Rikki on kemiallinen alkuaine, joka on jaksollisen järjestelmän kuudennessa ryhmässä ja kolmannessa jaksossa. Tässä artikkelissa tarkastelemme yksityiskohtaisesti sen kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia, tuotantoa, käyttöä ja niin edelleen. Fysikaaliset ominaisuudet sisältävät sellaisia ominaisuuksia kuin väri, sähkönjohtavuus, rikin kiehumispiste jne. Kemiallinen ominaisuus kuvaa sen vuorovaikutusta muiden aineiden kanssa.
Rikki fysiikan kann alta
Tämä on herkkä aine. Normaaleissa olosuhteissa se on kiinteässä aggregaatiotilassa. Rikillä on sitruunankeltainen väri.
Ja suurimmaksi osaksi kaikki sen yhdisteet ovat keltaisia. Ei liukene veteen. Sillä on alhainen lämmön- ja sähkönjohtavuus. Nämä ominaisuudet luonnehtivat sitä tyypilliseksi ei-metalliksi. Huolimatta siitä, että rikin kemiallinen koostumus ei ole ollenkaan monimutkainen, tällä aineella voi olla useita muunnelmia. Kaikki riippuu kidehilan rakenteesta, jonka avulla atomit kytkeytyvät, mutta ne eivät muodosta molekyylejä.
Joten, ensimmäinen vaihtoehto on rombinen rikki. Hän sattuu olemaanvakain. Tämän tyyppisen rikin kiehumispiste on neljäsataaneljäkymmentäviisi celsiusastetta. Mutta jotta tietty aine voisi siirtyä kaasumaiseen aggregaatiotilaan, sen on ensin läpäistävä nestemäinen tila. Joten rikin sulaminen tapahtuu lämpötilassa, joka on satakoltoista celsiusastetta.
Toinen vaihtoehto on monokliininen rikki. Se on neulan muotoisia kiteitä, joiden väri on tummankeltainen. Ensimmäisen tyypin rikin sulaminen ja sitten sen hidas jäähtyminen johtaa tämän tyypin muodostumiseen. Tällä lajikkeella on lähes samat fyysiset ominaisuudet. Esimerkiksi tämän tyyppisen rikin kiehumispiste on edelleen sama neljäsataaneljäkymmentäviisi astetta. Lisäksi tätä ainetta on niin monenlaisia kuin muovi. Se saadaan kaatamalla kylmään veteen, joka on kuumennettu melkein kiehuvaksi rombiseksi. Tämän tyyppisen rikin kiehumispiste on sama. Mutta aineella on kyky venyä kuin kumi.
Toinen fysikaalisen ominaisuuden komponentti, josta haluaisin puhua, on rikin syttymislämpötila.
Tämä luku voi vaihdella materiaalityypin ja sen alkuperän mukaan. Esimerkiksi teknisen rikin syttymislämpötila on satayhdeksänkymmentä astetta. Tämä on melko alhainen luku. Muissa tapauksissa rikin leimahduspiste voi olla kaksisataaneljäkymmentäkahdeksan astetta ja jopa kaksisataaviisikymmentäkuusi. Kaikki riippuu siitä, mistä materiaalista se louhittiin, mikä tiheys sillä on. Mutta siitä voi päätelläettä rikin palamislämpötila on melko alhainen verrattuna muihin kemiallisiin alkuaineisiin, se on syttyvä aine. Lisäksi joskus rikki voi yhdistyä molekyyleiksi, jotka koostuvat kahdeksasta, kuudesta, neljästä tai kahdesta atomista. Nyt kun rikkiä on tarkasteltu fysiikan näkökulmasta, siirrytään seuraavaan osaan.
Rikin kemiallinen karakterisointi
Tällä alkuaineella on suhteellisen pieni atomimassa, se on kolmekymmentäkaksi grammaa moolia kohden. Rikkielementin ominaisuus sisältää sellaisen tämän aineen ominaisuuden kuin kyvyn eri hapetusasteisiin. Tässä se eroaa esimerkiksi vedystä tai hapesta. Kun otetaan huomioon kysymys siitä, mikä on rikkialkuaineen kemiallinen ominaisuus, on mahdotonta olla mainitsematta, että olosuhteista riippuen sillä on sekä pelkistäviä että hapettavia ominaisuuksia. Harkitse siis tietyn aineen vuorovaikutusta erilaisten kemiallisten yhdisteiden kanssa.
Rikki ja yksinkertaiset aineet
Yksinkertaiset ovat aineita, joiden koostumuksessa on vain yksi kemiallinen alkuaine. Sen atomit voivat yhdistyä molekyyleiksi, kuten esimerkiksi hapen tapauksessa, tai ne eivät välttämättä yhdisty, kuten metallien tapauksessa. Joten rikki voi reagoida metallien, muiden epämetallien ja halogeenien kanssa.
Vuorovaikutus metallien kanssa
Tällainen prosessi vaatii korkean lämpötilan. Näissä olosuhteissa tapahtuu additioreaktio. Eli metalliatomit yhdistyvät rikkiatomien kanssa muodostaen siten monimutkaisia aineita sulfideja. Esimerkiksi jos lämmitätkaksi moolia kaliumia sekoitettuna yhteen mooliin rikkiä, saamme yhden moolin tämän metallin sulfidia. Yhtälö voidaan kirjoittaa seuraavasti: 2K + S=K2S.
Reaktio hapen kanssa
Tämä polttaa rikkiä. Tämän prosessin seurauksena sen oksidi muodostuu. Jälkimmäinen voi olla kahta tyyppiä. Siksi rikin palaminen voi tapahtua kahdessa vaiheessa. Ensimmäinen on, kun yksi mooli rikkiä ja yksi mooli happea muodostavat yhden moolin rikkidioksidia. Voit kirjoittaa tämän kemiallisen reaktion yhtälön seuraavasti: S + O2=SO2. Toinen vaihe on yhden happiatomin lisääminen dioksidiin. Tämä tapahtuu, kun yksi mooli happea lisätään kahteen mooliin rikkidioksidia korkeissa lämpötiloissa. Tuloksena on kaksi moolia rikkitrioksidia. Tämän kemiallisen vuorovaikutuksen yhtälö näyttää tältä: 2SO2 + O2=2SO3. Tämän reaktion seurauksena muodostuu rikkihappoa. Joten suorittamalla kuvatut kaksi prosessia on mahdollista johtaa tuloksena oleva trioksidi vesihöyrysuihkun läpi. Ja saamme sulfaattihappoa. Tällaisen reaktion yhtälö kirjoitetaan seuraavasti: SO3 + H2O=H2 SO 4.
Vuorovaikutus halogeenien kanssa
Rikin, kuten muiden ei-metallien, kemialliset ominaisuudet antavat sen reagoida tämän aineryhmän kanssa. Se sisältää yhdisteitä, kuten fluorin, bromin, kloorin, jodin. Rikki reagoi minkä tahansa niistä, paitsi viimeksi mainitun kanssa. Esimerkki on tarkasteltujen aineiden fluorausprosessiolemme jaksollisen järjestelmän elementti. Kuumentamalla mainittua epämetallia halogeenilla voidaan saada kaksi fluorimuunnelmaa. Ensimmäinen tapaus: jos otetaan yksi mooli rikkiä ja kolme moolia fluoria, saadaan yksi mooli fluoria, jonka kaava on SF6. Yhtälö näyttää tältä: S + 3F2=SF6. Lisäksi on toinen vaihtoehto: jos otetaan yksi mooli rikkiä ja kaksi moolia fluoria, saadaan yksi mooli fluoria, jonka kemiallinen kaava on SF4. Yhtälö kirjoitetaan seuraavasti: S + 2F2=SF4. Kuten näet, kaikki riippuu suhteista, joissa komponentit sekoitetaan. Täsmälleen samalla tavalla on mahdollista suorittaa rikin klooraus (voi myös muodostua kaksi eri ainetta) tai bromaus.
Vuorovaikutus muiden yksinkertaisten aineiden kanssa
Rikkialkuaineen luonnehdinta ei lopu tähän. Aine voi myös päästä kemialliseen reaktioon vedyn, fosforin ja hiilen kanssa. Vuorovaikutuksesta vedyn kanssa muodostuu sulfidihappoa. Sen metallien kanssa tapahtuvan reaktion seurauksena voidaan saada niiden sulfideja, jotka puolestaan saadaan myös rikin suoralla reaktiolla saman metallin kanssa. Vetyatomien lisääminen rikkiatomeihin tapahtuu vain erittäin korkeissa lämpötiloissa. Kun rikki reagoi fosforin kanssa, muodostuu sen fosfidi. Sillä on seuraava kaava: P2S3. Saadaksesi yhden moolin tätä ainetta, sinun on otettava kaksi moolia fosforia ja kolme moolia rikkiä. Kun rikki on vuorovaikutuksessa hiilen kanssa, muodostuu tarkasteltavan epämetallin karbidi. Sen kemiallinen kaava näyttää tältä: CS2. Saadaksesi yhden moolin tätä ainetta, sinun on otettava yksi mooli hiiltä ja kaksi moolia rikkiä. Kaikki edellä kuvatut additioreaktiot tapahtuvat vain, kun lähtöaineet kuumennetaan korkeisiin lämpötiloihin. Olemme pohtineet rikin vuorovaikutusta yksinkertaisten aineiden kanssa, siirrytään nyt seuraavaan kappaleeseen.
Rikki ja monimutkaiset yhdisteet
Kompleksiset ovat aineita, joiden molekyylit koostuvat kahdesta (tai useammasta) eri alkuaineesta. Rikin kemialliset ominaisuudet sallivat sen reagoida yhdisteiden, kuten alkalien, sekä väkevän sulfaattihapon kanssa. Sen reaktiot näiden aineiden kanssa ovat melko omituisia. Mieti ensin, mitä tapahtuu, kun kyseinen ei-metalli sekoitetaan alkaliin. Jos esimerkiksi otat kuusi moolia kaliumhydroksidia ja lisäät niihin kolme moolia rikkiä, saat kaksi moolia kaliumsulfidia, yhden moolin tätä metallisulfiittia ja kolme moolia vettä. Tällainen reaktio voidaan ilmaista seuraavalla yhtälöllä: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 O. Samalla periaatteella vuorovaikutus tapahtuu, jos natriumhydroksidia lisätään. Seuraavaksi harkitse rikin käyttäytymistä, kun siihen lisätään väkevää sulfaattihappoliuosta. Jos otamme yhden moolin ensimmäistä ja kaksi moolia toista ainetta, saamme seuraavat tuotteet: rikkitrioksidia kolme moolia ja myös vettä - kaksi moolia. Tämä kemiallinen reaktio voi tapahtua vain, kun lähtöaineet kuumennetaan korkeaan lämpötilaan.
Kyseisen kohteen hankkiminenei-metallinen
On olemassa useita perustapoja, joilla voit uuttaa rikkiä useista eri aineista. Ensimmäinen menetelmä on eristää se rikkikiisistä. Jälkimmäisen kemiallinen kaava on FeS2. Kun tämä aine kuumennetaan korkeaan lämpötilaan ilman happea, voidaan saada toinen rautasulfidi - FeS - ja rikki. Reaktioyhtälö kirjoitetaan seuraavasti: FeS2=FeS + S. Toinen menetelmä rikin saamiseksi, jota usein käytetään teollisuudessa, on rikkisulfidin poltto olosuhteissa pieni määrä happea. Tässä tapauksessa voit saada harkittua ei-metallia ja vettä. Reaktion suorittamiseksi sinun on otettava komponentit moolisuhteessa kaksi: yksi. Lopputuloksena saamme lopputuotteet suhteessa kahdesta kahteen. Tämän kemiallisen reaktion yhtälö voidaan kirjoittaa seuraavasti: O. Lisäksi rikkiä voidaan saada erilaisissa metallurgisissa prosesseissa, esimerkiksi valmistettaessa metalleja, kuten nikkeliä, kuparia ja muita.
Teollinen käyttö
Harkitsemamme ei-metalli on löytänyt laajimman käyttötarkoituksensa kemianteollisuudessa. Kuten edellä mainittiin, tässä sitä käytetään sulfaattihapon saamiseksi siitä. Lisäksi rikkiä käytetään komponenttina tulitikkujen valmistuksessa, koska se on syttyvä materiaali. Se on myös välttämätön räjähteiden, ruudin, kipinöiden jne. valmistuksessa. Lisäksi rikkiä käytetään yhtenä ainesosana tuholaistorjuntatuotteissa. ATlääketiede, sitä käytetään komponenttina lääkkeiden valmistuksessa ihosairauksiin. Lisäksi kyseistä ainetta käytetään erilaisten väriaineiden valmistuksessa. Lisäksi sitä käytetään fosforien valmistuksessa.
Rikin elektroninen rakenne
Kuten tiedätte, kaikki atomit koostuvat ytimestä, joka sisältää protoneja - positiivisesti varautuneita hiukkasia - ja neutroneja, eli hiukkasia, joilla on nollavaraus. Elektronit kiertävät ytimen ympäri negatiivisella varauksella. Jotta atomi olisi neutraali, sen rakenteessa on oltava sama määrä protoneja ja elektroneja. Jos jälkimmäisiä on enemmän, tämä on jo negatiivinen ioni - anioni. Jos päinvastoin protonien lukumäärä on suurempi kuin elektronien lukumäärä, tämä on positiivinen ioni tai kationi. Rikkianioni voi toimia happojäämänä. Se on osa aineiden, kuten sulfidihapon (rikkivety) ja metallisulfidien molekyylejä. Anioni muodostuu elektrolyyttisessä dissosiaatiossa, joka tapahtuu, kun aine liukenee veteen. Tässä tapauksessa molekyyli hajoaa kationiksi, joka voidaan esittää metalli- tai vety-ionina sekä kationiksi - happotähteen tai hydroksyyliryhmän ioniksi (OH-).
Koska rikin järjestysluku jaksollisessa taulukossa on kuusitoista, voimme päätellä, että tämä on protonien lukumäärä sen ytimessä. Tämän perusteella voidaan sanoa, että ympäriinsä pyörii myös kuusitoista elektronia. Neutronien lukumäärä saadaan vähentämällä kemiallisen alkuaineen sarjanumero moolimassasta: 32- 16=16. Jokainen elektroni ei pyöri satunnaisesti, vaan tietyllä kiertoradalla. Koska rikki on kemiallinen alkuaine, joka kuuluu jaksollisen järjestelmän kolmanteen jaksoon, ytimen ympärillä on kolme kiertorataa. Ensimmäisessä on kaksi elektronia, toisessa kahdeksan ja kolmannessa kuusi. Rikkiatomin elektroninen kaava kirjoitetaan seuraavasti: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Eleisyys luonnossa
Pohjimmiltaan katsottu kemiallinen alkuaine löytyy mineraalien koostumuksesta, jotka ovat eri metallien sulfideja. Ensinnäkin se on rikkikiisu - rautasuola; se on myös lyijyä, hopeaa, kuparin kiiltoa, sinkkisekoitetta, kinaperia - elohopeasulfidia. Lisäksi rikki voi olla myös osa mineraaleja, joiden rakennetta edustaa kolme tai useampi kemiallinen alkuaine.
Esimerkiksi kalkopyriitti, mirabiliitti, kieseriitti, kipsi. Voit tarkastella jokaista niistä yksityiskohtaisemmin. Pyriitti on ferrumsulfidi tai FeS2. Sillä on vaaleankeltainen väri kultaisella kiillolla. Tämä mineraali löytyy usein epäpuhtaudesta lapis lazulista, jota käytetään laaj alti korujen valmistukseen. Tämä johtuu siitä, että näillä kahdella mineraalilla on usein yhteinen esiintymä. Kuparin kiilto - kalkosiitti tai kalkosiini - on sinertävän harmaa aine, samanlainen kuin metalli. Lyijykiilto (galena) ja hopeakiilto (argentiitti) ovat ominaisuuksiltaan samanlaisia: molemmat näyttävät metalleista ja ovat harmaata. Cinnabar on ruskeanpunainen himmeä mineraali, jossa on harmaita laikkuja. Kalkopyriitti, kemikaalijonka kaava on CuFeS2, - kullankeltainen, sitä kutsutaan myös kultaiseksi sekoitukseksi. Sinkkiseoksen (sfaleriitti) väri voi olla meripihkasta tulioranssiin. Mirabilite - Na2SO4x10H2O - läpinäkyviä tai valkoisia kiteitä. Sitä kutsutaan myös glauber-suolaksi, jota käytetään lääketieteessä. Kieseriitin kemiallinen kaava on MgSO4xH2O. Se näyttää valkoiselta tai värittömältä jauheelta. Kipsin kemiallinen kaava on CaSO4x2H2O. Lisäksi tämä kemiallinen alkuaine on osa elävien organismien soluja ja tärkeä hivenaine.
