Síra

1) Charakteristika skupiny:
Síra patří do VI. A skupiny periodického systému prvků. Leží tedy v 16. skupině a ve 3.periodě. Protonové číslo síry je 16. Do IV. A supiny patří: nekovy: kyslík (O), síra (S) a selen (Se), polokov tellur (Te) a kovové, reaktivní polonium (Po). Tyto prvky se skupinově nazývají CHALKOGENY(tzn.: „Nedotvorné prvky“) Ve valenčních orbitálech mají 6 valenčních elektronů. .Chalkogeny jsou pevné látky s oxidačním číslem od –II do VI, s výjimkou kyslíku, který je plyn a jeho oxidační číslo je jen –II = O –II. S rostoucím protonovým číslem vzrůstá, ve skupině chalkogenů, kovový charakter.

2)Výskyt Síry: a)Volná: V blízkosti sopek, je obsažena i v sopečných plynech Dále se vyskytuje v dolech (odkud ji těžíme) např.: Polsko a Sicílie.
b)Vázaná: Taková síra se vyskytuje mnohem častěji zvláště pak ve formě sulfanů a síranů. Ze sulfidů jsou nejdůležitější: FeS2 (pyrit) , ZnS (sfalerit) , HgS (ruměnka), PbS (galenit) , CuFeS2 (chalkopyrit). K nejvýznamnějším síranům patří CaSO4 . 2 H2O (sádrovec), BaSO4 (Baryt). Většina z těchto sloučenin jsou využívány jako rudy. Sírovodík (H2S) je obsažen v zemním plynu. Vyskytuje se i v bílkovinách.

3)Výroba: a)Průmyslová: Síra se nejčastěji těží tzn. Frashnovou metodou. To znamená, že síra se roztaví v jejích podzemních ložiscích přehřátou vodní parou, která je do ložiska vháněna sondami. Získaná síra se pak vyhání stlačeným horkým vzduchem. Tato síra je velmi čistá, a proto se už dále upravovat nemusí. Získaná síra je 99,6%-ní.
b)Laboratorní: Síra tvoří s halogeny celou řadu sloučenin. Chemické složení většiny z nich jim dovoluje vytvářet sloučeniny vyjádřením obecnými vzorci:1)S2X2 (X= F, Cl, Br ) 2)SnX2(X=Cl, Br, I ) 3)SX2 4)SX4(X= F, Cl )
Halogenidy síry se většinou připravují přímou syntézou z prvků. Mnohé jsou reaktivní a rozkládají se vodou. Za běžné teploty (20°C) např. SF6 S + 6F, SF6 – fluorid sírový je ve vodě nerozpustný a je nehořlavý. Dále se síra získává např. z galenitu (sulfanu olovnatého).
4)Vlastnosti prvku: a)fyzikální:

Kosočtverečná Jednoklonná
Barva Žlutá, žlutooranžová, hnědavá Žlutá, zlatožlutá, citrónově žlutá
Vryp Slámově žlutý Citrónově žlutý
Lesk Diamantový, mastný Diamantový, mastný, skelný, perleťový
Propustnost světla průhledný, průsvitný průhledný, průsvitný
Tvrdost 1 – 2,5 1,5 – 2
Štěpnost nezřetelná dokonalá
Lom + jiné fyzik. vlastnosti lasturnatý, nerovný, velmi křehký; snadno se vznítí, hoří modrým plamenem řezný,
jemný,
ohebný
Obecné tvary a agregáty pyramidální, tlustě tabulkovité, hojnoploché krystaly; kusový, vrstevnatý, celistvý, zrnitý, ledvinitý, zemitý, práškovitý; kulovité, paprsčité agregáty lupenité, sloupcovité, krátce prizmatické krystaly; kusový, deskovitý, zrnitý, vtroušený, ledvinitý, hlíznatý; v štěpných kusech, radiálně paprsčité, stébelnaté agregáty
Doprovodné nerosty kalcit, aragonit, sádrovec, anhydrit, sůl kamenná realgar, antimonit, sfalerit, pyrit,
Název Síra Síra
Značka S S
Teplota tání 119°C 112,8°C
teplota varu 444,6°C 444,6°C
Hustota (kg . m-3) 2060 1960

b)Chemické: Síra se vyskytuje v několika alotropických modifikacích( jedna z krystalických forem prvku jevící alotropii = vlastnost některých prvků, vyskytovat se v několika krystalických tvarech lišící se svými fyzikálními a chemickými vlastnostmi): SÍRA KOSOČTVEREČNÁ: za

normální teploty (20°C)-S2. Při zahřátí na teplotu 95°C přechází síra na SÍRU JEDNOKLONNOU. Obě tyto modifikace vytvářejí S8. Zahříváním nad 119°C vzniká kapalná síry, dalším zvyšováním teploty se ze síry kapalné uvolňují plyny – hnědé páry složené z molekul S8, S6, S4, S2 = 2 až 8 atomovými molekulami. Ochlazením sirných par vzniká tzn. SIRNÝ KVĚT (žlutý prášek). Prudkým ochlazením kapalné síry vzniká amorfní (plastová) síra. Ta je ale amorfní pouze krátkou dobu a po té se opět mění na síru šesterečnou. Bod tání amorfní síry- 120°C a bod varu je jako u kosočtverečné a jednoklonné – 444,6°C. Síra má oxidační i redukční účinky.
Fe + S FeS (oxidační účinky) = (při reakci železa se sírou vzniká sulfid železičitý).
S + 2HNO3 H2SO4 + 2NO (redukční účinky) = (reakcí síry s 2 molekulami kyseliny dusičné vzniká kyselina sírová a oxid dusný).
Na vzduchu hoří modrým plamenem ( S + O2 SO2 ).
Protonové číslo: 16
Paulingova elektronegativita: 2,58
Relativní atomová hmotnost: 32,066
V zemské kůře se vyskytu je v míře 0,09%. Síra je středně reaktivní nekov, který za zvýšené teploty se slučuje , za vzniku sulfidů.
Síra je velmi dobře rozpustná v sirouhlíku (CS2)

5) Použití prvku: Síra se používá převážně k výrobě střelného prachu, zápalek a jako dezinfekční prostředek k tzv. síření sudů ( to se využívá zvláště ve vinařství). Používá se i k výrobě kyseliny sírové:
1)Nitrozní metodou, která je však v současné době téměř nepoužívaná. V jejím průběhu se oxid siřičitý (SO2), v přítomnosti vody, oxiduje prostřednictvím oxidem dusičitým (NO2). Vznikající meziprodukt, kterým je hydrogensíran nitrosylu (NOHSO4), reaguje s vodou za vzniku kyseliny sírové(H2SO4) a oxidu dusnatého (NO). Oxid dusnatý raeguje se vzdušným kyslíkem zpět na oxid dusičitý a ten se vrací do výroby. Oxidy dusíku se v průběhu reakce nespotřebovávají, uplatňují se pouze jako přenašeč kyslíku.
S + O2 SO2 nebo
pražením pyritu (disulfidu železnatého): 4FeS2 + 11 O2 2 Fe2 O3 + 8 SO2
NO2 + SO2 + H2 O H2SO4 + NO
2NO + O2 2NO2
2)Kontaktní metodou, při které je oxid siřičitý (SO2) oxidován na oxid sírový (SO3) za přítomnosti katalyzátoru oxidu vanadičného (V2O5). Oxid

sírový je pevná látka s polymerní strukturou . Jeho nejdůležitější reakcí je slučování s vodou za vzniku kyseliny sírové.
2SO2 + O2 V2O5 2SO3

Kyselina sírová slouží jako výchozí surovina v celé řadě průmyslových výrob. Upltatňuje se např.: při výrobě barev , léčiv a výbušnin. Do obchodů je kyselina sírová dodávána ve formě 96%-ního vodného roztoku.
Dále se využívá například v lékařství ve formě sirných mastí na kožní nemoci. Významné využití síry je dále ve vulkanizaci (technologický pochod, při kterém změnou struktury kaučuku vzniká pryž nebo pryžové výrobky – jako pláště pneumatik) kaučuku.

6)Použití sloučenin:

1. bezkyslíkaté sloučeniny

H2S - sulfan neboli sirovodík je bezbarvý reaktivní plyn, nepříjemně zapáchající po shnilých vejcích.. S většinou kovů se slučuje na sulfidy. Je prudce jedovatý a používá se jako činidlo pod názvem sirovodíková voda. Ve všech reakcích je sulfan reaktivní.
CS2 – sirouhlík. Hořlavá jedovatá a bezbarvá kapalina, která v čistém stavu voní a v jiných stavech zapáchá. Používá se jako rozpouštědlo, celofánu, viskózního (nepřírodního) hedvábí, chloridu uhličitého.

2. kyslíkaté sloučeniny Síra a kalcit

a) oxidy
SO2 - oxid siřičitý. Bezbarvý plyn, který je ostrého a dráždivého zápachu. Snadno reaguje s vodou , a proto se využívá k výrobě kyseliny siřičité. Je nežádoucí složkou ovzduší.
SO3 - oxid sírový.
b) kyseliny
H2SO3 - kyselina siřičitá. Tato dvojsytná, velmi
nestálá a středně silná kyselina se používá k důkazu řady oxidačních činidel. Kyselina siřičitá je silné redukční činidlo, které je známo pouze v roztoku. Tvoří

dvě řady solí hydrogensiřičitany a siřičitany (např.: MIHSO3- hydrogensiřičitany, M2ISO3 – siřičitany )

H2SO4 - kyselina sírová: Bezbarvá olejovitá kapalina. Je dvojsytnou kyselinou, která se mísí s H2O v každém poměru. Má silné oxidační účinky v koncentrovaných roztocích. Rozpouští některé ušlechtilé kovy jako jsou uhlík, síra, brom a jód. Důležitá vlastnost kyseliny sírové je také dehydratační schopnost (= hygroskopická síra = organickým látkám bere H2O a dochází k jejímu uhelnatění ), díky které je používána jako sušící prostředek. Je využívána ( jako základní látka) k výrobě průmyslových hnojiv,
anorganických i organických sloučenin, k výrobě papíru, při zpracování ropy a v textilní průmyslu. Soli kyseliny sírové jsou např.: MIHSO4 – hydrogensírany,
M2ISO4 - sírany (sulfáty).