Propiedades químicas del azufre. Caracterización y punto de ebullición del azufre

El azufre es un elemento químico que está en el sexto grupo y el tercer período de la tabla periódica. En este artículo, examinaremos más de cerca sus propiedades químicas y físicas, obteniendo, utilizando, y así sucesivamente. La característica física incluye características tales como el color, el nivel de conductividad eléctrica, el punto de ebullición del azufre, etc. Químico, sin embargo, describe su interacción con otras sustancias.

Azufre en términos de física

Es una sustancia frágil. Bajo condiciones normales, permanece en un estado agregado sólido. El azufre tiene un color amarillo limón. Y en su mayor parte todos sus compuestos tienen tonos amarillos. No se disuelve en agua. Tiene bajo calor y conductividad eléctrica. Estas características lo caracterizan como un no-metal típico. A pesar de que la composición química del azufre no es en absoluto complicada, esta sustancia puede tener varias variaciones. Todo depende de la estructura de la red cristalina, con la que los átomos están conectados, no forman moléculas.

Por lo tanto, la primera opción es azufre rómbico. Es el más estable. El punto de ebullición del azufre de este tipo es de cuatrocientos cuarenta y cinco grados Celsius. Pero para que esta sustancia pase a un estado agregado gaseoso, primero debe pasar a través del líquido. Por lo tanto, la fusión de azufre se produce a una temperatura que es de ciento trece grados Celsius.

La segunda opción es el azufre monoclínico. Es un cristal con forma de aguja de color amarillo oscuro. La fusión del azufre del primer tipo, y luego su enfriamiento lento lleva a la formación de esta especie. Esta variedad tiene casi las mismas características físicas. Por ejemplo, el punto de ebullición del azufre de este tipo es el mismo cuatrocientos cuarenta y cinco grados. Además, hay una variedad de esta sustancia, como el plástico. Se obtiene vertiendo en agua fría un rombo hirviendo casi al punto de ebullición. El punto de ebullición de azufre de este tipo es el mismo. Pero la sustancia tiene la propiedad de estirarse, como el caucho.

Otro componente de las características físicas, que me gustaría decir, es la temperatura de ignición de azufre. Este indicador puede variar dependiendo del tipo de material y su origen. Por ejemplo, la temperatura técnica de ignición de azufre es de ciento noventa grados. Esta es una tasa bastante baja. En otros casos, el punto de inflamación del azufre puede ser doscientos cuarenta y ocho grados e incluso doscientos cincuenta y seis. Todo depende de qué material se extrajo, qué densidad tiene. Pero podemos concluir que la temperatura de combustión del azufre es bastante baja, en comparación con otros elementos químicos, es una sustancia inflamable. Además, a veces el azufre se puede combinar en moléculas que consisten en ocho, seis, cuatro o dos átomos. Ahora, habiendo examinado el azufre desde el punto de vista de la física, pasamos a la siguiente sección.

Caracterización química del azufre

Este elemento tiene una masa atómica relativamente baja, es igual a treinta y dos gramos por mol. La característica del elemento de azufre incluye tal característica de esta sustancia como la capacidad de poseer un grado diferente de oxidación. Esto es diferente de, por ejemplo, hidrógeno o oxígeno. Teniendo en cuenta la cuestión de cuál es la característica química del elemento de azufre, es imposible no mencionar que, dependiendo de las condiciones, exhibe propiedades reductoras y oxidantes. Por lo tanto, a fin de considerar la interacción de una determinada sustancia con diversos compuestos químicos.

Azufre y sustancias simples

Sustancias simples son sustancias que sólo tienen un elemento químico en su composición. Sus átomos se pueden combinar en moléculas, como, por ejemplo, en el caso del oxígeno, o no pueden combinarse, como es el caso de los metales. Así, el azufre puede reaccionar con metales, otros no metales y halógenos.

Interacción con los metales

Para llevar a cabo este tipo de proceso, es necesaria una alta temperatura. Bajo estas condiciones, se produce una reacción de adición. Es decir, los átomos de metal se combinan con los átomos de azufre, formando sulfuros al mismo tiempo. Por ejemplo, si se calientan dos moles de potasio, mezclándolos con un mol de azufre, se obtiene un mol de sulfuro de un metal dado. La ecuación puede escribirse de la siguiente forma: 2K + S = K ₂ S.

Reacción con oxígeno

Esta es la quema de azufre. Como resultado de este proceso, su óxido forma. Este último puede ser de dos tipos. Por lo tanto, la combustión de azufre puede producirse en dos etapas. La primera es cuando un mol de dióxido de azufre se forma de un mol de azufre y un mol de oxígeno. La ecuación para esta reacción química puede escribirse como sigue: S + O ₂ = SO ₂ . La segunda etapa es la adición de un átomo de oxígeno más al dióxido. Esto ocurre si se agrega un mol de oxígeno a dos moles de dióxido de azufre en condiciones de alta temperatura. Como resultado, obtenemos dos moles de trióxido sulfúrico. La ecuación de esta interacción química tiene este aspecto: 2SO2 + O2 = 2SO3. Como resultado de esta reacción, se forma ácido sulfúrico. Así, después de llevar a cabo los dos procesos descritos, es posible pasar el trióxido resultante a través de un chorro de vapor de agua. Y tenemos ácido sulfato. La ecuación para tal reacción se escribe como sigue: SO _$ ₃ _$ + H $ _₂ $ O = H $ _₂ $ SO $ _₄ $.

Interacción con halógenos

Las propiedades químicas del azufre, al igual que otros no-metales, le permiten reaccionar con este grupo de sustancias. Incluye compuestos tales como flúor, bromo, cloro, yodo. El azufre reacciona con cualquiera de ellos, a excepción de este último. Como ejemplo, podemos citar el proceso de fluoración del elemento de la tabla de Mendeleyev en consideración. Mediante el calentamiento de dicho metal no metálico con halógeno, se pueden obtener dos variaciones de fluoruro. El primer caso: si tomamos un mol de azufre y tres moles de flúor, obtenemos un mol de fluoruro, cuya fórmula es SF6. La ecuación es la siguiente: S + 3F2 = SF6. Además, hay una segunda opción: si tomamos un mol de azufre y dos moles de flúor, obtenemos un mol de fluoruro con la fórmula química SF ₄ . La ecuación puede escribirse de la siguiente forma: S + 2F ₂ = SF ₄ . Como puede ver, todo depende de las proporciones en que se mezclen los componentes. De la misma manera, es posible llevar a cabo el proceso de cloración de azufre (pueden formarse también dos sustancias diferentes) o brominación.

Interacción con otras sustancias simples

Sobre esto, la característica del elemento de azufre no termina. La sustancia también puede reaccionar químicamente con hidrógeno, fósforo y carbono. Debido a la interacción con el hidrógeno, se forma ácido sulfúrico. Como resultado de su reacción con los metales, es posible obtener sus sulfuros, que, a su vez, también se obtienen directamente por la interacción del azufre con el mismo metal. La adición de átomos de hidrógeno a átomos de azufre ocurre sólo a temperaturas muy altas. En la reacción del azufre con el fósforo, forma su fosfuro. Tiene la siguiente fórmula: P ₂ S _3. Para obtener un mol de esta sustancia, es necesario tomar dos moles de fósforo y tres moles de azufre. En la interacción del azufre con el carbono, se forma el carburo del no metal bajo consideración. Su fórmula química se parece a esto: CS ₂ . Con el fin de obtener un mol de esta sustancia, es necesario tomar un mol de carbono y dos moles de azufre. Todas las reacciones de adición descritas anteriormente sólo se producen cuando los reactivos se calientan a altas temperaturas. Hemos considerado la interacción del azufre con sustancias simples, ahora procedemos al siguiente punto.

Azufre y compuestos complejos

Complejo se llaman esas sustancias, cuyas moléculas consisten en dos (o más) elementos diferentes. Las propiedades químicas del azufre le permiten reaccionar con compuestos tales como álcalis, así como ácido sulfato concentrado . Sus reacciones con estas sustancias son bastante peculiares. En primer lugar, vamos a considerar lo que sucede cuando se mezcla el no metal en cuestión con álcali. Por ejemplo, si tomamos seis moles de hidróxido de potasio y les añadimos tres moles de azufre, obtenemos dos moles de sulfuro de potasio, un mol de sulfito del metal y tres moles de agua. Este tipo de reacción puede expresarse mediante la siguiente ecuación: 6KOH + 3S = 2K2S + K2SO3 + 3H2O. Por el mismo principio, la interacción ocurre si se añade hidróxido sódico. A continuación, considere el comportamiento del azufre al añadirle una solución concentrada de ácido sulfato. Si tomamos un mol de los primeros y dos moles de la segunda sustancia, obtenemos los siguientes productos: trióxido de azufre en una cantidad de tres moles, y también agua – dos moles. Esta reacción química sólo puede llevarse a cabo calentando los reactivos a una temperatura elevada.

Preparación del no metal bajo consideración

Hay varias maneras básicas por las cuales usted puede extraer azufre de una variedad de sustancias. El primer método es aislarlo de la pirita. La fórmula química de este último es FeS2. Cuando esta sustancia se calienta a una temperatura elevada sin acceso al oxígeno, se puede obtener otro sulfuro de hierro, FeS y azufre. La ecuación de reacción se escribe en la siguiente forma: FeS2 = FeS + S. El segundo método para obtener azufre, que se utiliza a menudo en la industria, es la combustión de sulfuro de azufre bajo la condición de una pequeña cantidad de oxígeno. En este caso, es posible obtener el no-metal y el agua considerados. Para llevar a cabo la reacción, es necesario tomar los componentes en una relación molar de dos a uno. Como resultado, obtenemos los productos finales en proporciones de dos a dos. La ecuación de esta reacción química puede escribirse como sigue: 2H2S + O2 = 2S + 2H2O. Además, el azufre puede obtenerse en una variedad de procesos metalúrgicos, por ejemplo, en la producción de metales tales como níquel, cobre y otros.

Uso en la industria

La aplicación más amplia del no metal que estamos considerando se encuentra en la industria química. Como ya se ha mencionado anteriormente, aquí se utiliza para obtener de él ácido sulfato. Además, el azufre se utiliza como componente para la fabricación de cerillas, debido a que es un material inflamable. Es indispensable en la producción de explosivos, pólvora, luces de bengala, etc. Además, el azufre se utiliza como uno de los ingredientes del control de plagas. En medicina, se utiliza como un componente en la fabricación de fármacos para enfermedades de la piel. Además, la sustancia en cuestión se utiliza en la fabricación de una variedad de tintes. Además, se utiliza en la fabricación de fósforos.

Estructura electrónica del azufre

Como es sabido, todos los átomos están constituidos por un núcleo en el que están localizados los protones – partículas cargadas positivamente – y neutrones, es decir, partículas de carga cero. Alrededor del núcleo, los electrones giran, cuya carga es negativa. Para que un átomo sea neutro, su estructura debe tener el mismo número de protones y electrones. Si este último es mayor, ya es un ion-ion negativo. Si por el contrario – el número de protones es mayor que el número de electrones – esto es un ion positivo, o catión. El anión de azufre puede actuar como un residuo ácido. Forma parte de las moléculas de sustancias como el sulfuro ácido (sulfuro de hidrógeno) y sulfuros metálicos. El anión se forma durante la disociación electrolítica, que ocurre cuando la sustancia se disuelve en agua. En este caso, la molécula se descompone en un catión, que puede representarse como un ión metálico o hidrógeno, así como un ion catiónico del residuo ácido o del grupo hidroxilo (OH-). Dado que el número de serie de azufre en la tabla periódica es dieciséis, se puede concluir que hay exactamente un número tal de protones en su núcleo. Procediendo de esto, podemos decir que también hay dieciséis electrones girando alrededor. El número de neutrones puede determinarse restando el número de orden del elemento químico de la masa molar: 32-16 = 16. Cada electrón gira no caóticamente sino en una cierta órbita. Puesto que el azufre es un elemento químico que pertenece al tercer período de la tabla periódica, hay tres órbitas alrededor del núcleo. En el primero de ellos dos electrones se localizan, en el segundo – ocho, en el tercero – seis. La fórmula electrónica del átomo de azufre se escribe de la siguiente manera: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Prevalencia en la naturaleza

En general, el elemento químico en cuestión se encuentra en los minerales, que son sulfuros de diversos metales. En primer lugar, esta pirita es la sal de hierro; También es plomo, plata, brillo de cobre, zinc blende, sulfuro de cinabrio – mercurio. Además, el azufre también puede entrar en la composición de los minerales, cuya estructura está representada por tres o más elementos químicos. Por ejemplo, calcopirita, mirabilita, kieserita, yeso. Usted puede considerar cada uno de ellos en más detalle. La pirita es un sulfuro de ferrum, o FeS ₂ . Tiene un color amarillo claro con un brillo dorado. Este mineral se puede encontrar a menudo como una impureza en lapislázuli, que se utiliza extensamente para hacer la joyería. Esto se debe al hecho de que estos dos minerales a menudo tienen un depósito común. Brillo de cobre – chalcocite, o chalcosine – es una sustancia gris azulado, similar al metal. El brillo de plomo (galena) y el brillo de plata (argentite) tienen propiedades similares: ambos se parecen a los metales en apariencia, tienen un color gris. El cinabrio es un mineral opaco de color marrón-rojo con impregnaciones grises. Chalcopyrite, cuya fórmula química CuFeS ₂ , es de color amarillo dorado, también se llama mezcla de oro. La blenda de zinc (esfalerita) puede tener un color desde el ámbar hasta el naranja ardiente. Mirabilite – Na ₂ SO ₄ x 10H ₂ O – cristales transparentes o blancos. También se llama sal de glauber, usada en medicina. La fórmula química de la kieserita es MgSO ₄ xH ₂ O. Parece un polvo blanco o incoloro. La fórmula química del yeso es CaSO ₄ x ₂ H2O. Además, este elemento químico es parte de las células de organismos vivos y es un microelemento importante.