Siarka

Znana już w czasach prehistorycznych.

Nazwa siarki pochodzi z sanskrytu: sira - jasnożółty.

Siarka jest pozbawionym smaku, zapachu, żółtawym niemetalicznym pierwiastkiem. Pierwiastek ten wymieniany jest w dziełach starożytności i w Biblii.
Z powodu łatwopalności uznawano ją w alchemii za niezbędny składnik procesu spalania. Siarka wykazuje silną tendencję do tworzenia łańcuchów oraz pierścieni. Jej pary są często kilku (8, 6, 4, 2) atomowe i dopiero w wyższych temperaturach rozpadają się na pojedyncze atomy. Siarka występuje w wielu odmianach alotropowych, jest nierozpuszczalna w wodzie, ale krystaliczne formy są rozpuszczalne w siarczku węgla (CS2). Bardzo ciekawe efekty obserwuje się podczas topnienia i krzepnięcia tego niemetalu. Podczas tych przemian fazowych siarka przechodzi przez kilka odmian alotropowych o różnych właściwościach, a po stopieniu krzepnie inną drogą, nie będącą dokładnym odwróceniem procesu topnienia.
Pierwiastek ten występuje na kilku stopniach utlenienia (-2, +4, +6) i tworzy wiele związków o praktycznym znaczeniu. Najważniejsze z nich to bezbarwny, toksyczny, o charakterystycznym zapachu zgniłych jaj siarkowodór (H2S), kwas siarkowy (H2SO4), kwas tiosiarkowy (H2S2O3), ich sole, tlenki siarki (SO3, SO2) i siarczki. Tlenki siarki, uwalniane w procesie spalania węgla i pochodnych ropy, są wielkim zagrożeniem dla środowiska naturalnego. Z wodą zawartą w powietrzu tworzą kwasy siarkowe, które opadają na ziemię w postaci tzw. kwaśnego deszczu, niszcząc rośliny i przyspieszając erozję budynków.
Występowanie: Pierwiastek ten występuje w przyrodzie zarówno w związkach (siarczki, siarczany), jak i w stanie wolnym. Ponieważ jest ważnym składnikiem białek roślinnych i zwierzęcych, występuje w paliwach kopalnych będących pokładami obumarłych tkanek (węgiel kamienny - S, ropa naftowa - H2S). Jedne z największych złóż siarki znajdują się w Polsce, w okolicach Tarnobrzegu. Występuje także w meteorach. Zawartość w skorupie ziemskiej - 0,026% wagowego.
Otrzymywanie: Występującą w przyrodzie siarkę wydobywa się albo przez metody odkrywkowe, lub też poprzez wytopienie jej z wydobytej skały. Inną metodą jest wytopienie siarki jeszcze pod ziemią za pomocą przegrzanej pary wodnej i wytłoczenie jej sprężonym powietrzem. Duże znaczenie ma także pozyskiwanie siarki z siarkowodoru, występującego w paliwach gazowych. Siarkę można także otrzymać z dwutlenku siarki redukując ją np. tlenkiem węgla lub koksem.
Wykorzystanie: Wielkie ilości siarki i jej związków wykorzystuje się do produkcji dwusiarczku węgla i kwasu siarkowego (VI). Używana jest do wulkanizacji kauczuku (nadawanie elastyczności), jako składnik zapałek, ogni szfucznych i prochu. Bardzo ważna jest także dla wszystkich organizmów żywych jako składnik białek. Wykorzystywana jest również do produkcji barwników, jako specjalistyczny cement i do leczenia chorób skóry. Kwas siarkowy (H2S04) to jeden z podstawowych surowców przemysłu chemicznego, znajduje zastosowanie m.in. w syntezie innych związków (utleniacz) oraz jako stężony roztwór wodny, do osuszania gazów (wiązanie pary wodnej). Tiosiarczan sodu (Na2S2O3.5H2O) jest tzw. utrwalaczem w fotografice. Siarkowodór, silny reduktor, używany jest w chemii analitycznej. Halogenki siarki -dekafluorek (S2F10) i tetrafluorek siarki (SF4) są środkami fluorującymi. Dwutlenek siarki stosowany jest do odkażania.
Konfiguracja elektronowa Ne 3s23p4
Masa atomowa 32,066
Gęstość [kg/m3] 2070 (293K)
Główny stopień utlenienia +6 (-2; -1; 0; +1; +2; +3; +4; +5)
Izotopy: masa - zawartość - okres półrozpadu
32S
33S
34S
35S
36S
31,972 - 95,02% - stabilna
32,971 - 0,75% - stabilna
33,968 - 4,21% - stabilna
34,969 - 0% - 87,9 dni
35,967 - 0,02% - stabilna
Temperatura topnienia 385,95K (odmiana alfa); 392K (beta); 393K (gamma)
Temperatura wrzenia 717,8KK
Promień atomowy [pm] 104
Powinowactwo elektronowe [kJ×mol-1] 200,4
Energia jonizacji [kJ×mol-1] 999,6 S -> S+
2251 S+ -> S2+
3361 S2+ -> S3+
Elektroujemność 2,58 (Pauling); 6,22 eV (absolutna)
Energia wiązań kowalencyjnych [kJ×mol-1] S-H
S-C
S=C
S-O
S=O
S-F
S-Cl
S-S
347
272
476
265
525
328
255
226

Poprzednia Pierwiastki Następna