Сера

Cера — химические свойства, получение, соединения. VIа группа » HimEge.ru

Сера расположена в VIа группе Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.
На внешнем энергетическом уровне атома серы содержится 6 электронов, которые имеют электронную конфигурацию 3s23p4.

В соединениях с металлами и водородом сера проявляет отрицательную степень окисления элементов -2, в соединениях с кислородом и другими активными неметаллами – положительные +2, +4, +6.

Сера – типичный неметалл, в зависимости от типа превращения может быть окислителем и восстановителем.

Нахождение серы в природе

Сера встречается в свободном (самородном) состоянии и связанном виде.

Важнейшие природные соединения серы:

FeS2 — железный колчедан или пирит,

ZnS — цинковая обманка или сфалерит (вюрцит),

PbS — свинцовый блеск или галенит,

HgS — киноварь,

Sb2S3 — антимонит.

Кроме того, сера присутствует в нефти, природном угле, природных газах, в природных водах (в виде сульфат-иона и обуславливает «постоянную» жёсткость пресной воды). Жизненно важный элемент для высших организмов, составная часть многих белков, концентрируется в волосах.

Аллотропные модификации серы

Аллотропия — это способность одного и того же элемента существовать в разных молекулярных формах (молекулы содержат разное количество атомов одного и того же элемента, например, О2 и О3, S2 и S8, Р2 и Р4 и т.д).

Сера отличается способностью образовывать устойчивые цепочки и циклы из атомов. Наиболее стабильны  S8,  образующие ромбическую и моноклинную серу. Это кристаллическая сера — хрупкое вещество жёлтого цвета.

Открытые  цепи имеет пластическая сера, вещество коричневого цвета, которая получается при резком охлаждении расплава серы (пластическая сера уже через несколько часов становится хрупкой, приобретает жёлтый цвет и постепенно превращается в ромбическую).

1) ромбическая — S8

t°пл. = 113°C; r = 2,07 г/см3

Наиболее устойчивая модификация.

2)     моноклинная — темно-желтые иглы

t°пл. = 119°C; r = 1,96 г/см3

Устойчивая при температуре более 96°С; при обычных условиях превращается в ромбическую.

3)     пластическая — коричневая резиноподобная (аморфная) масса

Неустойчива, при затвердевании превращается в ромбическую

Получение серы

1. Промышленный метод — выплавление из руды с помощью водяного пара.
2. Неполное окисление сероводорода (при недостатке кислорода):

2H2S + O2 → 2S + 2H2O

2H2S + SO2 → 3S + 2H2O

Химические свойства серы

Окислительные свойства серы
(S0 + 2ē → S-2)

1)      Сера реагирует со щелочными металлами без нагревания:

2Na + S → Na2S

c остальными металлами (кроме Au, Pt) — при повышенной t°:

2Al + 3S  –→  Al2S3

Zn + S  –→  ZnS

2)     С некоторыми неметаллами сера образует бинарные соединения:

H2 + S → H2S

2P + 3S → P2S3

C + 2S → CS2

Восстановительные свойства сера проявляет в реакциях с сильными окислителями:
(S — 2ē → S+2; S — 4ē → S+4; S — 6ē → S+6)

3)     c кислородом:

S + O2  –t° →  S+4O2

2S + 3O2  –t°;pt →   2S+6O3

4)     c галогенами (кроме йода):

S + Cl2 → S+2Cl2

S + 3F2 → SF6

Со сложными веществами:

5)     c кислотами — окислителями:

S + 2H2SO4(конц) → 3S+4O2 + 2H2O

S + 6HNO3(конц) → H2S+6O4 + 6NO2 + 2H2O

Реакции диспропорционирования:

6)     3S0 + 6KOH → K2S+4O3 + 2K2S-2 + 3H2O

7)     сера растворяется в концентрированном растворе сульфита натрия:

S0 + Na2S+4O3 → Na2S2O3 тиосульфат натрия

Биологическая роль р-элементов VIA группы. Применение их соединений в медицине

Сера самородная формула, свойства, фото

Сера в природе известна в нескольких полиморфных кристаллических модификациях, в коллоидных выделениях, в жидком и газообразном состояниях. В природных условиях устойчивой модификацией является ромбическая сера (α-сера).

При атмосферном давлении при температуре выше 95,6° α-сера переходит в моноклинную  β-серу, при охлаждении снова становится ромбической. γ-сера также кристаллизующаяся в моноклинной сингонии, при атмосферном давлении неустойчива и переходит в α-серу.

Структура γ-серы не изучена; в данную структурную группу она отнесена условно.

В статье рассмотренно несколько полиморфных модификаций серы: α-сера, β-сера, γ-сера

α-модификация

Английское название минерала α-сера — α-Sulрhur

Происхождение названия

Название α-сера введено Дана (1892).

Синонимы:
Ромбическая сера. Обычно просто называется серой. Дэйтон-сера (Сузуки, 1915) — псевдоморфоза α-серы по β-сере.

Сера

Группа

Химический состав

Нередко самородная сера является практически чистой. Сера вулканического происхождения часто содержит небольшие количества As, Se, Те и следы Тi. Сера многих месторождений загрязнена битумами, глиной, разными сульфатами и карбонатами. В ней наблюдаются включения газов и жидкости, содержащей маточный раствор с NaCl, СаСЬ, Na2SO4 и др. Содержит иногда до 5,18% Se (селенистая сера)

Разновидности
1. Волканит — (селенистая сера) оранжево-красного, красно-бурого цвета.

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Ромбическая.

Класс. Дипирамидальный. Некоторые авторы считали, что сера кристаллизуется в ромбо-тетраэдрический класс так как иногда она имеет вид сфеноидов, но эта форма, по Руайе, объясняется влиянием асимметрической среды (активных углеводородов) на рост кристаллов.

Кристаллическая структура серы

Структура серы молекулярная: 8 атомов в решетке входят в одну молекулу. Молекула серы образует восьмерные кольца, в которых атомы чередуются на двух уровнях (вдоль оси кольца). 4 атома S одного уровня образуют квадрат, повернутый относительно другого квадрата на 45°. Плоскости квадратов параллельны оси с.

Центры колец располагаются в ромбической ячейке по «алмазному» закону: в вершинах и центрах граней гранецентрированной ячейки и в центрах четырех октантов из восьми, на которые делится элементарная ячейка. В структуре серы выдержан принцип Юма-Розери, требующий для элементов менделеевской группы V1б координации 2 (= 8 — 6).

[attention type=yellow]

В структуре теллура — селена, а также в моноклинной сере это достигается спиральным расположением атомов, в структуре ромбической серы (а также синтетических  β-селене и  β -теллуре) — их кольцевым расположением.

[/attention]

Расстояние S — S в кольце равно 2,10 А, что в точности совпадает с расстоянием S — S в радикале S2пирита (и ковеллина) и немного больше расстояния S—S между атомами S из разных колец (3,3 А).

Облик кристаллов

Облик кристаллов различный — дипирамидальный, реже толстотаблитчатый по с (001), дисфеноидальный и др. На гранях (111) наблюдаются фигуры естественного травления, отсутствующие на гранях (113).

Двойники

Редки двойники по (101), (011), (110) или (111), отмечаются также двойники по (211).

Агрегаты. Сплошные массы, шаровые п почковидные выделения, сталактиты и сталагмиты, порошковатые налеты и кристаллы.

Оптические

• Цвет серно-желтый, соломенно- и медово-желтый, желто-бурый, от примесей красноватый, зеленоватый, серый; иногда от примесей битумов цвет коричневый или почти черный.
• Черта бесцветная.
• Блеск  алмазный
• Отлив смолистый до жирного.
• Прозрачность.  Прозрачна до просвечивающей.

Механические

• Твердость 1—2. Хрупка.
• Плотность  2,05—2,08.
• Спайность по (001), (110), (111) несовершенная. Отдельность по (111).
• Излом раковистый до неровного.

Химические свойства

Растворяется в сероуглероде, скипидаре, керосине.

Прочие свойства

Электропроводность при обычной температуре почти равна нулю. При трении сера электризуется отрицательно. В ультрафиолетовых лучах пластинка толщиной 2 мм непрозрачна.

При атмосферном давлении температура плавл. 112,8°; температура кипения + 444,5°. Теплота плавления при 115° 300 кал/г-атом. Теплота испарения при 316° 11600 кал/г-атом.

При атмосферном давлении при 95,6° α-сера переходит в β-серу с увеличением объема.

Сера фумарольная. Россия. Камчатка

Искусственное получение

Получается путем возгона или кристаллизацией из раствора.

Диагностические признаки

Легко узнается по желтому цвету, хрупкости, блеску и легкости воспламенения.

Сопутствующие минералы. Гипс, ангидрит,  опал, ярозит, асфальт, нефть, озокерит, газообразный углеводород, сероводород, целестин, галит, кальцит, арагонит, барит, пирит.

Происхождение и нахождение в природе

Самородная сера встречается только в самой верхней части земной коры. Образуется при разнообразных процессах.

Большую роль в образовании месторождений серы играют животные и растительные организмы, с одной стороны, как аккумуляторы S, а с другой, как способствующие распаду H2S и других сернистых соединений. С деятельностью бактерий связывают образование серы в водах, илах, почвах, болотах и в нефтях; в последних она частью содержится в виде коллоидных частиц. Сера может выделяться из вод, содержащих H2S, под влиянием кислорода воздуха. В приморских районах местами сера выпадает при смешении пресной воды с соленой (из H2S морской воды, под действием кислорода, растворенного в пресных водах). Из некоторых природных вод сера выделяется в виде белой мути (р. Молочная в Куйбышевской обл, и др.). Из вод серных источников и из болотных вод, содержащих H2S и S, сера выпадает в северных районах России в зимний период в процессе вымораживания. Главным источником образования серы во многих месторождениях так или иначе является H2S, какого бы происхождения он ни был.
Значительные скопления серы наблюдаются в вулканических областях, в зоне окисления некоторых месторождений и среди осадочных толщ; месторождения последней группы служат основными источниками самородной серы, добываемой для практических целей. В вулканических областях сера выделяется как при извержениях вулканов, так и из фумарол, сольфатар, горячих источников и газовых струй. Иногда из кратера вулкана выливается расплавленная масса серы в виде потока (в Японии), причем сначала образуются β- или γ-сера превращающиеся позднее в α-серу с характерной зернистой структурой. При вулканических извержениях сера главным образом возникает при воздействии выделяющегося H2S на сернистый ангидрид или при окислении сероводорода кислородом воздуха; она может также возгоняться с парами воды. Пары S могут захватываться газами фумарол, струями углекислоты. Наблюдаемое впервые стадии вулканических извержений голубое пламя представляет облака горящей серы (Вулкано, на Липарских о-вах, Италия). Сероводородная стадия фумарол и сольфатар, сопровождающаяся образованием самородной серы, следует после стадии выделения фтористых и хлористых соединений и предшествует стадии углекислых выделений. Из сольфатар сера выделяется в виде рыхлых туфообразных продуктов, которые ветром и атмосферными осадками легко переносятся, образуя вторичные месторождения (Ков-Крик, шт. Юта в США).Сера. Кристаллы в гипсе

 Изменение минерала

В земной коре самородная сера легко окисляется с образованием серной кислоты и различных сульфатов; под влиянием бактерий может также давать сероводород.

Месторождения

Месторождения серы вулканического происхождения обычно невелики; они имеются на Камчатке (фумаролы), на горе Алагез в Армянии, в Италии (сольфатары Слит Поццуоли), в Исландии, Мексике, Японии, США, на Яве, на Липарских о-вах и т. д.

Выделение серы в горячих источниках сопровождается отложением опала, СаСО3, сульфатов и др. Местами сера замещает известняки около горячих источников, иногда выделяется в виде тончайшей мути.

Горячие источники, отлагающие серу, наблюдаются в вулканических областях и в районах молодых тектонических нарушений, например, в России — на Кавказе, в Средней Азии, на Дальнем Востоке, на Курильских о-вах; в США — в Иеллоустонском национальном парке, в Калифорнии; в Италии, Испании, Японии и др.

Нередко самородная сера образуется в процессе гипергенных изменений при разложении сульфидных минералов (пирита, марказита, мельниковита, галенита, антимонита и др.). Довольно большие скопления найдены в зоне окисления колчеданных залежей, например, в Сталинском месторождении Свердловской обл.

и в Блявинском месторождении Оренбургской обл.; в последнем сера имеет вид плотной, но хрупкой массы слоистой текстуры, различной окраски. В месторождении Майкаин в Павлодарской области (Казахстан) крупные скопления самородной серы наблюдались между зоной ярозитов и зоной колчеданных руд.

В небольших количествах самородная сера встречается в зоне окисления очень многих месторождений. Известно образование серы в связи с каменноугольными пожарами при самовозгорании пирита или марказита (порошковатая сера в ряде месторождений Урала), при пожарах в месторождениях нефтеносных сланцев (например, в Калифорнии).

В черном морском иле сера образуется при его посерении на воздухе за счет изменения находящегося в нем односернистого железа. Наиболее крупные промышленные месторождения серы находятся среди осадочных пород, главным образом третичного или пермского возраста. Их образование связано с восстановлением серы сульфатов, преимущественно гипса, реже — ангидрита. Вопрос о происхождении серы в осадочных образованиях является спорным. Гипс под влиянием органических соединений, бактерий, свободного водорода и др. восстанавливается сначала, возможно, до CaS или Ca(HS)2, которые под действием углекислоты и воды переходят в кальцит с выделением сероводорода; последний при взаимодействии с кислородом дает серу. Скопления серы в осадочных толщах иногда имеют пластовый характер. Часто они приурочены к соляным куполам. В этих месторождениях сера сопровождается асфальтом, нефтью, озокеритом, газообразными углеводородами, сероводородом, целестином, галитом, кальцитом, арагонитом, баритом, пиритом и другими минералами. Известны псевдоморфозы серы по волокнистому гипсу (селениту). В России такого типа месторождения имеются в районе Средней Волги (Сюкеевское Татарстан, Алекееевское, Водинское Самарская обл. и др.), в Туркменистане (Гаурдак, Каракумы), в Урало- Эмбенском р-не Казахстана, где ряд месторождений приурочен к соляным куполам, в Дагестане (Аварская и Махачкалинская группы) и в других районах.
Вне России крупные месторождения серы, приуроченные к осадочным толщам, имеются в Италии (Сицилия, Романья), в США (шт. Луизиана и Техас), Испании (около Кадиса) и в других странах.

Практическое применение серы

Применяется в целом ряде производств: в сернокислотном, бумажно-целлюлозном, резиновом, красочном, стекольном, цементном, спичечном, кожевенном и др.

Большое значение сера имеет в сельском хозяйстве как инсектофунгисид для борьбы с вредителями на плантациях .винограда, чая, табака, хлопка, свеклы и пр.

В виде сернистого ангидрида находит применение в холодильном деле, служит для беления тканей, для протравы в красильном деле и как дезинфицирующее средство.

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

Главные линии на рентгенограммах: 

Старинные методы. Под паяльной трубкой легко плавится. Сгорает с синеватым пламенем, выделяя SO2. В закрытой трубке дает желтый кристаллический возгон или красновато- , коричневые капельки, по охлаждении светло-желтые.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

 Двуосна ( + ). Плотность оптических осей (010); Ng — с, Nm = b, Np = а. Показатель преломления по Шрауфу.

Польза и вред серы

 Сера  – один из наиболее важных микроэлементов для человека, отвечает за хороший внешний вид ногтевых пластин, прядей, кожных покровов. Этот элемент присутствует в составе лекарственных и косметологических препаратов, избежать дефицита поможет правильно составленный рацион.

Сера — важный элемент для организма человека

Что такое сера

Сера – обязательный элемент всех белковых соединений в организме человека, участвует в процессах обмена и регенерации, её пользу и влияние на здоровье сложно переоценить.

Для чего нужна сера:

• создание клеток, хрящей и костей, синтез коллагена;
• отвечает за внешний вид ногтей и прядей, здоровый цвет лица, предотвращает появление морщин;
• ушная сера защищает органы слуха от инфекций, очищает их от пыли и грязи;
• элемент входит в состав аминокислот, некоторых гормонов, ферментов, требуется для хорошей свёртываемости крови;
• поддерживает баланс кислорода, уровень сахара.

Полезные свойства серы

Серу используются в лечебных и косметологических целях. Основная задача серы – противоаллергенное и иммуномодулирующее действие, улучшение работы нервной системы, очищение организма от токсичных элементов и шлаков.

Воздействие серы на организм:

• защищает от болезнетворных микроорганизмов;
• поддерживает необходимый уровень жёлчи, что способствует лучшему усвоению пищи;
• защищает клетки от негативного воздействия радиации и других вредных внешних факторов;
• останавливает развитие суставных патологий;
• предотвращает развитие анемии, обеспечивает нормальное поступление в ткани кислорода.

Сера взаимодействует с витаминами группы B, H, липоевой кислотой, обеспечивает энергией клетки головного мозга, способствует лучшему усвоению мышцами глюкозы.

Сера поддерживает нормальный уровень желчи в организме

Где применяется

Аптечную серу используют для лечения различных заболеваний, лекарственные средства на основе этого микроэлемента позволяют быстро устранить проявление суставных и дерматологических патологий.

От чего помогает сера:

• аллергия и дерматологические заболевания;
• бронхиальная астма;
• артриты, сколиоз, бурсит, остеоартроз, миозит, растяжения;
• судороги;
• в качестве противовоспалительного и обезболивающего средства;
• для укрепления иммунитета, скорейшего восстановления после длительных заболеваний;
• для снижения потребности организма в инсулине при сахарном диабете.

В косметологии продукцию с серой используют для предупреждения раннего старения, улучшения внешнего вида кожи, придания силы и блеска волосам, укрепления ногтевых пластин.

Сера применяется в косметологии

Для наружных лечебных препаратов практикуют осаждённую (очищенную, горючую) серу, она входит в состав серной мази, которую назначают для лечения чесотки, себореи, псориаза.

В сочетании с ланолином, вазелином, стеариновой кислотой микроэлемент обладает противоглистным, отшелушивающим и противовоспалительным действием – подобные препараты назначают для устранения розовых угрей, поражения лишаём волосистой части головы.

Очищенную серу в виде таблеток применяют в лечении энтеробиоза, при запорах, в качестве наружного средства для лечения дерматологических патологий. В виде порошка жёлтого цвета продукт применяют в народной и традиционной медицине, его можно применять внутрь, готовить лекарственные средства.

Гомеопатическая сера обладает слабовыраженным терапевтическим действием, её выпускают в форме гранул, принимать препарат нужно длительное время под наблюдением специалиста.

 Сера полезна не только для людей, но и для животных – кормовой продукт включают в состав витаминов для животных.  Используют этот микроэлемент и для обогащения удобрений в сельском хозяйстве, в производстве стали и каучука, взрывчатых веществ, пиротехники.

В каких продуктах содержится сера

Суточная потребность в сере – 0,5–1,2 г, при сбалансированном меню, наличии в рационе достаточного количества белковых продуктов необходимое количество можно получать ежедневно из пищи. Больше всего её содержится в продуктах животного происхождения, в небольших количествах его можно встретить в растительной пище.

Таблица продуктов с высоким содержанием серы

Продукт	серы (мг)
Мясо кролика, курицы, индейки	180–240
Щука, окунь, сардина, горбуша, камбала	190–210
Соя	240–250
Зелёный горох	180–190
Сырой фундук, миндаль	170–190
Яйца куриные	170–180
Яйца перепелиные	120–130
Сгущённое молоко	70–75
Перловая, пшеничная, овсяная крупа	70–100
Репчатый лук	60–70
Рис, манка	60–70
Молоко	30–35
Капуста, картофель	30–40
Помидоры, баклажаны	12–15
Малина, земляника, крыжовник	12–18
Дыня, цитрусовые плоды	10–12

Инструкция по применению серы

Перед применением серосодержащих препаратов следует обязательно проконсультироваться со специалистом. Только врач сможет подобрать оптимальные и безопасные дозировки препарата.

Серная мазь

Средство для наружного применения обладает дезинфицирующими, противопаразитарными, антисептическими, противомикробными свойствами. Мазь назначают в составе комплексной терапии при лечении лишая, псориаза, себорея, устранения грибковых инфекций, чесотки, демодекоза.

 Серную мазь следует наносить 1–3 раза в сутки на сухую очищенную кожу, продолжительность лечения –5–10 дней. 

Порошок серы для внутреннего применения

Очищенная сера в виде порошка помогает при энтеробиозе, ожирении, проблемах с кроветворением, можно использовать и осаждённый продукт, но он часто провоцирует развитие метеоризма.

Как принимать лекарство:

1. Для лечения запущенных кожных и грибковых заболеваний подходит только очищенная медицинская сера, её нужно принимать по 0,5–1 г в три приёма во время еды. Продолжительность терапии – 3–4 недели.
2. При энтеробиозе. Доза для взрослых составляет 1 г, для детей – старше 6 лет – 0,5 г, до 5 лет –0,25 г. Лекарство нужно принимать трижды в сутки на протяжении 5 дней. После чего нужно сделать четырёхдневный перерыв, ставить каждый вечер очистительные клизмы с содой. Для полного избавления от паразитов потребуется 3–5 курсов.
3. В качестве отхаркивающего, общеукрепляющего средства – по 0,25 г вместе с утренним приёмом пищи.

Медицинскую серу нужно принимать во время еды

Сера лучше всего усваивается при совместном употреблении её с железом и фтором. Барий, свинец, селен, молибден снижают процент всасываемости микроэлемента.

Пивные дрожжи с серой

В аптеке можно приобрести витаминные пищевые добавки на основе дрожжей и серы – Эвисент, АМТ, Биотерра, они содержит все необходимые элементы для улучшения состояния волос, ногтей, для омоложения кожи лица, поддержания здоровья.

Показания к применению:

• проявления нехватки витаминов группы B;
• период восстановления после оперативных вмешательств и длительной болезни;
• истощение организма, увлечение строгими диетами;
• патологии эндокринного характера – сахарный диабет, нарушений в работе щитовидной железы, ожирение, гормональный дисбаланс;
• болезни пищеварительной системы, ухудшение свёртываемости крови;
• нервное, физическое, умственное переутомление;
• для профилактики сердечно-сосудистых болезней;
• дерматологические заболевания – угри, акне, фурункулёз.

Пивные дрожжи с серой оздоровляют кожу, волосы и ногти

Таблетки следует принимать по 6–15 шт. ежедневно в 3 приёма на протяжении 2–3 месяцев, после чего необходимо сделать перерыв на полгода.

Препараты на основе серы противопоказаны при беременности и лактации, не используют их и для лечения детей младше трёх лет.

Жевательная сера

Натуральная альтернатива жевательным резинкам, полностью состоит из смолистых соединений лиственницы, обладает антимикробным действием.

Жевательная сера возвращает зубной эмали естественный цвет, предотвращает развитие кариеса, пародонтоза, пародонтита, воспалительных процессов в ротовой полости, помогает справиться с зубной болью, незаменима при стоматите, ангине. Специалисты рекомендуют жевать серу дважды в сутки по 30 минут.

Лиственничная жвачка помогает бросить курить, избежать переедания.

Жевательная сера помогает избавиться от болезней ротовой полости

Сера в народной медицине

Сера помогает избавиться от колик, предотвратить появление грыжи у детей – порошок на кончике ножа нужно добавлять в молоко или другую еду.  Предварительно обязательно следует проконсультироваться с хирургом или педиатром. 

1. Порошок очищенной серы принимают по 1 г трижды в день при дерматологических проблемах. Для лечения диатеза у детей можно приготовить мазь из равного количества серы и жирной сметаны, смазывать поражённые участки 1–2 раза в сутки после водных процедур. Смесь можно использовать даже для новорождённых после предварительной консультации с педиатром.
2. Рецепт универсальной болтушки для устранения воспалительных процессов на лице – соединить 50 мл борной кислоты с этиловым спиртом, добавить 7 г медицинской серы, 1 таблетку ацетилсалициловой кислоты. Взболтать, перелить в ёмкость из тёмного стекла, хранить в холодильнике, протирать воспалённые участки утром и вечером.

Сметана и сера хорошо подходят для лечения кожных болезней у детей

Чем опасны недостаток или избыток серы

Избыток и дефицит серы наблюдаются в организме редко. От недостатка микроэлементы страдают люди, которые употребляют мало белка, переизбыток может свидетельствовать о нарушении обменных процессов.

При недостатке серы развивается гипертония, тахикардия, кожные покровы становятся сухими, начинают шелушиться, волосы теряют блеск, ногти слоятся, ухудшается работа печени. О нехватке элемента свидетельствуют частые аллергические реакции, повышение уровня сахара, суставные и мышечные боли, запоры.

Признаки переизбытка серы:

• кожа становится жирной, появляются прыщи, зуд;
• светобоязнь, повышенное слезотечение, частые конъюнктивиты, ощущение присутствия инородного тела в глазах;
• повышенная утомляемость, мигрень;
• ухудшение аппетита, тошнота, нарушения в работе пищеварительной системы;
• бронхит с признаками астмы;
• снижение уровня гемоглобина.

При переизбытке серы появляются прыщи и кожа становится жирной

Накопление серы не возникает при чрезмерном употреблении продуктов, которые богаты этим микроэлементом. Отравление возможно только при длительном контакте с сернистым газом, сероводородом.

Избыток серы может привести к развитию серьёзных психических патологий, судорог, при сильном отравлении возможна потеря сознания.

 Сера  – незаменимый микроэлемент для красоты и крепкого здоровья.

Получить её можно с продуктами питания, а при серьёзных заболеваниях приобрести в аптеке серный порошок, мази или таблетки на его основе. Нехватка и избыток элемента проявляются в виде различных патологий.

Красота и здоровье

СЕРА

статьи

СЕРА, S (sulfur), неметаллический химический элемент, член семейства халькогенов (O, S, Se, Te и Po) – VI группы периодической системы элементов. Cера, как и многие ее применения, известны с далекой древности. А.

Лавуазье утверждал, что сера – это элемент. Сера жизненно необходима для роста растений и животных, она входит в состав живых организмов и продуктов их разложения, ее много, например, в яйцах, капусте, хрене, чесноке, горчице, луке, волосах, шерсти и т.д.

Она присутствует также в углях и нефти.

Применение

Около половины ежегодного потребления серы идет на производство таких промышленных химических продуктов, как серная кислота, диоксид серы и дисульфид углерода (сероуглерод).

Кроме того, сера широко используется в производстве инсектицидов, спичек, удобрений, взрывчатых веществ, бумаги, полимеров, красок и красителей, при вулканизации каучука.

Ведущее место в добыче серы занимают США, страны СНГ и Канада.

Распространенность в природе

Сера встречается в свободном состоянии (самородная сера). Кроме того, имеются огромные запасы серы в виде сульфидных руд, прежде всего руд свинца (свинцовый блеск), цинка (цинковая обманка), меди (медный блеск) и железа (пирит).

При извлечении металлов из этих руд освобождаются от серы обычно обжигом в присутствии кислорода, при этом образуется диоксид серы(IV), который часто выбрасывается в атмосферу без использования. Кроме сульфидных руд достаточно много серы встречается в виде сульфатов, например, сульфата кальция (гипс), сульфата бария (барит).

В морской воде и многих минеральных водах присутствуют растворимые в воде сульфаты магния и натрия. В некоторых минеральных водах встречается сульфид водорода (сероводород). В промышленности серу можно получать как побочный продукт процессов в плавильных, коксовых печах, при нефтепереработке, из топочных или природных газов.

Из природных подземных отложений серу добывают, расплавляя ее перегретой водой и доставляя на поверхность сжатым воздухом и насосами. Во фраш-процессе извлечения серы из сероносных отложений на установке в виде концентрических труб, запатентованной Г.Фрашем в 1891, сера получается чистотой до 99,5%.

Свойства

Сера имеет вид желтого порошка или хрупкой кристаллической массы без запаха и вкуса и нерастворима в воде. Для серы характерны несколько аллотропных модификаций.

Наиболее известны следующие: кристаллическая сера – ромбическая (самородная сера, a-S) и моноклинная (призматическая сера, b-S); аморфная – коллоидная (серное молоко) и пластическая; промежуточная аморфно-кристаллическая – сублимированная (серный цвет).

Таблица: СВОЙСТВА СЕРЫ

СВОЙСТВА СЕРЫ
Атомный номер	16
Атомная масса	32,066
Изотопы
стабильные	32, 33, 34, 36
нестабильные	31, 35, 37
Температура плавления, °С	112,8 (a, ромбич.), 119,0 (b, моноклин.)
Температура кипения, °С	444,6
Плотность, г/см3	2,06 (ромбич.), 1,957 (моноклин.)
Твердость (по Моосу)	1,5–2,5
в земной коре, % (масс.)	0,052
Степени окисления	–2, +2, +4, +6 (реже –1, 0, +1, +3, +5 )

Кристаллическая сера

Кристаллическая сера имеет две модификации; одну из них, ромбическую, получают из раствора серы в сероуглероде (CS2) испарением растворителя при комнатной температуре. При этом образуются ромбовидные просвечивающие кристаллы светложелтого цвета, легко растворимые в CS2.

Эта модификация устойчива до 96° С, при более высокой температуре стабильна моноклинная форма.

[attention type=red]

При естественном охлаждении расплавленной серы в цилиндрических тиглях вырастают крупные кристаллы ромбической модификации с искаженной формой (октаэдры, у которых частично «срезаны» углы или грани). Такой материал в промышленности называется комовая сера.

[/attention]

Моноклинная модификация серы представляет собой длинные прозрачные темножелтые игольчатые кристаллы, также растворимые в CS2. При охлаждении моноклинной серы ниже 96° С образуется более стабильная желтая ромбическая сера.

Некристаллическая сера

Твердая сера существует также в двух некристаллических, аморфных, формах. Коллоидная сера получается при осаждении серы из раствора (например, при кипячении серы с известью) и фильтровании с последующим добавлением хлороводородной кислоты к прозрачному фильтрату.

Осадок представляет собой мелкодисперсную белую и хорошо растворимую в CS2 серу. Коллоидную серу используют в медицине как антисептик, слабительное и противопаразитическое средство в виде порошков и мазей.

Другая некристаллическая форма – пластическая сера – образуется при резком охлаждении расплава, например, холодной водой.

Пластическая сера бывает темнокрасного или коричневого цвета, она каучукоподобна (плотность 2,046 г/см3) и не растворяется в CS2; при хранении становится хрупкой, желтеет и по мере превращения в ромбическую все лучше растворяется в CS2.

В дополнение к этим кристаллическим и аморфным формам существует промежуточная форма, известная как серный цвет или сублимированная сера, которая получается конденсацией паров серы, минуя жидкую фазу.

Она состоит из мельчайших зерен, имеющих центр кристаллизации и аморфную поверхность. Эта форма медленно и не полностью растворяется в CS2.

После обработки аммиаком для очистки от таких примесей, как мышьяк, получается продукт, известный в медицине как промытая сера, которая используется аналогично коллоидной сере.

Жидкое состояние

Молекулы серы состоят из замкнутой цепочки восьми атомов (S8). Жидкая сера обладает необычным свойством: с повышением температуры ее вязкость увеличивается. Ниже 160° С сера – типичная жидкость желтоватого цвета, ее состав соответствует формуле S8 и обозначается l-S.

С повышением температуры кольцевые молекулы S8 начинают разрываться и соединяться друг с другом, образуя длинные цепи (m-S), цвет жидкой серы становится темнокрасным, вязкость возрастает, достигая максимума при 200–250° С.

При дальнейшем повышении температуры жидкая сера светлеет, длинные цепи рвутся, образуя короткие, с меньшей способностью к переплетению, что приводит к меньшей вязкости.

Газ

Сера кипит при 444,6° C, образуя оранжево-желтые пары, состоящие преимущественно из молекул S8. С повышением температуры окраска паров переходит в темнокрасную, затем в палевую, а при 650° C в соломенно-желтую.

При дальнейшем нагревании молекулы S8 диссоциируют, образуя равновесные формы S6, S4 и S2 при разных температурах. И, наконец, при >1000° С пары состоят практически из молекул S2, а при 2000° С – из одноатомных молекул.

Диоксид серы

образуется при сжигании серы на воздухе, в частности, при обжиге сульфидных руд металлов. Диоксид серы – бесцветный газ с удушающим запахом. Это ангидрид сернистой кислоты, он легко растворяется в воде с образованием сернистой кислоты. Диоксид легко сжижается (т. кип.

–10° C) и его хранят в стальных цилиндрах.

Диоксид используют в производстве серной кислоты, в холодильных установках, для отбеливания текстиля, древесной массы, соломы, свекловичного сахара, для консервации фруктов и овощей, для дезинфекции, в пивоваренных и пищевых производствах.

Сернистая кислота

H2SO3 существует только в разбавленных растворах (менее 6%). Это слабая кислота, образующая средние и кислые соли (сульфиты и гидросульфиты). Сернистая кислота – хороший восстановитель, реагируя с кислородом образует серную кислоту.

Сернистая кислота находит несколько областей применения, среди которых – обесцвечивание шелка, шерсти, бумаги, древесной массы и аналогичных веществ. Она используется как антисептик и консервант, особенно для предотвращения брожения вина в бочках, для предотвращения ферментации зерна при извлечении крахмала. Кислоту используют и для сохранения продуктов.

Наибольшее значение из ее солей имеет гидросульфит кальция Ca(HSO3)2, используемый при переработке древесной щепы в целлюлозу.

Триоксид серы

SO3 (серный ангидрид), образующий с водой серную кислоту, представляет собой либо бесцветную жидкость, либо белое кристаллическое вещество (кристаллизуется при 16,8° С; т. кип. 44,7° С).

Он образуется при окислении диоксида серы кислородом в присутствии соответствующего катализатора (платина, пентаоксид ванадия). Триоксид серы сильно дымит во влажном воздухе и растворяется в воде, образуя серную кислоту и выделяя много тепла.

Его используют в производстве серной кислоты и получении синтетических органических веществ.

Серная кислота

H2SO4. Безводная H2SO4 – бесцветная маслянистая жидкость, растворяет SO3, образуя олеум. Смешивается с водой в любых отношениях. При растворении в воде образуются гидраты с выделением очень большого количества теплоты; поэтому во избежание разбрызгивания кислоты обычно при растворении осторожно, постепенно добавляют кислоту в воду, а не наоборот.

Концентрированная кислота хорошо поглощает пары воды и поэтому применяется для осушения газов. По этой же причине она приводит к обугливанию органических веществ, особенно углеводов (крахмала, сахара и т.п.). При попадании на кожу вызывает сильные ожоги, пары разъедают слизистую дыхательных путей и глаз. Серная кислота – сильный окислитель. Конц.

[attention type=green]

H2SO4 окисляет HI, HBr до I2 и Br2 соответственно, уголь – до CO2, серу – до SO2, металлы – до сульфатов. Разбавленная кислота тоже окисляет металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода.

[/attention]

H2SO4 – сильная двухосновная кислота, образующая средние и кислые соли – сульфаты и гидросульфаты; большинство ее солей растворимы в воде, за исключением сульфатов бария, стронция и свинца, малорастворим сульфат кальция.

Серная кислота – один из важнейших продуктов химической промышленности (производящей щелочи, кислоты, соли, минеральные удобрения, хлор). Ее получают главным образом контактным или башенным способом по принципиальной схеме:

Бóльшая часть получаемой кислоты идет на производство минеральных удобрений (суперфосфат, сульфат аммония).

Серная кислота служит исходным сырьем для получения солей и других кислот, для синтеза органических веществ, искусственных волокон, для очистки керосина, нефтяных масел, бензола, толоуола, при изготовлении красок, травлении черных металлов, в гидрометаллургии урана и некоторых цветных металлов, для получения моющих и лекарственных средств, как электролит в свинцовых аккумуляторах и как осушитель.

Тиосерная кислота

H2S2O3 структурно аналогична серной кислоте за исключением замены одного кислорода на атом серы. Наиболее важным производным кислоты является тиосульфат натрия Na2S2O3 – бесцветные кристаллы, образующиеся при кипячении сульфита натрия Na2SO3 с серным цветом. Тиосульфат (или гипосульфит) натрия используется в фотографии как закрепитель (фиксаж).

Сульфонал

(CH3)2C(SO2C2H5)2 – белое кристаллическое вещество, без запаха, слабо растворимое в воде, является наркотиком и используется как седативное и снотворное средство.

Сульфид водорода

H2S (сероводород) – бесцветный газ с резким неприятным запахом тухлых яиц. Он несколько тяжелее воздуха (плотность 1,189 г/дм3), легко сжижается в бесцветную жидкость и хорошо растворим в воде. Раствор в воде является слабой кислотой с рН ~ 4. Жидкий сероводород используют как растворитель.

Раствор и газ широко применяют в качественном анализе для отделения и определения многих металлов. Вдыхание незначительного количества сероводорода вызывает головную боль и тошноту, большие количества или непрерывное вдыхание сероводорода вызывают паралич нервной системы, сердца и легких.

Паралич наступает неожиданно, в результате нарушения жизненных функций организма.

Монохлорид серы

S2Cl2 – дымящая масляная жидкость янтарного цвета с едким запахом, слезоточивая и затрудняющая дыхание. Она дымит во влажном воздухе и разлагается водой, но растворима в сероуглероде. Монохлорид серы – хороший растворитель для серы, иода, галогенидов металлов и органических соединений.

Монохлорид используется для вулканизации каучука, в производстве типографской краски и инсектицидов. При реакции с этиленом образуется летучая жидкость, известная как горчичный газ (ClC2H4)2S – токсичное соединение, используемое как боевое химическое отравляющее вещество раздражающего действия.

Дисульфид углерода

CS2 (сероуглерод) – бледножелтая жидкость, ядовитая и легко воспламеняющаяся. CS2 получают синтезом из элементов в электрической печи.

Вещество нерастворимо в воде, имеет высокий коэффициент светопреломления, высокое давление паров, низкую температуру кипения (46° C).

Сероуглерод – эффективный растворитель жиров, масел, каучука и резин – широко используют для экстракции масел, в производстве искусственного шелка, лаков, резиновых клеев и спичек, уничтожения амбарных долгоносиков и одежной моли, для дезинфекции почв.

Сера. Сероводород

Сера принадлежит к числу веществ, известных человечеству испокон веков. Ещё древние греки и римляне нашли ей разнообразное применение. Куски самородной серы использовались для совершения обряда изгнания злых духов. Так, по легенде, Одиссей, возвратившись в родной дом после долгих странствий, первым делом велел окурить его серой. Много упоминаний об этом веществе встречается в Библии.

В Средние века сера занимала важное место в арсенале алхимиков. Как они считали, все металлы состоят из ртути и серы: чем меньше серы, тем благороднее металл. Практический интерес к этому веществу в Европе возрос в XIII – XIV вв., после появления пороха и огнестрельного оружия. Главным поставщиком серы была Италия.

Кристаллы природной серы

В наши дни сера используется как сырьё для производства серной кислоты, пороха, при вулканизации каучука, в органическом синтезе, а также для борьбы с вредителями сельского хозяйства. Порошок серы применяют в медицине в качестве наружного дезинфицирующего средства.

Сера образует несколько аллотропных модификаций. Устойчивая при комнатной температуре ромбическая сера представляет собой жёлтый порошок, нерастворимый в воде. При кристаллизации из хлороформа CHCl3 или из сероуглерода CS2 она выделяется в виде прозрачных кристаллов октаэдрической формы.

ромбическая сера состоит из циклических молекул S8, имеющих форму короны. При 113 оС она плавится, превращаясь в жёлтую легкоподвижную жидкость. При дальнейшем нагревании расплав загустевает, так как в нем образуются цепочки. А если нагреть серу до 445 оС, она закипает.

Выливая кипящую серу  струйкой в холодную воду, можно получить пластическую серу – резиноподобную модификацию, состоящую из полимерных цепочек. При медленном охлаждении расплава образуются игольчатые кристаллы моноклинной серы (tпл = 119 оС). Подобно ромбической сере, эта модификация  состоит из молекул S8.

При комнатной температуре пластическая и моноклинная сера неустойчивы и самопроизвольно превращаются в порошок ромбической серы.

Нахождение в природе

Минерал пирит

В природе сера находится как в свободном состоянии, так и в виде соединений. Важнейшие из них следующие: FeS2 – пирит; или железный (серный) колчедан, CuS – медный блеск, Ag2S – серебряный блеск, PbS – свинцовый блеск.

Сера часто встречается в виде сульфатов: гипса – CaSO4 ∙2H2O; мирабилита, или глауберовой соли Na2SO4∙10H2O; горькой (английской) соли MgSO4 ∙ 7H2O и др.

Сера входит в состав нефти, каменного угля, содержится в растительных и животных организмах (в составе белков).

Получение 

Кристаллизация серы в вулканическом озере

Серу, содержащуюся в свободном состоянии (в виде включений) в горных породах, выплавляют из них в специальных аппаратах – автоклавах.

В лабораторных условиях свободную серу можно получить, например, при сливании растворов сероводородной и сернистой кислот, при неполном сгорании сероводорода:

H2SO3 + 2H2S = 3S + 3H2O

2H2S + O2 = 2H2O + 2S

Химические свойства серы

Сера – типичный активный неметалл. Она реагирует с простыми и сложными веществами. В химических реакциях сера может быть как окислителем, так и восстановителем. Это зависит от окислительно-восстановительных свойств веществ, с которыми она реагирует.

Сера проявляет свойства окислителя при взаимодействии с простыми веществами – восстановителями (металлами, водородом, некоторыми неметаллами имеющими меньшую ЭО).

Восстановителем сера является по отношению к более сильным окислителям (кислороду, галогенам и кислотам – окислителям).

Взаимодействие серы с простыми веществами

Взаимодействие серы с цинком

Сера реагирует как окислитель:

а) с металлами:

2Na + S = Na2S

Mg + S = MgS

2Al + 3S = Al2S3

б) с углеродом:

C + 2S = CS2

в) с фосфором:

2P + 3S = P2S3

г) с водородом:

H2 + S = H2S

как восстановитель:

а) с кислородом:

S + O2 = SO2

б) с хлором:

S + Cl2 = SCl2

в) с фтором:

S + 3F2 = SF6

Взаимодействие серы со сложными веществами

Реакция серы с хлоратом натрия и хлоридом меди (II)

а) в воде сера не растворяется и даже не смачивается водой;

б) как восстановитель сера взаимодействует с кислотами-окислителями (HNO3, H2SO4) при нагревании:

S + 2H2SO4 = 3SO2↑ + 2H2O

S + 2HNO3 = H2SO4 + 2NO↑

S + 6HNO3 = H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O

[attention type=yellow]

в) проявляя свойства и окислителя, и восстановителя, сера вступает в реакции диспропорционирования (самоокисления-самовосстановления) с растворами щелочей при нагревании:

[/attention]

3S + 6NaOH = 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O

              Сероводород и сероводородная кислота

Сера с водородом образует летучее соединение – сероводород H2S. Сероводород – это бесцветный газ с неприятным запахом тухлых яиц, ядовит. В природе сероводород образуется при гниении белковых веществ, содержится в воде минеральных источников. При комнатной температуре в одном объеме воды растворяется 2,5 объёма сероводорода.

Кислотно – основные свойства

Раствор сероводорода в воде – сероводородная вода – является слабой двухосновной кислотой. Сероводородная вода имеет все общие свойства кислот. Она реагирует с: а) основными оксидами, б) основаниями, в) солями, г) металлами:

а) H2S + CaO = CaS + H2O

б) H2S + NaOH = NaHS + H2O

в) CuSO4 + H2S = CuS↓ + H2SO4

г) Ca + H2S = CaS + H2↑

Качественной реакцией на сероводородную кислоту и ее растворимые соли (т.е. на сульфид-ион S2-) является взаимодействие их с растворимыми солями свинца. При этом выделяется осадок сульфида свинца (II) PbS черного цвета:

Na2S + Pb(NO3)2 = PbS↓ + 2NaNO3

Окислительно – восстановительные свойства

В окислительно – восстановительных реакциях как газообразный сероводород, так и сероводородная кислота проявляют сильные восстановительные свойства, так как атом серы в H2S имеет низшую степень окисления – 2, а поэтому может только окисляться. Он легко окисляется:

Горение сероводорода

а) кислородом воздуха:

2H2S + O2 = 2H2O + 2S           (при недостатке О2)

2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O     ( в избытке О2)

б) бромной водой Br2:

H2S + Br2 = 2HBr + S↓

Бромная вода, имеющая желто-оранжевый цвет, при пропускании через нее сероводорода обесцвечивается;

в) раствором перманганата калия KMnO4:

5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 5S↓ + 8H2O

При пропускании сероводорода через раствор перманганата калия происходит его обесцвечивание.

Сероводородная кислота окисляется не только сильными окислителями, такими как кислород, галогены, перманганат калия, но и более слабыми, например солями железа (III), сернистой кислотой и т.д.:

2FeCl3 + H2S = 2FeCl2 + S↓ + 2HCl

H2SO3 + 2H2S = 3S↓ + 3H2O

Применение

Сероводородная вода издавна применялся в медицине для лечения ревматизма и кожных заболеваний. Сероводород является одним из компонентов минеральных вод.

Скачать:

Скачать бесплатно реферат на тему: «Сера»  Сера.docx (11 Загрузок)

Скачать рефераты по другим темам можно здесь