Mengyelejev elemeinek periódusos rendszere a kén. A kén jellemzői. A kén alkalmazása. Orvosi kén Kémiai elem a periódusos rendszerben

Kén(lat. kén) s, a Mengyelejev-féle periódusos rendszer VI. csoportjának kémiai eleme; rendszám 16, atomtömeg 32,06. A természetes kén négy stabil izotópból áll: 32 s (95,02%), 33 s (0,75%), 34 s (4,21%), 36 s (0,02%). Mesterséges radioaktív izotópok 31 s ( t 1/2 = 2,4 mp), 35 s ( t 1/2 = 87,1 cym), 37 s ( t 1/2 = 5,04 min).

Történelmi információk. A S. natív állapotában, valamint kénvegyületek formájában már ősidők óta ismert. A Biblia, Homérosz versei stb. említik. A vallási szertartások során a „szent” tömjén része volt; azt hitték, hogy az égő S. szaga elűzte a gonosz szellemeket. A S. régóta szükséges alkotóeleme a katonai célú gyújtó keverékeknek, például a „görög tűz” (Kr. u. X. század). 8. század körül Kínában pirotechnikai célokra kezdték használni az S.-t. Az S.-t és vegyületeit ősidők óta használják bőrbetegségek kezelésére. Az arab alkímia időszakában felmerült egy hipotézis, amely szerint az S.-t (a gyúlékonyság kezdete) és a higanyt (a fémesség kezdete) minden fém alkotóelemének tekintették. S. elemi természetét A. L. állapította meg. Lavoisierés felvette a nemfémes egyszerű testek listájára (1789). 1822-ben E. Mitscherlich felfedezték a C allotrópiáját.

Elterjedés a természetben. Az S. igen gyakori kémiai elemekre utal (clarke 4,7 10 -2); szabad állapotban található ( natív kén) és vegyületek formájában - szulfidok, poliszulfidok, szulfátok. A tengerek és óceánok vize nátrium-, magnézium- és kalcium-szulfátokat tartalmaz. Több mint 200 S. ásvány ismert, amelyek endogén folyamatok során keletkeznek. A bioszférában több mint 150 kén ásvány (főleg szulfátok) képződik; széles körben elterjedtek a szulfidok szulfátokká történő oxidációja, amelyek viszont másodlagos h 2 -ekké és szulfidokká redukálódnak. Ezek a reakciók mikroorganizmusok részvételével történnek. A bioszférában számos folyamat a S. koncentrációjához vezet - felhalmozódik a talajok, szén, olaj, tengerek és óceánok humuszában (8,9 × 10 -2%), talajvízben, tavakban és sós mocsarakban. Az agyagokban és palákban az S. hatszor több, mint a földkéreg egészében, a gipszben - 200-szor, a földalatti szulfátos vizekben - tízszer. A napfény ciklusa zajlik le a bioszférában: csapadékkal kerül a kontinensekre, majd a lefolyással visszatér az óceánba. A Föld geológiai múltjában a S. forrása főként a vulkánkitörések termékei voltak, amelyek so 2 és h 2 s-t tartalmaztak. Az emberi gazdasági tevékenység felgyorsította S. vándorlását; felerősödött a szulfidoxidáció.

Fizikai és kémiai tulajdonságok. Az S. szilárd kristályos anyag, amely két allotróp módosulat formájában stabil. Rombos a -s citromsárga színű, sűrűsége 2,07 g/cm3, t olvadáspont: 112,8 °C, 95,6 °C alatt stabil; monoklin b -s mézsárga színű, sűrűsége 1,96 g/cm3, t olvadáspont: 119,3 °C, 95,6 °C és olvadáspont között stabil. Mindkét formát nyolctagú s 8 ciklikus molekulák alkotják, amelyek kötési energiája s - s 225,7 kJ/mol.

Olvadáskor a S. mozgékony sárga folyadékká alakul, amely 160 °C felett megbarnul, 190 °C körül viszkózus sötétbarna masszává válik. 190°C felett a viszkozitás csökken, 300°C-on a viszkozitás ismét folyékony lesz. Ennek oka a molekulák szerkezetének megváltozása: 160 °C-on az s 8 gyűrűk törni kezdenek, nyitott láncokká alakulnak; további 190 °C feletti melegítés csökkenti az ilyen láncok átlagos hosszát.

Ha a 250-300 °C-ra melegített megolvadt S.-t vékony sugárban hideg vízbe öntjük, barnássárga rugalmas masszát (műanyag S.) kapunk. Szén-diszulfidban csak részben oldódik, laza port hagyva az üledékben. A cs 2-ben oldódó módosulatot l -s-nek, az oldhatatlant m -s-nek nevezzük. Szobahőmérsékleten mindkét módosítás stabil, rideg a -s-vé alakul. t kip C. 444,6 °C (a nemzetközi hőmérsékleti skála egyik standard pontja). A forrásponton lévő gőzökben az s8 molekulákon kívül s6, s4 és s2 is létezik. További hevítés hatására a nagy molekulák szétesnek, és 900°C-on már csak s 2 marad meg, amely kb. 1500°C-on észrevehetően atomokká disszociál. Ha az erősen felhevített kéngőzöket folyékony nitrogénnel lefagyasztják, s 2 molekulák által alkotott, -80°C alatt stabil lila módosulatot kapunk.

S. rossz hő- és elektromos vezető. Vízben gyakorlatilag nem oldódik, vízmentes ammóniában, szén-diszulfidban és számos szerves oldószerben (fenol, benzol, diklór-etán stb.) oldódik.

Az s 3 atom külső elektronjainak konfigurációja s 2 3 4. o. A vegyületekben az S. -2, +4, +6 oxidációs állapotot mutat.

Az S. kémiailag aktív és különösen könnyen egyesül, ha melegítik szinte minden elemmel, kivéve az n 2, i 2, au, pt és az inert gázokat. A levegőben lévő C o 2 300 °C felett oxidokat képez: s o 2 - kén-dioxidés s o 3 - kénsav-anhidrid, amelyből kapnak ill kénes savÉs kénsav, valamint ezek sói szulfitokÉs szulfátok. Már hidegben s energetikailag egyesül f 2-vel, ha melegítjük, c l 2-vel reagál; brómmal az S csak s 2 b r 2 -t képez, a kénjodidok instabilak. Hevítéskor (150-200 °C) reverzibilis reakció megy végbe h 2 -vel hidrogén-szulfid. Az S. h 2 s x általános képletû polikénhidrogéneket is képez, az ún. szulfánok. Számos ismert szerves kénvegyületek.

Hevítéskor a kén kölcsönhatásba lép a fémekkel, és a megfelelő kénvegyületeket (szulfidokat) és polikénfémeket (poliszulfidokat) képezi. 800-900 °C hőmérsékleten a széngőz reakcióba lép a szénnel, képződik szén-diszulfid cs 2 . Nitrogéntartalmú nitrogénvegyületek (n 4 s 4 és n 2 s 5) csak közvetetten nyerhetők.

Nyugta. Az elemi ként a natív kénből, valamint a hidrogén-szulfid oxidációjával és a kén-dioxid redukciójával nyerik. A szénhidrogének előállításának módszereiről A szénhidrogének előállításához használt hidrogén-szulfid forrása a kokszkemence-gáz, a földgázok és a kőolaj-krakkgázok. A h 2 s feldolgozására számos módszert fejlesztettek ki; A legfontosabbak a következők: 1) a h 2 s-t nátrium-monohidrotioarzenát oldattal vonják ki a gázokból:

na 2 hass 2 + h 2 s = na 2 hass 3 o + h 2 o .

Ezután az oldaton levegőt fújva az S. szabad formában kicsapódik:

nahass 3 o + 1/2 o 2 = na 2 hass 2 o 2 + s.

2) a h 2 -ket koncentrált formában izolálják a gázokból. Ezután tömegét a légköri oxigén C-vé, részben pedig 2-vé oxidálja. Lehűlés után a h 2 s és a keletkező gázok (tehát 2, n 2, co 2) két szekvenciális konverterbe lépnek, ahol katalizátor (aktivált bauxit vagy speciálisan gyártott alumíniumgél) jelenlétében a reakció végbemegy:

2 óra 2 s + tehát 2 = 3 mp + 2 óra 2 o.

A szén-dioxid so2-ból történő előállítása a redukció szénnel vagy természetes szénhidrogéngázokkal való reakcióján alapul. Néha ezt a termelést piritércek feldolgozásával kombinálják.

1972-ben 32,0 millió egység elemi szenet termeltek a világon (a szocialista országok nélkül). T; nagy részét természetes őshonos ércekből bányászták. A 70-es években 20. század Kiemelkedő jelentőséget kapnak a szén-dioxid h 2 -ből történő előállításának módszerei (a hidrogén-szulfid tartalmú tüzelőgázok nagy lerakódásainak felfedezésével kapcsolatban).

A közvetlenül kénércekből olvasztott kénfajtákat természetes csomónak nevezik. h 2 s és s o 2 - gázrögből kapott. A desztillációval tisztított természetes darabos S.-t finomítottnak nevezik. Gőzből olvadáspont feletti hőmérsékleten folyékony halmazállapotban kondenzálják, majd formákba öntik - vágás S. Amikor S az olvadáspont alatt kondenzál, finom S. por képződik a kondenzációs kamrák falán - kénes színű. A különösen nagy diszperziójú S.-t kolloidnak nevezik.

Alkalmazás . Az S.-t elsősorban kénsav előállítására használják: a papíriparban (cellulóz-szulfit előállítására); a mezőgazdaságban (növényi betegségek, elsősorban szőlő és gyapot leküzdésére); a gumiiparban (vulkanizálószer); színezékek és világító kompozíciók gyártása során; fekete (vadász)port szerezni; a gyufagyártásban.

I. K. Malina.

Kén a szervezetben. Szerves és szervetlen vegyületek formájában az S. minden élő szervezetben folyamatosan jelen van és fontos biogén elem. Átlagos szárazanyag-tartalma: tengeri növényekben körülbelül 1,2%, szárazföldi - 0,3%, tengeri állatokban 0,5-2%, szárazföldi - 0,5%. A S. biológiai szerepét az határozza meg, hogy az élő természetben elterjedt vegyületek része: aminosavak ( metionin, cisztein), tehát fehérjék és peptidek; koenzimek ( koenzim A, liponsav), vitaminok ( biotin, tiamin), glutationés mások Szulfhidril csoportok(-sh) cisztein-maradékok fontos szerepet játszanak számos enzim szerkezetében és katalitikus aktivitásában. Azáltal, hogy diszulfid kötéseket (-s - s -) hoznak létre az egyes polipeptidláncokon belül és azok között, ezek a csoportok részt vesznek a fehérjemolekulák térszerkezetének fenntartásában. Az állatokban az S. szerves szulfátok és szulfonsavak formájában is megtalálható - kondroitin-kénsav(porcokban és csontokban), taurokólsav (epe), heparin, taurin. Egyes vastartalmú fehérjékben (például ferrodoxinokban) az S. savra labilis szulfid formájában található. S. képes energiában gazdag kötéseket kialakítani benne nagy energiájú vegyületek.

A magasabb rendű állatok szervezetében található S. szervetlen vegyületei kis mennyiségben, főként szulfátok (vérben, vizeletben), valamint tiocianátok (nyálban, gyomornedvben, tejben, vizeletben) formájában találhatók meg. A tengeri élőlények gazdagabbak szervetlen S-vegyületekben, mint az édesvízi és szárazföldi élőlények. A növények és számos mikroorganizmus számára a szulfát (tehát 4 2-) a foszfáttal és nitráttal együtt az ásványi táplálék legfontosabb forrása. Mielőtt szerves vegyületekbe kerülne, az S. vegyértéke megváltozik, majd a legkevésbé oxidált állapotában szerves formává válik; Hogy. Az S. széles körben részt vesz a sejtek redoxreakcióiban. A sejtekben az adenozin-trifoszfáttal (ATP) kölcsönhatásba lépő szulfátok aktív formává - adenilil-szulfáttá - alakulnak:

ATP + szulfát --- szulfuriláz---> adenil-szulfát + pirofoszfát

A reakciót katalizáló enzim, a szulfuriláz (ATP: szulfát-adsnililtranszferáz) elterjedt a természetben. Ebben az aktivált formában a szulfonilcsoport további átalakulásokon megy keresztül - egy másik akceptorba kerül vagy redukálódik.

Az állatok szerves vegyületek részeként asszimilálják az S.-t. Az autotróf szervezetek a sejtjeikben lévő összes ként szervetlen vegyületekből nyerik ki, főleg szulfátok formájában. A magasabb rendű növények, számos alga, gomba és baktérium képes autotróf módon asszimilálni az S. (Baktériumtenyészetből egy speciális fehérjét izoláltak, amely a szulfátot a sejtmembránon keresztül szállítja a környezetből a sejtbe.) A természetben a kén keringésében nagy szerepet játszanak a mikroorganizmusok. kéntelenítő baktériumokÉs kén baktériumok. Sok kialakult S. lerakódás biogén eredetű. Az S. az antibiotikumok része ( penicillinek, cefalosporinok); csatlakozásait úgy használják sugárvédő szerek, növényvédő szerek.

L.I. Belenky.

Megvilágított.: A kénsav kézikönyve, szerk. K. M. Malina, 2. kiadás, M., 1971; Természetes kén, szerk. M. A. Menkovsky, M., 1972; Nekrasov B.V., Az általános kémia alapjai, 3. kiadás, 1. kötet, M., 1973; Remi G., Szervetlen kémia tantárgy, ford. német nyelvből, 1. kötet, M., 1972; Yang L., Mou J., Metabolism of kénvegyületek, ford. angolból, M., 1961; A biokémia horizontjai, ford. angolból, M., 1964; Növények biokémiája, ford. angolból, M., 1968, ch. 19; Torchinsky Yu M., A fehérjék szulfhidril és diszulfid csoportjai, M., 1971; Degli S., Nicholson D., Metabolic pathways, ford. angolból, M., 1973.

absztrakt letöltés

Kén(lat. kén) S, a Mengyelejev-féle periódusos rendszer VI. csoportjának kémiai eleme; rendszám 16, atomtömeg 32,06. A természetes S. négy stabil izotópból áll: 32S (95,02%), 33S (0,75%), 34S (4,21%), 36S (0,02%). Mesterséges radioaktív izotópok 31S ( T 1/2 = 2,4 mp), 35 S ( T 1/2 = 87,1 cym), 37 S ( T 1/2 = 5,04 min).

Történelmi információk. A S. natív állapotában, valamint kénvegyületek formájában már ősidők óta ismert. A Biblia, Homérosz versei stb. említik. S. a vallási szertartások során a „szent” tömjén része volt; azt hitték, hogy az égő S. szaga elűzte a gonosz szellemeket. A S. régóta szükséges alkotóeleme a katonai célú gyújtó keverékeknek, például a „görög tűz” (Kr. u. X. század). 8. század körül Kínában pirotechnikai célokra kezdték használni az S.-t. Az S.-t és vegyületeit ősidők óta használják bőrbetegségek kezelésére. Az arab alkímia időszakában felmerült egy hipotézis, amely szerint az S.-t (a gyúlékonyság kezdete) és a higanyt (a fémesség kezdete) minden fém alkotóelemének tekintették. S. elemi természetét A. L. állapította meg. Lavoisierés felvette a nemfémes egyszerű testek listájára (1789). 1822-ben E. Mitscherlich felfedezték a C allotrópiáját.

Elterjedés a természetben. Az S. igen gyakori kémiai elemekre utal (clarke 4,7-10 -2); szabad állapotban található ( natív kén) és vegyületek formájában - szulfidok, poliszulfidok, szulfátok (lásd. Természetes szulfidok, Természetes szulfátok, Szulfid ércek). A tengerek és óceánok vize nátrium-, magnézium- és kalcium-szulfátokat tartalmaz. Több mint 200 S. ásvány ismert, amelyek endogén folyamatok során keletkeznek. A bioszférában több mint 150 kén ásvány (főleg szulfátok) képződik; széles körben elterjedtek a szulfidok szulfátokká történő oxidációja, amelyek viszont szekunder H 2 S-vé és szulfidokká redukálódnak. Ezek a reakciók mikroorganizmusok részvételével történnek. A bioszférában számos folyamat vezet a S. koncentrációjához - felhalmozódik a talajok, szén, olaj, tengerek és óceánok humuszában (8,9-10 -2%), talajvízben, tavakban és sós mocsarakban. Az agyagokban és palákban az S. hatszor több, mint a földkéreg egészében, a gipszben - 200-szor, a földalatti szulfátos vizekben - tízszer. A napfény ciklusa zajlik le a bioszférában: a csapadékkal a kontinensekre kerül, majd a lefolyással visszatér az óceánba. A Föld geológiai múltjában a kénforrás elsősorban a vulkánkitörések SO 2 és H 2 S tartalmú termékeiből származott. Az emberi gazdasági tevékenység felgyorsította a kén vándorlását; felerősödött a szulfidoxidáció.

Fizikai és kémiai tulajdonságok. Az S. szilárd kristályos anyag, amely két allotróp módosulat formájában stabil. Gyémánt a-S citromsárga színű, sűrűsége 2,07 g/cm3, t olvadáspont: 112,8 °C, 95,6 °C alatt stabil; monoklin b-S mézsárga színű, sűrűsége 1,96 g/cm3, t olvadáspont: 119,3 °C, 95,6 °C és olvadáspont között stabil. Mindkét formát nyolctagú, S 8 gyűrűs molekulák alkotják, amelyek kötési energiája S - S 225,7 kJ/mol.

Olvadáskor a S. mozgékony sárga folyadékká alakul, amely 160 °C felett megbarnul, 190 °C körül viszkózus sötétbarna masszává válik. 190°C felett a viszkozitás csökken, és 300°C-on ismét folyékony lesz. Ennek oka a molekulák szerkezetének megváltozása: 160 °C-on az S 8 gyűrűk törni kezdenek, nyitott láncokká alakulnak; 190 °C feletti további melegítés csökkenti az ilyen láncok átlagos hosszát.

Ha a 250-300 °C-ra melegített megolvadt S.-t vékony sugárban hideg vízbe öntjük, barnássárga rugalmas masszát (műanyag S.) kapunk. Szén-diszulfidban csak részben oldódik, laza port hagyva az üledékben. A CS 2-ben oldódó módosítást l-S-nek, az oldhatatlant m-S-nek nevezzük. Szobahőmérsékleten mindkét módosítás stabil, törékeny a-S-vé alakul. t kip C. 444,6 °C (a nemzetközi hőmérsékleti skála egyik standard pontja). A forrásponton lévő gőzben az S8 molekulákon kívül S6, S4 és S2 is léteznek. További melegítés hatására a nagy molekulák szétesnek, és 900°C-on már csak az S 2 marad meg, ami kb. 1500°C-on észrevehetően atomokká disszociál. Ha erősen felhevített S2 gőzöket folyékony nitrogénnel lefagyasztanak, az S2 molekulák által alkotott, -80 °C alatt stabil lila módosulatot kapunk.

S. rossz hő- és elektromos vezető. Vízben gyakorlatilag nem oldódik, vízmentes ammóniában, szén-diszulfidban és számos szerves oldószerben (fenol, benzol, diklór-etán stb.) oldódik.

Az S 3 atom külső elektronjainak konfigurációja s 2 34. o. A vegyületekben az S. -2, +4, +6 oxidációs állapotot mutat.

Az S. kémiailag aktív, és melegítéskor különösen könnyen egyesül szinte minden elemmel, kivéve az N 2, I 2, Au, Pt és inert gázokat. A CO 2 levegőben 300 °C felett oxidokat képez: SO 2 - kén-dioxidés SO 3 - kénsav-anhidrid, amelyből kapnak ill kénes savÉs kénsav, valamint ezek sói szulfitokÉs szulfátok(lásd még TiosavakÉs Tioszulfátok). Már hidegben az S energikusan egyesül az F2-vel, amikor melegítjük, reagál a Cl2-vel (lásd. Kén-fluoridok, Kén-kloridok); brómmal az S. csak S 2 Br 2 képződik. A kénjodidok instabilak. Hevítéskor (150-200 °C) reverzibilis reakció megy végbe a H2-vel hidrogén-szulfid. A S. H 2 S x általános képletû polikénhidrogéneket is képez, az ún. szulfánok. Számos ismert szerves kénvegyületek.

Hevítéskor a kén kölcsönhatásba lép a fémekkel, és a megfelelő kénvegyületeket (szulfidokat) és polikénfémeket (poliszulfidokat) képezi. 800-900 °C hőmérsékleten a C. gőzök szénnel reagálnak, képződnek szén-diszulfid CS 2. Nitrogéntartalmú nitrogénvegyületek (N 4 S 4 és N 2 S 5) csak közvetetten nyerhetők.

Nyugta. Az elemi ként a natív kénből, valamint a hidrogén-szulfid oxidációjával és a kén-dioxid redukciójával nyerik. Az S. extrakciós módszereiről lásd Kénércek. A szénhidrogének előállításához szükséges hidrogén-szulfid forrása a kokszolókemence-gáz, a földgázok és a kőolaj krakkológázai. A H 2 S feldolgozására számos módszert fejlesztettek ki; A következők a legfontosabbak: 1) A H 2 S-t nátrium-monohidrotioarzenát oldattal vonják ki gázokból:

Na 2 HAsS 2 + H 2 S = Na 2 HAsS 3 O + H 2 O.

Ezután az oldaton levegőt fújva az S. szabad formában kicsapódik:

NaHAsS 3 O + 1/2 O 2 = Na 2 HAsS 2 O 2 + S.

2) A H 2 S-t koncentrált formában izolálják a gázokból. Ezután tömegét a légköri oxigén C-vé, részben pedig kén-dioxiddá oxidálja. Lehűlés után a H 2 S és a keletkező gázok (SO 2, N 2, CO 2) két szekvenciális konverterbe jutnak, ahol katalizátor (aktivált bauxit vagy speciálisan gyártott alumíniumgél) jelenlétében a reakció végbemegy:

2H 2S + SO 2 = 3S + 2H 2O.

A szén-dioxid SO 2-ből történő előállítása a redukció szénnel vagy természetes szénhidrogéngázokkal való reakcióján alapul. Néha ezt a termelést piritércek feldolgozásával kombinálják.

1972-ben 32,0 millió egység elemi szenet termeltek a világon (a szocialista országok nélkül). T; nagy részét természetes őshonos ércekből bányászták. A 70-es években 20. század Kiemelkedő jelentőséget kapnak a szén-dioxid H 2 S-ből történő előállításának módszerei (a hidrogén-szulfid tartalmú tüzelőgázok nagy lerakódásainak felfedezésével kapcsolatban).

A közvetlenül kénércekből olvasztott kénfajtákat természetes csomónak nevezik. H 2 S és SO 2 - gázcsomóból nyert. A desztillációval tisztított természetes darabos S.-t finomítottnak nevezik. Gőzből olvadáspont feletti hőmérsékleten folyékony halmazállapotban kondenzálják, majd formákba öntik - vágás S. Amikor S az olvadáspont alatt kondenzál, finom S. por képződik a kondenzációs kamrák falán - kénes színű. A különösen nagy diszperziójú S.-t kolloidnak nevezik.

Alkalmazás. Az S.-t elsősorban kénsav előállítására használják: a papíriparban (cellulóz-szulfit előállítására); a mezőgazdaságban (növényi betegségek, elsősorban szőlő és gyapot leküzdésére); a gumiiparban (vulkanizálószer); színezékek és világító kompozíciók gyártása során; fekete (vadász)port szerezni; a gyufagyártásban.

Ez érdekelhet:

1. Betöltés... Bárium (lat. Baryum), Ba, a Mengyelejev-féle periódusos rendszer II. csoportjába tartozó kémiai elem, 56-os rendszám, 137,34 atomtömeg; ezüstös-fehér fém. 7 stabil keverék keverékéből áll...


2. Töltés... Tórium (lat. Thorium), Th, radioaktív kémiai elem, az aktinidák családjának első tagja, amely Mengyelejev periódusos rendszerének III. csoportjába tartozik; rendszáma 90, atomtömege 232,038;...


3. Betöltés... Foszfor (lat. Phosphorus), P, Mengyelejev periodikus rendszerének V. csoportjának kémiai eleme, 15-ös rendszám, 30,97376 atomtömeg, nemfém....


4. Betöltés... A fluor (lat. Fluorum), F, a Mengyelejev-féle periódusos rendszer VII. csoportjába tartozó kémiai elem, a halogének közé tartozik, 9-es rendszám, 18,998403 atomtömeg; normál körülmények között (0...


5. Betöltés... Tellúr (lat. Tellúr), Te, Mengyelejev periodikus rendszerének fő alcsoportjának VI. csoportjának kémiai eleme; 52-es rendszámú, 127,60-as tömegű, ritka nyomelemekhez tartozik....

A kalogének olyan elemek csoportja, amelyekhez a kén tartozik. Vegyjele az S, a kén latin nevének első betűje. Egy egyszerű anyag összetételét ezzel a szimbólummal írják le index nélkül. Tekintsük ennek az elemnek a szerkezetére, tulajdonságaira, előállítására és felhasználására vonatkozó főbb pontokat. A kén jellemzőit a lehető legrészletesebben bemutatjuk.

A kalogének általános jellemzői és különbségei

A kén az oxigén alcsoportba tartozik. Ez a 16. csoport a periódusos rendszer (PS) modern hosszú periódusú formájában. A szám és az index elavult verziója a VIA. A csoport kémiai elemeinek neve, kémiai szimbólumok:

• oxigén (O);
• kén (S);
• szelén (Se);
• tellúr (Te);
• polónium (Po).

A fenti elemek külső elektronikus héja azonos felépítésű. Összesen 6-ot tartalmaz, amelyek részt vehetnek a kémiai kötések kialakításában más atomokkal. A hidrogénvegyületek a H2R összetételnek felelnek meg, például a H2S hidrogén-szulfid. Az oxigénnel kétféle vegyületet alkotó kémiai elemek nevei: kén, szelén és tellúr. Ezen elemek oxidjainak általános képlete: RO 2, RO 3.

A kalogének olyan egyszerű anyagoknak felelnek meg, amelyek fizikai tulajdonságaiban jelentősen különböznek egymástól. A földkéregben a leggyakoribb kalkogén az oxigén és a kén. Az első elem két gázt képez, a második szilárd anyagot. A polónium, egy radioaktív elem, ritkán található meg a földkéregben. Az oxigéntől a polóniumig terjedő csoportban a nemfémes tulajdonságok csökkennek, a fémes tulajdonságok pedig nőnek. Például a kén egy tipikus nemfém, míg a tellúr fémes fényű és elektromos vezetőképességű.

A periódusos rendszer 16. számú eleme D.I. Mengyelejev

A kén relatív atomtömege 32,064. A természetes izotópok közül a 32 S a leggyakoribb (több mint 95 tömegszázalék). A 33-as, 34-es és 36-os atomtömegű nuklidok kisebb mennyiségben találhatók meg.

• sorozatszám - 16;
• az atommag töltése +16;
• atomsugár - 0,104 nm;
• ionizációs energia -10,36 eV;
• relatív elektronegativitás - 2,6;
• oxidációs állapot vegyületekben - +6, +4, +2, -2;
• vegyérték - II(-), II(+), IV(+), VI (+).

A kén a harmadik periódusban van; Az elektronok egy atomban három energiaszinten helyezkednek el: az elsőn - 2, a másodikon - 8, a harmadikon - 6. Minden külső elektron vegyérték. Ha több elektronegatív elemmel lép kölcsönhatásba, a kén 4 vagy 6 elektront ad fel, és tipikus +6, +4 oxidációs állapotot kap. A hidrogénnel és fémekkel való reakciók során az atom magához vonzza a hiányzó 2 elektront, amíg az oktett meg nem telik és stabil állapotba kerül. ebben az esetben -2-re csökken.

A rombos és monoklin allotróp formák fizikai tulajdonságai

Normál körülmények között a kénatomok szögben kapcsolódnak egymáshoz, hogy stabil láncokat képezzenek. Gyűrűkbe zárhatók, ami ciklusos kénmolekulák létezésére utal. Összetételüket az S 6 és S 8 képletek tükrözik.

A kén jellemzőit ki kell egészíteni a különböző fizikai tulajdonságokkal rendelkező allotróp módosulatok közötti különbségek leírásával.

A rombos vagy α-kén a legstabilabb kristályforma. Ezek élénksárga kristályok, amelyek S 8 molekulákból állnak. A rombikus kén sűrűsége 2,07 g/cm3. Világossárga monoklin kristályokat 1,96 g/cm3 sűrűségű β-kén képez. A forráspont eléri a 444,5 °C-ot.

Amorf kén előállítása

Milyen színű a kén képlékeny állapotában? Sötétbarna massza, teljesen különbözik a sárga portól vagy kristályoktól. Megszerzéséhez ortorombikus vagy monoklin ként kell megolvasztani. 110°C feletti hőmérsékleten folyadék képződik, amely további melegítéssel elsötétül, 200°C-on sűrűvé és viszkózussá válik. Ha gyorsan hideg vízbe öntjük az olvadt ként, az megszilárdul, és cikk-cakk láncokat képez, amelyek összetételét az S n képlet tükrözi.

Kén oldhatósága

Néhány módosítás a szén-diszulfidban, benzolban, toluolban és folyékony ammóniában. Ha a szerves oldatokat lassan lehűtjük, monoklin kén tű alakú kristályai képződnek. Amikor a folyadékok elpárolognak, átlátszó, citromsárga rombikus kénkristályok szabadulnak fel. Törékenyek és könnyen porrá őrölhetők. A kén nem oldódik vízben. A kristályok lesüllyednek az edény aljára, és a por lebeghet a felületen (nem nedvesítve).

Kémiai tulajdonságok

A reakciók a 16. számú elem tipikus nemfémes tulajdonságait mutatják:

• a kén oxidálja a fémeket és a hidrogént, és S 2- ionná redukálódik;
• levegőben és oxigénben való égés során kén-di- és trioxid keletkezik, amelyek savanhidridek;
• egy másik elektronegatívabb elemmel - fluorral - való reakcióban a kén is elveszíti elektronjait (oxidálódik).

Szabad kén a természetben

A földkéreg bőségét tekintve a kén a 15. helyen áll a kémiai elemek között. Az S atomok átlagos tartalma a földkéreg tömegének 0,05%-a.

Milyen színű a kén a természetben (natív)? Jellegzetes szagú, világossárga por vagy üveges fényű sárga kristályok. Helytartók, kristályos kénrétegek formájában lerakódások találhatók az ókori és modern vulkanizmus területein: Olaszországban, Lengyelországban, Közép-Ázsiában, Japánban, Mexikóban és az USA-ban. A bányászat során gyakran gyönyörű drúzokat és óriási egykristályokat találnak.

Hidrogén-szulfid és oxidok a természetben

A vulkanizmus területén gáznemű kénvegyületek kerülnek a felszínre. A Fekete-tenger 200 m feletti mélységben a hidrogén-szulfid H 2 S felszabadulása miatt élettelen. A kén-oxid képlete két vegyértékű - SO 2, három vegyértékű - SO 3. A felsorolt ​​gáznemű vegyületek egyes olaj-, gáz- és természetes vizekben előfordulnak. A kén a szén összetevője. Számos szerves vegyület felépítéséhez szükséges. Amikor a csirke tojás fehérje megrohad, hidrogén-szulfid szabadul fel, ezért gyakran mondják, hogy ez a gáz rohadt tojás szaga van. A kén biogén elem, szükséges az emberek, állatok és növények növekedéséhez és fejlődéséhez.

A természetes szulfidok és szulfátok jelentősége

A kén jellemzése hiányos lesz, ha nem mondják el, hogy az elem nem csak egyszerű anyagok és oxidok formájában található meg. A leggyakoribb természetes vegyületek a hidrogén-szulfid és a kénsav sói. A réz, vas, cink, higany és ólom szulfidjai a szfaleritben, a cinóberben és a galénában találhatók. A szulfátok közé tartoznak a nátrium-, kalcium-, bárium- és magnéziumsók, amelyeket a természetben ásványok és kőzetek (mirabilit, gipsz, szelenit, barit, kizerit, epszómit) képeznek. Mindezeket a vegyületeket a gazdaság különböző ágazataiban használják, ipari feldolgozás nyersanyagaként, műtrágyákként és építőanyagokként. Egyes kristályos hidrátok nagy gyógyászati ​​jelentőséggel bírnak.

Nyugta

A szabad állapotú sárga anyag különböző mélységekben található a természetben. Szükség esetén a ként olvasztják ki a kőzetekből, nem úgy, hogy a felszínre emelik, hanem túlhevített vizet szivattyúznak a mélybe. Más módszerek közé tartozik a szén-diszulfidos oldás vagy a flotáció.

Az ipar kén iránti igénye nagy, ezért vegyületeit az elemi anyag előállítására használják fel. A kénhidrogénben és a szulfidokban a kén redukált formában van. Az elem oxidációs állapota -2. A kén oxidálódik, ez az érték 0-ra nő. Például a Leblanc-módszer szerint a nátrium-szulfátot szénnel redukálják szulfiddá. Ezután kalcium-szulfidot nyernek belőle, szén-dioxiddal és vízgőzzel kezelik. A keletkező kénhidrogént légköri oxigénnel oxidálják katalizátor jelenlétében: 2H 2 S + O 2 = 2H 2 O + 2S. A különböző módszerekkel nyert kén meghatározása néha alacsony tisztasági értékeket ad. A finomítást vagy tisztítást desztillációval, rektifikálással és savak keverékével történő kezeléssel végzik.

A kén alkalmazása a modern iparban

A granulált ként különféle termelési igényekhez használják:

1. Kénsav előállítása a vegyiparban.
2. Szulfitok és szulfátok előállítása.
3. Növénytápláló készítmények előállítása, mezőgazdasági növények betegségei és kártevői elleni küzdelem.
4. A kéntartalmú érceket bányászati ​​és vegyipari üzemekben dolgozzák fel színesfémek előállítására. Ehhez kapcsolódó termelés a kénsavgyártás.
5. Bevezetés bizonyos típusú acélok összetételébe a különleges tulajdonságok kölcsönzésére.
6. Köszi kapnak gumit.
7. Gyufa, pirotechnika, robbanóanyag gyártása.
8. Festékek, pigmentek, műszálak készítésére használható.
9. Szövetek fehérítése.

A kén és vegyületeinek toxicitása

A kellemetlen szagú porrészecskék irritálják az orrüreg és a légutak nyálkahártyáját, a szemet és a bőrt. De az elemi kén toxicitása nem tekinthető különösen magasnak. A hidrogén-szulfid és -dioxid belélegzése súlyos mérgezést okozhat.

Ha a kohászati ​​üzemekben a kéntartalmú ércek pörkölése során a kipufogógázokat nem fogják fel, azok a légkörbe kerülnek. Cseppekkel és vízgőzzel kombinálva a kén- és nitrogén-oxidok úgynevezett savas esőt okoznak.

A kén és vegyületei a mezőgazdaságban

A növények a szulfátionokat a talajoldattal együtt felszívják. A kéntartalom csökkenése az aminosavak és fehérjék metabolizmusának lelassulásához vezet a zöld sejtekben. Ezért a szulfátokat mezőgazdasági növények trágyázására használják.

A baromfiházak, pincék, zöldséges raktárak fertőtlenítéséhez az egyszerű anyagot elégetik, vagy a helyiségeket modern kéntartalmú készítményekkel kezelik. A kén-oxid antimikrobiális tulajdonságokkal rendelkezik, amelyet régóta használnak a borkészítésben, valamint a zöldségek és gyümölcsök tárolásában. A kénkészítményeket peszticidként használják a mezőgazdasági növények betegségei és kártevői (lisztharmat és takácsatkák) leküzdésére.

Alkalmazás az orvostudományban

A nagy ókori gyógyítók, Avicenna és Paracelsus nagy jelentőséget tulajdonítottak a sárga por gyógyászati ​​tulajdonságainak tanulmányozásának. Később kiderült, hogy az a személy, aki nem kap elegendő ként az élelmiszerből, legyengül, és egészségügyi problémákkal küzd (ezek közé tartozik a bőr viszketése és hámlása, a haj és a körmök gyengülése). A tény az, hogy kén nélkül az aminosavak, a keratin szintézise és a biokémiai folyamatok megszakadnak a szervezetben.

Az orvosi kén a bőrbetegségek kezelésére szolgáló kenőcsökben található: akne, ekcéma, pikkelysömör, allergia, seborrhea. A kénes fürdők enyhíthetik a reuma és a köszvény okozta fájdalmat. A szervezetben való jobb felszívódás érdekében vízben oldódó kéntartalmú készítményeket hoztak létre. Ez nem sárga por, hanem fehér, finoman kristályos anyag. Ha ezt a vegyületet külsőleg használják, akkor a bőrápoló kozmetikai termékekben szerepel.

A gipszet régóta használják az emberi test sérült részeinek rögzítésére. hashajtó gyógyszerként írják fel. A magnézia csökkenti a vérnyomást, amelyet a magas vérnyomás kezelésére használnak.

Kén a történelemben

Még az ókorban is egy sárga, nem fémes anyag vonzotta az emberek figyelmét. De csak 1789-ben fedezte fel a nagy vegyész, Lavoisier, hogy a természetben található porok és kristályok kénatomokból állnak. Úgy tartották, hogy az elégetésekor keletkező kellemetlen szag minden gonosz szellemet taszít. Az égés során nyert kén-oxid képlete SO 2 (dioxid). Mérgező gáz, belélegzése veszélyes az egészségre. A tudósok számos olyan esetet magyaráznak, amikor az emberek tömeges kipusztulását egész falvak követik el a partokon és az alföldeken a hidrogén-szulfid vagy kén-dioxid talajból vagy vízből való kibocsátásával.

A fekete por feltalálása növelte a katonai érdeklődést a sárga kristályok iránt. Sok csatát sikerült megnyerni annak köszönhetően, hogy a mesterek a gyártás során a ként más anyagokkal kombinálták. A legfontosabb vegyületet - a kénsavat - szintén nagyon régen megtanulták használni. A középkorban ezt az anyagot vitriololajnak, a sókat vitriolnak nevezték. A réz-szulfát CuSO 4 és vas-szulfát FeSO 4 még mindig nem veszítette el fontosságát az iparban és a mezőgazdaságban.

A kén azon kevés anyagok egyike, amellyel az első „kémikusok” több ezer évvel ezelőtt működtek. Jóval azelőtt kezdte szolgálni az emberiséget, hogy elfoglalta volna a periódusos rendszer celláját. № 16.

Sok ősi könyv mesél a kén egyik legősibb (bár feltételezett!) felhasználásáról. Az Új- és az Ószövetség is a ként ábrázolja hőforrásként a bűnösök hőkezelése során. És ha az efféle könyvek nem adnak kellő alapot a paradicsomi vagy a tüzes pokol maradványait kutató régészeti feltárásokhoz, akkor bizonyítékuk arra vonatkozóan, hogy a régiek ismerték a ként és annak egyes tulajdonságait, a hiten alapulnak.

Ennek a hírnévnek az egyik oka a natív kén elterjedése az ókori civilizációk országaiban. Ennek a sárga gyúlékony anyagnak a lelőhelyeit a görögök és a rómaiak fejlesztették ki, különösen Szicíliában, amely a múlt század végéig elsősorban arról volt híres. kén.

Ősidők óta a ként használták vallási és misztikus célokra, különféle szertartások és rituálék során gyújtották meg. Csakhogy a 16-os elem éppen olyan régen egészen hétköznapi felhasználásra tett szert: a kénes tintával fegyvereket festettek, kozmetikai és gyógykenőcsöket készítettek belőle, szövetek fehérítésére és rovarok elleni küzdelemre égették. A kéntermelés jelentősen megnőtt a fekete por feltalálása után. Hiszen a kén (a szénnel és a salétromkal együtt) nélkülözhetetlen összetevője.

És most a puskaporgyártás felemészti a bányászott kén egy részét, bár nagyon jelentéktelent. Napjainkban a kén számos vegyipar egyik legfontosabb alapanyaga. És ez az oka a világ kéntermelésének folyamatos növekedésének.

A kén eredete

A natív kén nagy felhalmozódása nem túl gyakori. Egyes ércekben gyakrabban van jelen. A natív kénérc tiszta kénnel tarkított kőzet.

Mikor keletkeztek ezek a zárványok – a kísérő kőzetekkel egy időben vagy később? A kutatási és feltárási munka iránya a kérdésre adott választól függ. De a kénnel való több ezer éves kommunikáció ellenére az emberiségnek még mindig nincs egyértelmű válasza. Számos elmélet létezik, amelyek szerzői ellentétes nézeteket vallanak.

A szingenezis elmélete (vagyis a kén és a befogadó kőzetek egyidejű képződése) azt sugallja, hogy a natív kén kialakulása sekély medencékben történt. A speciális baktériumok a vízben oldott szulfátokat kénhidrogénné redukálták, ami felfelé emelkedett, bejutott az oxidációs zónába, és itt kémiai úton vagy más baktériumok közreműködésével elemi kénné oxidálódott. A kén leülepedt a fenékre, majd a kéntartalmú iszapból érc keletkezett.

Az epigenezis (a fő kőzeteknél később keletkezett kénzárványok) elméletének több lehetősége is van. A leggyakoribb közülük azt feltételezi, hogy a kőzetrétegeken áthatoló talajvíz szulfátokkal dúsult. Ha az ilyen vizek érintkezésbe kerülnek olaj- vagy földgázlerakódásokkal, akkor a szulfátionok szénhidrogének hatására hidrogén-szulfiddá redukálódnak. A hidrogén-szulfid felemelkedik a felszínre, és ha oxidálódik, tiszta ként szabadul fel a kőzetek üregeiben és repedéseiben.

Az elmúlt évtizedekben az epigenezis elméletének egyik változata egyre több megerősítést kapott - a metasomatosis elmélete (a görög „metasomatosis” fordítása helyettesítést jelent). Eszerint a mélyben folyamatosan megy végbe a gipsz CaSO4-H2O és az anhidrit CaSO4 átalakulása kénné és kalcitos CaCO3-má. Ezt az elméletet 1935-ben alkották meg L. M. Miropolsky és B. P. Krotov szovjet tudósok. Különösen ez a tény szól a javára.

1961-ben fedezték fel Irakban a Mishrak mezőt. A ként itt a karbonátos kőzetek tartalmazzák, amelyek mélyre menő pillérekre támaszkodó ívet alkotnak (a geológiában ezeket szárnyaknak nevezik). Ezek a szárnyak főleg anhidritből és gipszből állnak. Ugyanez a kép volt megfigyelhető a hazai Shor-Su mezőn is.

E lelőhelyek geológiai eredetisége csak a metaszomatizmus elmélete felől magyarázható: a primer gipsz és az anhidritok másodlagos karbonát ércekké alakultak, amelyeket természetes kénnel tarkított. Nemcsak az ásványok közelsége a fontos – ezeknek a lelőhelyeknek az ércében az átlagos kéntartalom megegyezik az anhidrit kémiailag kötött kéntartalmával. A kén és a szén izotópos összetételének vizsgálata ezen lelőhelyek ércében további érveket adott a metaszomatizmus elméletének támogatóinak.

De van egy „de”: a gipsz kénné és kalcittá alakításának folyamatának kémiája még nem világos, ezért nincs ok arra, hogy a metaszomatizmus elméletét tartsuk az egyetlen helyesnek. Még mindig vannak tavak a földön (különösen a Sernoye-tó Szernovodszk közelében), ahol szingenetikus kénlerakódás történik, és a kéntartalmú iszap nem tartalmaz gipszet vagy anhidritot.

Mindez azt jelenti, hogy a natív kén eredetére vonatkozó elméletek és hipotézisek sokfélesége nemcsak és nem annyira tudásunk hiányosságának, hanem a mélyben előforduló jelenségek összetettségének az eredménye. Az általános iskolai matematikából mindannyian tudjuk, hogy különböző utak vezethetnek ugyanahhoz az eredményhez. Ez a törvény a geokémiára is vonatkozik.

Kénbányászat

A kénérceket az előfordulás körülményeitől függően különböző módon bányászják. De mindenesetre nagyon oda kell figyelni a biztonsági óvintézkedésekre. A kénlerakódásokat szinte mindig mérgező gázok - kénvegyületek - felhalmozódása kíséri. Emellett nem szabad megfeledkeznünk a spontán égés lehetőségéről sem.

Az érc külszíni bányászata így történik. A gyalogos kotrógépek eltávolítják azokat a kőzetrétegeket, amelyek alatt érc fekszik. Az ércréteget robbantással zúzzák össze, majd az érctömböket egy feldolgozó üzembe, majd onnan egy kénkohóba küldik, ahol a ként vonják ki a koncentrátumból. Az extrakciós módszerek eltérőek. Néhányat az alábbiakban tárgyalunk. És itt célszerű röviden leírni a kén földalatti kinyerésének kútmódszerét, amely lehetővé tette, hogy az Amerikai Egyesült Államok és Mexikó a legnagyobb kénszállítókká váljon.

A múlt század végén gazdag kénérc lelőhelyeket fedeztek fel az Egyesült Államok déli részén. De nem volt könnyű megközelíteni a rétegeket: hidrogén-szulfid szivárgott a bányákba (nevezetesen a lelőhelyet bányamódszerrel tervezték kifejleszteni), és elzárta a kén elérését. Ezenkívül a homokos futóhomok megnehezítette a kéntartalmú rétegekbe való áttörést. Megoldást talált Hermann Frasch vegyész, aki a kén föld alatti olvasztását és az olajkutakhoz hasonló kutak felszínre szivattyúzását javasolta. A kén viszonylag alacsony olvadáspontja (kevesebb, mint 120 °C) megerősítette In 1890-ben megkezdődtek a sikerhez vezető tesztek.

A Frasch felszerelése elvileg nagyon egyszerű: cső a csőben. A túlhevített víz a csövek közötti térbe kerül, és azon keresztül áramlik a formációba. És az olvadt kén a belső csövön keresztül emelkedik, minden oldalról felmelegítve. A Frasch telepítés modern változatát egy harmadik - a legkeskenyebb cső egészíti ki. Rajta keresztül sűrített levegő kerül a kútba, ami segít az olvadt ként a felszínre emelni. A Frasch-módszer egyik fő előnye, hogy már a gyártás első szakaszában viszonylag tiszta ként nyerhető. Ez a módszer nagyon hatékony a gazdag ércek bányászatánál.

Korábban azt hitték, hogy a kén földalatti olvasztásának módszere csak az Egyesült Államok és Mexikó csendes-óceáni partvidékének „sókupoláinak” sajátos körülményei között alkalmazható. A Lengyelországban és a Szovjetunióban végzett kísérletek azonban cáfolták ezt a véleményt. A népszerű Lengyelországban már nagy mennyiségű ként vonnak ki ezzel a módszerrel; 1968-ban a Szovjetunióban elindították az első kénes kutakat.

A kőbányákban és bányákban nyert ércet pedig különféle technológiai módszerekkel kell feldolgozni (gyakran előzetes dúsítással).

A kénércekből való kinyerésére számos módszer ismert: gőz-víz, szűrés, termikus, centrifugális és extrakció.

A kén kivonására szolgáló termikus módszerek a legrégebbiek. A 18. században, a Nápolyi Királyságban a ként szolfatárnak nevezett kupacokban olvasztották. A ként a mai napig olvasztják Olaszországban primitív kemencékben - „calcarones”. A kén ércből történő olvasztásához szükséges hőt a bányászott kén egy részének elégetésével nyerik. Ez a folyamat hatástalan, a veszteségek elérik a 45%-ot.

Olaszország a kén ércekből történő kinyerésére szolgáló gőz-vizes módszerek szülőhelye is lett. 1859-ben Giuseppe Gill szabadalmat kapott készülékére - a mai autoklávok elődjére. Az autokláv módszerét (természetesen jelentősen továbbfejlesztve) még mindig sok országban használják.

Az autokláv eljárás során 80%-ig ként dúsított kénes érckoncentrátumot szivattyúznak az autoklávba folyékony pép formájában reagensekkel. Ott nyomás alatt vízgőzt szállítanak. A pépet 130°C-ra hevítik. A koncentrátumban lévő kén megolvad és elválik a kőzettől. Rövid ülepítés után az olvadt ként lecsepegtetjük. Az autokláv ezután felszabadítja a „maradékot” – a meddő kőzet szuszpenzióját a vízben? A zagy meglehetősen sok ként tartalmaz, és visszakerül a feldolgozó üzembe.

Oroszországban az autokláv módszert először K. G. Patkanov mérnök alkalmazta 1896-ban.

A modern autoklávok egy négyemeletes épület magasságának megfelelő hatalmas eszközök. Ilyen autoklávokat különösen a Rozdol Bányászati ​​és Vegyipari Üzem kénolvasztójában helyeznek el a Kárpátok régióban.

Egyes iparágakban, például egy nagy kéngyárban Tarnobrzegben (Lengyelország) a hulladékkőzetet speciális szűrők segítségével választják el az olvadt kéntől. Hazánkban a közelmúltban fejlesztették ki a speciális centrifugákkal történő elválasztási módszert. Egyszóval „az aranyércet (pontosabban az aranyércet) különböző módon el lehet választani a hulladékkőtől”.

A különböző országok különböző módon elégítik ki kénszükségleteiket. Mexikó és az USA elsősorban a Frasch-módszert alkalmazza. Olaszország, amely a kapitalista államok között a harmadik helyen áll a kéntermelésben, továbbra is bányászik és dolgozzák fel (különböző módszerekkel) a szicíliai lelőhelyekből és Marco tartományból származó kénérceket. Japán jelentős vulkáni kéntartalékokkal rendelkezik. Franciaország és Kanada, amelyek nem rendelkeznek természetes kénnel, kifejlesztették annak nagyüzemi előállítását gázokból. Angliának és Németországnak nincs saját kénlelőhelye. Kénsavigényüket kéntartalmú nyersanyagok (főleg pirit) feldolgozásával fedezik, elemi ként importálnak.

Oroszország saját nyersanyagforrásainak köszönhetően teljes mértékben kielégíti igényeit. A Kárpátok gazdag lelőhelyeinek felfedezése és fejlesztése után a Szovjetunió és Lengyelország jelentősen növelte a kéntermelést. Ez az iparág folyamatosan fejlődik. Ukrajnában új nagyvállalatok épültek, a Volgán és Türkmenisztánban újjáépítették a régi üzemeket, bővítették a földgázból és hulladékgázokból származó kéntermelést.

Kristályok makromolekulákká

A nagy francia kémikus, Antoine Laurent Lavoisier volt az első, aki a 18. században meggyőződött arról, hogy a kén független kémiai elem, és nem vegyület.

Azóta a kénről mint elemről alkotott elképzelések nem sokat változtak, de jelentősen elmélyültek és bővültek.

Ma már ismert, hogy a 16-os számú elem négy, 32, 33, 34 és 36 tömegszámú stabil izotóp keverékéből áll. Ez egy tipikus nemfém.

A tiszta kén citromsárga kristályai áttetszőek. A kristályok alakja nem mindig azonos. A leggyakoribb típus a rombikus kén (a legstabilabb módosítás) - a kristályok oktaéder alakúak, vágott sarkokkal. Minden más módosítás szobahőmérsékleten (vagy szobahőmérsékleten) ebbe a módosításba kerül. Ismeretes például, hogy a rapmelből történő kristályosítás során (a kén olvadáspontja 119,5 ° C) először tű alakú kristályok (monoklin forma) keletkeznek. De ez a módosítás instabil, és 95,6 ° C alatti hőmérsékleten rombuszossá válik. Hasonló folyamat megy végbe a kén más módosításaival is.

Emlékezzünk vissza egy jól ismert kísérletre – a műanyag kén előállítására.

Ha olvadt ként hideg vízbe öntjük, rugalmas massza képződik, hasonlóan a gumihoz. Cérna formájában is beszerezhető. De eltelik néhány nap, és a tömeg átkristályosodik, kemény és törékeny lesz.

A kénkristályok molekulái mindig nyolc atomból állnak (S8), és a kénmódosítások tulajdonságainak különbségét a polimorfizmus - a kristályok egyenlőtlen szerkezete - magyarázza. A kénmolekulában az atomok zárt körben helyezkednek el

S-S-S

S-S-S

Az olvadás során a ciklusban lévő kötések megszakadnak, és a ciklikus molekulák lineárisakká alakulnak.

A kén olvadás közbeni szokatlan viselkedését eltérően értelmezték. Ezek egyike ez. 155 és 187° közötti hőmérsékleten úgy tűnik, hogy a molekulatömeg jelentős növekedést mutat, amit a viszkozitás többszörös növekedése is megerősít. 187 °C-on az olvadék viszkozitása eléri az ezer poist, és szinte szilárd anyagot kapunk. A hőmérséklet további emelkedése a viszkozitás csökkenéséhez vezet (a molekulatömeg csökken). 300°C-on a kén visszatér folyékony halmazállapotba, és 444,6°C-on felforr.

A kéngőzben a hőmérséklet emelkedésével a molekulában lévő atomok száma fokozatosan csökken:

S8 -> S6 -> S4 -> S2. 1700°C-on a kéngőz egyatomos.

Röviden a kénvegyületekről

Az elterjedtség tekintetében a 16. számú elem a -15. helyen áll. A földkéreg kéntartalma 0,05 tömeg%. Ez nagyon sok.

Ezenkívül a kén kémiailag aktív, és a legtöbb elemmel reagál, ezért a természetben a kén nemcsak szabad állapotban, hanem különféle szervetlen vegyületek formájában is megtalálható. és szulfidok (vas, réz, cink, ólom is megtalálható a szénben, agyagpalában, olajban, földgázokban, valamint állati és növényi szervezetekben).

Amikor a kén kölcsönhatásba lép a fémekkel, általában elég sok hő szabadul fel. Az oxigénnel való reakciók során a kén több oxidot termel, amelyek közül a legfontosabbak az SO2 és SO3 - a kénsav H2SO3 és kénsav H2SO4 anhidridjei. A kén hidrogénnel alkotott vegyülete - hidrogén-szulfid H2S - nagyon mérgező, bűzös gáz, mindig jelen van olyan helyeken, ahol a szerves maradványok rothadnak. Földi

a kéreg a kéntelepek közelében található helyeken gyakran meglehetősen jelentős mennyiségű kénhidrogént tartalmaz. Vizes oldatban ez a gáz savas tulajdonságokkal rendelkezik. Oldatai nem tárolhatók levegőben, oxidálódik, ként szabadul fel:

2H2S + O2 = 2H2O + 2S.

A hidrogén-szulfid erős redukálószer. Ezt a tulajdonságot számos vegyiparban használják.

Mire kell a kén?

A körülöttünk lévő dolgok között kevés olyan van, amelynek előállításához kénre és vegyületeire ne lenne szükség. Papír és gumi, ebonit és gyufa, szövetek és gyógyszerek, kozmetikumok és műanyagok, robbanóanyagok és festékek, műtrágyák és növényvédő szerek - ez nem egy teljes lista azokról a dolgokról és anyagokról, amelyek előállításához a 16. számú elem szükséges , például egy autó, akkor körülbelül 14 kg ként kell elfogyasztani. Túlzás nélkül elmondható, hogy egy ország ipari potenciálját elég pontosan meghatározza a kénfogyasztás.

A világ kéntermelésének jelentős részét a papíripar fogyasztja el (a kénvegyületek segítik a cellulóz elválasztását). Egy tonna cellulóz előállításához több mint 100 kg ként kell elkölteni. A gumiipar is sok elemi ként fogyaszt a gumik vulkanizálásához.

A mezőgazdaságban a ként elemi formában és különféle vegyületekben is használják. Ásványi műtrágyák és kártevőirtó termékek része. A foszfor, kálium és más elemek mellett a kén is szükséges a növények számára. A talajba juttatott kén nagy részét azonban nem szívják fel, hanem segítik a foszfor felszívódását. A ként a foszfátkővel együtt kerül a talajba. A talajban jelenlévő baktériumok oxidálják, a keletkező kénsav és kénsav reakcióba lép a foszforitokkal, és ennek eredményeként a növények által jól felszívódó foszforvegyületek keletkeznek.

A kén fő fogyasztója azonban a vegyipar. A világ kéntartalmának körülbelül felét kénsav előállítására használják fel. Egy tonna H2SO4 előállításához körülbelül 300 kg ként kell elégetnie. A kénsav vegyiparban betöltött szerepe pedig összemérhető a kenyér táplálkozásunkban betöltött szerepével.

Jelentős mennyiségű kén (és kénsav) fogy el a robbanóanyagok és gyufák gyártása során. A színezékek és a világító vegyületek előállításához tiszta, szennyeződésektől mentes kén szükséges.

A kénvegyületeket a petrolkémiai iparban használják. Különösen akkor szükségesek, ha. -kopogásgátló szerek, kenőanyagok gyártása ultramagas nyomású berendezésekhez; A fémfeldolgozást felgyorsító hűtőolajok néha akár 18% ként is tartalmaznak.

A 16. számú elem kiemelkedő jelentőségét megerősítő példák felsorolását folytatni lehetne, de „nem lehet felfogni a mérhetetlenséget”. Említsük meg tehát röviden, hogy a kén olyan iparágakban is szükséges, mint a bányászat, élelmiszeripar, textilipar, és vessünk véget ennek.

* * *

Századunkat az „egzotikus” anyagok évszázadának tekintik - transzurán elemek, titán, félvezetők stb. De a látszólag igénytelen, régóta ismert 16-os elem továbbra is feltétlenül szükséges. Becslések szerint a 150 legfontosabb vegyi termék közül 88 vagy magát ként, vagy kénvegyületeket használ az előállítása során.

A Sulphur a megtisztelő 16. helyet foglalja el a periódusos táblázatban, jelölve "S" - kén, ami latinul fordítva azt jelenti: „zsír, gyúlékony anyag”. Ez az anyag ősidők óta ismert.

Érdekes tényeket mutatunk be a kénről.

Szörnyű szaga van, és fullasztó hatással van az emberre. A papok különféle rituálékhoz és szent tömjénezéshez használták, a katonaság pedig különféle gyúlékony keverékekhez adták.

Funkciók a szervezetben

A szervezetben egyetlen folyamat sem megy kén nélkül. Az összes létező fehérje egyik fő összetevője. Az emberi szervezetben a kén munkájához rendelt funkciók óriásiak. Kezdve az idegsejtek stabil működésétől, a vércukorszint kiegyensúlyozásától és az immunitás általános fokozásától, a sebgyógyulásig és a gyulladáscsökkentő hatásig.

Betegségek. A ként mindig betegségekre használják:

• rüh
• allergia
• ízületi gyulladás és osteoarthrosis
• ekcéma

A „csoda” ként szerepel a gyógyszerekben, és tiszta formában használják kezelésre.

Táplálás

Lehet, hogy egyesek számára furcsának tűnik, de mások már régóta tudnak róla, de a ként nagyon sok olyan termékben van, amit minden nap használunk, még akkor is, ha nem sejtjük. Ide tartozik: minden hüvelyes, gabona és gabonafélék, valamint pékáruk (!); hagyma, fokhagyma és káposzta; alma, szőlő és egres; tejtermékek; hal.

Nem meglepő, hogy a mai napig elhanyagolhatóan kevés kénhiányos esetet regisztráltak. Hiszen a fentiek egy részét amúgy is használjuk az étrendünkben.

Íme néhány érdekesebb tény a kénről. Van néhány dolog, amit nem tudunk biztosan.

• például amikor hagymát vágunk és „sírunk”, „köszönetet” kell mondanunk a kénnek, amely felszívódik a talajba, ahol növekszik.
• Indonézia tartományában található egy kénnel teljesen feltöltött vulkán, amelyet Kawa Ijennek hívnak. A csövekre telepszik, majd a munkások szerelvényekkel leütik és mérlegre hordják. Így keresik ott a kenyerüket.

• kén alapú higiéniai "termékek" kifejezetten a problémás bőr aknétól és kiütésektől való tisztítására készült.
• fülzsír, amit gyerekkorunk óta tanítanak vattacsomóval eltávolítani, nemes szándékkal „megmérgezi” életünket. Speciális lizozim enzimeket tartalmaz; Ők azok, akik „nem engednek be” mindent, ami idegen - bakteriális - a szervezetünkbe.

Mint látjuk, a kén közvetlenül és folyamatosan jelen van az emberi életben és testében. A hiány, akárcsak a felesleg, mindig rossz. Vigyázzon az életmódjára, majd egy olyan makrotápanyagra, mint a " kén", vagyis a kén külsőleg és belsőleg egyaránt előnyös lesz.

Nos, természetesen a szokásos tűztermelési módszerünk ugyanazon a kénen alapul.