Күкүрт – жер кыртышынын эң кеңири таралган элементтеринин бири. Көбүнчө, ага кошумча металлдарды камтыган минералдардын курамында кездешет. Күкүрттүн кайноо жана эрүү температурасына жеткенде болгон процесстер абдан кызыктуу. Бул процесстерди, ошондой эле алар менен байланышкан кыйынчылыктарды ушул макалада талдап чыгабыз. Бирок адегенде бул элементтин ачылыш тарыхына тереңирээк токтололу.
Тарых
Минералдардын составындай эле, өзүнүн түпкү түрүндө да күкүрт байыркы замандан бери эле белгилүү. Байыркы грек тексттеринде анын кошулмаларынын адамдын организмине уулуу таасири баяндалат. Бул элементтин кошулмалары күйгөндө бөлүнүп чыккан күкүрт кычкыл газы чынында эле адамдар үчүн өлүмгө алып келиши мүмкүн. 8-кылымдын тегерегинде Кытайда күкүрт пиротехникалык аралашмаларды жасоо үчүн колдонула баштаган. Таң калыштуу эмес, анткени мылтык дал ушул өлкөдө ойлоп табылган.
Байыркы Египетте да адамдар жездин негизинде күкүрт камтыган руданы кууруунун ыкмасын билишкен. Металл ушундайча казылып алынган. Күкүрт уулуу газ түрүндө чыгып кетти SO2.
Байыркы доорлордон бери атактуу болгонуна карабастан, күкүрт деген эмне экенин билүү француз табият таануучусу Антуандын эмгегинин аркасында келген. Lavoisier. Ал элемент экенин жана анын күйүү продуктулары оксид экенин аныктаган.
Мына бул химиялык элемент менен адамдардын таанышуу тарыхынын кыскача тарыхы. Андан кийин биз жердин тереңинде болуп жаткан процесстер жана күкүрттүн азыр кандай формада пайда болушуна алып баруучу процесстер жөнүндө кеңири сүйлөшөбүз.
Күкүрт кантип пайда болот?
Бул элемент көбүнчө анын түпкү (башкача айтканда, таза) түрүндө кездешет деген жаңылыш түшүнүк бар. Бирок, бул такыр туура эмес. Жергиликтүү күкүрт көбүнчө башка рудалардын курамында кездешет.
Учурда элементтин эң таза түрүндө келип чыгышына байланыштуу бир нече теориялар бар. Алар күкүрттүн пайда болуу убактысынын жана анын аралашкан рудаларынын айырмасын сунушташат. Биринчиси, сингенез теориясы, рудалар менен бирге күкүрттүн пайда болушун болжолдойт. Анын айтымында, океанда жашаган кээ бир бактериялар суудагы сульфаттарды күкүрттүү суутекке чейин азайтышкан. Акыркысы, өз кезегинде, көтөрүлүп, башка бактериялардын жардамы менен күкүрткө чейин кычкылданган. Ал түбүнө кулап, ылай аралашып, анан алар чогуу кенди пайда кылышкан.
Эпигенез теориясынын маңызы – рудадагы күкүрт өзүнөн кечирээк пайда болгон. Бул жерде бир нече филиалдар бар. Биз бул теориянын эң кеңири тараган варианты жөнүндө гана сөз кылабыз. Ал мына ушундан турат: сульфат рудаларынын топтолушу аркылуу агып жаткан жер астындагы суулар алар менен байылат. Андан кийин мунай жана газ кендери аркылуу өтүп, сульфат иондору углеводороддордон улам күкүрттүү суутекке чейин тотукат. Күкүрттүү суутек, бетине көтөрүлүп, кычкылданататмосфера кычкылтекинен күкүрткө чейин, ал тоо тектерге жайгашып, кристаллдарды пайда кылат. Бул теория жакында барган сайын көбүрөөк ырастоолорду тапты, бирок бул өзгөрүүлөрдүн химиясы боюнча суроо ачык бойдон калууда.
Күкүрттүн жаратылышта пайда болуу процессинен анын модификацияларына өтөбүз.
Аллотропия жана полиморфизм
Күкүрт мезгилдик системанын башка көптөгөн элементтери сыяктуу эле жаратылышта бир нече формада болот. Химияда алар аллотроптук модификациялар деп аталат. Ромб түрүндөгү күкүрт бар. Анын эрүү температурасы экинчи модификациядагыдан бир аз төмөн: моноклиникалык (112 жана 119 градус Цельсий). Жана алар элементардык клеткалардын түзүлүшү боюнча айырмаланат. Ромбдук күкүрт тыгызыраак жана туруктуу. Ал 95 градуска чейин ысытылганда экинчи формага - моноклиникке өтөт. Биз талкуулап жаткан элементтин мезгилдик таблицада аналогдору бар. Күкүрттүн, селендин жана теллурдун полиморфизми окумуштуулар тарабынан дагы эле талкууланып жатат. Алардын бири-бири менен абдан жакын мамилеси бар жана алар түзгөн бардык өзгөртүүлөр абдан окшош.
Андан кийин күкүрттү эрүү учурундагы процесстерди талдайбыз. Бирок баштаардан мурун кристалл торчосунун түзүлүш теориясына жана материянын фазалык өтүүсүндө пайда болгон кубулуштарга бир аз сүңгүп алышыңыз керек.
Хрустал эмнеден жасалган?
Белгилүү болгондой, газ абалында зат мейкиндикте туш келди кыймылдаган молекулалар (же атомдор) түрүндө болот. суюк заттаанын курамындагы бөлүкчөлөр топтоштурулган, бирок дагы эле бир кыйла чоң кыймыл эркиндигине ээ. Агрегациянын катуу абалында баары бир аз башкача болот. Бул жерде тартип даражасы анын максималдуу маанисине чейин өсүп, атомдор кристалл торчосун түзөт. Албетте, анда термелүүлөр бар, бирок алар өтө кичинекей амплитудага ээ жана муну эркин кыймыл деп айтууга болбойт.
Кандай гана кристалл болбосун элементардык клеткаларга бөлүнүшү мүмкүн - үлгү кошулмасынын бүткүл көлөмү боюнча кайталануучу атомдордун ушундай ырааттуу бирикмелери. Бул жерде мындай клеткалар кристаллдык тор эмес экенин жана бул жерде атомдор анын түйүндөрүндө эмес, белгилүү бир фигуранын көлөмүнүн ичинде жайгашканын тактоо керек. Ар бир кристалл үчүн алар индивидуалдуу, бирок геометриясына жараша бир нече негизги түргө (сингонияга) бөлүнөт: триклиндик, моноклиндик, ромбдук, ромбоэдрдик, тетрагоналдык, алты бурчтуу, кубдук.
Келгиле, торлордун ар бир түрүн кыскача талдап көрөлү, анткени алар бир нече түрчөлөргө бөлүнөт. Ал эми алардын бири-биринен кандайча айырмаланышы мүмкүн экенинен баштайлы. Биринчиден, бул тараптардын узундуктарынын катышы, экинчиден, алардын ортосундагы бурч.
Ошентип, триклиникалык сингония, эң төмөнкүсү, элементардык тор (параллелограмм), анын бардык тараптары жана бурчтары бири-бирине барабар эмес. Сингониялардын төмөнкү категориясынын дагы бир өкүлү - моноклиникалык. Бул жерде клетканын эки бурчу 90 градус жана бардык тараптарынын узундугу ар башка. Төмөнкү категорияга кирген кийинки тип ромбдук сингония. Анын үч бирдей эмес тарабы бар, бирок фигуранын бардык бурчтары90 градуска барабар.
Орто категорияга өтөлү. Ал эми анын биринчи мүчөсү - тетрагоналдык сингония. Бул жерде, аналогия боюнча, ал чагылдырган фигуранын бардык бурчтары 90 градуска барабар экенин, ошондой эле үч тараптын экөө тең бири-бирине барабар экенин болжолдоо оңой. Кийинки өкүлү ромбоэдрдик (тригоналдык) сингония. Бул жерде нерселер бир аз кызыктуураак болот. Бул түр үч бирдей тарап жана бирдей, бирок түз эмес үч бурч менен аныкталат.
Орто категориянын акыркы варианты - алты бурчтуу сингония. Аны аныктоодо дагы кыйынчылык бар. Бул параметр үч тараптан курулган, алардын экөө тең жана 120 градус бурчту түзөт, ал эми үчүнчүсү аларга перпендикуляр тегиздикте. Эгерде алты бурчтуу сингониянын үч уячасын алып, аларды бири-бирине бекитсек, анда алты бурчтуу негиздүү цилиндр пайда болот (ошондуктан анын мындай аталышы бар, анткени "гекса" латынча "алты" дегенди билдирет).
Ооба, бардык багыттар боюнча симметрияга ээ болгон бардык сингониялардын үстү куб болуп саналат. Ал эң жогорку категорияга кирген жалгыз адам. Бул жерде сиз дароо эле аны кандай мүнөздөөгө болорун болжолдой аласыз. Бардык бурчтар жана тараптар бирдей жана кубду түзөт.
Ошентип, биз сингониялардын негизги топтору боюнча теорияны талдап бүттүк, эми күкүрттүн ар кандай формаларынын түзүлүшү жана андан келип чыккан касиеттери жөнүндө кененирээк айтып беребиз.
Күкүрттүн түзүлүшү
Айтылгандай, күкүрттүн эки модификациясы бар: ромбдук жана моноклиникалык. Теория боюнча бөлүмдөн кийинАлбетте, алардын кандайча айырмаланары айкын болду. Бирок кептин баары температурага жараша тордун структурасы өзгөрүшү мүмкүн. Мунун баары күкүрттүн эрүү чекитине жеткенде пайда болгон трансформация процессинде. Ошондо кристаллдык тор толугу менен талкаланат жана атомдор мейкиндикте аздыр-көптүр эркин кыймылдай алат.
Бирок, келгиле, күкүрт сыяктуу заттын түзүлүшүнө жана өзгөчөлүктөрүнө кайрылалы. Химиялык элементтердин касиеттери көбүнчө алардын түзүлүшүнө көз каранды. Мисалы, күкүрт кристаллдык түзүлүшүнүн өзгөчөлүгүнө байланыштуу флотациялык касиетке ээ. Анын бөлүкчөлөрү суу менен нымдалбайт жана аларга жабышкан аба көбүкчөлөрү аларды жер бетине тартат. Ошентип, кесек күкүрт сууга чөмүлгөндө калкып чыгат. Бул бул элементти окшоштордун аралашмасынан бөлүүнүн кээ бир ыкмалары үчүн негиз болуп саналат. Анан биз бул кошулманы алуунун негизги ыкмаларын талдайбыз.
Өндүрүш
Күкүрт ар кандай минералдар менен, демек, ар кандай тереңдиктерде болушу мүмкүн. Буга жараша ар кандай экстракция ыкмалары тандалат. Эгерде тереңдик тайыз болсо жана жер астындагы казууга тоскоол болгон газдардын топтолушу болбосо, анда материал ачык ыкма менен казылып алынат: тоо тек катмарлары алынып, күкүрт бар руда табылып, кайра иштетүүгө жөнөтүлөт. Бирок бул шарттар аткарылбай, коркунучтар бар болсо, анда скважина ыкмасы колдонулат. Ал күкүрттүн эрүү чекитине жетиши керек. Бул үчүн, атайын орнотуулар колдонулат. Бул ыкма менен күкүрттү эритүү үчүн аппарат жөн эле зарыл. Бирок бул процесс жөнүндө - бир азкийинчерээк.
Жалпысынан күкүрттү кандайдыр бир жол менен алууда уулануу коркунучу жогору, анткени көбүнчө ага күкүрттүү суутек жана күкүрт кычкыл газы топтолот, бул адамдар үчүн өтө кооптуу.
Кайсы бир ыкманын кемчиликтерин жана артыкчылыктарын жакшыраак түшүнүү үчүн, келгиле, курамында күкүрт бар руданы иштетүү ыкмалары менен таанышалы.
Чыгып алуу
Бул жерде да күкүрттүн такыр башка касиеттерине негизделген бир нече амалдар бар. Алардын арасында термикалык, экстракциялык, буу-суу, борбордон четтөө жана фильтрациялоо бар.
Алардын ичинен эң далилденгени термикалык. Алар күкүрттүн кайноо жана эрүү чекиттери ал «байланышкан» рудаларга караганда төмөн экендигине негизделет. Бир гана көйгөй - бул энергияны көп керектейт. Температураны кармап туруу үчүн мурда күкүрттүн бир бөлүгүн күйгүзүү керек болчу. Жөнөкөйлүгүнө карабастан, бул ыкма натыйжасыз жана жоготуулар рекорддук 45 пайызга жетиши мүмкүн.
Биз тарыхый өнүгүү тармагы менен бара жатабыз, ошондуктан буу-суу ыкмасына өтүп жатабыз. Термикалык ыкмалардан айырмаланып, бул ыкмалар дагы эле көптөгөн заводдордо колдонулат. Кызык жери, алар ошол эле касиетке негизделген - күкүрттүн кайноо жана эрүү температурасынын байланышкан металлдардан айырмасы. Бир гана айырмасы - жылытуу кантип ишке ашат. Бүт процесс автоклавтарда – атайын орнотмолордо ишке ашат. Ал жерде казылып алынган элементтин 80%ке чейинкисин камтыган байытылган күкүрт рудасы берилет. Андан кийин басым астында автоклавка ысык суу куюлат.буу. 130 градус Цельсияга чейин жылыганда күкүрт эрип, системадан чыгарылат. Албетте, куйруктар деп аталган нерсе калат - суу буусунун конденсациясынын натыйжасында пайда болгон сууда калкып жүргөн күкүрттүн бөлүкчөлөрү. Алар алынып салынат жана кайра процесске киргизилет, анткени аларда бизге керектүү көптөгөн элементтер да камтылган.
Эң заманбап ыкмалардын бири - центрифуга. Айтмакчы, ал Россияда иштелип чыккан. Кыскасы, анын маңызы – аны коштоп жүргөн күкүрт менен минералдардын аралашмасынын эритиндиси центрифугага салынып, чоң ылдамдыкта айланат. Оор тоо тек борбордон четтеп кетет, ал эми күкүрттүн өзү жогору бойдон калат. Андан кийин пайда болгон катмарлар жөн гана бири-биринен бөлүнөт.
Өндүрүштө дагы ушул күнгө чейин колдонулуп келе жаткан дагы бир ыкма бар. Ал атайын фильтрлер аркылуу күкүрттү минералдардан бөлүүдөн турат.
Бул макалада биз үчүн шексиз маанилүү элементти алуу үчүн жылуулук ыкмаларын карап чыгабыз.
Эрүү процесси
Күкүрттү эритүү учурунда жылуулук өткөрүүнү изилдөө маанилүү маселе, анткени бул элементти бөлүп алуунун эң үнөмдүү жолдорунун бири. Биз жылытуу учурунда системанын параметрлерин бириктире алабыз, жана биз алардын оптималдуу айкалышын эсептөө керек. Дал ушул максатта жылуулук өткөрүүнү изилдөө жана күкүрт эрүү процессинин өзгөчөлүктөрүн талдоо жүргүзүлөт. Бул процесс үчүн орнотуулардын бир нече түрлөрү бар. Алардын бири күкүрт эритүүчү казан. Бул продукт менен сиз издеп жаткан нерсени алуу- жөн гана жардамчы. Бирок, бүгүнкү күндө атайын орнотуу бар - бир кесек күкүрт эритүү үчүн аппарат. Аны өндүрүштө эффективдүү колдонсо болот жана көп өлчөмдөгү таза күкүрттү чыгарса болот.
Жогорку максатта 1890-жылы күкүрттү тереңдикте эритип, түтүк аркылуу жер бетине сордурууга мүмкүндүк берүүчү установка ойлоп табылган. Анын дизайны абдан жөнөкөй жана эффективдүү: эки түтүк бири-бирине жайгашкан. 120 градуска чейин ысытылган буу (күкүрттүн эрүү температурасы) сырткы түтүк аркылуу айланат. Ички түтүктүн аягы бизге керектүү элементтин кендерине жетет. Суу менен ысытылганда күкүрт эрип, сыртка чыга баштайт. Баары абдан жөнөкөй. Заманбап версияда орнотуу дагы бир түтүктү камтыйт: ал күкүрттүү түтүктүн ичинде, ал аркылуу кысылган аба агат, бул эритүүнү тезирээк көтөрөт.
Дагы бир нече ыкмалар бар, алардын бири күкүрттүн эрүү чекитине жетет. Эки электрод жер астына түшүрүлүп, алар аркылуу ток өткөрүлөт. Күкүрт типтүү диэлектрик болгондуктан, ал ток өткөрбөйт жана өтө ысып баштайт. Ошентип ал эрип, биринчи ыкмадагыдай трубанын жардамы менен сордурулуп чыгарылат. Эгерде алар күкүрт кислотасын өндүрүүгө жиберүүнү кааласа, анда аны жер астында өрттөп, пайда болгон газды сыртка чыгарышат. Ал андан ары күкүрт кычкылына (VI) чейин кычкылданат, андан соң сууда эрип, акыркы продуктуну алат.
Биз күкүрттүн эришин, күкүрттүн эришин жана аны алуу ыкмаларын талдап чыктык. Эми мындай татаал ыкмалар эмне үчүн керек экенин аныктоого убакыт жетти. Чындыгында күкүрттү эрүү процессин талдоо жанажакшы тазалоо жана экстракциянын акыркы продуктусун натыйжалуу колдонуу үчүн температураны көзөмөлдөө системасы керек. Анткени, күкүрт жашообуздун көптөгөн тармактарында негизги ролду ойногон эң маанилүү элементтердин бири.
Колдонмо
Күкүрт кошулмалары кайда колдонуларын айтуунун мааниси жок. Кайсыл жерде алар кайрылбаганын айтуу оңой. Күкүрт ар кандай резина жана резина буюмдарында, үйлөргө берилген газда болот (эгерде агып чыкса аны аныктоо керек). Бул эң кеңири таралган жана жөнөкөй мисалдар. Чынында, күкүрттү колдонуу сансыз. Алардын бардыгын тизмектеп коюу – жөн эле реалдуу эмес. Бирок биз муну ишке ашырсак, күкүрт адамзат үчүн эң керектүү элементтердин бири экени белгилүү болот.
Тыянак
Бул макаладан сиз күкүрттүн эрүү температурасы эмне экенин, бул элемент эмне үчүн биз үчүн абдан маанилүү экенин билдиңиз. Эгер сиз бул процесске жана аны изилдөөгө кызыксаңыз, анда сиз өзүңүз үчүн жаңы нерсени үйрөнүп алгансыз. Мисалы, бул күкүрттүн эрүү өзгөчөлүктөрү болушу мүмкүн. Кандай болгон күндө да, кемчиликсиздиктин чеги жок, өндүрүштө болуп жаткан процесстерди билүү эч кимибизге тоскоолдук кылбайт. Сиз жер кыртышында камтылган күкүрт жана башка элементтерди алуу, алуу жана кайра иштетүү процесстеринин технологиялык татаалдыктарын өз алдынча өз алдынча уланта аласыз.
