دانشچی پورتال جامع تحقیق و مقاله، مطالب علمی و هنری ، وبگردی و…
همه چیز درباره گوگرد یا سولفور (S)
گوگرد، (به انگلیسی : Sulfur) با علامت اختصاری S و عدد اتمی ۱۶، عنصری از جدول تناوبی در دسته نافلزها است که در ادامه بیشتر با آن آشنا می شوید. با دانشچی همراه باشید.
گوگرد یا سولفور در گروه ششم (VIA) و دورهٔ سوم از جدول تناوبی عنصرها جای گرفته‌است. این عنصر در خانوادهٔ اکسیژن قرار دارد، پیش از آن فسفر، پس از آن کلر، در بالای آن اکسیژن و پایین آن سلنیوم جای گرفته‌است. نماد شیمیایی آن S و عدد اتمی آن ۱۶ است. اکتشاف این عنصر به پیش از تاریخ بازمی‌گردد.
گوگرد یک نافلز بی‌بو، بی‌مزه و چند ظرفیتی است که بیشتر به شکل بلورهای زرد رنگ موجود در کانی‌های سولفید و سولفات شناخته شده‌است. گوگرد پودری، گل گوگرد نام دارد و زرد رنگ است. گوگرد عنصری مهم برای همهٔ موجودات زنده‌است برای نمونه می‌توان به حضور گوگرد در ساختار اسید آمینوها و پروتئین‌ها اشاره کرد. این عنصر به صورت اولیه در کودها استفاده میشود؛ ولی به صورت گسترده‌تر در باروت، ملیّن‌ها، کبریت‌ها و حشره‌کش‌ها نیز به کار گرفته میشود.
شناسنامه گوگرد
عدد اتمي: ۱۶
جرم اتمی گوگرد: ۳۲.۰۶۵ g/mo
ظرفيت : ۶ ، ۴ ، ۲
نوع عنصر: نافلز
گروه : VI دوره : ۳
چگالی گوگرد: ۱.۹۶ g/cm3
نقطه ذوب: (F °۵/۸۳۲) C °۷/۴۴۴
نقطه جوش: (F °۰/۲۳۵) C ° ۸/۱۱۲
تاریخچه گوگرد
گوگرد که لاتین آن Sulpur میباشد از زمانهای باستان شناخته شده بود. این عنصر با نام Brimstone در افسار پنجگانه کتاب مقدس آمده است . هومر نیز گوگرد حشره کش را در قرن ۹ قبل از میلاد ذکر کرده بود. در سال ۴۲۴ قبل از میلاد قبیله Bootier دیوارهای یک شهر را با سوزاندن مخلوطی از ذغال و گوگرد سوزانیده و خراب کردند.
زمانی نیز در قرن ۱۲ در چین باروت که مخلوطی از نیترات پتاسیومKNO3 کربن و گوگرد بود کشف شد. کیمیا گران اولیه برای گوگرد نماد مثلثی که در بالای یک خط قرار داشت در نظر گرفته یودند. این کیمیا گران از روی تجربه میدانستند که عنصر جیوه میتواند با گوگرد ترکیب شود. در اواخر دهه ۱۷۷۰ Antoine Lavoaisier توانست مجامع علمی را متقاعد کند که گوگرد یک عنصر است نه یک ترکیب.
پیدایش گوگرد
گوگرد به صورت طبیعی در مقادیر زیاد به صورت ترکیبی با دیگر عناصر به صورت سولفید (مانند:pyrite) و سولفات مانند «Gypsum) یافت میشود و به صورت آزاد نزدیک چشمه های آب گرم و مناطق آتش فشانی و معادنی نظیر Cinnabar Galena و Sphalerite بدست می آید. این عنصر در مقادیر کم نیز از ذغال سنگ و نفت که در هنگام سوختن دی اکسید گوگرد تولید میکنند بدست می آید.
استانداردهای سوختی بصورت فزاینده ای به گوگرد برای استخراج سوخت های فسیلی نیاز دارند. چرا که دی اکسید گوگرد با قطرات آب ترکیب شده و باعث بوجود آمد باران اسیدی میشود. این گوگرد استخراج شده بعد از پالایش یکی از بیشترین ذخایر تولید گوگرد را به خود اختصاص میدهد. این گوگرد در ساحل US Gulf با پمپاژ آب داغ به ذخایر گوگردی باعث ذوب شدن گوگرد میشود که گوگرد ذوب شده به سطح زمین پمپ میشود.
گوگرد با وجود مهمتری مشتق خود یعنی اسید سولفوریک یکی از مهمترین عناصر مواد خام صنعتی میباشد که برای هر قسمت از صنعت اهمیت بسزایی دراد. تولید اسید سولفوریک مهمترین استفاده از گوگرد میباشد و مصرف اسید سولفوریک نی به عنوان شاخصی برای جوامع توسعه یافته صنعتی در نظر گرفته میشود. ایالات متحده سالانه بیشتر از هر عنصر دیگری اسید سولفوریک تولید میکند.
رنگهای متمایز قمر Io سیاره مشتری به دلیل وجود گونه های مختلف گوگرد بصورت گاز جامد و گداخته شده میباشد. همچنین یک منطقه تاریک نزدیک دهانه آتش فشان Lunar مشاهده میشود که احتمالا منبع گوگردی میباشد. همچنین گوگرد در بسیاری از گونه های شهاب سنگی نیز وجود دارد.
ویژگی‌های گوگرد
ظاهر این نافلز به رنگ زرد کمرنگ میباشد که بسیار سبک و نرم است. این عنصر به هنگام ترکیب با هیدروژن بوی مشخصی داشته که مشابه بوی تخم مرغ فاسد شده‌است. گوگرد با شعله آبی رنگ سوخته و بوی عجیبی از خود ساطع میکند. گوگرد در آب حل نمی‌شود ولی در دی‌سولفید کربن (سولفور دو کربن) حل میشود.
حالت‌های معمول اکسیداسیون این عنصر ۲- و۲ + و ۴+ و۶ + است که ۲- و ۴+ کاهنده‌اند و تمایل رسیدن به ۶+ که پایدارتر است را دارند و حالت‌های ۴+ و ۶+ از قاعده هشت‌تایی (اشاره به ساختار گوگرد) پیروی نمی‌کنند. گوگرد در تمام حالت‌های مایع، جامد و گاز شکل‌های چندگانه دارد که ارتباط بین آنها هنوز کاملاً درک نشده‌است. گوگرد کریستالی به صورت حلقه گوگردی S8 نشان داده میشود.
نیترید گوگرد پلیمری خواص فلزی دارد و این در حالی است که هیچ گونه اتم فلزی در خود ندارد(شبه فلز است). این عنصر همچنین خواص نوری و الکتریکی غیر معمول دارد. گوگرد غیر متبلور یا پلاستیک با عمل سرد کردن سریع کریستال گوگرد حاصل میشود. مطالعات در زمینه اشعه ایکس نشان میدهد که گونه غیر متبلور و بی نظم ممکن است که ۸ اتم در هر ساختار پیچشی ستاره مانند داشته باشد.
گوگرد میتواند به دو حالت کریستالی بدست آید به صورت اورتورومبیک (گوگرد هشت وجهی) یا بلور مونو کلینیک که اولی در دماهای معمولی پایدارتر میباشد.
کاربردهای گوگرد
گوگرد به صورت آزاد و به صورت ترکیبی موارد مصرف بسیاری دارد ولی بیشترین کاربرد آن برای ساخت ترکیبات شیمیایی و فرآورده‌های میانی در چرخه صنعت است. بیشترین مصرف گوگرد در سال‌های پیشین در صنایع کشاورزی و تهیه کودهای فسفاتیک بوده‌است.
گوگرد یکی از اجزای باروت میباشد. همچنین گوگرد برای جوشکاری لاستیک به کار می‌رود. گوگرد به عنوان ماده از بین برنده قارچ و همچنین ضدعفونی کننده و کود به کار می‌رود گوگرد برای تهیه اسید سولفوریک نیز مورد استفاده قرار میگیرد. گوگرد همچنین برای ساختن چندین نوع کاغذ، ماده سفیدکننده و به عنوان عایق الکتریکی مورد استفاده‌است.
ترکیبات گوگرد بسیار سمی است، برای مثال مقدار کمی سولفید هیدروژن میتواند متابولیسم بدن را دگرگون کند اما مقادیر بیشتر آن میتواند به سرعت باعث مرگ از راه فلج تنفسی شود. سولفید هیدروژن با سرعت حس بویایی را از بین می‌برد. دی‌اکسید گوگرد آلوده‌کننده مهم جوی میباشد.
گوگرد برای استفاده‌های صنعتی مانند تولید (H2SO4)اسید سولفوریک برای باتریها تولید باروت و حرارت دادن لاستیک تولید میشود. گوگرد در فرآیند تولید کودهای فسفاتی به عنوان ماده ضد قارچ عمل میکند.
سولفاتها در کاغذهای شستشو و خشک‌بار نیز کاربرد دارند. همچنین گوگرد در ساخت کبریت و در آتش‌بازی نیز به‌کار گرفته میشود. تیوسولفات آمونیوم یا سدیم به عنوان عامل ثابت کننده در عکاسی کاربرد دارد.
سولفات منیزیم میتواند به عنوان ماده ضد خشکی و ملین که یک مکمل منیزیم گیاهی است به کار گرفته شود.
انواع گوگرد
- گوگرد پودری
- گوگرد معدنی
- گوگرد کلوخه
- گوگرد گرانوله
- نوع نفتی و گازی
- گوگرد دانه بندی
- گوگرد میکرونیزه
- گوگرد آلی گرانوله
- گوگرد پالایشگاهی
ایزوتوپ های گوگرد
گوگرد ۱۸ ایزوتوپ دارد که چهار تا از آنها پایدار هستند: S-32 (95.02%), S-33 (0.75%), S-34 (4.21%), و S-36 (0.02%). به غیر از S35 بقیه ایزوتوپ های رادیو اکتیوگوگرد عمر کوتاهی دارند. گوگرد ۳۵ از Spalation اشعه Cosmic آرگون ۴۰ در جو شکل میگیرد که نیمه عمری برابر ۸۷ روز دارد.
هنگامی که کانی های سولفیدی ته نشین میشوند موازنه ایزوتوپی بین جامد و مایع کمی در مقادیر dS34 تفاوت خواهد کرد. تفاوت بین کانی ها میتواند در حدس دمای موازنه بکار گرفته شوند. dC13 و dC34 از کربناتها و سولفیدهای موجود میتوانند برای تعیین بی دوامی pH و اکسیژن کانی ها استفاده شوند.
در بیشتر اکوسیستم های جنگلی سولفات از هوا بدست می آید فرسایش در اثر هوا و تبخیر نیز کمی گوگرد بوجود می آورد. گوگردهایی که ترکیب ایزوتوپی مجزا دارند برای بررسی منابع آلوده کننده بکار میروند . گوگردهای غنی شده نیز در مطالعات آب شناسی کاربرد دارند . تصور می شود دریاچه های کوه های راکی که با منابع سولفاتی جو احاطه شده اند حاوی مقادیر گوناگونی dS34 باشند.
آیا گوگرد در آب حل می شود؟
گوگرد،نه در آب حل میشه،و نه ته نشین.روش کار،خیلی ساده است؛مقداری مایع ظرف شویی به ظرف محتوی گوگرد اضافه کنید و هم بزنید تا گوگرد،ته نشین بشود.
خطرات و مضرات گوگرد
تماس با چشم : گرد و غبار گوگرد در حد جز در میلیون می تواند موجب سوزش ، تحریک، قرمزی و درد چشم شود.
تماس با پوست : تماس های مداوم با گوگرد در انسان های حساس سبب تحریک پوست می شود.
بلعیدن و خوردن : بلعیدن گوگرد سمی نیست ولی خوردن مقدار زیاد این ماده موجب گلو درد، تهوع، سردرد میشود و در شرایط حاد ممکن است فرد بیهوش شود. ممکن است در روده به سولفید هیدروژن تبدیل شود.
تنفس : تنفس گرد و غبار گوگرد باعث سرفه، عطسه و مقادیر زیاد این ماده موجب تنگی نفس می شود.
حریق : آتش گیر و قابل احتراق می باشد.
انفجار : گرد و غبار گوگرد قابلیت انفجار دارد.
اثرات زیست محیطی : اثرات قابل گذشت است
هشدارها
به هنگام کار کردن با دی سولفید کربن سولفید هیدروژن و دی اکسید گوگرد باید مراقب باشید. دی اکسید گوگرد علاوه بر اینکه کاملا سمی است (سمی تر از سیانید) با آبی که در جو وجود دارد واکنش نشان داده و باران اسیدی را بوجود میاورد. در اگر غلظت این عنصر زیاد باشد بلافاصله با توقف در عمل دم و بازدم موجب مرگ میشود. گوگرد به سرعت حس بویایی را از کار می اندازد و از این رو قربانیان ممکن است از وجود آن بی اطلاع باشند.
پیشنهادی: همه چیز درباره فسفرعنصر گوگرد _ دانشچی
