Síra

Základní informace:

F název Síra

F latinsky Sulphur

F anglicky Sulphur

F francouzsky Soufre

F německy Schwefel

F značka S

F protonové číslo 16

F relativní atomová hmotnost 32,066

F Paulingova elektronegativita 2,58

F elektronová konfigurace [Ne] 3s2 3p4 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

F teplota tání 388,36 K, 115,21°C

F teplota varu 717,87 K, 444,72°C

F skupina VI.A

F perioda 3

F skupenství (při 20°C) pevné

F oxidační čísla ve sloučeninách -II, II, IV, VI

F rok objevení objevitel

F starověk -

Výskyt

Síra se v přírodě vyskytuje

F volná: v blízkosti sopek a je také obsažena v sopečných plynech (sulfan - H2S, oxid siřičitý - SO2).

F vázaná ve sloučeninách ve formě sulfidů a síranů.

F síra je také významný biogenní prvek - v organických sloučeninách je obsažena v bílkovinách.

Vlastnosti

F pevná a krystalická látka,

F má žlutou barvu.

F vyskytuje se v několika alotropických modifikací –

o kosočtverečná síra, je stálá při laboratorní teplotě,

o síra jednoklonná vzniká při 95°C ze síry kosočtverečné

o obě tyto modifikace vytvářejí cyklické molekuly S8. Vzájemně se liší pouze uspořádáním těchto molekul v krystalové struktuře.

o zahříváním jednoklonné síry nad 119°C připravíme tzv. kapalnou síru (hustá, viskózní kapalina), jejímž dalším zahříváním vznikají hnědé páry.

o prudkým ochlazením těchto par vzniká sirný květ, který má podobu žlutého prášku.

o při prudkém ochlazení kapalné síry dostaneme síru plastickou, která však není stálá a postupně přechází na modifikaci kosočtverečnou. Molekuly plastické síry vytvářejí dlouhé polymerní řetězce, které jsou také příčinnou její plastičnosti.

F síra je středně reaktivní látka, která se přímo slučuje téměř se všemi prvky. Má oxidační i redukční účinky:

o Fe + S -> FeS (oxidační účinky)

o S + 2HNO3 -> H2SO4 + 2NO (redukční účinky)Použití

Síra se používá převážně k

F výrobě střelného prachu,

F zápalek

F jako dezinfekční prostředek k tzv. síření sudů (popř. včelích plástů).

F v lékařství ve formě sirných mastí, které se používají proti kožním chorobám.

F významné využití síry je také vulkanizace kaučuku

F výroba dalších chemických sloučenin (např. kyselina sírová - H2SO4, sirouhlík - CS2, atd.).

Síra, její vlastnosti a použití - souhrn

Ø žlutá, křehká krystalická látka, vyskytuje se v různých modifikacích - nejčastější z nich je síra kosočtverečná, popř. jednoklonná, základní stavební strukturou síry za běžných podmínek jsou osmiatomové molekuly S8

Ø ochlazením par vroucí síry se získá sirný květ

Ø je nerozpustná ve vodě, ale dobře rozpustná v nepolárních rozpouštědlech (např. v sirouhlíku CS2)

Ø za běžné teploty je poměrně stálá, při vyšší teplotě reaguje s mnoha kovy i nekovy

Ø zapálená síra shoří na SO2, reakcí práškového železa s rozetřenou sírou vzniká FeS

Ø ve sloučeninách s prvky o srovnatelné nebo větší hodnotě elektronegativity (kyslík, halogeny) má kladná oxidační čísla II, IV, VI

Ø používá se při výrobě pryže z kaučuku, k výrobě zápalek, střelného prachu, prostředků proti rostlinným škůdcům, je základní surovinou pro výrobu kyseliny sírové, sirouhlíku, siřičitanů a sulfidů

Sloučeniny

Důležité sloučeniny síry

Sulfan, sulfidy

Ø sulfan (dříve sirovodík) H2S - prudce jedovatý plyn, zápachem připomínající zkažená vejce, vzniká při rozkladu bílkovin, obvykle se připravuje rozkladem sulfidu železnatého zředěnou kyselinou chlorovodíkovou: FeS + 2 HCl FeCl2 + H2S, má silně redukční účinky, na vzduchu shoří na oxid siřičitý SO2 a vodu, při nedostatku kyslíku vzniká síra, sulfan je slabá dvojsytná kyselina, odvozují se od ní dvě řady solí: sulfidy MIS a hydrogensulfidy MIHS

Ø sulfidy - sulfidy kovů (kromě s1-kovů) jsou ve vodě nerozpustné, charakteristicky zabarvené, zahříváním sulfidů kovů na vzduchu vznikají odpovídající oxidy nebo i kovy: 2 ZnS + 3 O2 2 ZnO + 2 SO2

Kyslíkaté sloučeniny síry

Ø oxid siřičitý SO2 - bezbarvý plyn dráždící dýchací cesty, vzniká spalováním síry, sulfanu a oxidací (pražením) kovových sulfidů, např. pyritu: 4 FeS2 + 11 O2 2 Fe2O3 + 8 SO2, připravuje se rozkladem siřičitanu silnější kyselinou, např.: Na2SO3 + H2SO4 Na2SO4 + SO2 + H2O, do ovzduší se SO2 dostává spalováním uhlí a topných olejů, působí silně redukčně - má dezinfekční a bělící účinky, dobře se rozpouští ve vodě a tento roztok se chová jako slabá dvojsytná kyselina, odvozují se od ní hydrogensiřičitany MIHSO3, siřičitany MI2SO3 a disiřičitany MI2S2O5 krystalizujíc v roztoku

Ø siřičitany - mají silně redukční účinky, v roztoku se snadno oxidují na sírany, používají se k bělení papíru, vlny a jako dezinfekční prostředek

Ø oxid sírový SO3 - vzniká slučováním oxidu siřičitého a kyslíku (obyčejně za přítomnosti katalyzátoru), s vodou reaguje za uvolnění tepla na kyseinu sírovou: MIHSO3 + H2O H2SO4

Ø kyselina sírová H2SO4 - silná dvojsytná kyselina, s vodou se mísí v libovolném poměru, přičemž sesilně zahřívá, koncentrovaná je bezbarvá olejovitá, slně hygroskopická kapalina, která má mohutné dehydratační účinky, koncentrovaná kyselina sírová působí oxidačně zejména za vyšší teploty, reaguje se všemi kovy kromě olova (na jeho povrchu vzniká nerozpustný síran olovnatý PbSO4) a kromě zlata a platiny, například s mědí probíhá reakce : Cu + H2SO4 CuO + SO2 + H2O, v zředěném roztoku kyselina projevuje své kyselé vlastnosti větší měrou, ale oxidační vlastnosti ztrácí, reaguje proto jen s méně ušlechtilými kovy za vzniku síranu a vodíku: Fe + H2SO4 FeSO4 + H2, odvozují se od ní dvě řady solí: sírany (sulfáty) MI2SO4 a hydrogensírany MIHSO4, většina síranů a všechny hydrogensírany jsou ve vodě dobře rozpustné (známé výjimky jsou BaSO4 a PbSO4), podvojné sírany, např. Kamenec - dodekahydrát síranu draselno-hlinitého Kal(SO4)2 . 12 H2O, lze získat společnou krystalizací jednoduchých síranů z vodného roztoku

Výroba kyseliny sírové

Ø první stupeň výroby je oxidace síry na oxid siřičitý, ten se průmyslově vyrábí spalováním síry, sulfanu nebo pražením sulfidů, druhý stupeň je oxidace SO2 na SO3 vzdušným kyslíkem: SO2 + 1/2 O2 SO3, potom se SO3 rozpouští v kyselině sírové, vzniká dýmavá kyselina sírová (oleum), která obsahuje zejména kyselinu disírovou H2S2O7, z olea lze ředěním vodou získat kyselinu sírovou požadovaného složení, výroba kyseliny sírové je ze všech chemických výrobna světě největší,

Ø použití kys. sírové: kys. sírová se používá hlavně k výrobě průmyslových hnojiv (superfosfátu, síranu amonného), barviv a pigmentů, viskózových vláken, polymerů, k moření železných plechů, jako elektrolyt do akumulátorů, při zpracování ropných produktů, rud, aj.

Celkový přehled sloučenin síry

1. bezkyslíkaté sloučeniny

H2S – sulfan

ve větším množství jedovatý plyn, který svým zápachem připomíná zkažená vejce; vzniká při rozkladu bílkovin

CS2 – sirouhlík

těkavá, jedovatá a zapáchající kapalina; používá se k výrobě hedvábí a celofánu; nepolární rozpouštědlo

sulfidy

podrobnější informace o konkrétních sulfidech viz. jednotlivé stránky o chemických prvcích

2. kyslíkaté sloučeniny

a) oxidy

SO2 - oxid siřičitý

bezbarvý a jedovatý plyn štiplavého zápachu