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.

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.

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 освобожтся 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%.

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

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. 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. 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.

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.

S  - сера

Сера в самородном состоянии, а также в виде сернистых соединений известна с древнейших времён. Элементарную природу серы установил Лавуазье в опытах по сжиганию

3 малый период, VI группа, главная подгруппа.

(Электронно-графическая формула в фото 1)

Степень окисления: -2, 0, +4,+6

Валентность: IV, VI

Высший оксид: SO3, летучее водородное соединение: H2S

Неметалл

Нахождение в природе:

- в самородном виде:

Cера встречается в природе в свободном (самородном состоянии,  поэтому она была известна человеку уже в глубокой древности.

- в виде соединений:

PbS – свинцовый блеск,

ZnS – цинковый блеск (цинковая обманка

FeS2 – пирит (серный колчедан

HgS – киноварь

Для серы характерно явление аллотропии.

Ромбическая сера – это наиболее устойчива модификация, состоит из молекул S8. Кристаллы имеют лимонно-желтый цвет и полупрозрачны, Tпл­.= 112,8 °С.

Моноклинная сера имеет вид желтых игольчатых кристаллов, Tпл­.= 119,3 °С.

Пластическая сера – Вязкая тёмно-коричневая масса, которая через несколько дней снова превращается в ромбическую.

Химические свойства:

Сера в химических реакциях проявляет окислительные и восстановительные свойства.

 1. Сера взаимодействует с металлами. При этом образуются соли - сульфиды:

2Al + 3S → Al2S3 (сульфид алюминия

Cu + S → CuS    (сульфид меди (II))

Hg + S → HgS    (сульфид ртути (II))

2. При повышенной температуре реагирует с водородом:

S + H2→ H2S  (сероводород

3. Сера горит в кислороде голубоватым пламенем.

S + O2→ SO2  (оксид серы (IV))

4. Сера реагирует с галогенами:

S + 3F2 → SF6

Основные отрасли применения:

- для производства серной кислоты

- для производства бенгальских огней

- для производства бумаги

- Изготовление веществ для удобрения растений.