Žveplo je nemetalni element s kemijskim simbolom S in atomskim številom 16. Čisto žveplo je rumen kristal, znan tudi kot žveplo ali rumeno žveplo. Elementarno žveplo je netopno v vodi, rahlo topno v etanolu in zlahka topno v ogljikovem disulfidu CS.2.
1. Fizikalne lastnosti
- Žveplo je običajno bledo rumen kristal, brez vonja in okusa.
- Žveplo ima veliko alotropov, ki so vsi sestavljeni iz S.8ciklične molekule. Najpogostejši sta ortorombsko žveplo (znano tudi kot rombično žveplo, α-žveplo) in monoklinsko žveplo (znano tudi kot β-žveplo).
- Ortorombsko žveplo je stabilna oblika žvepla in ko ga segrejemo na približno 100 °C, ga lahko ohladimo, da dobimo monoklinsko žveplo. Temperatura transformacije med ortorombskim žveplom in monoklinskim žveplom je 95,6 °C. Ortorombsko žveplo je edina stabilna oblika žvepla pri sobni temperaturi. Njegova čista oblika je rumeno-zelena (žveplo, ki se prodaja na trgu, je zaradi prisotnosti sledov cikloheptažvepla videti bolj rumeno). Ortorombsko žveplo je dejansko netopno v vodi, ima slabo toplotno prevodnost in je dober električni izolator.
- Monoklinično žveplo so nešteti igličasti kristali, ki ostanejo po taljenju žvepla in odlivanju odvečne tekočine. Monoklinično žveplo in ortorombsko žveplo sta različici elementarnega žvepla pri različnih temperaturah. Monoklinično žveplo je stabilno le nad 95,6 ℃, pri temperaturi pa se počasi pretvarja v ortorombsko žveplo. Tališče ortorombskega žvepla je 112,8 ℃, tališče monokliničnega žvepla pa je 119 ℃. Obe sta zelo topni v CS.2.
- Obstaja tudi elastično žveplo. Elastično žveplo je temno rumena, elastična trdna snov, ki je manj topna v ogljikovem disulfidu kot druge alotropne spojine žvepla. Je netopno v vodi in rahlo topno v alkoholu. Če staljeno žveplo hitro vlijemo v hladno vodo, se dolgoverižno žveplo fiksira in postane raztegljivo elastično žveplo. Vendar se sčasoma strdi in postane monoklinsko žveplo.
2. Kemijske lastnosti
- Žveplo lahko gori na zraku in reagira s kisikom, da tvori žveplov dioksid (SO₂) plin.
- Žveplo pri segrevanju reagira z vsemi halogeni. Zgori v fluoru in tvori žveplov heksafluorid. Tekoče žveplo s klorom tvori močno dražeč dižveplov diklorid (S2Cl2). Ravnotežna zmes, ki vsebuje rdeči žveplov diklorid (SCl), lahko nastane, ko je klora v presežku in katalizatorja, kot je FeCl3ali SnI4,se uporablja.
- Žveplo lahko reagira z vročo raztopino kalijevega hidroksida (KOH) in tvori kalijev sulfid in kalijev tiosulfat.
- Žveplo ne reagira z vodo in neoksidativnimi kislinami. Žveplo reagira z vročo dušikovo kislino in koncentrirano žveplovo kislino ter se lahko oksidira v žveplovo kislino in žveplov dioksid.
3. Področje uporabe
- Industrijska uporaba
Žveplo se uporablja predvsem pri proizvodnji žveplovih spojin, kot so žveplova kislina, sulfiti, tiosulfati, cianati, žveplov dioksid, ogljikov disulfid, dižveplov diklorid, triklorosulfonirani fosfor, fosforjev sulfid in kovinski sulfidi. Več kot 80 % svetovne letne porabe žvepla se porabi za proizvodnjo žveplove kisline. Žveplo se pogosto uporablja tudi pri proizvodnji vulkaniziranega kavčuka. Ko se surov kavčuk vulkanizira v vulkaniziran kavčuk, pridobi visoko elastičnost, toplotno odpornost, natezno trdnost in netopnost v organskih topilih. Večina gumijastih izdelkov je izdelanih iz vulkaniziranega kavčuka, ki se proizvaja z reakcijo surovega kavčuka s pospeševalniki pri določenih temperaturah in tlakih. Žveplo je potrebno tudi pri proizvodnji črnega smodnika in vžigalic ter je ena glavnih surovin za ognjemete. Poleg tega se žveplo lahko uporablja pri proizvodnji žveplenih barvil in pigmentov. Na primer, kalcinacija mešanice kaolina, ogljika, žvepla, diatomejske zemlje ali kremenčevega prahu lahko proizvede modri pigment, imenovan ultramarin. Tudi industrija belil in farmacevtska industrija porabita del žvepla.
- Medicinska uporaba
Žveplo je ena od sestavin v številnih zdravilih za kožne bolezni. Na primer, tungovo olje segrevamo z žveplom, da ga sulfoniramo z žveplovo kislino, nato pa ga nevtraliziramo z amoniakovo vodo, da dobimo sulfonirano tungovo olje. 10-odstotno mazilo, narejeno iz njega, ima protivnetne in lajšajoče učinke ter se lahko uporablja za zdravljenje različnih kožnih vnetij in oteklin.
Čas objave: 9. dec. 2024