente de la característica física del que me gustaría hablar es la temperatura de ignición del azufre.
Esta cifra puede variar según el tipo de material y su procedencia. Por ejemplo, la temperatura de ignición del azufre técnico es de ciento noventa grados. Esta es una cifra bastante baja. En otros casos, el punto de inflamación del azufre puede ser de doscientos cuarenta y ocho grados e incluso de doscientos cincuenta y seis. Todo depende de qué material se extrajo, qué densidad tiene. Pero se puede concluirque la temperatura de combustión del azufre es bastante baja, en comparación con otros elementos químicos, es una sustancia inflamable. Además, a veces el azufre puede combinarse en moléculas que constan de ocho, seis, cuatro o dos átomos. Ahora, habiendo considerado el azufre desde el punto de vista de la física, pasemos a la siguiente sección.
Caracterización química del azufre
Este elemento tiene una masa atómica relativamente baja, es de treinta y dos gramos por mol. La característica del elemento azufre incluye una característica de esta sustancia como la capacidad de tener diferentes grados de oxidación. En esto se diferencia, por ejemplo, del hidrógeno o del oxígeno. Teniendo en cuenta la cuestión de cuál es la característica química del elemento azufre, es imposible no mencionar que, según las condiciones, exhibe propiedades tanto reductoras como oxidantes. Entonces, en orden, considere la interacción de una sustancia dada con varios compuestos químicos.
Azufre y sustancias simples
Simples son sustancias que tienen un solo elemento químico en su composición. Sus átomos pueden combinarse en moléculas, como, por ejemplo, en el caso del oxígeno, o pueden no combinarse, como es el caso de los metales. Por lo tanto, el azufre puede reaccionar con metales, otros no metales y halógenos.
Interacción con metales
Este tipo de proceso requiere una temperatura alta. En estas condiciones, se produce una reacción de adición. Es decir, los átomos de metal se combinan con los átomos de azufre, formando así sulfuros de sustancias complejas. Por ejemplo, si calientasdos moles de potasio, mezclados con un mol de azufre, obtenemos un mol del sulfuro de este metal. La ecuación se puede escribir de la siguiente manera: 2K + S=K2S.
Reacción con oxígeno
Esto es azufre ardiendo. Como resultado de este proceso, se forma su óxido. Estos últimos pueden ser de dos tipos. Por lo tanto, la combustión de azufre puede ocurrir en dos etapas. La primera es cuando un mol de azufre y un mol de oxígeno forman un mol de dióxido de azufre. Puedes escribir la ecuación de esta reacción química de la siguiente manera: S + O2=SO2. La segunda etapa es la adición de un átomo de oxígeno más al dióxido. Esto sucede cuando se agrega un mol de oxígeno a dos moles de dióxido de azufre a altas temperaturas. El resultado son dos moles de trióxido de azufre. La ecuación para esta interacción química se ve así: 2SO2 + O2=2SO3. Como resultado de esta reacción, se forma ácido sulfúrico. Así, realizando los dos procesos descritos, es posible hacer pasar el trióxido resultante a través de un chorro de vapor de agua. Y obtenemos ácido sulfato. La ecuación para tal reacción se escribe de la siguiente manera: SO3 + H2O=H2 SO 4.
Interacción con halógenos
Las propiedades químicas del azufre, al igual que otros no metales, le permiten reaccionar con este grupo de sustancias. Incluye compuestos como flúor, bromo, cloro, yodo. El azufre reacciona con cualquiera de ellos, excepto con el último. Un ejemplo es el proceso de fluoración del consideradonosotros un elemento de la tabla periódica. Al calentar el no metal mencionado con un halógeno, se pueden obtener dos variaciones de fluoruro. El primer caso: si tomamos un mol de azufre y tres moles de flúor, obtenemos un mol de fluoruro, cuya fórmula es SF6. La ecuación se ve así: S + 3F2=SF6. Además, existe una segunda opción: si tomamos un mol de azufre y dos moles de flúor, obtenemos un mol de fluoruro con la fórmula química SF4. La ecuación se escribe de la siguiente manera: S + 2F2=SF4. Como puede ver, todo depende de las proporciones en que se mezclen los componentes. Exactamente de la misma manera, es posible realizar el proceso de cloración del azufre (también se pueden formar dos sustancias diferentes) o bromación.
Interacción con otras sustancias simples
La caracterización del elemento azufre no termina ahí. La sustancia también puede reaccionar químicamente con hidrógeno, fósforo y carbono. Debido a la interacción con el hidrógeno, se forma ácido sulfuroso. Como resultado de su reacción con los metales se pueden obtener los sulfuros de los mismos que, a su vez, también se obtienen por reacción directa del azufre con el mismo metal. La adición de átomos de hidrógeno a los átomos de azufre ocurre solo en condiciones de temperatura muy alta. Cuando el azufre reacciona con el fósforo, se forma su fosfuro. Tiene la siguiente fórmula: P2S3. Para obtener un mol de esta sustancia, necesita tomar dos moles de fósforo y tres moles de azufre. Cuando el azufre interactúa con el carbono, se forma el carburo del no metal considerado. Su fórmula química se ve así: CS2. Para obtener un mol de esta sustancia, debe tomar un mol de carbono y dos moles de azufre. Todas las reacciones de adición descritas anteriormente ocurren solo cuando los reactivos se calientan a altas temperaturas. Hemos considerado la interacción del azufre con sustancias simples, ahora pasemos al siguiente párrafo.
Azufre y compuestos complejos
Complejas son aquellas sustancias cuyas moléculas están formadas por dos (o más) elementos diferentes. Las propiedades químicas del azufre le permiten reaccionar con compuestos como los álcalis, así como con el ácido sulfatado concentrado. Sus reacciones con estas sustancias son bastante peculiares. Primero, considere lo que sucede cuando el no metal en cuestión se mezcla con álcali. Por ejemplo, si toma seis moles de hidróxido de potasio y les agrega tres moles de azufre, obtiene dos moles de sulfuro de potasio, un mol de este sulfito metálico y tres moles de agua. Este tipo de reacción se puede expresar mediante la siguiente ecuación: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 O. Por el mismo principio, la interacción ocurre si se agrega hidróxido de sodio. A continuación, considere el comportamiento del azufre cuando se le agrega una solución concentrada de ácido sulfato. Si tomamos un mol de la primera y dos moles de la segunda sustancia, obtenemos los siguientes productos: trióxido de azufre en la cantidad de tres moles y también agua, dos moles. Esta reacción química solo puede tener lugar cuando los reactivos se calientan a una temperatura alta.
Obtener el elemento en cuestiónno metal
Hay varias formas básicas en las que puede extraer azufre de una variedad de sustancias. El primer método es aislarlo de la pirita. La fórmula química de este último es FeS2. Cuando esta sustancia se calienta a alta temperatura sin acceso al oxígeno, se puede obtener otro sulfuro de hierro, FeS, y azufre. La ecuación de reacción se escribe de la siguiente manera: FeS2=FeS + S. El segundo método para obtener azufre, que se usa a menudo en la industria, es la combustión de sulfuro de azufre bajo la condición de un pequeña cantidad de oxígeno. En este caso, puede obtener el no metal y el agua considerados. Para llevar a cabo la reacción, debe tomar los componentes en una proporción molar de dos a uno. Como resultado, obtenemos los productos finales en proporciones de dos a dos. La ecuación de esta reacción química se puede escribir de la siguiente manera: O. Además, el azufre se puede obtener durante varios procesos metalúrgicos, por ejemplo, en la producción de metales como el níquel, el cobre y otros.
Uso industrial
El no metal que estamos considerando ha encontrado su aplicación más amplia en la industria química. Como se mencionó anteriormente, aquí se usa para obtener ácido de sulfato a partir de él. Además, el azufre se utiliza como componente para la fabricación de fósforos, debido a que es un material inflamable. También es indispensable en la producción de explosivos, pólvora, bengalas, etc. Además, el azufre se usa como uno de los ingredientes en los productos para el control de plagas. ENmedicina, se utiliza como componente en la fabricación de medicamentos para enfermedades de la piel. Además, la sustancia en cuestión se utiliza en la producción de varios tintes. Además, se utiliza en la fabricación de fósforos.
Estructura electrónica del azufre
Como sabes, todos los átomos constan de un núcleo que contiene protones, partículas cargadas positivamente, y neutrones, es decir, partículas con carga cero. Los electrones giran alrededor del núcleo con carga negativa. Para que un átomo sea neutro, debe tener el mismo número de protones y electrones en su estructura. Si hay más de este último, ya es un ion negativo, un anión. Si, por el contrario, el número de protones es mayor que el número de electrones, se trata de un ion o catión positivo. El anión azufre puede actuar como un residuo ácido. Forma parte de las moléculas de sustancias como el ácido sulfuroso (sulfuro de hidrógeno) y los sulfuros metálicos. Un anión se forma durante la disociación electrolítica, que ocurre cuando una sustancia se disuelve en agua. En este caso, la molécula se descompone en un catión, que se puede representar como un ion metálico o de hidrógeno, así como un catión, un ion de un residuo ácido o un grupo hidroxilo (OH-).
Dado que el número ordinal de azufre en la tabla periódica es dieciséis, podemos concluir que este es el número de protones en su núcleo. En base a esto, podemos decir que también hay dieciséis electrones girando. El número de neutrones se puede encontrar restando el número de serie del elemento químico de la masa molar: 32- 16=16. Cada electrón no gira al azar, sino en una órbita determinada. Dado que el azufre es un elemento químico que pertenece al tercer período de la tabla periódica, existen tres órbitas alrededor del núcleo. El primero tiene dos electrones, el segundo ocho y el tercero seis. La fórmula electrónica del átomo de azufre se escribe de la siguiente manera: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Prevalencia en la naturaleza
Básicamente, el elemento químico considerado se encuentra en la composición de los minerales, que son sulfuros de varios metales. En primer lugar, es pirita, sal de hierro; también es plomo, plata, lustre de cobre, blenda de zinc, cinabrio - sulfuro de mercurio. Además, el azufre también puede formar parte de minerales, cuya estructura está representada por tres o más elementos químicos.
Por ejemplo, calcopirita, mirabilita, kieserita, yeso. Puede considerar cada uno de ellos con más detalle. La pirita es un sulfuro de hierro, o FeS2. Tiene un color amarillo claro con un brillo dorado. Este mineral a menudo se puede encontrar como una impureza en el lapislázuli, que se usa mucho para hacer joyas. Esto se debe al hecho de que estos dos minerales suelen tener un depósito común. El brillo de cobre, calcocita o calcosina, es una sustancia gris azulada, similar al metal. El lustre de plomo (galena) y el lustre de plata (argentita) tienen propiedades similares: ambos parecen metales y tienen un color gris. El cinabrio es un mineral opaco de color rojo pardusco con manchas grises. calcopirita, químicacuya fórmula es CuFeS2, - amarillo dorado, también se le llama blenda dorada. La blenda de zinc (esfalerita) puede tener un color que va del ámbar al naranja intenso. Mirabilita - Na2SO4x10H2O - cristales transparentes o blancos. También se le llama sal de Glauber, utilizada en medicina. La fórmula química de la kieserita es MgSO4xH2O. Aparece como un polvo blanco o incoloro. La fórmula química del yeso es CaSO4x2H2O. Además, este elemento químico forma parte de las células de los organismos vivos y es un oligoelemento importante.
