Впервые увидев изумительной красоты кристаллы ярко-жёлтого, лимонного или медового цвета, можно ошибочно принять их за янтарь. Но это не что иное, как самородная сера.

Сера самородная существует на Земле с момента рождения планеты. Можно сказать, что она имеет внеземное происхождение. Известно, что этот минерал присутствует в больших количествах и на других планетах. Ио — спутник Сатурна, покрытый извергающимися вулканами, похож на огромный яичный желток. Значительная часть поверхности Венеры также покрыта слоем жёлтой серы.

Люди начали использовать её ещё до нашей эры, но точная дата открытия неизвестна.

Неприятный удушающий запах, возникающий при горении, принёс этому веществу дурную славу. Чуть ли не во всех религиях мира расплавленная сера, источающая невыносимое зловоние, ассоциировалась с адской преисподней, где грешники принимали жуткие мучения.

Древние жрецы, совершая религиозные обряды, применяли горящий серный порошок для общения с подземными духами. Считалось, что сера – порождение тёмных сил из потустороннего мира.

Описание смертоносных испарений встречается у Гомера. А знаменитый самовоспламеняющийся «греческий огонь», повергавший противника в мистический ужас, также имел в своём составе серу.

В VIII веке китайцы применяли горючие свойства самородной серы при изготовлении пороха.

Арабские алхимики называли серу «отцом всех металлов» и создали оригинальную ртутно-серную теорию. По их мнению, сера присутствует в составе любого металла.

Позже французский физик Лавуазье, после проведения серии опытов по горению серы, установил её элементарную природу.

После открытия пороха и его распространения в Европе начали добывать самородную серу и разработали метод получения вещества из пирита. Впрочем, этот способ широко использовался ещё в древней Руси.

Сера является элементом периодической системы Д. И. Менделеева, ее атомный номер - шестнадцать. Обладает неметаллическими свойствами. Обозначается латинской буквой S. Название, предположительно, имеет индоевропейский корень - «гореть».

Исторический ракурс

Когда была открыта сера и начата ее добыча, не выяснено. Известно лишь то, что о ней древние люди знали задолго до нашей эры. Ранние жрецы применяли ее при своих культовых обрядах, включали в состав окуривающих смесей. Минерал серу относили к продукту, который производили боги, в основном обитающие в подземном мире.

С давних пор, о чем свидетельствуют исторические документы, она использовалась как составляющий элемент горючих смесей, которые применялись в военных целях. Гомер также не обошел своим вниманием минерал серу. В одном из своих произведений он описал «испарения», которые оказывали пагубное воздействие на человека при горении.

Историки предполагают, что сера была составляющим элементом в так называемом «греческом огне», который наводил страх на врагов.

В восьмом веке в Китае ее стали применять для приготовления пиротехнических смесей, в том числе и в горючих веществах, напоминающих порох.

В средние века она была одним из трех главных элементов у алхимиков. Они активно применяли минерал самородную серу в своих изысканиях. Зачастую это приводило к тому, что опыты с ней приравнивались колдовству, а это в свою очередь приводило к гонениям со стороны инквизиции древних химиков и их последователей. Именно с тех времен, со средних веков и эпохи Возрождения, запах горящей серы, их газы, стали ассоциировать с деяниями нечистой силы и дьявольскими проявлениями.

Свойства

Самородный минерал сера имеет молекулярную решетку, какой нет у иных подобных элементов. Это приводит к тому, что у нее низкая твердость, отсутствует спайность, это достаточно хрупкий материал. Удельный вес серы составляет 2,7 граммов на сантиметр кубический. Минерал имеет плохую электро-, слабую теплопроводность и невысокую температуру плавления. Свободно загорается при воздействии открытого пламени, в том числе от спички, цвет пламени - голубой. Хорошо воспламеняется при температуре около 248 градусов Цельсия. При горении выделяет сернистый газ, который обладает резким удушливым запахом.

Описания минерала серы разнообразны. Она имеет оттенки светло-желтые, соломенные, медовые, зеленоватые. В сере, которая имеет в своей структуре органические вещества, наличествует бурая, серая или черная окраска. На фото минерал сера в твердом, чистом, кристаллическом виде всегда притягивает взгляд и легко узнаваем.

Вулканическая сера ярко-желтая, зеленоватая, оранжевая. В природе можно встретить ее в виде различных масс, плотных, землистых, порошковых. Встречаются в природе и кристаллические наросшие серные кристаллы, но достаточно редко.

Сера в природе

Природная сера в чистом состоянии встречается редко. Но в земной коре ее запасы очень значительны. В основном это руды, где в большом количестве присутствует серные прослойки.

До настоящего времени наука не определилась с причиной возникновения месторождений серы. Некоторые версии является взаимоисключающими. С учетом того, что сера проявляет высокую химическую активность, предполагается, что в процессе формирования поверхности земной коры она многократно связывалась и выделялась. Как шли эти реакции, доподлинно не установлено.

По одной из версий предполагается, что сера является следствием вымывания сульфатов, которые стали продуктами жизнедеятельности отдельных бактерий. Последние используют соединения минерала как пищу.

Исследователи рассматривают различные версии о процессах замещения серы в земной коре, которые приводят к ее выделению и накоплению. Но однозначно понять природу возникновения пока не получается.

Физические и химические свойства серы

Первые научные исследования были произведены лишь в XVIII веке. Тщательное изучение свойств минерала серы осуществил французский ученый Антуан Лавуазье. Так, он установил, что она кристаллизуется из расплавов, первоначально принимая игольчатые виды. Однако эта форма не стойкая. При уменьшении температуры сера перекристаллизуется, образуя объемные полупрозрачные образования лимонно-желтого или золотистого оттенка.

Месторождения, добыча серы

Основным источником добычи минерала серы являются месторождения. По расчетам исследователей-геологов следует, что ее мировые запасы насчитывают около 1,4 млрд тонн.

Древние люди, а также рудокопы Средневековья, добывали серу путем закапывания на глубину большой глиняной емкости. На нее помещали другую, в которой имелось отверстие в днище. Верхнюю емкость наполняли породой, в которой содержалось сера. Эту конструкцию нагревали. Сера начала плавиться и стекать в нижний сосуд.

В настоящее время добыча происходит путем открытой выработки, а также с применением способов выплавки из-под земли.

Крупные месторождения серы на территории Евразии имеются в Туркмении, в Поволжье, иных местах. Значительные залежи в России обнаружены на левых берегах реки Волги, которые протянулись от Самары до Казани.

При разработке минерала серы особое внимание уделяется безопасности. Это связано с тем, что руде всегда сопутствует скопление сероводорода, который очень вреден для дыхания. Сам минерал имеет свойство возгораться и образовывать взрывчатые составы.

Наиболее распространенный способ добычи - открытый. При этом горной техникой снимается верхняя часть пород. Взрывными работами осуществляется дробление рудной части. Потом фракции отправляются на предприятие для проведения процесса обогащения, а затем - на заводы по выплавке для получения чистой серы.

Если минерал залегает глубоко и объемы его значительны, используют для добычи метод Фраша.

В конце 1890 года инженером Фрашем было предложено осуществлять плавление серы под землей, а после превращения ее в жидкое состояние - выкачивать наружу. Процесс этот сопоставим с добычей нефти. С учетом достаточно невысокой идея инженера успешно прошла испытания и началась промышленная добыча этого минерала таким способом.

Во второй половине XX века активно начал использоваться метод для добычи посредством использования токов высокой частоты. Их воздействие также приводит к расплавлению серы. Последующее нагнетание сжатого горячего воздуха позволяет ускорить подъем ее в жидком состоянии на поверхность.

В больших объемах сера содержится в природных газах. Для ее добычи подходит метод Клауса. Используются специальные серные ямы, в которых осуществляется дегазация. В результате получается твердый модифицированный продукт с большим серным содержанием.

Применение

Около половины всей добываемой серы идет на производство серной кислоты. Также этот минерал нужен для изготовления каучука, лекарств, в качестве фунгицидов в сельском хозяйстве. Нашел применение минерал и как структурный элемент в популярном сероасфальте и заменителе портландцемента - серобетоне. Активно используют при изготовлении различных пиротехнических составов, в производстве спичек.

Биологическая роль

Сера является важным биогенным элементом. Входит в состав значительного числа аминокислот. Составной элемент при образовании белковых структур. В бактериальном фотосинтезе минерал принимает участие в окислительно-восстановительных реакциях организма, является источником энергии. В человеческом теле на один килограмм веса приходится около двух граммов серы.

Сера в чистом виде ядовитым веществом не является, в отличие от летучих газов, к которым относится ангидрид, сероводород и так далее.

Пожароопасные свойства

Сера - это пожароопасный минерал. Тонко измельченные ее фракции способны самовозгораться в присутствии влаги, при наличии контактов с окислителями, а также при создании смесей с углем, жирами, маслами. Тушат серу распыленной водой и воздушно-механической пеной.

/ минерал Сера Самородная

Сера самородная - распространенный минерал из класса самородных элементов. Сера представляет собой пример хорошо выраженного энантиоморфного полиморфизма. В природе образует 2 полиморфные модификации: a-сера ромбическая и b-сера моноклинная. При атмосферном давлении и температуре 95,6°С a-сера переходит в b-серу.
Самородная сера обычно представлена a-серой. Сера в отличие от других самородных элементов имеет молекулярную решетку, что определяет ее низкую твердость.

Разновидность: Вулканит (селенистая сера). Оранжево-красного, красно-бурого цвета. Происхождение вулканическое.

Отличительные признаки

Для самородной серы характерны: неметаллический блеск и то, что сера загорается от спички и горит голубым пламенем, выделяя сернистый газ, имеющий резкий удушливый запах. Наиболее характерным цветом для самородной серы является светло-желтый.

Легко растворима в канадском бальзаме, в скипидаре и керосине. Нерастворима в воде, но растворима в CS2. В HCl и H2SO4 нерастворима. HNO3 и царская водка окисляют серу, превращая её в H2SO4.

Сера образуется при вулканических извержениях, при выветривании сульфидов, при разложении гипсоносных осадочных толщ, а также в связи с деятельностью бактерий. Главные типы месторождений самородной серы - вулканогенные и экзогенные (хемогенно-осадочные). Экзогенные месторождения преобладают; они связаны с гипсо-ангидритами, которые под воздействием выделений углеводородов и сероводорода восстанавливаются и замещаются серно-кальцитовыми рудами. Такой инфильтрационно-метасоматический генезис имеют все крупнейшие месторождения. Самородная сера часто образуется (кроме крупных cкоплений) в результате окисления H2S. Геохимические процессы её образования существенно активизируются микроорганизмами (сульфатредуцирующими и тионовыми бактериями). Среди вулканогенных месторождений самородной серы главное значение имеют гидротермально-метасоматические (например, в Японии), образованные сероносными кварцитами и опалитами, и вулканогенно-осадочные сероносные илы кратерных озёр. Образуется также при фумарольной деятельности. Образуясь в условиях земной поверхности, самородная сера является всё же не очень устойчивой и, постепенно окисляясь, даёт начало сульфатам, гл. образом гипсу.

Иногда при вулканических процессах сера изливается в жидком виде. Это бывает тогда, когда сера, ранее осевшая на стенках кратеров, при повышении температуры расплавляется. Отлагается сера также из горячих водных растворов в результате распада сероводорода и сернистых соединений, выделяющихся в одну из поздних фаз вулканической деятельности. Эти явления сейчас наблюдаются около жерл гейзеров Йеллоустонского парка (США) и Исландии. Встречается совместно с гипсом, ангидритом, известняком, доломитом, каменной и калийной солями, глинами, битуминозными отложениями (нефть, озокерит, асфальт) и пиритом. Также встречается на стенках кратеров вулканов, в трещинах лав и туфов, окружающих жерла вулканов как действующих, так и потухших, вблизи серных минеральных источников.

Месторождения

На территории Евразии все промышленные месторождения самородной серы поверхностного происхождения. Некоторые из них находятся в Туркмении, в Поволжье и др. Породы, содержащие серу, тянутся вдоль левого берега Волги от г. Самара полосой, имеющей ширину в несколько километров, до Казани. Вероятно, сера образовалась в лагунах в пермский период в результате биохимических процессов. Месторождения серы находятся в Раздоле (Львовская область, Прикарпатье), Яворовске (Украина) и в Урало-Эмбинском районе. На Урале (Челябинская обл.) встречается сера, образовавшаяся в результате окисления пирита. Сера вулканического происхождения имеется на Камчатке и Курильских островах. Основные запасы серы капиталистических стран находятся в Ираке, США (штаты Луизиана и Юта), Мексике, Чили, Японии и Италии (о. Сицилия).

Биогенно-осадочная сера:

• Водинское, Самарская область, Россия
• Техас и Луизиана, США
• Шор-Су, Узбекистан
• Гуардак, Каракумы, Туркмения
• Сицилия, Италия-Тарнобжег, Польша
• Язовское местрождение, Львов, Украина

Сера вулканического происхождения:

• Камчатка, Россия
• Поццуоли, Италия
• Гавайские острова

Сера в зонах окисления сульфидов:

• Рио-Тинто, Испания
• Костайнике, Сербия

Применение

Используется в производстве серной кислоты (около 50% добываемого количества). В 1890 г. Герман Фраш предложил плавить серу под землёй и извлекать на поверхность через скважины, и в настоящее время месторождения серы разрабатывают главным образом путём выплавки самородной серы из пластов под землёй непосредственно в местах её залегания. Сера также в больших количествах содержится в природном газе (в виде сероводорода и сернистого ангидрида), при добыче газа она откладывается на стенках труб, выводя их из строя, поэтому её улавливают из газа как можно быстрее после добычи.

Сера широко применяется в химической, целлюлозно-бумажной (получения сульфат-целлюлозы), кожевенной и резиновой промышленности (вулканизация каучука), в сельском хозяйстве (производство ядохимикатов).

рассказать об ошибке в описании

Свойства Минерала

Цвет	Чистая сера - светло-жёлтая, с примесями селена – тёмно-коричневая, мышьяка – ярко-красная, битумов – до тёмно-коричневого и чёрного. Известна молочно-белая и голубая сера.
Цвет черты	Соломенно-жёлтый, белый
Происхождение названия	Слово «сера», известное в древнерусском языке с XV в., заимствовано из старославянского «сѣра» - «сера, смола», вообще «горючее вещество, жир». Этимология слова не выяснена до настоящих времен, поскольку первоначальное общеславянское название вещества утрачено и слово дошло до современного русского языка в искаженном виде. По предположению Фасмера, «сера» восходит к лат. сera - «воск» или лат. serum - «сыворотка». Латинское sulfur (происходящее из эллинизированного написания этимологического sulpur) предположительно восходит к индоевропейскому корню *swelp - «гореть»
Год открытия	известен с древних времён
IMA статус	действителен, описан впервые до 1959 (до IMA)
Химическая формула	S8
Блеск	жирный смоляной
Прозрачность	прозрачный полупрозрачный
Спайность	несовершенная по {001} несовершенная по {110} несовершенная по {111}
Излом	раковистый неровный
Твердость	2
Термические свойства	Сера имеет низкую точку плавления - 113°С. Легко сгорает на воздухе, горит синим пламенем, выделяя удушливые пары диоксида серы (который при взаимодействии с водой образует серную кислоту, выпададающую в виде осадков на землю).
Типичные примеси	Se,Te
Strunz (8-ое издание)	1/0.0-10
Hey"s CIM Ref.	1.51
Dana (7-ое издание)	1.3.4.1
Dana (8-ое издание)	1.3.5.1
Параметры ячейки	a = 10.468Å, b = 12.870Å, c = 24.49Å
Отношение	a:b:c = 0.813: 1: 1.903
Число формульных единиц (Z)	128
Объем элементарной ячейки	V 3,299.37 Å
Двойникование	Двойники по {101}, {011}, {110} довольно редки.
Точечная группа	mmm (2/m 2/m 2/m) - Dipyramidal
Пространственная группа	Fddd (F2/d 2/d 2/d)
Отдельность	отдельность по {111}
Плотность (расчетная)	2.076
Плотность (измеренная)	2.07
Плеохроизм	видимый
Дисперсия оптических осей	относительно слабая r
Показатели преломления	nα = 1.958 nβ = 2.038 nγ = 2.245
Максимальное двулучепреломление	δ = 0.287
Тип	двухосный (+)
угол 2V	измеренный: 68° , рассчитанный: 70°
Оптический рельеф	очень высокий
Форма выделения	Образует усечённо-дипирамидальные, реже дипирамидальные, пинакоидальные или толстопризматические кристаллы, а также плотные скрытокристаллические, сливные, зернистые, реже тонковолокнистые агрегаты. Главные формы на кристаллах: дипирамиды (111) и (113), призмы (011) и (101), пинакоид (001). Также сростки и друзы кристаллов, скелетные кристаллы, псевдосталактиты, порошковатые и землистые массы, налёты и примазки. Для кристаллов характерны множественные параллельные срастания.
Классы по систематике СССР	Неметаллы
Классы по IMA	Самородные элементы
Сингония	ромбическая
Хрупкость	Да
горение	Да
Литература	Арейс В.Ж. Разработка месторождений самородной серы методом подземной выплавки. - М., 1973 Вулканические серные месторождения и некоторые проблемы гидротермального рудообразования. - М., 1971 Геохимия и минералогия серы, М., 1972

Каталог Минералов

Се́ра - элемент шестой группы третьего периода главной подгруппы периодической системы химических элементов , с атомным номером 16. Проявляет неметаллические свойства. Обозначается символом S (лат. Sulfur). В водородных и кислородных соединениях находится в составе различных ионов, образует многие кислоты и соли. Многие серосодержащие соли малорастворимы в воде.

История открытия

Сера (англ. Sulfur, фр. Soufre, нем. Schwefel) в самородном состоянии, а также в виде сернистых соединений известна с древнейших времён. С запахом горящей серы, удушающим действием сернистого газа и отвратительным запахом сероводорода человек познакомился, вероятно, ещё в доисторические времена. Именно из-за этих свойств сера использовалась жрецами в составе священных курений при религиозных обрядах. Сера считалась произведением сверхчеловеческих существ из мира духов или подземных богов. Очень давно сера стала применяться в составе различных горючих смесей для военных целей. Уже у Гомера описаны «сернистые испарения», смертельное действие выделений горящей серы. Сера, вероятно, входила в состав «греческого огня», наводившего ужас на противников. Около VIII в. китайцы стали использовать её в пиротехнических смесях, в частности, в смеси типа пороха. Горючесть серы, лёгкость, с которой она соединяется с металлами с образованием сульфидов (например, на поверхности кусков металла), объясняют то, что её считали «принципом горючести» и обязательной составной частью металлических руд. Пресвитер Теофил (XII в.) описывает способ окислительного обжига сульфидной медной руды, известный, вероятно, ещё в древнем Египте. В период арабской алхимии возникла ртутно-серная теория состава металлов, согласно которой сера почиталась обязательной составной частью (отцом) всех металлов. В дальнейшем она стала одним из трёх принципов алхимиков, а позднее «принцип горючести» явился основой теории флогистона. Элементарную природу серы установил Лавуазье в своих опытах по сжиганию. С введением пороха в Европе началось развитие добычи природной серы, а также разработка способа получения её из пиритов; последний был распространён в древней Руси. Впервые в литературе он описан у Агриколы. Таким образом, точно происхождение серы не установлено, но, как сказано выше, этот элемент использовался до Рождества Христова, а значит знаком людям с давних времён.

Происхождение названия

Русское название серы восходит к праславянскому *sěra, которое связывают с лат. sērum «сыворотка».
Латинское sulphur (эллинизированное написание более старого sulpur) восходит к индоевропейскому корню *swelp - «гореть».

Получение

В древности и в средние века серу добывали, вкапывая в землю большой глиняный горшок, на который ставили другой, с отверстием в дне. Последний заполняли породой, содержащей серу, и затем нагревали. Сера плавилась и стекала в нижний горшок.
В настоящее время серу получают главным образом путём выплавки самородной серы непосредственно в местах её залегания под землёй. Серные руды добывают разными способами - в зависимости от условий залегания. Залежам серы почти всегда сопутствуют скопления ядовитых газов - соединений серы. К тому же нельзя забывать о возможности её самовозгорания.
Добыча руды открытым способом происходит так. Шагающие экскаваторы снимают пласты пород, под которыми залегает руда. Взрывами рудный пласт дробят, после чего глыбы руды отправляют на сероплавильный завод, где из концентрата извлекают серу.
В 1890 г. Герман Фраш, предложил плавить серу под землёй и через скважины, подобные нефтяным, выкачивать её на поверхность. Сравнительно невысокая (113 °C) температура плавления серы подтверждала реальность идеи Фраша. В 1890 г. начались испытания, приведшие к успеху.
Известно несколько методов получения серы из серных руд: пароводяные, фильтрационные, термические, центрифугальные и экстракционные.

Физические свойства

Сера существенно отличается от кислорода способностью образовывать устойчивые цепочки и циклы из атомов. Наиболее стабильны циклические молекулы S 8 , имеющие форму короны, образующие ромбическую и моноклинную серу. Это кристаллическая сера - хрупкое вещество жёлтого цвета. Кроме того, возможны молекулы с замкнутыми (S 4 , S 6) цепями и открытыми цепями. Такой состав имеет пластическая сера, вещество коричневого цвета, которая получается при резком охлаждении расплава серы (пластическая сера уже через несколько часов становится хрупкой, приобретает жёлтый цвет и постепенно превращается в ромбическую). Формулу серы чаще всего записывают просто S, так как она, хотя и имеет молекулярную структуру, является смесью простых веществ с разными молекулами. В воде сера нерастворима, некоторые её модификации растворяются в органических растворителях, например сероуглероде, скипидаре. Плавление серы сопровождается заметным увеличением объёма (примерно 15 %). Расплавленная сера представляет собой жёлтую легкоподвижную жидкость, которая выше 160 °C превращается в очень вязкую тёмно-коричневую массу. Наибольшую вязкость расплав серы приобретает при температуре 190 °C; дальнейшее повышение температуры сопровождается уменьшением вязкости и выше 300 °C расплавленная сера снова становится подвижной. Это связано с тем, что при нагревании серы она постепенно полимеризуется, увеличивая длину цепочки с повышением температуры. При нагревании серы свыше 190 °C полимерные звенья начинают рушиться. Сера может служить простейшим примером электрета. При трении сера приобретает сильный отрицательный заряд.
Серу применяют для производства серной кислоты, вулканизации каучука, как фунгицид в сельском хозяйстве и как сера коллоидная - лекарственный препарат. Также сера в составе серобитумных композиций применяется для получения сероасфальта, а в качестве заместителя портландцемента - для получения серобетона.

Природные минералы серы

Сера является шестнадцатым по химической распространённости элементом в земной коре. Встречается в свободном (самородном) состоянии и связанном виде.
Важнейшие природные соединения серы: FeS 2 - железный колчедан или пирит, ZnS - цинковая обманка или сфалерит (вюрцит), PbS - свинцовый блеск или галенит, HgS - киноварь, Sb 2 S 3 - антимонит. Кроме того, сера присутствует в нефти, природном угле, природных газах и сланцах. Сера - шестой элемент по содержанию в природных водах, встречается в основном в виде сульфат-иона и обуславливает «постоянную» жёсткость пресной воды. Жизненно важный элемент для высших организмов, составная часть многих белков, концентрируется в волосах.

В группе VIA к широко известным и распространенным в природе химическим элементам относится также сера. В земной коре сера находится в виде целого ряда минералов, образующих богатые залежи. Нередко встречается самородная сера, т.с. простое вещество S (S 8). Очень распространены соединения серы с металлами. Многие из них наиболее ценны как руды для получения металлов: свинцовый блеск PbS, цинковая обманка ZnS, медный блеск CuS и др. Минерал пирит FeS 2 (железный колчедан), образующий кубические кристаллы цвета латуни, служит главным образом как сырье для получения серной кислоты.

Большое распространение имеют также некоторые сульфаты. Минералы гипс и ангидрит (кристаллогидрат CaS0 4 2Н 2 0 и безводный сульфат кальция) образуют местами целые горы. Сульфаты магния и натрия содержатся в морской воде. Прозрачные кристаллы образует сульфат стронция SrS0 4 - целестин. Барит, или тяжелый шпат BaS0 4 , широко применяется для производства белил и как наполнитель в бумажной и резиновой промышленности. Например, слой барита наносится на фотобумагу. В значительном количестве сера содержится в каменном угле и при его сжигании попадает в атмосферу. В воздухе постоянно присутствует оксид cepbi(IV) S0 2 . Если бы эта сера извлекалась из продуктов сжигания угля, то появилась бы возможность резко сократить добычу традиционных серных руд. Одновременно уменьшилось бы вредное воздействие S0 2 на растительность и пресные водоемы. Сера всегда имеется в белках, так как аминокислоты цистеин и метионин содержат серу. Общая масса серы в организме человека -120 г.

Мировая добыча серы превышает 60 млн т. Более половины этого количества идет на производство серной кислоты, а остальное - на производство сульфитов, резины, средств борьбы с вредителями в сельском хозяйстве.

Природная сера состоит из четырех устойчивых изотопов, причем 95% в этой смеси приходится на изотоп

По химическим свойствам сера не проявляет значительного сходства с кислородом. Главное, что сближает эти два элемента - это двухвалентное состояние в соединениях с большинством химических элементов. При этом следует отметить, что в соединениях между кислородом и серой кислород остается двухвалентным, а сера может быть четырех- и шести валентной. Высшие валентные состояния серы возможны благодаря наличию

свободного 3

Одним из важных и характерных свойств атомов серы является способность образовывать цепочки:

Если атомы кислорода соединяются в цепочки нс более чем из трех атомов (в молекуле озона), то сера при определенных условиях дает цепочки из сотен тысяч атомов. Два связанных между собой атома серы -8-8- часто служат перемычкой внутри белковой молекулы.

Сера. Простые вещества

Сера как простое вещество образует несколько разновидностей. Обычная сера - желтое кристаллическое хрупкое вещество, называемое ромбической серой. Встречаются красивые кристаллы природной серы в местах выхода вулканических газов (Камчатка, Курильские острова). Ромбическая сера, устойчивая при обычных условиях, плавится при 112,8°С. Но жидкая сера при 119°С начинает кристаллизоваться в виде темпо-желтых игольчатых кристаллов моноклинной системы. Таким образом, сера образует две разные твердые фазы, но ниже 112,8°С устойчива ромбическая сера. Температура кипения серы - 444,6°С. Сера не растворяется в воде, но растворяется в сероуглероде и бензоле.

Твердая сера и ее растворы состоят из молекул 8 8 . Это кольцевые молекулы, по форме напоминающие корону (рис. 19.3).

Рис. 19.3.

При написании химических реакций молекулярное строение серы обычно не учитывают и записывают ее в виде атомов. Выше температуры плавления сера постепенно темнеет и при ~250°С превращается в вязкую массу красно-бурого цвета, состоящую из очень длинных цепочек 8 Я.

Выше 300°С сера снова становится подвижной жидкостью. Кипящая сера образует оранжево-желтые пары. В парах серы содержатся молекулы Б 8 , 5 б, 8 4 и $ 2 . Молекулы 5 2 по структуре близки к молекулам кислорода 0 2 .

Если расплавленную серу, нагретую до кипения, вылить в холодную воду (рис. 19.4), то она превращается в коричневую мягкую резиноподобную массу, растягивающуюся в нити. Эта разновидность серы называется пластической серой. Она состоит из зигзагообразных очень длинных молекул Б, где п достигает 100 000 и более. Через непродолжительное время пластическая сера становится хрупкой, приобретает желтый цвет и постепенно превращается в ромбическую серу 5 8 .

Рис. 19.4.

Серу добывают непосредственно из природных месторождений. Добытую серу для очистки перегоняют в специальных рафинировочных печах. Сначала пары серы поступают в большую кирпичную камеру. На холодных стенках сера осаждается в виде светло-желтого порошка, известного под названием серного цвета. На горячих стенках при температуре около 120°С сера превращается в жидкость, которую выпускают в деревянные формы, где она застывает в виде палочек. Полученная таким путем сера называется черенковой.

Известно также много реакций, при которых сера выделяется из сложных веществ. Сера образуется при смешивании газообразных сероводорода и сеонистого газа:

Сгорание сероводорода в условиях недостатка кислорода также ведет к образованию серы (см. ниже).

Оксиды серы(1У) и углерода(Н) реагируют с выделением серы в присутствии катализатора:

Эту реакцию применяют для очистки продуктов сгорания топлива от примеси серы.

Серу можно получить по реакции в водном растворе. При добавлении соляной кислоты к раствору тиосульфата натрия Ыа 2 5 2 0 3 жидкость мутнеет, и в осадок постепенно выпадает светло-желтая мелкодисперсная сера:

Химические превращения серы происходят главным образом при нагревании. Без участия других реагентов сера образует целый ряд разных молекул:

Сера соединяется почти со всеми неметаллами и металлами. Реакция; водородом обратима:

Сера реагирует с галогенами, образуя соединения в двух- и четырехвалентном состоянии. Только с фтором при его избытке образуется газообразное устойчивое соединение БР 6 .

На воздухе и в кислороде сера горит голубым пламенем:

При горении серы температура превышает 800°С, вследствие чего равновесие второй реакции сильно смещается влево и лишь ~5% серы превращается в $0 3 .

С металлами сера реагирует с большим выделением теплоты. При поджигании смеси порошков серы и цинка происходит яркая вспышка. Образуется сульфид цинка белого цвета:

С некоторыми ^-элементами 5-го и 6-го периодов сера реагирует легче, чем кислород. Серебро устойчиво к действию кислорода, но в смеси с серой без нагревания образует бурый сульфид:

Сера реагирует с оксидами, кислотами и солями, проявляющими сильные окислительные свойства:

При нагревании с раствором щелочи сера реагирует по такому же типу, как галогены, т.е. дисиропорционирует:

Атомы серы из простого вещества могут присоединяться к сере в некоторых сложных веществах:

В образовавшемся полисульфиде натрия имеются цепочки из атомов серы с отрицательными зарядами на концах:

Раствор сульфита натрия реагирует с серой при кипячении:

В образующемся бесцветном растворе находится соль тиосерной кислоты - тиосульфат натрия.