معلومات عن الكبريت
نفسر ما هو الكبريت ، وأين يوجد وكيف يتم الحصول على هذا المعدن. بالإضافة إلى خصائصه واستخداماته والمزيد.
الكبريت عنصر أصفر اللون وغير قابل للذوبان في الماء.
ما هو الكبريت ؟
الكبريت عنصر كيميائي ، يصنف ضمن مجموعة غير المعادن ، يوجد بكثرة في الطبيعة ، برائحة البيض الفاسد المميزة ، يظهر بلون أصفر ليموني قوي ، بني أو برتقالي ، غير قابل للذوبان في الماء ولكنه قابل للذوبان في ثنائي كبريتيد الكربون ، يشتعل بلهب أزرق ينبعث منه ثاني أكسيد الكبريت.
العدد الذري 16 ، الرمز الكيميائي S ، المجموعة 16 ، الفترة 3 ، الكتلة p ، الكتلة الذرية 32.065 (5) u ، تكوين الإلكترون [Ne] 3s2 3p4 ، الإلكترونات لكل مستوى 2،8،6 ؛ حالات الأكسدة متعددة التكافؤ والشائعة هي -2 ، +2 ، +4 ، +6.
تاريخ الكبريت
يُعتقد أن الكبريت هو القطعة المفقودة في مادّة حجر الفلاسفة الأسطورية لصنع الذهب.
كان معروفا منذ العصور القديمة، في الثقافة اليونانية و الرومانية ويعزى ذلك الى الخصائص الطبية التى يمتلكها الكبريت وانه كان يستخدم في تبييض الأقمشة. استخدمه المصريون لتطهير المعابد.
لعب دورًا رائدًا في مذاهب الخيميائيين القدماء الذين اعتبروا هذا العنصر هو العنصر المفقود في حجر الفيلسوف لصنع الذهب الاصطناعي.
عُرف الكبريت منذ زمن بعيد ، لكن اكتشفه هينينج براند كعنصر. تاجر وكيميائي هاوٍ من هامبورغ (اكتشف أيضًا الفوسفور). ومع ذلك ، فقد اكتشف الكيميائي الفرنسي أنطوان لافوازييه ، من خلال سلسلة من التجارب التي أجريت في عام 1777 ، أن الكبريت عنصر وليس مركبًا وكان أول من صنفه كعنصر كيميائي.
أين يوجد الكبريت؟
يمكن العثور على الكبريت في الرواسب الجوفية والينابيع الساخنة والبراكين.
يوجد الكبريت في الرواسب البركانية، والينابيع الساخنة ، وكذلك في الودائع تحت الأرض، وخاصة في الولايات المتحدة الأمريكية (ولاية تكساس، لويزيانا)، روسيا ، اليابان ، كندا، فرنسا ، المكسيك ، بولندا وصقلية.
في الحالة المركبة ، يظهر في شكل كبريتيد (بيريت وجالينا) وكبريتات (جبس) ، في العديد من المعادن. يوجد أيضًا في مجموعة متنوعة من المركبات العضوية مثل البروتينات الحيوانية وبعض الخضروات .
كيف يتم الحصول على الكبريت ؟
يمكن جمع الكبريت في رواسب حيث يتم دمجه مع الرماد البركاني.
بشكل رئيسي من خلال عملية فراش ، وهي طريقة لاستخراج العنصر من أعماق الأرض ، وذوبان الكبريت الموجود في الرواسب الجوفية ، وهو نظام مشابه لنظام التنقيب عن النفط. يتم الحصول عليها أيضًا من فصل الغاز الطبيعي الذي يحتوي على كبريتيد الهيدروجين ، من خلال عملية الأكسدة. كما يُستخرج من الزيت ، ومن صهر الصخور التي تحتويه ، ومن التجميع اليدوي في رواسب الكبريت النقي المقترن بالرماد البركاني.
الكبريت عنصر لافلزى
الكبريت موصل رديء للحرارة وعازل للكهرباء.
وباعتباره مادة غير معدنية ، فإنه يتميز بعدم وجود لمعان ، ولا يعكس الضوء وفي حالته الطبيعية يظهر باللون الأصفر الليموني ؛ اتساقها صلب ولكنه ناعم وهش ؛ إنه موصل ضعيف للحرارة وعازل للكهرباء ؛ نقطة انصهارها منخفضة نسبيًا. لها أربعة نظائر طبيعية: 32-S (95.02٪) ، 33-S (0.75٪) ، 34-S (4.21٪) و 36-S (0.02٪) ؛ عشرين غير مستقرة مع فترة نصف تسوس تتراوح بين 21 مللي ثانية و (27-S) و 87.32 يومًا (35-S).
الأشكال الهيكلية للكبريت
يحتوي الكبريت على بنية حلقة مشوهة من ثماني ذرات.
يوجد الكبريت بأشكال مختلفة أو متآصلات في الأطوار الصلبة والسائلة والغازية :
- يتكون الكبريت الصلب من بنية جزيئية من حلقات مشوهة من ثماني ذرات ويأخذ أحد الشكلين البلوريين: الثماني الوجوه المعيني (Sα) والمنشور أحادي الميل (Sβ). يحدد ترتيب الجزيئات الأشكال المدرجة ، والتي تبلغ درجة حرارة انتقالها من واحد إلى آخر 96 درجة مئوية ؛ في درجة حرارة الغرفة ، يكون انتقال النموذج أبطأ.
- مع ارتفاع درجة الحرارة ، يصبح سائلًا أصفر شفافًا ، مما يظهر تغيرات في خصائصه وبنيته ، ويصبح اللون بنيًا وسميكًا ويزول مرة أخرى عندما يصل إلى نقطة الغليان ، ويتحول إلى سائل أحمر ولزج. تحدث هذه التغييرات في الشكل عندما تنفصل حلقات الكبريت وتنكسر نتيجة الاحتراق. عند تبريد السائل اللزج ، يتم الحصول على كتلة صمغية تسمى الكبريت البلاستيكي ، وبمجرد أن يبرد ، يتبلور ، متخذًا البنية المعينية.
- في المرحلة الغازية عند 780 درجة مئوية ، تتبنى شكلاً متوازنًا من خليط من جزيئات تقويم العظام والجزيئات الموضعية ؛ فوق 1800 درجة مئوية ، اكتمل الفصل الجزيئي وتم العثور على ذرات الكبريت.
الخواص الذرية للكبريت
- متوسط نصف القطر: 100 م
- الكهربية : 2.58 (بولينج)
- نصف القطر الذري (احسب): 88 م (نصف قطر بوهر)
- نصف القطر التساهمي: 102 م
- نصف قطر فان دير فالس: 180 م
- حالة (حالات) الأكسدة: ± 2 ، 4.6 (حمض قوي)
- طاقة التأين الأولى: 999.6 كيلوجول / مول
- طاقة التأين الثانية: 2252 كيلو جول / مول
- طاقة التأين الثالثة: 3357 كيلوجول / مول
- طاقة التأين الرابعة: 4556 كيلوجول / مول
- طاقة التأين الخامسة: 7004.3 كيلوجول / مول
- طاقة التأين السادسة: 8495.8 كيلوجول / مول
الخصائص الفيزيائية للكبريت
- الحالة العادية: صلب
- الكثافة: 1960 كجم / م 3
- نقطة الانصهار: 388.36 كلفن (115 درجة مئوية)
- نقطة الغليان: 717.87 كلفن (445 درجة مئوية)
- المحتوى الحراري للتبخير: 10.5 كيلوجول / مول
- المحتوى الحراري للانصهار: 1.7175 كيلوجول / مول
- ضغط البخار: 2.65 × 10-20 باسكال عند 388 كلفن
- النقطة الحرجة: 1314 كلفن (1041 درجة مئوية) (20.7 ميجا باسكال) 20700000 باسكال
استخدامات الكبريت
يستخدم الكبريت في صناعة البلاستيك والدهانات وغيرها.
يذهب معظمه لإنتاج حامض الكبريتيك ، وهو أحد أهم المنتجات الكيماوية ، ويستخدم بدوره في إنتاج الأسمدة من الفوسفات والأمونيا.
كما أنها تستخدم في تقسية المطاط ، وصنع الصابون ، والمنظفات ، والأسمنت ، والعوازل الكهربائية ، والبلاستيك ، والمتفجرات ، والمبيضات ، والأصباغ ، والعقاقير ، والدهانات ، والورق ، وتكرير البترول.
بالإضافة إلى ذلك ، فهو يهدئ البشرة ، وهو مثالي لعلاج الأكزيما وتفاعلات حساسية الجلد. يزيل السموم ، ويدمج بشكل أساسي في منتجات مكافحة حب الشباب والشحوم.
الخصائص الغذائية للكبريت
يمكن العثور على الكبريت في الخضروات مثل البروكلي والملفوف واللفت.
إن تناول الأطعمة الغنية بالكبريت يفيد الصحة ويوفر العناصر الغذائية للجسم. يتم التعرف على وجودها من خلال الذوق الحار. بعض الأطعمة الغنية بالكبريت هي:
- خضروات . البروكلي والكرنب واللفت. الثوم والبصل خيار ، فلفل ، باذنجان. فول الصويا والعدس والفول. المانجو والجريب فروت والبرتقال والبرقوق والكمثرى والموز والتفاح ؛ بذور عباد الشمس والشوفان.
- اللحوم . الأسماك والمحار.
دورة عنصر الكبريت
يدور عبر المحيط الحيوي على النحو التالي :
- من التربة ، الهواء أو الماء للنباتات عن طريق الامتصاص.
- من الخضار إلى الحيوانات عن طريق الابتلاع ؛
- يصل الغلاف الجوي في شكل غازات تنبعث من تحلل المواد العضوية (كبريتيد الهيدروجين – H2S وثاني أكسيد الكبريت – SO2) أو البراكين ؛
- يعود إلى التربة والمياه عن طريق الترسبات أو الأمطار أو تحلل الكائنات الحية وتغلغل الغازات في الغلاف الجوي.
- المطر الحمضي : يمكن أن يتحد ثاني أكسيد الكبريت المتراكم في الغلاف الجوي مع ذرة أكسجين أخرى لتكوين ثالث أكسيد الكبريت (SO3) ، والذي يتحول عند ملامسته للرطوبة الجوية إلى حمض الكبريتيك (H2SO4) ، وهو ضار للحياة . يترسب على السطح على شكل “مطر حمضي”. لمكافحة الأمطار الحمضية ، من الضروري تقليل انبعاثات الغازات الملوثة وتوفير الطاقة وتقليل استهلاك الوقود.
الإنتاج العالمي واحتياطيات الكبريت
أكبر منتج للكبريت في العالم هو الولايات المتحدة.
احتياطي الكبريت الطبيعي 5000 مليون طن . يتم الحصول على نصف الكبريت المستخدم في الصناعة عن طريق إزالة الكبريت من الغاز الطبيعي والنفط ، وتحويل مركبات الكبريت إلى كبريتيد الهيدروجين. الاسترداد من المحميات الطبيعية مكلف وهناك لوائح أعلى بشأن التلوث البيئي .
يقدر الكبريت الموجود في الوقود الأحفوري بحوالي 600 مليون طن . الإنتاج السنوي 63 مليون طن. المنتج العالمي الرئيسي هو الولايات المتحدة (10 مليون طن) تليها كندا (8.5 مليون طن) وروسيا (6.8 مليون طن).
الآثار السلبية للكبريت على الصحة
يمكن أن يسبب الكبريت مشاكل في المعدة في الجسم.
يمكن أن يكون للكبريتيدات والروابط الطبيعية المضافة في العمليات الصناعية آثار ضارة على صحة الإنسان. لتجنبها ، يجب اتباع ممارسات المناولة الآمنة. يمكن أن تنتج:
- الضرر العصبي والقلب
- يغير السلوك
- ضعف الدورة الدموية والتنفس
- ضعف الحواس : البصر والسمع
- حالة الجهاز التناسلي و جهاز المناعة والأيض الهرموني
- اضطرابات المعدة والجهاز الهضمي
- تلف وظائف الكبد والكلى
- تهيج الجلد عند التلامس.
- تهيج الرئتين والأغشية المخاطية عن طريق الاستنشاق
هل الكبريت سام ؟
إنه ليس سامًا بتركيزات صغيرة ، على الرغم من أنه مهيج للأغشية المخاطية ، إلا أنه يمكن استقلابه ، ولكن بتركيزات عالية يمكن أن يسبب توقف التنفس. ثاني أكسيد الكبريت SO2 ، هو غاز ملوث في الغلاف الجوي ، ينتج المطر الحمضي عن طريق تحويله إلى أكسيد الكبريت SO3. ثاني كبريتيد الكربون CS2 قابل للاشتعال بدرجة كبيرة ، ويمكن أن يؤدي تناوله بكميات صغيرة إلى الإصابة بالشلل.