ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общие сведения о сере из "Аналитическая химия серы" Сера — элемент VI группы периодической системы Д. И. Менделеева с атомным номером 16. Электронная структура серы 15 25 Р 3 приближается к конфигурации соседнего инертного газа, и в связи с этим она проявляет резко выраженные металлоидные свойства. [c.7] Яцимирский по термодинамическим данным вычислил ионный радиус сульфат-иона, равный 2,30 А [513]. [c.7] Сера — один из самых известных человеку химических элементов. Упоминания о сере встречаются 2000 лет до н. э. В практических целях серу начали использовать около 1600 лет до и. э. Она встречалась во многих местах побережья Средиземного моря. Вулканические извержения неизменно выносили с собой громадные количества серы, и запах сернистого газа и сероводорода считался признаком деятельности подземного бога Вулкана. [c.7] Сера в представлении древних была одним из самых основных элементов мира и играла совершенно исключительную роль в описании процессов вулканической деятельности или образования горных хребтов и рудных жил. [c.7] Представление об исключительной роли серы в природе прекрасно передано М. В. Ломоносовым в трактате О слоях земных (1763 г.). ...Рассуждая, толикое подземного огня множество, тотчас мысль обраш ается к познанию материи, которую он содержит... [c.7] Что же к возгоранию удобнее серы Что к содержанию и питанию огня ее неодолимее . ..Какая горючая материя изобильнее оные из недр земных выходит Ибо не токмо из челюстей огнедышащих гор отрыгается, и при горячих из земли киняш их ключах, и при сухих подземных продушинах в великом множестве собирается но нет ни единой руды, нет почти ни единого камня, который бы через взаимное с другим трение не дал от себя серного духу и не объявил бы тем ее в себе присутствие... . [c.8] Теоретические расчеты показали, что в равновесных изотопнообменных реакциях тяжелый изотоп 3 предпочтительно накапливается в окисленных соединениях серы в следуюш ей последовательности S , SOj, 30з , sol - Константа разделения тем больше, чем больше различие в степени окисления соединений серы, между которыми устанавливается равновесие, и меньше температура. При повышении температуры константа стремится к единице. Максимальная константа (1,077 при 25° С) должна быть при равновесии сульфидного и сульфатного ионов. Однако обмен между этими формами серы экспериментально был обнаружен только при температурах 200° С и выше, при которых величина константы равновесия не превышает 1,03. [c.8] Сера сероводорода, образовавшегося биогенным путем, сильно обогаш ена изотопом [513]. Поэтому сульфиды осадочного происхождения обогаш ены легкой, а сульфаты — тяжелой серой. Фракционирование.изотопов серы зависит и от состава сульфидных минералов. [c.8] Как злемент-анионообразователь сера по своей распространенности в земной коре стоит на втором месте после кислорода, тем не менее ее в 1300—1800 раз меньше, чем кислорода. Хотя содержание серы составляет всего лишь около 0,03%, этого количества хватает не только для связывания в сульфиды всей массы 15 халько-фильных элементов, слагающих 0,013—0,07% земной коры, но и для связывания в пирротин и пирит некоторого количества присутствующего в ней железа [123]. [c.9] На долю самородной серы из общего ее количества в земной коре приходится лишь ничтожная часть [123]. Среднее содержание серы в изверженных породах литосферы составляет 0,05% (Кларк, Вашингтон), в осадочных — 0,32% (Корренс). В состав солей после испарения морской воды входят сульфаты магния (4,7%), кальция (3,6%о), калия (2,5%). Космическая распространенность серы (число атомов на 20 000 атомов кремния) составляет 3750 [513]. [c.9] Количество серы в атмосфере сильно варьирует, и ее соединения следует рассматривать в ней как загрязнение. Сероводород образуется в результате разложения органических остатков кроме того, с сернистым газом он выделяется вулканами. Важным локальным источником соединений серы в воздухе является сжигание угля, поэтому наивысшая концентрация этих соединений обнаруживается в промышленных районах. При рассмотрении вопроса о распространенности серы в биосфере следует учитывать, что она относится к макрокомпонентам питания. В сточных и загрязненных поверхностных водах встречаются многочисленные неорганические и органические соединения серы. [c.9] Общее весовое количество сернистых соединений железа по приблизительному подсчету В. И. Вернадского составляет 0,15% к весу земной коры сернистые соединения всех остальных злементов (не считая сероводорода) в весовом отношении к земной коре составляют ничтожный процент (около 0,001%) [71]. Важнейшая геохимическая роль двухвалентной серы заключается в связывании тяжелых металлов и р концентрировании их в месторождении руд. Из числа всех минералов на долю сульфидов приходится 13,3%, сульфатов — 9,4% [71]. [c.10] Самородная сера встречается в самой верхней части земной коры и на ее поверхности. Образуется при вулканических извержениях, осаждаясь в виде возгонов на стенках кратеров, в трещинах пород, иногда изливаясь в жидком виде с горячими водами в виде потоков (Япония). Возникает в результате неполного окисления сероводорода в сольфатарах или как продукт его реакции с сернистым газом [71, 310, 320]. [c.10] Как правило, вулканическая сера из низкотемпературных фу-марон более чистая, из высокотемпературных — содержит ряд микрозлементов. Для нее характерно присутствие селена и теллура. Нередко встречается селенистая сера — волканит [310]. Самородная сера также образуется при разложении сернистых соединений металлов, главным образом пирита [71]. Месторождения самородной серы, образовавшейся именно осадочным (биохимическим) путем, наиболее распространены на земном шаре и имеют наибольшее промышленное значение. [c.10] Микроорганизмы, участвующие в геохимических реакциях круговорота минеральных соединений серы, активно образуют сероводород при pH от 4,0 до 10,5 и при температурах от О до 75— 80 С. Известны также галофильные штаммы сульфатредуцирую-щих бактерий, развивающихся в 25—30%-ных растворах солей, и баротолерантные формы, образующие сероводород при повышенном гидростатическом давлении [123]. Десульфирующие бактерии могут существовать в анаэробных условиях на глубине до 11 км и при 100° С, Сероводород в верхних горизонтах земной коры (за исключением вулканических областей) возникает в результате главным образом жизнедеятельности бактерий. [c.10] Почти все известные в природе формы серы можно встретить только в областях современного вулканизма [310]. [c.13] Важнейшие минералы серы представлены в табл. 1. [c.13] Для серы наиболее характерны степени окисления —2 0 +4 и -fe. Окислительно-восстановительные потенциалы, соответству-юш ие переходам в различных средах, приведены в табл. 2. [c.13] Примечание. I — насыщенный раствор в присутствии твердого или жидкого вещества — раствор, насыщенный газом при давлении 1 атм. [c.14] Вернуться к основной статье