في المرة الأولى التي ترى فيها بلورات جميلة بشكل مثير للدهشة من اللون الأصفر الزاهي أو الليمون أو العسل ، يمكنك أن تخطئ بينها وبين العنبر. لكن هذا ليس أكثر من كبريت أصلي.
يوجد الكبريت الأصلي على الأرض منذ ولادة الكوكب. يمكننا القول أنه من أصل خارج الأرض. من المعروف أن هذا المعدن موجود في كميات كبيرةوعلى الكواكب الأخرى. آيو ، قمر من كوكب زحل مغطى بالبراكين المنفجرة ، يشبه صفار بيض ضخم. جزء كبيرسطح كوكب الزهرة مغطى أيضًا بطبقة من الكبريت الأصفر.
بدأ الناس في استخدامه حتى قبل عصرنا ، لكن التاريخ الدقيق لاكتشافه غير معروف.
وقد أدت الرائحة الكريهة والخانقة التي تحدث أثناء الاحتراق إلى تشويه سمعة هذه المادة. في جميع ديانات العالم تقريبًا ، كان الكبريت المنصهر ، الذي ينضح برائحة كريهة لا تطاق ، مرتبطًا بالجحيم الجهنمية ، حيث تعرض المذنبون لعذاب رهيب.
استخدم الكهنة القدماء ، الذين يؤدون الشعائر الدينية ، مسحوق الكبريت المحترق للتواصل مع الأرواح الجوفية. كان يعتقد أن الكبريت هو نتاج قوى الظلام من العالم الآخر.
تم العثور على وصف الأبخرة القاتلة في هوميروس. كما أن "النار اليونانية" الشهيرة التي اشتعلت نفسها بنفسها ، والتي أغرقت العدو في رعب غامض ، تحتوي أيضًا على كبريت في تركيبتها.
في القرن الثامن ، استخدم الصينيون الخصائص القابلة للاحتراق للكبريت الأصلي في صناعة البارود.
أطلق الكيميائيون العرب على الكبريت لقب "أبو جميع المعادن" وابتكروا النظرية الأصلية للزئبق والكبريت. في رأيهم ، الكبريت موجود في تكوين أي معدن.
في وقت لاحق ، قام الفيزيائي الفرنسي لافوازييه ، بعد إجراء سلسلة من التجارب على احتراق الكبريت ، بتأسيس طبيعته الأولية.
بعد اكتشاف البارود وانتشاره في أوروبا ، بدأوا في استخراج الكبريت الأصلي وطوروا طريقة للحصول على مادة من البيريت. ومع ذلك ، فقد تم استخدام هذه الطريقة على نطاق واسع في روسيا القديمة.
الكبريت هو أحد العناصر المدرجة في الجدول الدوري. يتم تعيين المادة للمجموعة 16 ، تحت الفترة الثالثة. العدد الذري للكبريت هو 16. في الطبيعة ، يمكن العثور عليه في كلا النوعين شكل نقيومختلط. في الصيغ الكيميائية ، يُشار إلى الكبريت بالحرف اللاتيني S. وهو عنصر في العديد من البروتينات وله عدد كبيرالخصائص الفيزيائية والكيميائية التي تجعلها مطلوبة.
الخصائص الفيزيائية الأساسية للكبريت:
السمات الكيميائية الرئيسية للكبريت:
غالبًا ما لا يوجد الكبريت الأصلي بكميات كبيرة في الطبيعة. كقاعدة عامة ، يوجد في بعض الخامات. تسمى الصخرة ذات البلورات النقية من الكبريت خام الكبريت المتبلور.
يعتمد التوجه الإضافي لأعمال الاستكشاف والتنقيب بشكل مباشر على كيفية تشكل هذه الشوائب في الصخر. لكن البشرية لم تجد بعد إجابة لا لبس فيها على هذا السؤال.
هناك العديد من النظريات المختلفة حول أصل الكبريت الأصلي في الصخور ، ولكن لم يتم إثبات أي منها بشكل كامل ، لأن ظاهرة تكوين هذا العنصر معقدة نوعًا ما. تشمل إصدارات العمل لتشكيل خام الكبريتيك ما يلي:
يستخدم الكبريت في صناعة مواد متنوعة منها: 
لإنتاج سيارة واحدة ، تحتاج إلى إنفاق 14 كجم من هذه المادة. بفضل هذه المجموعة الواسعة من تطبيقات الكبريت ، يمكننا أن نقول ذلك بأمان إمكانية الإنتاجتعتمد الدولة على احتياطياتها واستهلاكها.
يذهب نصيب الأسد من تطوير خام العالم إلى إنتاج الورق ، حيث تساهم مركبات الكبريت في إنتاج السليلوز. لإنتاج 1 طن من هذه المادة الخام ، من الضروري استهلاك أكثر من 1 سنت من الكبريت. كميات كبيرة من هذه المادة مطلوبة للحصول على المطاط أثناء تقسية المطاط.
يستخدم الكبريت ، سواء في شكله النقي أو في شكل مركبات ، على نطاق واسع في الزراعة... هي في الأسمدة المعدنيةومبيدات الآفات. الكبريت مفيد للنباتات ، مثل الفوسفور والبوتاسيوم ومواد أخرى ، على الرغم من أن الجزء الرئيسي من السماد المطبق على التربة لا يمتصها ، ولكنه يعزز امتصاص الفوسفور.
لذلك ، يضاف الكبريت إلى الأرض في نفس الوقت مع صخور الفوسفات. تقوم البكتيريا الموجودة في التربة بأكسدتها وتشكيل أحماض كبريتية وكبريتية ، والتي تتفاعل مع الفوسفوريت لتكوين مركبات فسفورية تمتصها النباتات بسهولة.
التعدين صناعة كيميائيةهي شركة رائدة بين مستهلكي الكبريت. يستخدم حوالي نصف إجمالي موارد العالم لإنتاج حامض الكبريتيك. لإنتاج طن واحد من هذه المادة ، من الضروري إنفاق 3 سنتات من الكبريت. وحمض الكبريتيك في الصناعة الكيميائية يضاهي دور الماء بالنسبة للكائن الحي.
هناك حاجة إلى كميات كبيرة من الكبريت وحمض الكبريتيك في إنتاج المتفجرات و. المادة ، المنقاة من جميع أنواع المواد المضافة ، ضرورية في إنتاج الأصباغ والمركبات المضيئة.
تستخدم مركبات الكبريت في صناعة تكرير النفط. إنها مطلوبة في عملية الحصول على عوامل مانعة للانغلاق وزيوت الماكينة ومواد التشحيم لوحدات الضغط العالي جدًا ، وكذلك في المبردات التي تسرع معالجة المعادن ، ويمكن تضمين ما يصل إلى 18 ٪ من الكبريت.
لا غنى عن الكبريت في صناعة التعدين وإنتاج عدد كبير من المنتجات الغذائية.
رواسب الكبريت هي الأماكن التي يتراكم فيها خام الكبريت. وفقًا لبيانات البحث ، فإن رواسب الكبريت في العالم تساوي 1.4 مليار طن. اليوم ، تم العثور على رواسب من هذه الخامات في أجزاء مختلفة من العالم. في روسيا - بالقرب من الضفاف اليسرى لنهر الفولغا والأورال ، وكذلك في تركمانستان. هناك العديد من رواسب الخام في الولايات المتحدة ، وبالتحديد في تكساس ولويزيانا. تم العثور على رواسب من الكبريت البلوري ويجري تطويرها حتى يومنا هذا في منطقتي صقلية ورومانيا الإيطالية.
تصنف خامات الكبريت حسب النسبة المئوية لهذا المكون. وبالتالي ، هناك خامات غنية تحتوي على نسبة كبريت تزيد عن 25 ٪ والفقيرة - تصل إلى 12 ٪. هناك أيضًا رواسب الكبريت:
العثور على الكبريت في الطبيعة
هذا النوع من الرواسب ، مثل طبقات الشكل ، هو الأكثر شيوعًا. تمثل هذه المناجم 60٪ من إنتاج العالم. ومن سمات هذه الرواسب ارتباطها برواسب كربونات الكبريتات. تترسب الخامات في صخور الكبريتات. يمكن أن يصل حجم أجسام الكبريت إلى عدة مئات من الأمتار وتبلغ سعتها عدة عشرات من الأمتار.
تمثل مناجم القبة الملحية 35 ٪ من إجمالي إنتاج الكبريت في العالم. تتميز بخامات الكبريت الرمادي.
حصة المناجم البركانية 5٪. تشكلت نتيجة للانفجارات البركانية. شكل أجسام الركاز في مثل هذه الرواسب له شكل يشبه الورقة أو عدسي. تحتوي هذه المناجم على حوالي 40٪ كبريت. الرواسب البركانية هي سمة مميزة للحزام البركاني في المحيط الهادئ.
بالإضافة إلى الكبريت الأصلي ، من المعادن المهمة التي تحتوي على الكبريت ومركباته بيريت الحديد أو البيريت. معظممن الإنتاج العالمي من البيريت يقع على دول أوروبا. الكسر الكتلي لمركبات الكبريت في البيريت هو 80٪. تشمل الشركات الرائدة في تعدين الخام إسبانيا وجنوب إفريقيا واليابان وإيطاليا والولايات المتحدة الأمريكية.
يتم إنتاج الكبريت بواسطة أحد الطرق الممكنة، واختيارها يعتمد على نوع الإيداع. يمكن أن يكون التعدين مفتوحًا أو تحت الأرض.
يعتبر التعدين المكشوف لخام الكبريت هو الأكثر شيوعًا. في بداية عملية استخلاص الكبريت بهذه الطريقة ، تتم إزالة طبقة كبيرة من التربة الصخرية بواسطة الحفارات. ثم يتم سحق الخام نفسه. يتم نقل الأجزاء الملغومة من الخام إلى مصانع المعالجة للخضوع لإجراءات التكرير. بعد ذلك ، يتم إرسال الكبريت إلى الإنتاج ، حيث يتم صهره ويتم الحصول على المادة النهائية من المركزات.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا استخدام طريقة فراش ، التي تعتمد على صهر الكبريت تحت الأرض. يُنصح بهذا النهج لتطبيقه على الترسبات العميقة للمادة. بعد ذوبان الحفرية في المنجم ، يتم ضخ الكبريت السائل. لهذا الغرض ، يتم ترتيب آبار خاصة. طريقة فراش مجدية فقط بسبب سهولة ذوبان المادة وكثافتها المنخفضة نسبيًا.
تكمن خصوصيته في سمة سلبية واحدة: الكبريت المستخرج عن طريق جهاز طرد مركزي يحتوي على العديد من الشوائب ويحتاج إلى تنقية إضافية. نتيجة لذلك ، تعتبر هذه الطريقة مكلفة للغاية.
تطوير الخامات في حالات فرديةيمكن إجراؤها بهذه الطرق:
بغض النظر عن النهج الذي سيتم استخدامه للاستخراج من باطن الأرض ، يلزم الالتزام الصارم بمعايير وأنظمة السلامة. يتمثل الخطر الرئيسي في عملية تطوير خام الكبريت في أن كبريتيد الهيدروجين السام والمتفجر يمكن أن يتراكم في رواسبه.
اليوم ، الصناعة الكيميائية هي التي تستهلك أكبر عددكبريت. الأهم هو حامض الكبريتيك. هذا هو السبب في أن تصنيعه يتطلب نصف الكبريت الذي يتم استخراجه من جميع أنحاء العالم. من ثلاثمائة كجم من الكبريت ، يتم الحصول على حوالي طن واحد من حامض الكبريتيك أثناء الاحتراق.
صناعة الورق الأخرى التي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالكبريت المستخرج وتستهلك جزءًا كبيرًا منه هي صناعة الورق. للحصول على 17 السليلوز ، تحتاج إلى استخدام ما لا يقل عن مائة كجم من الكبريت.
يستخدم الكبريت بشكل شائع لتحويل المطاط إلى مطاط. عند خلطه بالكبريت وتسخينه إلى درجة الحرارة المرغوبة ، يكتسب المطاط خصائص تحظى بتقدير كبير بين المستهلكين - المرونة والمرونة. هذه العملية تسمى أيضا الفلكنة.
يحدث:
يتم إجراء الفلكنة بهدف ظهور روابط بين مجموعات البوليمر في المادة.
تعتمد معظم الخواص الفيزيائية والميكانيكية الهامة للمادة المفلكنة على ما تتكون منه ، وكيفية توزيعها ومقدار الطاقة التي تحتويها روابط -C-Sn-C-. على سبيل المثال ، مع تركيزات مختلفة من الكبريت المضاف ، يمكن الحصول على مواد مختلفة تمامًا بخصائص مختلفة.
يستخدم الكبريت في صورة نقية وفي تركيبة مع عناصر أخرى بنجاح للأغراض الزراعية. إنه مهم للنباتات مثل الفوسفور. الأسمدة المحتوية على الكبريت لها تأثير إيجابي على جودة المحصول وكميته.
تجريبيًا ، كشف العلماء عن تأثير الكبريت على مقاومة الحبوب للصقيع. يثير تكوين المواد العضوية التي تحتوي على مجموعات سلفهيدريل- S-H. نتيجة لهذا ، تزداد مقاومة الصقيع للنبات بسبب مقاومة الماء للبروتينات والتغيرات الهيكل الداخلي... هناك طريقة أخرى لاستخدام الكبريت في الأغراض الزراعية وهي استخدامه في الوقاية من الأمراض وخاصة في القطن والعنب.
للأغراض الطبية ، يمكن أيضًا استخدام الكبريت النقي ، وكذلك مركباته مع عناصر أخرى. أساس العديد من المراهم المستخدمة لعلاج أمراض الجلد الفطرية المختلفة هو الكبريت الناعم. معظم عقاقير مجموعة السلفا ليست أكثر من مركبات من مواد مختلفة مع الكبريت: سلفاديمزين ، نورسولفازول ، ستربتوسيد أبيض.
يتجاوز حجم إنتاج الكبريت اليوم الكمية المطلوبة من المواد الخام للصناعة. لا يُستخرج من أعماق الأرض فحسب ، بل يُستخرج أيضًا من الغازات أو عند تكرير الوقود. في هذا الصدد ، يتم اختراع طرق جديدة لاستخدام المادة ، على سبيل المثال ، في البناء. على سبيل المثال ، في كندا ، تم اختراع رغوة الكبريت ، والتي تم التخطيط لاستخدامها في مد الطرق ومد خطوط الأنابيب خارج الدائرة القطبية الشمالية. وفي مونتريال ، تم بناء أول منزل في العالم من كتل ذات تكوين غير عادي ، والتي تتكون من ثلث الكبريت (الباقي عبارة عن رمل). لتصنيع هذه الكتل ، يتم استخدام قوالب معدنية ، يتم فيها تسخين الخليط إلى درجة حرارة تزيد عن 100 درجة مئوية. فهي قوية ومقاومة للاهتراء مثل نظيراتها القائمة على الأسمنت. يساعد العلاج البسيط بالورنيش الصناعي على تجنب الأكسدة. يمكن استخدام هذه الكتل لبناء مرآب أو مستودع أو متجر أو منزل.
اليوم ، في كثير من الأحيان يمكنك العثور على معلومات حول ظهور مواد بناء جديدة تحتوي على الكبريت. لم يعد سرا لأي شخص أنه عند استخدام الكبريت اتضح رصيف الأسفلتبخصائص ممتازة. يمكن أن تتطابق أو تتجاوز رصيف الحصى. إنه مربح بدرجة كافية لاستخدامه في بناء طريق سريع. للحصول على مثل هذا التكوين ، من الضروري خلط جزء واحد من الأسفلت وجزئين من الكبريت و 13 جزءًا من الرمل.
الطلب على هذه المواد الخام آخذ في الازدياد. مبيعات الكبريت في طويل الأمدسيزيد فقط.
الكبريت عنصر النظام الدوريالعناصر الكيميائية وينتمي إلى مجموعة الكالكوجينات. هذا البند مشارك نشطتكوين العديد من الأحماض والأملاح. تحتوي المركبات الهيدروجينية والحمضية على الكبريت ، كقاعدة عامة ، في تكوين الأيونات المختلفة. عدد كبير منالأملاح المحتوية على الكبريت غير قابلة للذوبان عمليا في الماء.
الكبريت عنصر شائع إلى حد ما في الطبيعة. حسب محتواها الكيميائي في قشرة الأرض ، فقد تم تخصيص الرقم السادس عشر لها ، وبحكم وجودها في المسطحات المائية - السادس. يمكن العثور عليها في كل من حالة حرة وفي حالة ملزمة.
أهم المعادن الطبيعية للعنصر هي: بيريت الحديد (بيريت) - FeS 2 ، خليط الزنك (سفاليريت) - ZnS ، galena - PbS ، سينابار - HgS ، أنتيمونيت - Sb 2 S 3. كما يوجد العنصر السادس عشر من الجدول الدوري في تكوين الزيت ، الفحم الطبيعيوالغازات الطبيعية والصخر الزيتي. يتم تمثيل وجود الكبريت في البيئة المائية بواسطة أيونات الكبريتات. إنه وجودها في مياه عذبةهو سبب الصلابة المستمرة. هي أيضا واحدة من العناصر الأساسيةيعتبر النشاط الحيوي للكائنات الحية العليا جزءًا من بنية العديد من البروتينات ، ويتركز أيضًا في الشعر.
| صفة مميزة | المعنى |
|---|---|
| خصائص الذرة | |
| الاسم والرمز والرقم | الكبريت / الكبريت (S) ، 16 |
| الكتلة الذرية (الكتلة المولية) | [اتصالات. 1] أ. em (جم / مول) |
| التكوين الإلكترونية | 3s2 3p4 |
| نصف قطر الذرة | 127 م |
| الخواص الكيميائية | |
| نصف قطر التكافؤ | 102 م |
| نصف قطر أيون | 30 (+ 6e) 184 (-2e) مساءً |
| كهرسلبية | 2.58 (مقياس بولينج) |
| إمكانات الكهربائية | 0 |
| حالة الأكسدة | +6, +4, +2, +1, 0, -1, −2 |
| طاقة التأين (أول إلكترون) | 999.0 (10.35) كيلوجول / مول (eV) |
| الخصائص الديناميكية الحرارية لمادة بسيطة | |
| الكثافة (في n.o.) | 2070 جم / سم مكعب |
| درجة حرارة الانصهار | 386 كلفن (112.85 درجة مئوية) |
| درجة حرارة الغليان | 717.824 كلفن (444.67 درجة مئوية) |
| Ud. حرارة الانصهار | 1.23 كيلوجول / مول |
| Ud. حرارة التبخير | 10.5 كيلوجول / مول |
| السعة الحرارية المولية | 22.61 جول / (ك مول) |
| الحجم المولي | 15.5 سم مكعب / مول |
|
شعرية بلورية من مادة بسيطة |
|
| بنية شعرية | تقويم العظام |
| معلمات شعرية | أ = 10.437 ب = 12.845 ج = 24.369 Å |
| مميزات وخصائص اخرى | |
| توصيل حراري | (300 كلفن) 0.27 واط / (م · ك) |
| CAS رقم | 7704-34-9 |
هذا لا يعني أن الحالة الحرة للكبريت في الطبيعة موجودة تكرار حدوثه... الكبريت الأصلي نادر جدًا. غالبًا ما يكون أحد مكونات بعض الخامات. خام الكبريت هو صخرة تحتوي على الكبريت الأصلي. يمكن أن تتشكل شوائب الكبريت في الصخور مع الصخور المصاحبة أو لاحقًا. يؤثر وقت تكوينها على اتجاه أعمال التنقيب والاستكشاف. يحدد المتخصصون عدة نظريات لتكوين الكبريت في الخامات.
وبالتالي ، لا توجد نظرية لا لبس فيها حول أصل شوائب الكبريت في الخامات. يعتمد تكوين المادة إلى حد كبير على الظروف والظواهر التي تحدث في باطن الأرض.
يتم استخراج الكبريت في الأماكن التي يتم فيها توطين خام الكبريت - الرواسب. وبحسب بعض التقارير ، يبلغ احتياطي العالم من الكبريت حوالي 1.4 مليار طن. حتى الآن ، تم العثور على رواسب الكبريت في أجزاء كثيرة من العالم - في تركمانستان ، والولايات المتحدة الأمريكية ، ومنطقة الفولغا ، بالقرب من الضفاف اليسرى لنهر الفولغا ، والتي تنطلق من سامارا ، إلخ. في بعض الأحيان يمكن أن يمتد شريط من الصخور على مدى عدة كيلومترات.
تشتهر تكساس ولويزيانا باحتياطياتها الكبيرة من الكبريت. بلورات الكبريت التي تتميز بجمالها توجد أيضًا في رومانيا وصقلية (إيطاليا). تعتبر جزيرة فولكانو مسقط رأس الكبريت أحادي الميل. أيضًا ، تشتهر روسيا ، ولا سيما جبال الأورال ، برواسب العنصر السادس عشر من النظام الدوري لمندلييف.
تصنف خامات الكبريت حسب كمية الكبريت التي تحتويها. لذلك ، من بينها ، هناك خامات غنية (من 25 ٪ كبريت) والفقيرة (حوالي 12 ٪ من المادة). وتنقسم رواسب الكبريت بدورها إلى الأنواع التالية:
يتم استخراج الكبريت بواسطة واحد من عدة الطرق الممكنة، الذي يعتمد اختياره على ظروف حدوث المادة. أهمها اثنان فقط - مفتوحان وتحت الأرض.
يعد تعدين الكبريت في حفرة مكشوفة هو الأكثر شيوعًا. تبدأ العملية الكاملة لاستخراج مادة بهذه الطريقة بإزالة كمية كبيرة من الصخور بالحفارات ، وبعد ذلك يتم سحق الخام نفسه. يتم نقل كتل الخام الناتجة إلى المصنع لمزيد من التخصيب ، وبعد ذلك يتم إرسالها إلى المؤسسة ، حيث يتم صهر الكبريت والحصول على المادة من المركزات.
بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام طريقة فراش أيضًا في بعض الأحيان ، والتي تتمثل في صهر الكبريت حتى تحت الأرض. هذه الطريقةيُنصح باستخدامه في الأماكن التي تكون فيها المادة مدفونة بعمق. بعد الذوبان تحت الأرض ، يتم ضخ المادة. لهذا ، يتم تشكيل الآبار ، وهي الأداة الرئيسية لضخ المادة المنصهرة. تعتمد الطريقة على سهولة ذوبان العنصر وقلة كثافته.
هناك أيضا طريقة فصل أجهزة الطرد المركزي. ومع ذلك ، فإنه يختلف في عيبه الكبير ، بناءً على حقيقة أن الكبريت الذي يتم الحصول عليه باستخدام هذه الطريقة يحتوي على العديد من الشوائب ويتطلب تنظيف إضافي... نتيجة لذلك ، تعتبر الطريقة مكلفة للغاية.
بالإضافة إلى هذه الطرق ، يمكن أيضًا إنتاج الكبريت في بعض الحالات:
وتجدر الإشارة إلى أنه بغض النظر عن الطريقة المستخدمة أثناء استخراج المادة من باطن الأرض ، فهي ضرورية انتباه خاصانتبه للسلامة. ويرجع ذلك إلى وجود كبريتيد الهيدروجين مع رواسب الكبريت ، وهي مادة سامة للإنسان ويمكن أن تشتعل.
