Сера (S)
[sulfur] — элемент VI группы Периодической системы; атомный номер 16, атомная масса 32,06. Природная S состоит из 4 стабильных изотопов: 32S ( 95,02 %), 33S ( 0,75 %), 34S ( 4,21 %), 36S ( 0,02 %). Получены также искусственые радиоактивные изотопы 31S (T1/2 = 2,4 с), 35S (T1/2 = 87,1 сут), 38xS (T1/2 = 5,04 мин). S в самородном состоянии, а также в виде сернистых соединений известны с древнейших времен. S относится к весьма распространенным химическими элементам (кларк 4,7 • 10-2 маc. %); встречается в свободном состоянии (Смотри Самородная сера ) и в виде соединений: моно- и полисульфидов, сульфатов. S — твердое кристаллическое вещество, устойчивое в виде двух аллотропных модификаций. Ромбическая α-S лимонно-желтая, γ = 2,07 г/см3, tпл = 112,8 °С, устойчива ниже 95,6 °С; моноклинная β-S медово-желтая, γ = 1,96 г/см3, tпл = 119,3 °С, устойчива между 95,6 °С и tпл. Эти формы образуются восьмичленными циклическими молекулами S8 с энергией связи S-S 225,7 кДж/моль. При плавлении S превращается в подвижную желтую жидкость, которая выше 160 °С буреет, а около 190 °С становится вязкой темно-коричнневой массой. Выше 190 °С вязкость уменьшается, а при 300 °С S вновь становится жидко-текучей; это обусловлено изменением строения молекул. Если расплавленную S, нагретую до 250-300 °С, влить тонкой струей в холодную воду, то получится коричнево-желтая упругая масса (пластическая S). S — плохой проводник тепла и электричества. В воде она практически нерастворима; хорошо растворяется в безводном аммиаке, сероуглероде и ряде органических растворителей ( феноле, бензоле, дихлорэтане и др.). В соединениях S проявяет степени окисл. —2, +4, +6. S химически активна и особенно легко при нагревании соединений почти со всеми элементами, за исключением N, I, Au, Pt и инертных газов. На воздухе выше 300 °С образует оксиды: SO2 — сернистый и SO3 — серный ангидриды, из которых получают соответственно сернистую и серную кислоты. При нагревании (150—200 °С) протекает обратимая реакция с H2 с получением сероводорода. S образует также многосернистые водороды (H2Sx), т.н. сульфаны. При нагревании S взаимодействует с металлами, образуя сульфиды и полисульфиды. При 800— 900 °С пары S реагирует с углеродом, образуя сероуглерод.
Элементарную S получают из серы самородной, а также окислением H2S и восставлением SO2. В металлургии S получают из газов, образованных при обжиге и плавке сульфидного сырья, его гидрометаллургической переработкой или электролизом сульфидных анодов.
При получении S из отходящих газов с SO2 > 12 % широко применяются термические методы прямого восстановления SO2 непосредственно в печах или после пылеулавливания с использованием в качестве восстановителей кокса, угольной пыли, жидкого топлива или природного газа.
Гидрометаллургическое получение S выщелачиван (в т.ч. автоклавным) сульфидных концентратов растворами кислотных солей и т. п. с последующей их обработкой реагентами или электролизом растворов применяется преимущественно при переработке Cu-, Ni - и FeS2-концентратов. S применяется для производства H2SO4 — 50 %, сульфитцеллюлозы — 25 %, в с/х — 10-15 %, остальное в резинной промышленности, производстве искусствен волокна, взрывчатых веществ, в органическом синтезе, медицине и др.:
Смотри также:
— самородная сера
Энциклопедический словарь по металлургии. — М.: Интермет Инжиниринг.
Главный редактор Н.П. Лякишев.
2000.