Күкірт

ЖОСПАР

І КІРІСПЕ

II НЕГІЗГІ БӨЛІМ

   2.1Жалпы сипаттама

   2.2Күкірт оксидтері

   2.3 Күкірт қышкылы 

III ҚОРЫТЫНДЫ

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе.

        Күкірт(ағылш. Sulfur), S – элементтердің периодтық жүйесінің VІ тобындағы химиялық элемент; ат. н. 16, ат. м. 32,06. Тұрақты 4 изотопы бар. Сондай-ақ жасанды жолмен алынған 6 изотопы белгілі. Күкірттің жер қыртысындағы салмақ мөлшері 0,05%, теңіз суында 0,08 – 0,09%. Күкірт біздің заманымыздан 2000 жыл бұрын белгілі болған. Қалыпты жағдайда күкірт сары түсті, бейметалл. Табиғатта бос күйінде (саф К.) және сульфидті (мыс., пирит, галенит, антимонит, т.б.), сульфатты (гипс, ангидрит, барит, мирабилит, т.б.), т.б. минералдар түрінде кездеседі. Күкірттің бірнеше кристалдық түрлері белгілі, оның ішіндегі орнықтылары ромбылық α-күкірт және моноклинді β-күкірт. Күкірттің тығыздығы 2,07 г/см3 (α-түрі) және 1,96 г/см3 (β-түрі), балқу t 112,8°С, қайнау t 444,6°С, жылу өткізгіштігі 0,208 Вт/(м•град). К. суда ерімейді, бензолда жақсы ериді, қыздырғанда молекуласындағы атом саны бірте-бірте кемиді: S8→ S6→ S4→ S2 соңында 2000°С-тан жоғары қыздырғанда К. буында жеке атомдар пайда болады. Салқындатқанда осы процесс кері айналып полимерлену құбылысы жүреді. К. қосылыстарында –2-ден +6-ға дейін тотығу дәрежелерін көрсетеді. Азот, йод, алтын, платина және инертті газдардан басқа элементтердің бәрімен әрекеттеседі. К. металдармен реакцияда болғанда өте көп жылу бөлініп шығады. Оттекпен бірнеше оксид түзеді. К. саф К., полиметалдық кендер, газ және мұнайды тазалау кезінде олардан қосымша өнім ретінде алынады. К. негізінен химия өнеркәсібінде күкірт қышқылын алу үшін пайдаланылады, сондай-ақ қағаз, резина, сіріңке жасауда, тоқыма өнеркәсібінде мата ағартуға, дәрі-дәрмек, косметик. препараттар дайындауда,пластмасса, қопарғыш заттар, тыңайтқыш, улы химикаттар алуда кеңінен қолданылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Периодттық жүйедегі орны

Күкірт III периодтың, VI топтың негізгі топшасының элементі, реттік нөмірі 16. Олай болса ядро заряды +16, протон саны 16, нейтроны да 16; электрондарының  жалпы саны 16.

Электрондық құрылысы. Осы  электрондар үш электрондық қабаттарда бөлініп орналасады, күкірттің электрондық  формуласы:1s22s22p63s23s4

Күкірт II, IV, VI - валентті бола алады, ал тотығу дәрежелері -2,0, +4, +6 болып  келеді.

Физикалық қасиеттері

Күкірт - сары түсті, суда нашар  еритін, су жұктырмайтын, жылу мен тоқ  өткізбейтін, морт келетін қатты  зат. Балку температурасы 119°С. Күкірт атомының сыртқы валенттілік кабатында  екі дара электроны болғандыктан, олар өзара байланыса алады.

Табиғатта таралуы. Күкірттің  табиғи қосылыстары

Балқаш, Шығыс Қазакстан  облысында сульфидтер (ZnS, PbS, FeS2, т.б.) күйінде болса, сульфаттары (CaS04 • 2Н20 - ғаныш (гипс), Na2S04• • 10Н20 - мирабилит, FeS04 • 7Н20 - темір купоросы) т. б. болады. Күкірт қосылыстары мұнайда және тас көмірде де кездеседі.

Бос күйіндегі күкіртті тау  жыныстарынан балқыту арқылы алады.

Вулкан атқылағанда газбен ілесе ұшқан күкірт сыртқа шығып  кристалл түрінде қатаяды. Ондай  күкіртті вулканмен байланысты арасан көздерден (фумаролдардан), тау жыныстарының жарықтарынан, қуыстарынан кездестіруге болады.

Сульфид минералдардың тотығуынан пайда болатын күкірт кендері  көбінесе сульфид кендерінің үстіңгі  қабатында болады. Бұл жағдайда пайда  болатын күкірттің реакциясын мынадай  түрде көрсетейік.

RS + Fe2(SО4) 3 = 2FeS0 4 + RS04 + S. 

Қолданылуы

Күкірт каучукты резинаға айналдыру (вулканизация) үшін, медицинада, тұрмыста жертөлені және қоймаларды аластау үшін, оқ-дәрі жөне сіріңке  өндірістерінде қолданылады.

Кен орны

СССР-де шөгінді күкірт кенінің  ең көп жері — Орта Азияда (Қарақұм, Гаурдақ , Шорсу), Поволжьеде (Куйбышев қаласы маңында).

Вулкандық күкірт кендері  Кавказда, Камчаткада және Куриль аралдарында  кездеседі. Шет мемлекеттердегі  күкірт кені Италияда, Сицилияда бар. Техас және Луизиана штаттарындағы (АҚШ) күкірт кендері тау жыныстарының жарығында кездеседі. Вулкандық  күкірт кендері Италияда, Жанонияда, Чилиде» т. б. жерлерде бар.

Күкірт оксидтері

Күкірт екі түрлі оксид  түзеді: S (IV) оксиді - SO2 (күкіртті газ  немесе күкірттің диоксиді), бұл  түссіз, тұншықтырғыш өткір иісті  газ. Күкірт (VI) оксиді, күкірт ангидриді - SО3, ұшқыш, түссіз сұйықтық. SО3+17°С температурада  қатты зат. Олар суда жақсы ериді, нәтижесінде күкіртті қышқыл H2SО3 және күкірт қышқылы H2SО4 түзіледі, олай болса, бұлар қышқылдықоксидтер екен.

SO2+H2О=H2SО3 күкіртті қышқыл

SO3+H2О=H2SО4 күкірт қышқылы

Алынуы

Зертханада күкіртті ауада  жандырғанда күкірт (IV) оксидін (ауа  тартқыш шкафта) алуға болады. Сол  сияқты бұл оксидті натрий сульфитінің  кристалына, қышқыл ерітіндісін қосып  та алады.

S+O2=SO2

Na2SO3+HCl=2NaCl+H2O+SO2↑

Өндірісте сульфидтерді жандыру арқылы:

2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2↑

2SO2+O2↔2SO3↑

Химиялық қасиеттері

1) негіздік оксидпен әрекеттесіп тұз түзеді:

SO2+Na2O=Na2SO3

SO3+Na2O=Na2SO4

2) негізбен әрекеттескенде тұз және су түзіледі:

SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O

SO3+2NaOH=Na2SO4+H2O

Күкірт (IV) оксиді тотығу-тотықсыздану реакцияларында әрі тотықтырғыш, әрі тотықсыздандырғыш; себебі күкірттің тотығу дәрежесі аралық мәнде (+4) болады.

Қолданылуы

SO2 ағартқыш ретінде және зиянды микроағзалардан көкөніс қоймаларын тазартады.[1]

Күкірт қышкылы — күкірттің маңызды қосылыстарының бірі. Ол екінегізді күшті қышқыл, орта және қышқыл тұздар түзеді. Концентрациялы күкірт қышқылы — түссіз, ұшпайтын, май тәріздес, суда жақсы еритін, сүйык зат. Тығыздығы 1,84 г/см3, массалык үлесі 98%. Ол 280°С-та қайнайды, ал 10,4°С-та кристалданады.

Күкірт қышқылы суда ерігенде көп жылу бөле отырып, онымен химиялық реакцияға түсіп, қүрамы әртүрлі  гидраттар түзеді. Олар: H2S04* Н20, H2S04*2H20, H2S04*4H20. Сондықтан да қышқылды суда еріткенде  мынадай қауіпсіздік ережесін мұқият сақтау қажет: ауыр сұйықтықты (қышқыл) жеңіл сұйықтыққа (суға) шыны таяқшамен  араластыра отырып, жайлап құю қажет. Сонда ауырлау күкірт қышқылы  судың астыңғы қабатына дейін  жетіп, бөлінген жылу біркелкі тарайды, ал керісінше суды қышқылға құйса, су қышқылдан жеңіл болғандықтан бөлінген мол жылу суды қайнау температурасына  дейін жеткізіп, қышқыл жан-жаққа  шашырауы мүмкін.

Күкірт қышқылы күшті  су тартқыш зат. Егер концентрациялы қышкыл толтырылған стаканды біраз  уакыт ашық калдырса, ауадағы су буынбойына тартып сіңіреді де, қышқыл ыдыстан асып төгіледі. Осы қасиетіне  бола күкірт қышқылын түрлі газдарды ылғалдан құрғату үшін пайдаланады. Концентрациялы күкірт қышкылы адам терісіне, матаға, ағашқа тисе, оны карайтып күйдіреді. Сол себепті, күкірт қышқылымен жұмыс істегенде өте сақ болу керек. Теріге немесе матаға тиген күкірт қышқылын тездетіп сумен жуып, содан  соң ас содасы ерітіндісімен шаю  қажет.

Химиялық қасиеттері

Концентрациялы күкірт қышқылына  күшті тотықтырғыштың қасиеті тән. Сұйылтылған күкірт қышкылы басқа  күшті қышқылдарға тән қасиеттерді  көрсетеді.

1. Екінегізді күкірт қышкылы сатылы диссоциацияланады, индикаторға әсер етеді:

 

1. Бірінші сатысында H2SO4 түгелдей дерлік диссоциацияланады. Ал екіншісінде азырақ диссоциацияланады:

 

1. Күкірт қышқылы сілтілермен және ерімейтін негіздермен әрекеттесіп түз түзеді:

немесе қысқартылған теңдеуі:

1. Сұйылтылған күкірт қышқылы металдардың кернеу қатарындағы сутектің сол жағында орналасқан металдармен әрекеттес- кенде, тотықтырғыш касиет көрсетеді, нәтижесінде сутек газы бөлінеді:

Қалыпты температурада өте  концентрациялы 80—90%-тік күкірт қышқылы  көптеген металдармен: мысалы, темір, алюминий, хромменәрекеттеспейді. Оның себебі, металл бетінде енжар қабат пайда  болады.

Концентрациялы күкірт қышқылы H2S04 металдардың кернеу қатарында  сутектің оң жағында орналасқан металдармен  де әрекеттеседі. Бұл жағдайда сутек  бөлінбейді. Күкірттің тотығу дәрежесі +6 болатын сульфат-ионы S04 есебінен тотықтырғыш болады, нәтижесінде S02 түзіледі. Концентрациялы күкірт қышқылының мыспен әрекеттесуін қарастырайық.

1. Барийдің ерімтал тұздары күкірт қышқылына және оның тұздары — сульфаттарға анықтағыш реактив болады. Екі сынауыкка аздап күкірт кышқылы және натрий сульфаты ерітіндісінен қүйып, үстіне барий хлоридінен тамызса, ақ түнба түзіледі. Реакция теңдеулері:

немесе екі реакциядан қысқартылған теңдеу:

 

BaS04 түнбасы суда да, азот  қышқылыыда да ерімейтіндіктен,  күкірт кышкылын жөне оның  түздарын сипаттайтын реактив  ретінде ерімтал барий түздары  пайдаланылады.

Концентрациялы күкірт қышқылына  батырылған ағаш және қағаз қарайып, көмірге айналады. Қантқа әсер еткенде, күкірт қышқылы одан сутек пен  оттекті бөліп алады, ал көміртек кеуекті көмір түрінде бөлініп  шығады. Мысалы, оған тәжірибе жасап  көз жеткізуге болады. Шамамен 30 г ұнтақ қантты 100 мл-лік стақанға салып, шыны таяқшамен араластыра отырып, 26 мл концентрациялы H2S04 қосу қажет. Қышқыл қосқан соң көп жылу бөліне отырып, гидраттану тез жүреді де қант қарайып, кеуекті көмірге айналып, стақаннан  асып төгіле бастайды .

 

Қолданылуы

Күкірт қышқылы — химиялық өндірістід кәбінде қолданылатын негізгі  өнім. Басқа қышқылдармен салыстырғанда, химия өнеркәсібінде кең көлемде  қолданылуына сәйкес құкірт қышқылы  бірінші орында тұр. Ол басқа бейорганикалық қьшқылдарды HCL, HN03, Н3Р04 және минералдық тыңайтқыштарды алуда кеңінен пайдаланылады. Металлургияда түсті металдар алу  үтттін мұнай еңдеуде түрлі енімдерді  тазартуға, қопарылғыш заттар, жасанды  талшықтар, бояулар, дәрі-дәрмектер  парфюмерия өндіруде, тері илеуде және пластмассасинтездеуде алатын орны ерекше

Күкірт қышқылының тұздары

Күкірт қышқылының тұздары 2 типті болады: орта және қышқыл тұздар. Орта тұздар — сульфаттар, қышқыл тұздар — гидросульфаттар. Көпшілік сульфаттар суда жақсы ериді, ал ерімейтіндерге және аз еритіндерге BaS04, SrSO4, жатады. Kөп қолданылатын тұздары: натрий сульфатының  кристал- гидраты Na2S04-10H20, оның минералын  мирабилит деп атайды.

Осы тұз медицинада дәрі ретінде "глаубер түзы" деген  атаумен қолданылады. Натрий сульфатының  негізгі қоры Арал, Балқаш көлдерінің маңында кездеседі. Кальций сульфаты CaS04табиғтта ғаныш минералы CaS04- 2Н20 түрінде таралған. Оны қыздырып алебастр алып, құрылыста байланыстырғыш зат  ретінде пайдаланады. Тотияйын, яғни мыс кристалгидраты CuS04-5H20 жасанды  жібек, талшық алуға, өсімдік зиянкестерімен күресуге қажет. Темір (II) сульфатының  кристалгидраты FeS04-7H20 ауыл шаруашылық зиянкестерімен күресуде, мата бояуда, фотографияда қолданылады. Күкірт қышқылы  — екінегізді күшті қышқыл. Сүйылтылган  күкірт қышқылының басқа қышқылдарға  тән химиялық қасиеттері бар. Концентрациялы күкірт қышқылы ерекше қасиеті бар  күшті тотықтырғыш. Концентрациялы күкірт қышқылы суда көп жылу бөле ериді. Ол матаны, ағашты, адам терісін күйдіреді. Онымен жұмыс істегенде сақ болу керек. Ол екі қатар тұздары — гидросульфаттар және сульфаттар түзеді. Күкірт қышқылы минералдық тыңайтқыштар, басқа тұздар алуда, медицинада, мұнай өнімдерін өңдеуде кеңінен қолданылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды.

Күкірттің дүниежүзілік өндірісі мен нарығы

        Күкірт  химиялық өнеркәсіптегі шикізаттың  негізгі түрі болып табылады. Басқа шикізат өнімдеріне қарағанда,  оны арнаулы өнім ретінде өндірмейді.  S негізінен мұнайды, газды және  мұнайлы құмдарды өндіру арқылы  алынатын жанама өнім болып  табылады. Күкіртті қолданатын негізгі  сала, оны тұтынудың ең ірі  секторы болып табылатын фосфорлы  тыңайтқыштарды өндіруде кең  қолданылатын күкірт қышқылын  өндіру саласы болып табылады.

Дүниежүзілік нарығын  шолу

Қазіргі кезде, кез-келген түрдегі  күкірттің (КТК) үлкен бөлігі жанама өнім ретінде шығарылады. Қарапайым  күкірттің 98% газ және мұнай өндіретін  зауыттарда өндіріледі. Күкірт диоксидінің  атмосфераға шығарылуын төмендету  мақсатында, күкірт қышқылы үлкен  мөлшерде металлургиялық комбинаттарда  өндіріледі.

2008 жылы КТК өндірісінің  көлемі 76,3 млн тонна (S-ке қайта  есептегенде) болды: мұнай және  газды өңдеу арқылы алынған  күкірт – 47,9 млн тонна, таза  қалпындағы күкірт – 0,8 млн  тонна, пирит – 6,8 млн тонна,  өзге түрдегі күкірт – 20,8 млн  тонна. Шығарудың негізгі түрі  қарапайым күкірт болып табылады.  2008 жылы ол КТК өндірісініңң 64% құрды 2008 жылы қарапайым күкірттің  негізгі өндірушілері  Солтүстік  Америка (15,5 млн тонна), ТМД (9 млн  тонна) және Таяу Шығыс (8,5 млн  тонна) болды. Дүниежүзілік өндірістің  құрылымында берілген аймақтардың  үлестері 32,0%, 18,3% және сәйкесінше 17,2%  болды (сурет2). Шағын өндірістік  орталықтары Шығыс Азия (12,2%), Батыс  Еуропа  (9,9%), және  Латын Америка  (4,4%) болып табылады. Қытай пирит  шығару бойынша (88%) дүниежүзілік  көшбасшысы, сонымен қатар, түсті  металлургияның газдарынан алынатын  күкірт қышқылының ең ірі өндірушісі  болып табылады.

British Sulphur Consultants болжауы бойынша, 2007-2017жылдары КТК-ң дүниежүзілік  өндірісі 31,1 млн тоннадан 105,7 млн  тоннаға дейін өседі. Шығару  көлемі жылына орташа есеппен  3,4% -ға өсіп отырады. Бұл өсімді  негізінен қарапайым күкірт өндірісі  арқасында жорамалданып отыр. Сонымен,  көмірсутек шикізаттың өңделуі  өседі, ал таза қалпындағы күкірттің  шығарылуы, керісінше, төмендейді. Қарапайым күкірт өндірісі 2007 жылы  48,6 млн тоннаға, ал 2017 жылы  74,1 млн тоннаға дейін өседі (сурет3). Өндіріс жыл сайын 4,2% -ға дейін жоғарлап отырады. Қарапайым күкірттің ең жоғары өсімі (сурет4)Таяу Шығыста – 10,9 млн тонна (газды өңдеу), Шығыс Азияда – 6 млн тонна (Қытайда мұнай және газды өңдеу), ТМД– 3,6 млн тонна (газды өңдеу), Латын Америкада – 2,1 млн тонна (мұнайды күкірттенсіздіру) және Солтүстік Америкада – 1,3 млн тонна (мұнай мен мұнайлы құмдарды өңдеу, газ өңдеуді төмендету) күтулуде.