Belerang adalah unsur kimia yang berada di golongan keenam dan periode ketiga dari tabel periodik. Pada artikel ini, kita akan melihat secara rinci sifat kimia dan fisiknya, produksi, penggunaan, dan sebagainya. Sifat fisik meliputi ciri-ciri seperti warna, tingkat daya hantar listrik, titik didih belerang, dll. Sifat kimia menggambarkan interaksinya dengan zat lain.
Belerang dalam hal fisika
Ini adalah zat yang rapuh. Dalam kondisi normal, itu dalam keadaan agregasi yang solid. Sulfur memiliki warna kuning lemon.
Dan sebagian besar, semua senyawanya memiliki warna kuning. Tidak larut dalam air. Ini memiliki konduktivitas termal dan listrik yang rendah. Fitur-fitur ini mencirikannya sebagai non-logam yang khas. Terlepas dari kenyataan bahwa komposisi kimia belerang sama sekali tidak rumit, zat ini dapat memiliki beberapa variasi. Itu semua tergantung pada struktur kisi kristal, dengan bantuan atom yang terhubung, tetapi mereka tidak membentuk molekul.
Jadi, opsi pertama adalah belerang belah ketupat. Dia kebetulanyang paling stabil. Titik didih belerang jenis ini adalah empat ratus empat puluh lima derajat Celcius. Tetapi agar suatu zat tertentu dapat melewati keadaan agregasi gas, zat itu harus terlebih dahulu melewati keadaan cair. Jadi, pencairan belerang terjadi pada suhu seratus tiga belas derajat Celcius.
Opsi kedua adalah belerang monoklinik. Ini adalah kristal berbentuk jarum dengan warna kuning tua. Mencairnya belerang jenis pertama, dan kemudian pendinginannya yang lambat mengarah pada pembentukan jenis ini. Varietas ini memiliki ciri fisik yang hampir sama. Misalnya, titik didih belerang jenis ini masih sama empat ratus empat puluh lima derajat. Selain itu, ada berbagai macam zat ini seperti plastik. Itu diperoleh dengan menuangkan ke dalam air dingin yang dipanaskan hampir sampai mendidih. Titik didih belerang jenis ini adalah sama. Tapi zat tersebut memiliki kemampuan untuk meregang seperti karet.
Komponen lain dari karakteristik fisik yang ingin saya bicarakan adalah suhu pengapian belerang.
Angka ini dapat bervariasi tergantung pada jenis bahan dan asalnya. Misalnya, suhu pengapian belerang teknis adalah seratus sembilan puluh derajat. Ini adalah angka yang agak rendah. Dalam kasus lain, titik nyala belerang bisa dua ratus empat puluh delapan derajat dan bahkan dua ratus lima puluh enam. Itu semua tergantung pada bahan apa yang ditambang, kepadatan apa yang dimilikinya. Tapi itu bisa disimpulkanbahwa suhu pembakaran belerang cukup rendah, dibandingkan dengan unsur kimia lainnya, itu adalah zat yang mudah terbakar. Selain itu, terkadang belerang dapat bergabung menjadi molekul yang terdiri dari delapan, enam, empat atau dua atom. Sekarang, setelah mempertimbangkan belerang dari sudut pandang fisika, mari kita lanjutkan ke bagian berikutnya.
Karakterisasi kimia belerang
Unsur ini memiliki massa atom yang relatif rendah, yaitu tiga puluh dua gram per mol. Karakteristik unsur belerang mencakup fitur zat ini sebagai kemampuan untuk memiliki tingkat oksidasi yang berbeda. Dalam hal ini berbeda dari, katakanlah, hidrogen atau oksigen. Mempertimbangkan pertanyaan tentang apa karakteristik kimia dari unsur belerang, tidak mungkin untuk tidak menyebutkan bahwa, tergantung pada kondisinya, ia menunjukkan sifat pereduksi dan pengoksidasi. Jadi, secara berurutan, perhatikan interaksi suatu zat dengan berbagai senyawa kimia.
Belerang dan zat sederhana
Sederhana adalah zat yang hanya memiliki satu unsur kimia dalam komposisinya. Atom-atomnya dapat bergabung menjadi molekul, seperti, misalnya, dalam kasus oksigen, atau mungkin tidak bergabung, seperti halnya dengan logam. Jadi, belerang dapat bereaksi dengan logam, nonlogam lain dan halogen.
Interaksi dengan logam
Proses semacam ini membutuhkan suhu tinggi. Dalam kondisi ini, reaksi adisi terjadi. Artinya, atom logam bergabung dengan atom belerang, sehingga membentuk zat kompleks sulfida. Misalnya, jika Anda memanaskandua mol kalium, dicampur dengan satu mol belerang, kita mendapatkan satu mol sulfida logam ini. Persamaannya dapat ditulis sebagai berikut: 2K + S=K2S.
Reaksi dengan oksigen
Ini adalah pembakaran belerang. Sebagai hasil dari proses ini, oksidanya terbentuk. Yang terakhir dapat terdiri dari dua jenis. Oleh karena itu, pembakaran belerang dapat terjadi dalam dua tahap. Yang pertama adalah ketika satu mol belerang dan satu mol oksigen membentuk satu mol belerang dioksida. Anda dapat menulis persamaan reaksi kimia ini sebagai berikut: S + O2=SO2. Tahap kedua adalah penambahan satu atom oksigen lagi ke dioksida. Ini terjadi ketika satu mol oksigen ditambahkan ke dua mol sulfur dioksida pada suhu tinggi. Hasilnya adalah dua mol belerang trioksida. Persamaan untuk interaksi kimia ini terlihat seperti ini: 2SO2 + O2=2SO3. Sebagai hasil dari reaksi ini, asam sulfat terbentuk. Jadi, dengan melakukan dua proses yang dijelaskan, adalah mungkin untuk melewatkan trioksida yang dihasilkan melalui pancaran uap air. Dan kita mendapatkan asam sulfat. Persamaan untuk reaksi tersebut ditulis sebagai berikut: SO3 + H2O=H2 JADI 4.
Interaksi dengan halogen
Sifat kimia belerang, seperti non-logam lainnya, memungkinkannya bereaksi dengan kelompok zat ini. Ini termasuk senyawa seperti fluor, brom, klorin, yodium. Belerang bereaksi dengan salah satu dari mereka, kecuali yang terakhir. Contohnya adalah proses fluorinasi yang dipertimbangkankami elemen dari tabel periodik. Dengan memanaskan non-logam tersebut dengan halogen, dua variasi fluorida dapat diperoleh. Kasus pertama: jika kita mengambil satu mol belerang dan tiga mol fluor, kita mendapatkan satu mol fluorida, yang rumusnya adalah SF6. Persamaannya terlihat seperti ini: S + 3F2=SF6. Selain itu, ada pilihan kedua: jika kita mengambil satu mol belerang dan dua mol fluor, kita mendapatkan satu mol fluorida dengan rumus kimia SF4. Persamaannya ditulis sebagai berikut: S + 2F2=SF4. Seperti yang Anda lihat, semuanya tergantung pada proporsi komponen yang dicampur. Dengan cara yang persis sama, dimungkinkan untuk melakukan proses klorinasi belerang (dapat juga terbentuk dua zat yang berbeda) atau brominasi.
Interaksi dengan zat sederhana lainnya
Karakterisasi unsur belerang tidak hanya sampai di situ. Zat tersebut juga dapat masuk ke dalam reaksi kimia dengan hidrogen, fosfor dan karbon. Karena interaksi dengan hidrogen, asam sulfida terbentuk. Sebagai hasil reaksinya dengan logam, sulfidanya dapat diperoleh, yang, pada gilirannya, juga diperoleh dengan reaksi langsung belerang dengan logam yang sama. Penambahan atom hidrogen ke atom belerang hanya terjadi dalam kondisi suhu yang sangat tinggi. Ketika belerang bereaksi dengan fosfor, fosfidanya terbentuk. Ini memiliki rumus berikut: P2S3. Untuk mendapatkan satu mol zat ini, Anda perlu mengambil dua mol fosfor dan tiga mol belerang. Ketika belerang berinteraksi dengan karbon, karbida dari non-logam yang dianggap terbentuk. Rumus kimianya terlihat seperti ini: CS2. Untuk mendapatkan satu mol zat ini, Anda perlu mengambil satu mol karbon dan dua mol belerang. Semua reaksi adisi yang dijelaskan di atas hanya terjadi ketika reaktan dipanaskan sampai suhu tinggi. Kami telah mempertimbangkan interaksi belerang dengan zat sederhana, sekarang mari kita beralih ke paragraf berikutnya.
Belerang dan senyawa kompleks
Kompleks adalah zat yang molekulnya terdiri dari dua (atau lebih) unsur yang berbeda. Sifat kimia belerang memungkinkannya bereaksi dengan senyawa seperti alkali, serta asam sulfat pekat. Reaksinya dengan zat-zat ini agak aneh. Pertama, pertimbangkan apa yang terjadi ketika non-logam tersebut dicampur dengan alkali. Misalnya, jika Anda mengambil enam mol kalium hidroksida dan menambahkan tiga mol belerang ke dalamnya, Anda mendapatkan dua mol kalium sulfida, satu mol logam sulfit ini, dan tiga mol air. Reaksi semacam ini dapat dinyatakan dengan persamaan berikut: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 O. Dengan prinsip yang sama, interaksi terjadi jika natrium hidroksida ditambahkan. Selanjutnya, pertimbangkan perilaku belerang ketika larutan asam sulfat pekat ditambahkan ke dalamnya. Jika kita mengambil satu mol zat pertama dan dua mol zat kedua, kita mendapatkan produk berikut: belerang trioksida dalam jumlah tiga mol, dan juga air - dua mol. Reaksi kimia ini hanya dapat berlangsung jika reaktan dipanaskan sampai suhu tinggi.
Mendapatkan item yang dimaksudbukan logam
Ada beberapa cara dasar untuk mengekstrak belerang dari berbagai zat. Metode pertama adalah mengisolasinya dari pirit. Rumus kimia yang terakhir adalah FeS2. Ketika zat ini dipanaskan hingga suhu tinggi tanpa akses ke oksigen, besi sulfida lain - FeS - dan belerang dapat diperoleh. Persamaan reaksi ditulis sebagai berikut: FeS2=FeS + S. Cara kedua untuk memperoleh belerang, yang sering digunakan dalam industri, adalah pembakaran belerang sulfida dalam kondisi a sejumlah kecil oksigen. Dalam hal ini, Anda bisa mendapatkan yang dianggap non-logam dan air. Untuk melakukan reaksi, Anda perlu mengambil komponen dalam rasio molar dua banding satu. Akibatnya, kami mendapatkan produk akhir dalam proporsi dua banding dua. Persamaan reaksi kimia ini dapat ditulis sebagai berikut: O. Selain itu, belerang dapat diperoleh melalui berbagai proses metalurgi, misalnya dalam produksi logam seperti nikel, tembaga, dan lainnya.
Penggunaan industri
Non-logam yang kami pertimbangkan telah menemukan aplikasi terluasnya di industri kimia. Seperti disebutkan di atas, di sini digunakan untuk mendapatkan asam sulfat darinya. Selain itu, belerang digunakan sebagai komponen untuk pembuatan korek api, karena merupakan bahan yang mudah terbakar. Ini juga sangat diperlukan dalam produksi bahan peledak, bubuk mesiu, kembang api, dll. Selain itu, belerang digunakan sebagai salah satu bahan dalam produk pengendalian hama. PADAobat, digunakan sebagai komponen dalam pembuatan obat untuk penyakit kulit. Juga, zat tersebut digunakan dalam produksi berbagai pewarna. Selain itu, digunakan dalam pembuatan fosfor.
Struktur elektronik belerang
Seperti yang Anda ketahui, semua atom terdiri dari nukleus, yang mengandung proton - partikel bermuatan positif - dan neutron, yaitu partikel bermuatan nol. Elektron berputar mengelilingi inti dengan muatan negatif. Agar atom menjadi netral, ia harus memiliki jumlah proton dan elektron yang sama dalam strukturnya. Jika ada lebih dari yang terakhir, ini sudah menjadi ion negatif - anion. Sebaliknya, jika jumlah proton lebih besar dari jumlah elektron, ini adalah ion positif, atau kation. Anion belerang dapat bertindak sebagai residu asam. Ini adalah bagian dari molekul zat seperti asam sulfida (hidrogen sulfida) dan sulfida logam. Anion terbentuk selama disosiasi elektrolitik, yang terjadi ketika suatu zat dilarutkan dalam air. Dalam hal ini, molekul terurai menjadi kation, yang dapat direpresentasikan sebagai ion logam atau hidrogen, serta kation - ion residu asam atau gugus hidroksil (OH-).
Karena jumlah urut belerang dalam tabel periodik adalah enam belas, kita dapat menyimpulkan bahwa ini adalah jumlah proton dalam intinya. Berdasarkan ini, kita dapat mengatakan bahwa ada juga enam belas elektron yang berputar. Jumlah neutron dapat ditemukan dengan mengurangkan nomor seri unsur kimia dari massa molar: 32- 16=16. Setiap elektron tidak berotasi secara acak, tetapi pada orbit tertentu. Karena belerang adalah unsur kimia yang termasuk dalam periode ketiga tabel periodik, ada tiga orbit di sekitar nukleus. Yang pertama memiliki dua elektron, yang kedua memiliki delapan, dan yang ketiga memiliki enam. Rumus elektronik atom belerang ditulis sebagai berikut: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Prevalensi di alam
Pada dasarnya, unsur kimia yang dipertimbangkan ditemukan dalam komposisi mineral, yang merupakan sulfida dari berbagai logam. Pertama-tama, itu adalah pirit - garam besi; itu juga timbal, perak, kilau tembaga, campuran seng, cinnabar - merkuri sulfida. Selain itu, belerang juga dapat menjadi bagian dari mineral, yang strukturnya diwakili oleh tiga atau lebih unsur kimia.
Misalnya kalkopirit, mirabilite, kieserite, gypsum. Anda dapat mempertimbangkan masing-masing secara lebih rinci. Pirit adalah besi sulfida, atau FeS2. Ini memiliki warna kuning muda dengan kilau keemasan. Mineral ini sering ditemukan sebagai pengotor di lapis lazuli, yang banyak digunakan untuk membuat perhiasan. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa kedua mineral ini sering memiliki deposit yang sama. Kilau tembaga - chalcocite, atau chalcosine - adalah zat abu-abu kebiruan, mirip dengan logam. Kilau timbal (galena) dan kilau perak (argentit) memiliki sifat yang mirip: keduanya terlihat seperti logam dan berwarna abu-abu. Cinnabar adalah mineral kusam berwarna merah kecoklatan dengan bercak abu-abu. Kalkopirit, kimiayang rumusnya adalah CuFeS2, - kuning keemasan, disebut juga golden blende. Zinc blende (sfalerit) dapat memiliki warna dari kuning ke oranye menyala. Mirabilite - Na2SO4x10H2O - kristal transparan atau putih. Ini juga disebut garam Glauber, digunakan dalam pengobatan. Rumus kimia kieserite adalah MgSO4xH2O. Ini muncul sebagai bubuk putih atau tidak berwarna. Rumus kimia gipsum adalah CaSO4x2H2O. Selain itu, unsur kimia ini merupakan bagian dari sel organisme hidup dan merupakan unsur jejak yang penting.
