شناخت گوگرد

[P O U R I A]

گوگرد 0/05 درصد پوسته زمین را تشکیل داده است.	گوگرد یکی از عناصر شیمیایی است که در طبیعت به مقدار زیاد وجود دارد. این ماده به مقدار کم در بدن موجودات زنده بخصوص انسان یافت می شود. گوگرد هفدهمین عنصر از نظر فراوانی در پوسته زمین بوده و 05/0 درصد آن را تشکیل داده است. همچنین پنجمین جایگاه را از حیث فراوانی عناصر در جرم کل زمین داراست و اغلب مقادیر زیادی از آن را می توان در نزدیکی آتشفشانها پیدا کرد. به عنوان مثال رسوبات گوگردی انبوهی را می توان در بخش هایی از جهان چون جنوب ایتالیا، جنوب ایالات متحده، ژاپن، مکزیک و آسیای مرکزی رویت کرد.
به دلایل HSE، گوگرد باید از منابع نفت و گاز بازیافت گردد.	گوگرد همچنین به میزان متفاوتی در نفت خام و گاز طبیعی موجود است. این منابع اغلب شامل مقادیر قابل توجهی ترکیبات گوگردی بوده که باید قبل از استفاده صنعتی جداسازی شوند. به دلایل HSE، گوگرد باید از چنین منابعی بازیافت گردد که البته این عمل بطور معمول منجر به تولید مقادیر متنابهی گوگرد عنصری می شود.
گوگرد اساسا بصورت اسید سولفوریک در بسیاری از فرآیندهای صنایع شیمیایی بخصوص در ساخت کودهای فسفاته استفاده می شود.	گوگرد یکی از مهمترین مواد خام صنایع شیمیایی است. این عنصر بیشتر بصورت اسید سولفوریک در بسیاری از فرآیندهای صنایع شیمیایی و بخصوص در ساخت کودهای فسفاته که عمده ترین محل مصرف گوگرد عنصری است، استفاده می شود. بطور کلی کودهای شیمیایی حدود %50 گوگرد تولیدی جهان را مصرف می کنند که از این مقدار %85 سهم تولید کودهای فسفاته است. سولفات آمونیم نیز کود شیمیای دیگری است که تولید آن سالانه سهم بالایی در مصرف گوگرد جهان دارد.بنابراین بازار جهانی گوگرد به بازار ادواری جهانی فسفات وابسته است.
گوگرد بر خلاف دیگر فرآورده های صنایع معدنی، به عنوان یک محصول فرعی تولید می شود.	گوگرد بر خلاف دیگر فرآورده های صنایع معدنی، به عنوان یک محصول اصلی تولید نمی شود. در واقع این ماده به عنوان یک محصول جانبی پالایش نفت خام سبک و سنگین، تصفیه گاز ترش، بازیافت از ماسه های قیری، تولید زغال کک و صنایع متالورژی استحصال می گردد.

نام های مختلف گوگرد و مشخصات آن ها در پیوست

 

[P O U R I A]

مقدمه

مقدمه

گوگرد، عنصری از گروه A6 جدول تناوبی​

گروه A6 جدول تناوبی در جدول مقابل نشان داده شده است. این گروه از عناصر کاملاً با زندگی ما آمیخته هستند. ما در هر لحظه برای زنده ماندن نیاز به اکسیژن داریم. آیا می­دانستید که گوگرد نیز یکی از عناصر اصلی حیات است؟ گوگرد جزء اصلی ساختار برخی از پروتئین­های ارگانیسم­های زنده است. گوگرد در بسیاری از صنایع بکار گرفته می­شود ولی انتشار گوگرد در محیط، اغلب به عنوان مشکل زیست محیطی مطرح می­شود نه یک پدیده طبیعی. با افزایش عدد اتمی در جدول گروه A6، خاصیت فلزی نیز افزایش می­یابد. عنصر پلونیوم هیچ ایزوتوپ پایداری نداشته و ایزوتوپ دارای عدد اتمی 209 دارای بیشترین میزان نیمه عمر در حدود 103 سال می­باشد.

Group 6A Elements​
Oxygen	O
Sulfur	S
Selenium	Se
Tellurium	Te
Polonium	Po

خواص عنصر اکسیژن بسیار متفاوت از دیگر عناصر این گروه است ولی تمامی آن­ها2 الکترون در لایه اربیتال S و 4 الکترون در اربیتال p دارند که بصورت عمومی به شکل S[SUP]2[/SUP]P[SUP]4[/SUP] نوشته می­شود. روند خواص عناصر این گروه جالب است و آشنایی با این روند در پیش­بینی واکنش آن­ها با دیگر عناصر به ما کمک می­کند. اکثر روندهای مذکور، در مورد تمامی گروه­های جدول تناوبی مشابه است. این روندهای مشابه، بستگی زیادی به اندازه اتم­ها و تعداد الکترون­های هر اتم دارد. برخی از این روندها در زیر آورده شده­اند:

1. خواص فلزی عناصر این گروه از بالا به پایین افزایش می­یابد به نحوی که پلونیم اساساً یک فلز است. این عنصر توسط ماری کوری کشف شده و به افتخار سرزمین مادری وی، لهستان (Poland) نامگذاری شده است.
2. الکترونگاتیوی، انرژی یونیزاسیون (یا پتانسیل یونیزاسیون) عناصر گروه با افزایش وزن اتمی، افزایش می­یابد.
3. در این گروه از بالا به پایین، شعاع اتمی و نقطه ذوب افزایش می­یابد.
4. به دلیل اندازه کوچک مولکول اکسیژن، خواص شیمیایی آن کاملاً با گوگرد متفاوت است. دیگر عناصر گروه، تشابه بشتری در خواص شیمیایی دارند.

گوگرد یک عنصر جامد شکننده بی بو ه رنگ زرد کمرنگ است که در آب نامحلول بوده ولی در دی سولفید کربن محلول است. گوگرد عنصری ضروری برای حیات بوده و به مقادیر کمی در چربی­ها، سیالات بدن و ساختار اسکلت وجود دارد.
در سال 1839، چارلز گودیر بطور تصادفی مخلوطی از لاستیک و گوگرد را درون آتش انداخت که منجر به کشف لاستیک ولکانیزه شد. وی لاستیک اختراعی خود را به احترام ولکان، خدای رومی آتش، نامگذاری نمود. در قرن هیجدهم، اغلب مادران انگلیسی به کودکان خود یک قاشق مخلوط گوگرد و شیره قند به عنوان تقویت کننده بهاری می­خوراندند. امروزی داروهای حاوی گوگرد (داروهای سولفانیلامیدی) برای مقابله با باکتری عامل مننژیت استفاده می­شوند. روغن­های گوگردی نیز برای معالجه عفونت­های پوستی استعمال می­شوند.
تاریخچه گوگرد و استفاده از گوگرد به هزاران سال پیش باز می­گردد. مصری­های باستان با استفاده از گوگرد رنگ می­ساختند و یا از آن برای سفیدکاری و رنگبری استفاده می­کردند (بصورت SO[SUB]2[/SUB]). مردمان چین نیز از گوگرد برای ساختن باروت استفاده کردند. یونانیان باستان از گوگرد به عنوان دارو و ضد عفونی کننده استفاده کرده­اند.
قسمت اعظم گوگرد تولیدی جهان برای تولید اسید سولفوریک (H[SUB]2[/SUB]SO[SUB]4[/SUB]) استفاده می­شود. اسید سولفوریک تولیدی اغلب برای ساخت کودهای شیمیایی (نزدیک به 40 میلیون تن در سال)، باتری­های سرب-اسید و بسیاری از صنایع دیگر مورد استفاده قرار می­گیرد. مقادیر کمی از گوگرد تولیدی جهان نیز برای ساخت لاستیک­های ولکانیزه، حشره­کش­ها (هومر، شاعر یونان باستان نزدیک 2800 سال پیش از گوگرد به عنوان آفت­کش یاد کرده است)، باروت و رنگدانه­ها استفاده می­شود.
گوگرد علاوه بر اسید سولفوریک می­تواند ترکیبات جالب دیگر نیز ایجاد نماید. سولفید هیدروژن (H[SUB]2[/SUB]S) ترکیب گازی است که بوی تخم مرغ گندیده می­دهد. دی اکسید گوگرد (SO[SUB]2[/SUB]) که حاصل سوختن گوگرد در هوا است به عنوان عامل رنگبر، حلال، ضد عفونی کننده و ماده سرد کننده مورد استفاده قرار می­گیرد. اگر دی اکسید گوگرد با آب ترکیب شود تولید اسید سولفورو (H[SUB]2[/SUB]SO[SUB]3[/SUB]) می­کند که اسید ضعیف بوده و جزء اصلی باران­های اسیدی به شمار می­رود.
گوگرد عنصری خالص بوی بسیار کمی دارد. بوی تخم مرغ گندیده که اغلب از گوگرد استشمام می­شود در واقع ناشی از سولفید هیدروژن موجود در آن است. همچنین بوی خاص سیر، خردل، پیازها و کلم نیز ناشی از ترکیبات گوگردی موجود در آن­ها است. حتی بوی بسیار بد و ماندگاری که راسو برای دفاع از خود ساطع می­کند، ناشی از ترکیبات گوگردی است. در واقع، گوگرد در تمامی بافت­های زنده یافت می­شود. گوگرد در ساختار پروتئین­های گیاهی وجود داشته و از طریق تغذیه انسان­ها و حیوانات به ساختار بدنی آن­ها انتقال می­یابد.

آیا می­دانستید که؟
- گوگرد دهمین عنصر از نظر فراوانی در کهکشان راه شیری است. گوگرد در پوسته زمین، در اقیانوس­ها و حتی در شهاب سنگ­ها یافت می­شود.
- 55 درصد گوگرد تولیدی دنیا برای ساخت کودهای شیمیایی و 45 درصد باقی­مانده برای تولید محصولات تجاری دیگر مورد استفاده قرار می­گیرد.
- گوگرد در اغلب غذاها یافت می­شود که از میان آن­ها می­توان به پیازها، تخم مرغ، کلم­ها و آرد سویا اشاره نمود.
- گوگرد در بدن اغلب موجودات مانند انسان، پرندگان و چهارپایان یافت می­شود.
- به دلیل اشتعال آسان گوگرد، این عنصر در ساخت کبریت و مواد آتش­بازی به وفور استفاده می­شود. نام باستانی گوگرد (brimstone) نیز به معنی سنگی است که می­سوزد.

منابع تهیه این عنصر در دنیا شامل معادن گوگرد عنصری، معادن سولفیدی، سوخت­های سولفیدی و سولفات­ها می­باشد. در کشور ما ایران نیز با توجه به منابع عظیم سوخت­های فسیلی، سالانه مقادیر زیادی از این عنصر گرانبها از طریق بازیافت از منابع نفت و گاز تهیه می­شود. این ترکیب از اجزای ساختاری مهم بسیاری از ترکیبات آلی و معدنی مانند انواع مرکاپتان­ها، تیوفن­ها، سولفیدها، پلی­سولفیدها و سولفات­ها و ... می­باشد که هر کدام به نوبه خود کاربردهای مهمی را درصنایع مختلف شیمیایی، دارویی، غذایی و ... ایفاء می­کنند.
برخی از ترکیبات مهم گوگرد عباتند از:

• sodiumdithionite, Na[SUB]2[/SUB]S[SUB]2[/SUB]O[SUB]4[/SUB] عامل کاهنده قوی
• sulfurous acid, H[SUB]2[/SUB]SO[SUB]3[/SUB] این ترکیب با حل کردن SO[SUB]2[/SUB] در آب بدست می­آید. این اسید و سولفیدهای مرتبط با آن از کاهنده­های نسبتاً قوی می­باشند. ترکیبات دیگر بدست آمده از SO[SUB]2[/SUB] شاملPyrosulfite (یونS[SUB]2[/SUB]O[SUB]5[/SUB][SUP]2-[/SUP] ) می­شود.
• thiosulfates (S[SUB]2[/SUB]O[SUB]3[/SUB][SUP]2-[/SUP]) که برای ثابت کردن عکس­ها بکار می­رود، یک عامل اکسید کننده است. تیوسولفات آمونیم جایگزین سیانید در تصفیه خاک طلا می­گردد.
• ترکیباتdithionic acid (H[SUB]2[/SUB]S[SUB]2[/SUB]O[SUB]6[/SUB])
• polythionic acids , (H[SUB]2[/SUB]S[SUB]n[/SUB]O[SUB]6[/SUB]) که در آن n از 3 تا 80 می­تواند تغییر کند.
• سولفات­ها، نمک اسید سولفوریک و نمک Epsom از سولفات­های منیزیم می­باشند.
• peroxymonosulfuric acid , peroxydisulfuric acids که هر دو از عملکرد SO[SUB]3[/SUB] درH[SUB]2[/SUB]O[SUB]2[/SUB] و H[SUB]2[/SUB]SO[SUB]4[/SUB] غلیظ شده حاصل می­شوند.
• thiocyanogen (SCN)[SUB]2[/SUB]
• tetrasulfur tetranitride (S[SUB]4[/SUB]N[SUB]4[/SUB])

 

[P O U R I A]

تاریخچه

تاریخچه

نام معمول گوگرد در زمان­های گذشته brimstone بوده است که به معنی سنگی است که می­سوزد. در کتاب آفرینش اینگونه آمده است که " سپس خداوند از بهشت بر سر شهرهای سدوم و غموره بارانی از گوگرد و آتش بارانید" (Gen. 19:24). در انجیل نیز گوگرد با نام brimstone آمده است که موجب ویرانی شهرهای سدوم و غموره شده است. هومر، شاعر دوران باستان اشاره به استفاده از محصولات احتراق گوگرد به عنوان گندزدا و چند مورد دیگر دارد. در کتاب 22 (صفحات 480 الی 483) چنین نوشته شده است: " و ادیسه به پرستار پیر عزیز، یوروکلا، گفت برای من گوگرد بیاورید که تمامی آلودگی­ها را پاک می­کند و آتش بیاورید تا گوگرد را بسوزانم و رواق­های صومعه را پاک کنم."

پدانیوس دیوسکوریدوس (Pedanius Dioscorides) طبیب و داروساز یونانی، توضیحاتی در مورد استفاده ازگوگرد در داروسازی دارد. پلینی بزرگ (Pliny the Elder) از اهالی رم، اشاراتی در مورد معادن گوگرد ایتالیا و جزیره سیسیل، استفاده­های دارویی گوگرد، سفیدکاری با استفاده از بخار گوگرد و تولید کبریت و فتیله چراغ از گوگرد دارد. کیمیاگران به خوبی با گوگرد عنصری و اسید سولفوریک (جوهر گوگرد) آشنا بوده­اند. ابوموسی جابر ابن حیان (Geber, c. 721-c. 815) که به "پدر شیمی عرب مشهور است" در زمان خود پیشنهاد داد که فلزات ترکیبی از گوگرد و جیوه می­باشند. این نظریه، به گوگرد و جیوه در نزد کیمیاگران اهمیت بیشتری نسبت به دیگر مواد بخشید. ترجمه­ کتاب­ها و مطالب وی اهمیت زیادی در بین کیمیاگران و نیز دانشمندان اروپا در قرون وسطی داشته است. جئورجیوس آگریکولا (Georgius Agricola (Georg Bauer, of Chemnitz, 1494-1555)) در کتاب فلزات (De re metallica-1556) خود، توضیحاتی در مورد کبریت­های گوگردی که بواسطه کشیدن آن­ها بر روی سنگ و اصطکاک روشن می­شوند و نیز استفاده از گوگرد در ساخت باروت دارد. در حدود سال 1241، آقای بیکان (F.R. Bacon) روش ساخت باروت سیاه با استفاده از گوگرد را کشف کرد. با این وجود، چینی­ها و عرب­ها در سال­های قبل توانسته بودند ترکیبات آتش­زا را با استفاده از گوگرد بسازند.

آنتوان لاوازیه (Antoine Lavoisier) در سال 1772 اثبات کرد که گوگرد، یک عنصر پایه است. گوگرد در سال 1809، رسماً به عنوان یک عنصر پذیرفته شد. گوگرد عنصری غیر فلزی دارای رنگ زرد لیمویی روشن بوده و ماده­ای بسیار نرم است. سختی گوگرد برابر 2 در مقیاس موهس (Mohs scale of hardness) می­باشد. هدایت گرمایی گوگرد بسیار پایین می­باشد، یعنی این عنصر نمی­تواند گرما را به راحتی انتقال دهد. یک تماس کوچک دست می­تواند باعث شکستن کریستال گوگرد شود چراکه سطح کریستال بسیار سریع­تر از قسمت داخلی آن گرم می­شود و کریستال نمی­تواند این شوک حرارتی را تحمل نماید. گوگرد در دمای 108 درجه سانتی­گراد شروع به ذوب شدن می­کند و براحتی و با شعله آبی می­سوزد. حتی شعله حاصل از اشتعال یک کبریت برای آتش زدن گوگرد کافی است. هنگامی که گوگرد می­سوزد با اکسیژن ترکیب شده و تولید دی­اکسید گوگرد (SO[SUB]2[/SUB]) می­کند که بویی شبیه تخم مرغ گندیده دارد.

گوگرد می­تواند به یون­های فلزی چسبیده و تولید سولفیدهای معدنی متعددی مانند گالِن (سولفید سرب)، پیریت (سولفید آهن)، چالکوسیت (سولفید مس) و اسفالریت (سولفید روی) نماید. گوگرد براحتی به اکسیژن چسبیده و تولید یون سولفات (SO[SUB]4[/SUB][SUP]-2[/SUP]) می­نماید.

سولفاتها گروه مهم دیگری از ترکیبات گوگردی هستند که برخی از آن­ها مواد بسیار مهمی در صنایع به شمار می­روند. سنگ گچ یا سولفات کلسیم آبدار (Gypsum) و باریت (سولفات باریم) دو نمونه از این گروه مواد حاوی گوگرد می­باشند.

گوگرد معدنی اغلب به واسطه احیاء باکتریایی رسوبات سولفاته در گنبدهای نمکی تشکیل می­شود. در اواخر قرن 18 میلادی، هرمن فراش (Herman Frasch) فرآیندی برای استخراج گوگرد از منابع زیرزمینی توسعه داد که این فرآیند هنوز هم به نام فرآیند فراش معروف است. در این فرایند آب داغ به درون معدن گوگردی هدایت شده و باعث ذوب شدن گوگرد و انتقال آن به سطح زمین می­شود. گوگرد مذاب جمع­آوری شده می­تواند به شکل مذاب انتقال داده شده و یا سرد شده و بصورت جامد درآورده شود.

همانگونه که پیش از این نیز اشاره شد گوگرد از زمان­های باستان شناخته شده بوده است. در لاتین به آن Sulpur و در یونانی Θειο اطلاق می­شده است. در آن زمان، گوگرد جزئی از آتش تلقی شده و روشنایی آتش به آن نسبت داده می­شده است. در واقع نام یونانی گوگرد (Θειο) معنی خدایی و الوهیت نیز می­دهد و از کلمه Θεος مشتق شده است که به زئوس خدای یونانی اطلاق می­شود. زئوس اغلب به شکلی نشان داده می­شود که در یکی از دستان خود زبانه­ای از صاعقه دارد. در اساطیر مسیحیت، سوخت جهنم را از گوگرد می­دانسته­اند. حرف P در لاتین برای نشان دادن حرف φدر کلماتی بکار می­رود که ریشه یونانی دارند و بصورت بیرون دادن هوای دهان تلفظ می­شوند ولی هنوز کاملاً صدای f ندارند. بعدها هنگامی که تلفظ f به این لغت اضافه شد، حرف p به ph تبدیل شد. این روش برای لغات لاتین که ریشه یونانی دارند، مرسوم بوده است. اگرچه در واقع لغت sulphurریشه یونانی نداشته و از لغت sulvere مشتق شده است که ریشه سانسکریت دارد، با این وجود گوگرد در لاتین کلاسیک به شکل sulphur نوشته می­شده است. در قرون وسطی، تلفظ این لغت به سمت sulfur سوق پیدا کرد که امروزه همین تلفظ در اکثر دایرةالمعارف­های لاتین دیده می­شود. لغت انگلیسی گوگرد مستقیماً از ترکیب لاتین گرفته شده و بصورت سنتی همان sulphur نوشته می­شده است. سرانجام انجمن شیمی آمریکا در دوره­ای که تسهیل تلفظ در دستور کار قرار داشت، نامsulfur را به عنوان شکل مورد قبول آن در آمریکا اعلام کرد.

اگرچه هنوز هم برخی از کارشناسان صنعتی مخالف­اند ولی امروزه لغت sulfur در سطح آمریکا عمومیت یافته است و لغت sulphur گاهاً بصورت موردی و برای گوگرد مورد استفاده قرار می­گیرد. البته در باقی دنیا، گوگرد هنوز هم به شکل sulphur نوشته می­شود (Calvert 2002).

 

[P O U R I A]

خواص فیزیکی - اشکال آلوتروپی

خواص فیزیکی - اشکال آلوتروپی

اشکال آلوتروپی

گوگرد طبیعی در سیستم ارتو رومبیک متبلور و در آب و تمام اسیدها غیر محلول است .ولی در دی سولفور کربن CS[SUB]2[/SUB] و در تتراکلرور کربن CCl[SUB]4[/SUB] حل می‌گردد. شعاع یونی گوگرد 32/1 A و شعاع کووالانس آن 115±3 pmمیباشد. این عنصر در طبیعت به صورت سولفور طبیعی، سولفیدهای فلز یون گازی و سولفات‌ها و ...، 60% پوسته زمین را تشکیل می‌دهند و گاهی با Se همراه است.
با توجه به نوع تبلور، مولکول گوگرد را می‌توان به 7 حالت یافت.
گوگرد مانند دیگر اعضای گروه خود در جدول تناوبی در بیش از یک شکل متبلور می‌گردد که به آن آلوتروپی های گوگرد )یعنی حالت‌های ساختاری متفاوت برای یک عنصر) گفته می‌شود. گوگرد دارای سه فرم مختلف است که تنها نوع اورتو رمبیک آن (گوگرد آلفا) در طبیعت پایدار است. گوگرد بصورت طبیعی بی شکل، متراکم و فشرده یا بصورت توده‌های خاکی به رنگ زرد تا قهوه‌ای و نارنجی در طبیعت یافت می‌شود. در دمای 5/95 درجه سانتی‌گراد گوگرد آلفا به گوگرد بتا تبدیل شده که فرم مونو کلینیک را داراست.

​

گوگرد گاما نیز مونو کلینیک است که در فشار و دمای معمولی پایدار نمی‌باشد، ولی در آزمایشگاه میتوان حدود 20 نوع گوگرد در دما و فشارهای مختلف تهیه نمود.
در دمای 114 تا 119 درجه سانتی‌گراد بشکل مایع شفافی ذوب شده ولی با افزایش حرارت تا 200 درجه سانتی‌گراد مایع بتدریج قرمز رنگ و غلیظ تر می‌گردد. ساختمان گوگرد با افزایش دما بصورت یک فرم زنجیره‌ای پیچیده و نامنظم در می‌آید و بالاخره در دمای 141 درجه سانتی‌گراد بصورت گداخته در قالب ریخته می‌شود و گوگرد بی‌شکل با وزن مخصوص 955/1 را که بخار یاقوتی رنگ نیز از آن برمی‌خیزد، تشکیل می‌دهد. گوگرد سیزدهمین ماده از نظر فراوانی بوده و یکی از نادرترین عناصری است که بصورت آزاد در طبیعت وجود دارد.
گوگرد بصورت درشت بلور و ریز بلور وجود دارد و بنظر می‌رسد که خاستگاه آنها یکی نباشد. ناخالصی های این دو نوع گوگرد هم یکسان نیست. چنانچه ناخالصی های گوگرد ریز بلور بیشتر از مواد رسی باشد چه بسا وجود رس مانع از رشد بلورها گردد.
گوگرد به دو صورت وجود دارد:

•گوگرد معدنی (آزاد و مرکب)
•گوگرد پالایش یافته​

گوگرد آزاد دارای رنگی زرد و جلای طلائی است که هنگام سوختن بوی گاز انیدرید سولفور از آن حس می‌شود. اگر با دست برخورد کند بوی آن قابل حس بوده و بسادگی با شستن از بین نمی‌رود. دارای سیستم بلوری رمبوئوریک بوده و به صورت درشت بلور و ریز بلور وجود دارد. سایر خواص گوگرد عبارتند از:

•وزن اتمی دو برابر اکسیژن دارد و میل ترکیبی شدید با فلزات (بجز طلا و پلاتین) دارد.
•دارای ساختار مولکولی مومسان است ولی به تدریج بشکل بلور مکعب مستطیل در می‌آید.
•در آب نامحلول بوده ولی در دماهای مختلف در بسیاری ازمحلول‌های آلی حل می‌شود.
•در حضور اکسیژن و هوای خشک به تدریج اکسید شده و به انیدرید سولفور تبدیل می‌گردد.
•سوختن آن در هوا منجر به تولید گاز SO[SUB]2[/SUB] و کمی گاز SO[SUB]3[/SUB] میگردد که در هوای مرطوب به اسید سولفوریک و سولفورو تبدیل می‌شود.
•دردمای اتاق به سرعت با Cu ,Ag ,Na ,K ,Ca ,Sr ,Ba ترکیب می‌شود و تولید سولفور این فلزات را می‌نماید اما در ترکیب با Fe ,Cr ,W ,Ni ,Co سرعت واکنش کمتر است و با Zn ,Sn تنها در حالت گرم ترکیب می‌شود.
•نقطه ذوب گوگرد ارتو رومبیک 2/110 و مونو کلینیک 114 درجه سانتی‌گراد است.
•وزن محصوص فاز جامد در 20 درجه سانتی‌گراد برای گوگرد ارتو رومبیک 07/2، مونو کلبنیک 96/1 و گوگرد آمورف 92/1 است.​

آلوتروپ های گوگرد

 

[P O U R I A]

خواص فیزیکی - ویسکوزیته

خواص فیزیکی - ویسکوزیته

پلی مریزاسیون گوگرد و تشکیل گوگرد آمورف از جمله مواردی است که همواره مورد توجه افرادی است که در مورد گوگرد مطالعه می کنند. ویسکوریته گوگرد در حین فرایند پلی مریزاسیون به علت تشکیل زنجیره های بزرگ گوگردی افزایش می یابد. این ساختار پلیمری در گوگرد مشابه لاستیک بوده و تا چند روز پایدار می ماند تا اینکه سرانجام به شکل گوگرد پودری اتمی در می آید.


نمایش ویسکوزیته گوگرد در دماهای متفاوت
مقداری از گوگرد (تا حدود 2 اینچ از لوله) را داخل لوله قرار داده و به آرامی بر روی شعله حرارت دهید. به محض ذوب شدن ویسکوزیته گوگرد را اندازه بگیرید و سپس دوباره حرارت دادن را ادامه دهید. با ادامه دادن حرارت تا دمای حدود 300 درجه سانتی گراد به مرور ویسکوزیته گوگرد افزایش می یابد و در نهایت به شکل ترکیب شیره مانندی دیده می شود (افزایش پلی مریزاسیون و به هم چسبیدن زیجیره ها). با افزایش دما به علت شکست زنجیره ها و تشکیل زنجیره های کوتاه تر ویسکوزیته گوگرد کاهش می یابد. با نزدیک شدن به نقطه جوش گوگرد به علت تشکیل زنجیره های کوتاه تا حد 4 اتم و کمتر ویسکوزیته به کمترین مقادیر خود نزدیک می شود. در جدول زیر تغییرات ویسکوزیته گوگرد بر اثر دما نمایش داده شده است.

​

آنچه در مورد ویسکوزیته گوگرد در آزمایش فوق مشاهده شد را می توان به شکل زیر خلاصه نمود:

	تصویر نخست شکل گوگرد عنصری را نمایش می دهد (به شکل حلقه S[SUB]8[/SUB]). در این تصویر به راحتی می توان ساختار تاجی شکل حلقه S[SUB]8[/SUB] را مشاهده نمود.
	تصویر دوم تغییراتی که بر اثر ادامه حرارت بر روی گوگرد مذاب روی میدهد را نمایش می دهد. با افزایش حرارت تحرک بر روی زنجیره ها افزایش می یابد و سرانجام با ادامه این روند زنجیره ها شکسته شده و پس از تشکیل زنجیره ها در نهایت دی رادیکالها شکل می گیرند.
	تصویر سوم نشان می دهد که بعد از نزدیک شدن دو رادیکال به همدیگر زنجیره های بزرگتری تشکیل میشود که این خود باعث افزایش ویسکوزیته گوگرد می شود. این در واقع شامل فرایند پلیمریزاسیون گوگرد می باشد. برای هر رادیکال پیدا کردن رادیکال دیگر از زنجیر مجاور بسیار راحت تر از پیداکردن رادیکال از زنجیر خودش می باشد به این ترتیب به مرور طول این زنحیره ها افزایش می یابد تا زنجیره ها ی بلند تری تشکیل گردد و بر این اساس ویسکوزیته گوگرد نیز به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.
	تصویر چهارم نشان میدهد که با ادامه دادن حرارت پلیمر و افزایش دما زنجیره های پلی مری دارای جنب و جوش بالایی شده که این افزایش دما باعث می شود بار دیگر زنجیره های گوگردی بشکنند. این عمل خود باعث کاهش ویسکوزیته مایع ویسکوز پلیمری و تشکیل زنجیره های کوتاه می شود. کاهش ویسکوزیته در این مرحله به راحتی با چشم غیر مسلح به علت سهولت حرکت گوگرد مذاب قابل مشاهده است. با افزایش دما و جوشیدن گوگرد نه تنها زنجیره های S[SUB]8[/SUB] بلکه سایر قطعات کوتاهتر مانند S[SUB]4[/SUB] نیز در محلول دیده می شود.

 

[P O U R I A]

خواص فیزیکی - داده های فیزیکی

خواص فیزیکی - داده های فیزیکی

دانسیته گوگرد جامد در kg/m[SUP]3[/SUP]) 20°C ) ​
2070​	Rhombic (S[SUB]α[/SUB])​
1960​	Monoclinic (S[SUB]β[/SUB])​
2050​	Nacreous (S[SUB]γ[/SUB])​
1920​	Amorphous (S[SUB]µ[/SUB])​
دانسیته گوگرد مایع ( kg/m[SUP]3[/SUP]) ​
1808​	115 °C​
1801​	125 °C​
1780​	150 °C​
1756​	200 °C​
1728​	250 °C​
1697​	300 °C​
1666​	350 °C​
1638​	400 °C​
1625​	425 °C​
1614​	445 °C​
نقطه جوش​	446.6 °C​
دانسیته هوا/ دانسیته بخار​
7.837​	470 °C​
درجه حرارت بحرانی، k​	1313.1​
فشار بحرانی،MPa​	11.75​
حجم بحرانی، cm[SUP]3[/SUP]/mol​	158.0​
کشش سحطی مایع، mN/m​
58.1​	125 °C​
52.3​	200 °C​
47.0​	300 °C​
41.1​	400 °C​
ویسکوزیته دینامیک مایع، Pa.s​
0.017​	120.0 °C​
0.008​	140.0 °C​
0.0064​	158.0 °C​
5.952​	160.0 °C​
86.304​	180.0 °C​
93.0​	187.8 °C​
78.864​	200.0 °C​
3.72​	300.0 °C​
فشار بخار،(mp-bp, bar ,T(k​
log[SUB]10[/SUB](p) =(4830/T) + 5log[SUB]10[/SUB]T - 21.0049​
گرمای ویژه جامد، Jmol[SUP]-1[/SUP]k[SUP]-1[/SUP]​
273 - 368.6K , C[SUB]p[/SUB]=14.989 + 0.0261T​	Rhombic (S[SUB]α[/SUB])​
273 - 392K, C[SUB]p[/SUB]=14.905 + 0.0291T​	Monoclinic (S[SUB]β[/SUB])​
گرمای ویژه مایع، Jg[SUP]-1[/SUP]k[SUP]-1[/SUP]​
0.978​	100 °C​
1.079​	150 °C​
1.867 (peak)​	160 °C​
1.109​	200 °C​
1.081​	250 °C​
1.112​	300 °C​
1.133​	350 °C​
1.160​	400 °C​
گرمای ویژه گاز، Jmol[SUP]-1[/SUP]k[SUP]-1[/SUP]​
C​	B * 10[SUP]4[/SUP]​	A​	C[SUB]p[/SUB] = A + BT + CT [SUP]-2[/SUP]​
- 376812.0​	6.699​	36.509​	S[SUB]2[/SUB]​
- 633044.1​	3.182​	57.635​	S[SUB]3[/SUB]​
- 711756.0​	34.01​	82.605​	S[SUB]4[/SUB]​
- 1645831.0​	8.499​	106.554​	S[SUB]5[/SUB]​
- 1720775.0​	6.699​	131.842​	S[SUB]6[/SUB]​
- 2335397.0​	10.93​	156.013​	S[SUB]7[/SUB]​
- 2280131.0​	9.253​	181.297​	S[SUB]8[/SUB]​
گرمای تبدیل​
12.527​	95.5 °C, J/g​
هدایت گرمایی، Wm[SUP]-1[/SUP]K[SUP]-1[/SUP]​
Rhombic (S[SUB]α[/SUB])​
0.2730​	20.0 °C​
0.2566​	40.0 °C​
0.2432​	60.0 °C​
0.2336​	80.0 °C​
0.2290​	95.0 °C​
Monoclinic (S[SUB]β[/SUB]), Liquid
0.15 - 0.17​	100.0 °C​
0.1314​	115.0 °C​
0.1323​	120.0 °C​
0.1365​	140.0 °C​
0.1407​	160.0 °C​
0.1469​	180.0 °C​
0.1545​	200.0 °C​
0.1583​	210.0 °C​

 

[P O U R I A]

سایر ویژگیها

این غیر فلز که با نماد s[SUB]8[/SUB] نشان داده می‌شود. به رنگ زرد کمرنگ میباشد و بسیار سبک و نرم است. این عنصر به هنگام ترکیب با هیدروژن بوی مشخصی دارد که مشابه بوی تخم مرغ فاسد شده میباشد. گوگرد با شعله آبی رنگ میسوزد و بوی عجیبی از خود ساطع می‌کند. گوگرد در آب حل شدنی نیست ولی در دی سولفید کربن حل می‌شود. حالتهای معمول اکسیداسیون این عنصر ۲- و ۲+ و ۴+ و ۶+ میباشد. گوگرد در تمام حالتهای مایع جامد و گاز شکلهای چند گانه دارد که ارتباط بین آنها هنوز کاملاً درک نشده ‌است. گوگرد کریستالی به صورت حلقه گوگردی S[SUB]8[/SUB]نشان داده می شود.
نیترید گوگرد پلیمری خواص فلزی دارد و این در حالی است که هیچ گونه اتم فلزی در خود ندارد. این عنصر همچنین خواص نوری و الکتریکی غیر معمولی نیز 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 Orthorhombic octahedral یا بلور مونو کلینیک که اولی در دماهای معمولی پایدارتر می باشد.
115/21°C گوگرد نقطه ذوب، نقطه جوش 444/674°C، جاذبه مخصوص 20°C با ظرفیت ۲- و ۴ یا ۶ دارد. دارای شعاع اتمی 104 pm، انرژی نخستین یونش ۹۹۵ و الکترونگاتیوی ۵/۲ می‎باشد. گوگرد یک ماده جامد، بی‎بو و زرد کمرنگ است. گوگرد غیر قابل حل در آب می‎باشد ولی محلول در دی سولفات کربن‎ باشد. مجموعه چند شکلی از گوگرد شناخته شده‌است .

خواص اتمی
وزن اتمی: 065/32 amu شعاع کووالانسی: 102 pm شعاع واندروالس180 pm : ساختار الکترونی : Ne]10,۳s[SUP]۲[/SUP] ۳p[SUP]۴[/SUP]]

خواص فیزیکی و شیمیایی گوگرد​

عمومی​
نام , علامت اختصاری , شماره	Sulfur, S, 16
گروه شیمیایی	نافلز
گروه , تناوب , بلوک	16 VIA , 3 , بلوک p
جرم حجمی , سختی	1960 kg/m[SUP]3[/SUP], 2
رنگ	زرد لیمویی ​
خواص اتمی​
وزن اتمی	32/065 amu
شعاع اتمی (calc.)	100 (88) pm
شعاع کووالانسی	102 pm
شعاع واندروالسی	180 pm
ساختار الکترونی	[neon]3s[SUP]2[/SUP] 3p[SUP]4[/SUP]
e[SUP]-[/SUP]بازای هر سطح انرژی	2, 8, 6
درجه اکسیداسیون (اکسید)	±2,4,6 اسیدقوی
ساختار کریستالی	اورتورومبیک
خواص فیزیکی​
حالت ماده	جامد
نقطه ذوب	388/36 K (239.38 °F)
نقطه جوش	717/87 K (832.5 °F)
حجم مولی	15/53 scientific notation10[SUP]-6[/SUP] m[SUP]3[/SUP]/mol
گرمای تبخیر	اطلاعات موجود نیست
گرمای هم جوشی	1/7175 kJ/mol
فشاربخار	2/65 scientific notation-20 Pa at 388 K
سرعت صوت	m/s at 293.15 K
متفرقه​
الکترونگاتیویته	2/58 درجه پائولینگ
ظرفیت گرمایی ویژه	710 J/kg*K
رسانائی الکتریکی	5/0 E-22 10[SUP]6[/SUP]/m اهم
رسانائی گرمایی	0/269 W/m*K
1[SUP]st[/SUP] پتانسیل یونیزاسیون	999/6 kJ/mol
2[SUP]nd[/SUP] پتانسیل یونیزاسیون	2252 kJ/mol
3[SUP]rd[/SUP] پتانسیل یونیزاسیون	3357 kJ/mol
4[SUP]th[/SUP] پتانسیل یونیزاسیون	4556 kJ/mol
5[SUP]th[/SUP] پتانسیل یونیزاسیون	7004/3 kJ/mol
6[SUP]th[/SUP] پتانسیل یونیزاسیون	8495/8 kJ/mol
پایدارترین ایزوتوپها​
ایزو​ NA​ نیم عمر​ DM​ DEMeV​ DP​ [SUP]32[/SUP]S 95/02% S با 16نوترون پایدار است [SUP]33[/SUP]S 0/75% S با 17 نوترون پایدار است [SUP]34[/SUP]S 4/21% S با 18نوترون پایدار است [SUP]35[/SUP]S {syn.} 87.32 d <TD&BETA;[SUP]-[/SUP] 0/167 Chlorine [SUP]36[/SUP]S 0/02% S با 20 نوترون پایدار است
SI واحدهای STP استفاده شده مگر آنکه ذکر شده باشد.​

·

 

[P O U R I A]

ایزوتوپ ها

ایزوتوپ ها

هر عنصر دارای تعداد مشخصی اجزای دارای بار مثبت (پروتون) و اجزای دارای بار منفی (الکترون) می باشد که بر این اساس عناصر یکسان در خواص فیزیکی تا حد زیادی به هم شبیه هستند. با این حال ایزوتوپهای هر عنصر در تعداد نوترونهای موجود در هسته (دارای بار خنثی) متفاوت هستند. عنصر گوگرد دارای 16 پروتون و 16 الکترون می باشد.
این عنصر بر اساس تعداد نوترونهای آن 18 ایزوتوپ دارد که چهار تا از آنها پایدار هستند [SUP]32[/SUP]S (95.02%) ,[SUP]33[/SUP]S (0.75%) ,[SUP]34[/SUP]S (4.21%) و [SUP]36[/SUP]S (0.02%) به غیر از [SUP]35[/SUP]S بقیه ایزوتوپهای رادیو اکتیو گوگرد عمر کوتاهی دارند.

[SUP]32[/SUP]S	02/95%
[SUP]33[/SUP]S	75/0%
[SUP]34[/SUP]S	21/4%
[SUP]35[/SUP]S	02/0%

دو تا از مهمترین ایزوتوپهای گوگرد [SUP]32[/SUP]S 95.02% و [SUP]34[/SUP]S 4.21% به ترتیب دارای 16 و 18 نوترون هستند. اگرچه این دو ایزوتوپ معمولا خواص فیزیکی یکسانی از خود نشان می دهند ولی اتم گوگرد 34 حدود 25/6 درصد از گوگرد 32 سنگین تر می باشد (به خاطر وجود دو نوترون اضافی). بر این اساس در طول یک واکنش شیمیایی این دو ایزوتوپ به خاطر اختلافی که در وزن آنها وجود دارد به صورت جزئی دارای رفتاری متفاوت میباشند.
در میان دیگر ایزوتوپهای گوگرد [SUP]35[/SUP]S نیمه عمری حدود 2/87 روز دارد کاربرد محدودی در مطالعات پیرامون منشا پیدایش آب و آبشناسی دارد. ایزوتوپهای رادیو اکتیو گوگرد دارای نیمه عمر بسیار کوتاهی هستند و بر همین اساس کاربرد آنها در مطالعات آب شناسی مقدور نمی باشد. در مقابل به خاطر واکنش پذیر بودن گوگرد و اختلاف نسبتا بالای بین جرم ایزوتوپهای آن از این اختلاف وزن به عنوان یک معیار قابل اتکا در بسیاری از محاسبات استفاده می شود: [SUP]32[/SUP]S و [SUP]34[/SUP]S از فراوانترین ایزوتوپهای گوگرد می باشند که بر این اساس نسبت میزان اختلاف موجود در نسبت آنها در بسیاری از مطالعات ایزوتوپی مورد استفاده قرار می گیرد و نسبت آنها به صورت d[SUP]34[/SUP]S تعریف می شود:




تصور میشود دریاچه های برخی از کوه ها که با منابع سولفاتی جو احاطه شده است حاوی مقادیر گوناگونیdS34 باشند.در جدول زیر لیست انواع ایزوتوپهای گوگرد به همراه مشخصات آنها ذکر شده است.


انواع ایزوتوپهای گوگرد و مشخصات آنها

ایزوتوپهای گوگرد​	Z​	N​	جرم ایزوتوپی (u) ​	نیمه عمر​	اسپین هسته​	کسر مولی ترکیب ایزوتوپی​	رنج تغییرات طبیعی (کسر مولی)​
انرژی تحریک​
[SUP]26[/SUP]S​	16​	10​	022788/26(32)#	10# ms	0+​
[SUP]27[/SUP]S​	16​	11​	01883/27(22)#	5/15(15) ms	(5/2+)​
[SUP]28[/SUP]S​	16​	12​	00437/27(17)	125(10) ms	0+​
[SUP]29[/SUP]S​	16​	13​	99661/28(5)	187(4) ms	5/2+​
[SUP]30[/SUP]S​	16​	14​	984903/29(3)	1.178(5) s	0+​
[SUP]31[/SUP]S​	16​	15​	9795547/30(16)	572/2(13) s	1/2+​
[SUP]32[/SUP]S​	16​	16​	97207100/31(15)	STABLE	0+​	9493/0(31)	94451/0-95281/0
[SUP]33[/SUP]S​	16​	17​	97145876/32(15)	STABLE	3/2+​	0076/0(2)	00730/0-00793/0
[SUP]34[/SUP]S​	16​	18​	96786690/33(12)	STABLE	0+​	0429/0(28)	03976/0-04734/0
[SUP]35[/SUP]S​	16​	19​	96903216/34(11)	51/78(12) d	3/2+​
[SUP]36[/SUP]S​	16​	20​	96708076/35(20)	STABLE	0+​	0002/0(1)	00013/0-00027/0
[SUP]37[/SUP]S​	16​	21​	97112557/36(21)	05/5(2) min	7/2-​
[SUP]38[/SUP]S​	16​	22​	971163/37(8)	3/170(7) min	0+​
[SUP]39[/SUP]S​	16​	23​	97513/38(5)	5/11(5) s	(3/2,5/2,7/2)-​
[SUP]40[/SUP]S​	16​	24​	97545/39(15)	8/8(22) s	0+​
[SUP]41[/SUP]S​	16​	25​	97958/40(13)	99/1(5) s	(7/2-)#​
[SUP]42[/SUP]S​	16​	26​	98102/41(13)	013/1(15) s	0+​
[SUP]43[/SUP]S​	16​	27​	98715/42(22)	260(15) ms	3/2-#​
[SUP]43m[/SUP]S​	319(5) keV	480(50) ns	(7/2-)​
[SUP]44[/SUP]S​	16​	28​	99021/43(42)	100(1) ms	0+​
[SUP]45[/SUP]S​	16​	29​	99651/44(187)	68(2) ms	3/2-#​
[SUP]46[/SUP]S​	16​	30​	00075/46(75)#	50(8) ms	0+​
[SUP]47[/SUP]S​	16​	31​	00859/47(86)#	20# ms [>200 ns]	3/2-#​
[SUP]48[/SUP]S​	16​	32​	01417/48(97)#	10# ms [>200 ns]	0+​
[SUP]49[/SUP]S​	16​	33​	02362/49(102)#	<200 ns	3/2-#​

هنگامی که کانیهای سولفیدی ته نشین میشوند موازنه ایزوتوپی بین جامد و مایع کمی در مقادیر dS34 تفاوت خواهد داشت .تفاوت بین کانی ها میتواند در حدس دمای موازنه بکار گرفته شوند dC13 و dC34 ازکربناتها و سولفیدهای موجود میتوانند برای تعیین بی دوامی pH و اکسیژن کانی ها استفاده شوند.

در بیشتر اکوسیستم های جنگل ،گوگردهایی که ترکیب ایزوتوپی مجزا دارند برای بررسی منابع آلوده کننده بکار میروند. گوگردهای غنی شده نیز در مطالعات آب شناسی کاربرد دارند. تصور میشود دریاچه های برخی از کوه ها که با منابع سولفاتی جو احاطه شده اند حاوی مقادیر گوناگونی dS34 باشند. سولفات از هوا بدست می آید فرسایش در اثر هوا و تبخیر نیز کمی گوگرد بوجود می آورد.

 

[P O U R I A]

واکنشهای شیمیایی

واکنشهای شیمیایی

گوگرد عنصری می تواند در بسیاری از واکنشهای شیمیایی شرکت نماید. گوگرد با اکسیژن واکنش می دهد تا سولفور دی اکسید را تولید نماید، همچنین این ترکیب در واکنش با فلوئور و کلر تولید سولفور هگزا فلوراید، سولفور کلراید و دی سولفور دی کلراید می نماید. از واکنش این عنصر با منیزیم و هیدروژن نیز سولفید تشکیل می شود (به بخش ترکیبات شیمیایی رجوع شود).


واکنش گوگرد با هوا
گوگرد در هوا می سوزد و گاز دی اکسید گوگرد را تشکیل می دهد.

S[SUB]8[/SUB](s) + 8O[SUB]2[/SUB](g) → 8SO[SUB]2[/SUB](g)​

​

سوختن گوگرد: گوگرد در هوا می سوزد و تولید دی اکسید گوگرد می نماید.
در این تصویر نمونه ای از گوگرد در حال سوختن که در معرض اکسیژن خالص قرار گرفته، نشان داده شده است.
​

واکنش گوگرد با آب
گوگرد در شرایط طبیعی با آب واکنش نمی دهد.


واکنش گوگرد با هالوژنها
گوگرد تحت حرارت با هالوژنها واکنش می دهد.
در فرمول زیر مشاهده میگردد که گوگرد با فلوئور در حین سوختن واکنش داده و تشکیل سولفور فلوراید مینماید.

S[SUB]8[/SUB](s) + 24F[SUB]2[/SUB](g) → 8SF[SUB]6[/SUB](l)نارنجی ​

گوگرد مذاب همچنین با کلر واکنش می دهد و تشکیل دی سولفور دی کلراید مینماید، این ترکیب بوی بسیار بدی دارد. در حضور کلر اضافی و کاتالیزورهایی مانند FeCl[SUB]3 [/SUB]،SnI[SUB]4[/SUB] و غیره مخلوطی از ترکیبات سولفور کلراید و دی سولفور دی کلراید تشکیل میشود.

S[SUB]8[/SUB] + 4Cl[SUB]2[/SUB] → 4S[SUB]2[/SUB]Cl[SUB]2[/SUB](l) [orange]
S[SUB]2[/SUB]Cl[SUB]2[/SUB](l) + Cl[SUB]2[/SUB] ⇌ 2SCl[SUB]2[/SUB](l) [dark red]​

واکنش گوگرد با اسیدها
گوگرد با اسیدهای رقیق غیر اکسنده واکنش نمی دهد.


واکنش گوگرد با بازها
گوگرد با پتاسیم هیدروکسید داغ واکنش می دهد و مخلوطی از سولفیدها و تیوسولفاتها را تشکیل میدهد.

S[SUB]8[/SUB](s) + 6KOH(aq) → 2K[SUB]2[/SUB]S[SUB]3[/SUB] + K[SUB]2[/SUB]S[SUB]2[/SUB]O[SUB]3[/SUB] + 3H[SUB]2[/SUB]O(l)​

واکنش گوگرد با فلزات
سولفید آهن و روی ترکیباتی پایدار هستند که از واکنش آنها با گوگرد که شدیدا گرمازا می باشد، ایجاد میگردند. در حالیکه مخلوط این ترکیبات در دمای محیط واکنش پذیر نمی باشد، اما هنگامیکه به عنوان نمونه، روی را تا حد قرمز شدن حرارت و در معرض گوگرد قرار دهیم به صورت انفجاری واکنش انجام می شود. واکنشهای فوق را می توان به صورت زیر خلاصه نمود:

8 Fe(s ) + S[SUB]8[/SUB](s ) __> 8 FeS(s )
8 Zn(s ) + S[SUB]8[/SUB](s ) __> 8 ZnS(s )​

به همراه سولفید روی، ترکیبات آن نیز مانند اکسید روی و سولفور دی اکسید در دمای بالای تولید می شوند.


روی
روی و گوگرد مخلوط می شوند و در اثر حرارت دادن میله فلزی واکنش به صورت انفجاری رخ میدهد.

در شکل زیر واکنش انفجاری پودر روی و گوگرد نمایش داده شده است. این ترکیب به عنوان سوخت راکت نیز قابلیت کاربری دارد.

​

آهن

 

[P O U R I A]

ترکیبات شیمیایی

ترکیبات شیمیایی

ترکیبات آلی:

• مرکاپتانها/تیولها
• سولفونها
• سولفوکسیدها
• تیوفنها
• تیواترها
• دی سولفیدها

ترکیبات معدنی:

• سولفیدها
• سولفیت ها
• سولفات ها
• اسید سولفوریک
• پلی سولفیدها

در ادامه این ترکیبات توضیح داده خواهند شد.

 

[P O U R I A]

مرکاپتانها/تیولها

مرکاپتانها/تیولها

در شیمی آلی تیول ترکیبی است که شامل گروه عاملی –SH می باشد که دارای آنالوگی از گروه عاملی الکل یعنی –OH است. به صورت عمومی تیولها معمولا مرکاپتان نامیده می شوند. یکی از کاربردهای مهم مرکاپتانها در بودار کردن گاز طبیعی مورد استفاده در منازل جهت جلوگیری از خطرات احتمالی می باشد. مشخصه اصلی این ترکیبات بوی بد شبیه به تخم مرغ گندیده می باشد. از جمله کاربردهای این ترکیبات در صنعت شامل استفاده از آنها در صنایع دارویی و همچنین به عنوان افزودنی در تهیه خوراک دام اشاره نمود.

نامگذاری

• روش ترجیحی در نامگذاری این دسته از ترکیبات افزودن پسوند تیول به انتهای نام آلکان مورد نظر می باشد که این روش مشابه به روشی است که برای نامگذاری الکلها به کار گرفته می شود.
• در روش قدیمی از پسوند مرکاپتان جایگزین نام الکل آنالوگ استفاده می شد.
• روشی دیگر از پیشوند سولفانیل و یا مرکاپتو استفاده می شود.

خصوصیات مرکاپتان
بسیاری از مرکاپتانها مایعات بی رنگی هستند که بویی شبیه به سیر دارند. بوی مرکاپتانها اغلب نافذ، زننده و قوی است که این در مورد مرکاپتانهایی با جرم مولکولی پایین تر مشهود تر است. تیولها پیوند محکمی با پروتئینهای بدن برقرار می کنند. صنایع وابسته به گاز طبیعی معمولا مقادیر زیادی از تیولها (معمولا اتان تیول) را به گاز طبیعی که ذاتا بدون بو است اضافه می کنند. این کار برای جلوگیری از انفجارات ناخواسته مربوط به گاز طبیعی است که قابل تشخیص نمی باشد و بعد از انفجار گاز در سال 1973 در داخل مدرسه ای در تگزاس معمول گردیده است.


نقطه جوش و انحلال پذیری
به علت اختلاف الکترونگاتیویته پایین بین گوگرد و هیدروژن، پیوند -SH نسبتا غیر قطبی می باشد. بنابر این پیوند –SH در تیولها دارای ممان دوقطبی کوچک تری نسبت به الکلها است و دارای تمایل کمتری به تشکیل پیوند هیدروژنی با آب و یا با خودشان هستند. بنابر این دارای نقطه جوش پایین تر و قابلیت انحلال کمتری در آب و یا حلالهای قطبی هستند. به طور کلی تیولها دارای قابلیت انحلال و نقطه جوشی مشابه به ایزومرهای سولفیدی هستند.


روشهای تهیه تیولها
روشهای تهیه تیولها مشابه روشهای تهیه الکلها و یا اترهای آنالوگ می باشد اما واکنش آنها سریع تر و دارای بازده بالاتری است که این به علت خاصیت هسته دوستی بیشتر گوگرد نسبت به اتم اکسیژن می باشد.
حرارت دادن آلکیل هالیدها در محلول سدیم هیدوژن سولفید باعث تشکیل تیولها می گردد:

CH[SUB]3[/SUB]CH[SUB]2[/SUB]Br + NaSH( heated in ethanol(aq)) → CH[SUB]3[/SUB]CH[SUB]2[/SUB]SH + NaBr​

افزون بر این دی سولفید ها می توانند توسط واکنش احیا به وسیله لیتیم آلومینیم هیدرید در اتر خشک تشکیل تیول دهند:

R-S-S-R' → R-SH + R'-SH​

واکنشهای تیولها
همانگونه که پیش از این بیان شد تیول آنالوگ گروه هیدروکسیل در الکلها می باشد و از آنجا که اکسیژن و گوگرد در یک گروه از جدول تناوبی قرار دارند بنابر این دارای واکنش پذیری مشابهی نیز می باشند.
همانند آنچه در الکلها مشاهده شد گروه تیولات RS[SUP]-[/SUP]دارای واکنش پذیری بالاتری نسبت به فرم پروتونه شده یعنی تیول می باشد. بنابر این شیمی تیولها وابسته به شیمی الکلها می باشد: تیولها توانایی تشکیل تیو استاتها و تیو استرها را دارند و میتوانند با الکنها واکنش دهند تا تیو اترها را تشکیل دهند (در واقع گروه تیول میتواند با گروه وینیلی واکنش داده و تشکیل پیوند تیواتری بنماید).


مثالهایی از مرکاپتانها
بعضی از انواع مهم مرکاپتانها عبارتند از:

• متان تیول
• اتان تیول
• پروپان تیول
• ترشری بوتیل تیول
• کوآنزیم A
• لیپو آمید
• کیستئین
• 2- مرکاپتو اتانول

اسیدیته
pK[SUB]a[/SUB]اتم گوگرد درتیولها دارای خاصیت هسته دوستی بالاتری نسبت به الکلها می باشد. گروه تیول دارای قدرت اسیدی نسبتا بالا با حدود 10 تا 11 می باشد و در حضور باز، آنیون تیولات تشکیل می دهد که دارای قدرت هسته دوستی زیادی است. این گروه به راحتی توسط اکسنده هایی مانند برم، اکسید شده و دی سولفیدهای آلی (R-S-S-R) را تشکیل میدهد.

 

[P O U R I A]

سولفونها

سولفونها

سولفونها از جمله ترکیبات آلی گوگرد هستند که در آنها گروه عاملی سولفونیل به دو اتم کربن متصل شده است. اتم گوگرد مرکزی دو بار منفی با باند دوگانه به اکسیژن متصل شده است و دارای دو استخلاف دیگر هیدروکربنی می باشد. فرمول عمومی سولفونها R1SO2R2 می باشد که در آنها R2 و R' گروههای آلی هستند. اغلب سولفیدها به عنوان ماده اولیه در سنتز سولفونها به کار برده می شوند که از طریق یک واکنش اکسایشی و با تشکیل یک حد واسط سولفوکسید ایجاد می گردند. به عنوان نمونه دی متیل سولفید به دی متیل سولفوکسید، اکسید شده و در نهایت تشکیل دی متیل سولفون را می دهد. سولفونها میتوانند از طریق واکنش Rabberg-Backlund طی فرایند اولفیناسیون به آلکنها تبدیل شوند. سولفونها به عنوان دارو در درمان بعضی از امراض نیز به کار گرفته می شوند.

 

[P O U R I A]

سولفوکسیدها

سولفوکسیدها

سولفوکسیدها دسته ای دیگر از ترکیبات شیمیایی هستند که در آنها گروه عاملی سولفینیل به دو اتم کربن متصل شده است. از سولفوکسیدها به عنوان سولفیدهای اکسید شده نام برده می شود.
سولفوکسیدها معمولا به صورت فرمول عمومی R-S(=O)-R' نمایش داده می شوند که در آنها R و R' بیانگر ترکیبات آلی هستند. ماهیت پیوند بین گوگرد و اکسیژن از آنچه در مورد پیوند دوگانه در کتونها دیده می شود متفاوت می باشد. در پیوندS-O تفاوت الکترونگاتیویته باعث شده که بار منفی بر روی اتم اکسیژن قرار گیرد که باعث ایجاد وضعیتی مشابه آنچه در فسفینها دیده می شود می گردد،R[SUB]3[/SUB]P=O .

​

الکترونهای موجود بر روی گوگرد باعث ایجاد آرایشی مشابه با آرایش sp[SUP]3[/SUP] در کربن می گردند. وقتی که دو گروه الکیل متصل به گوگرد متفاوت باشند مرکز کایرالی بر روی گوگرد ایجاد می گردد، مشابه این وضعیت در مورد متیل فنیل سولفوکسید دیده می شود.

​

انرژی لازم برای چرخاندن این مرکز کایرال زیاد می باشد به همین دلیل سولفوکسیدها از لحاظ نوری پایدار بوده و سرعت راسمیک شدن آنها در دمای محیط کم می باشد. سولفوکسیدهای کایرال در تهیه داروهای خاص به کار گرفته می شوند. بسیاری از سولفوکسیدهای کایرال از طریق واکنش اکسیداسیون کاتالیستی سولفیدهای غیر کایرل با فلزات واسطه و لیگاندهای کایرال تهیه می شوند.



واکنشهای سولفوکسیدها
سولفوکسیدها از طریق واکنشهای اکسایش سولفیدها تهیه می شوند به عنوان نمونه دی متیل سولفید با عدد اکسایش 2- به دی متیل سولفوکسید با عدد اکسایش صفر تبدیل می شود. اکسایش بیشتر ترکیب را به دی متیل سولفون تبدیل می کند که در آن گوگرد دارای عدد اکسایش 2 است.
سولفوکسیدهایی مانند DMSO دارای خواص بازی بوده و به عنوان لیگاندی متمایز معرفی می شوند. الکیل سولفوکسید توسط بازهای قوی مانند سدیم هیدروکسید پروتون خود را از دست می دهند.

 

[P O U R I A]

تیوفنها

تیوفنها

تیوفن یک ترکیب هتروسیکل آروماتیک است که شامل چهار اتم کربن و یک اتم گوگرد می باشد. آنالوگهای تیوفن شامل فوران و پیرول می باشند که در آنها اتم Sجایگزین O و NH شده است . تیوفن بوسیله ویکتور میر (Victor Meyer) در 1883 به عنوان یک جزء باقیمانده در بنزن کشف شد. بعضی از انواع مهم تیوفنها شامل بنزو تیوفن و دی بنزو تیوفن می باشد که به ترتیب دارای یک و دو گروه بنزنی هستند.




خصوصیات تیوفن
تیوفن در دمای محیط مایعی بی رنگ است و بویی مشابه بنزن دارد. تیوفن به عنوان ترکیبی آروماتیک شناخته شده است ولی محاسبات تئوری نشان داده که میزان آروماتیک بودن آن از بنزن کمتر است. سهم جفت الکترون گوگرد در اربیتال pi مشهود می باشد و به خاطر همین خواص آروماتیک تیوفن است که این ترکیب خواصی متفاوت نسبت به تیو اتر از خود نشان می دهد. به عنوان مثال این ترکیب توانایی آلکیل دار شدن توسط متیل یدید را ندارد. همچنین اتم گوگرد در این ترکیب واکنش ناپذیر است. واکنش پذیری بالای تیوفن در برابر سولفوناسیون اساس جداسازی بنزن از تیوفن را تشکیل می دهد. (از آنجایی که تفاوت نقطه جوش بنزن و تیوفن در دمای محیط در حدود 4 °C می باشد جداسازی آنها از طریق تقطیر مشکل می باشد). بنابر این اضافه کردن اسید سولفوریک به مخلوط بنزن و تیوفن در فرایند سولفوناسیون تیوفن باعث تشکیل ترکیب محلول در آب تیوفن سولفونیک اسید می شود.


کاربرد
تیوفنها ترکیبات هتروسیکل مهمی در شیمی آلی به شمار می روند که کاربردهای زیادی در صنایع مختلف به خصوص در داروسازی دارند. در بعضی موارد حلقه بنزنی توسط تیوفن جایگزین می شود بی آنکه در خواص ترکیب تغییر قابل ملاحظه ای روی دهد.
گوگرد زدایی از این ترکیبات توسط Raney nickel باعث ایجاد مشتقاتی از بوتان با استخلاف در موقعیتهای 1 و 4 می شود. پلیمرهای حاصل از پیوند شدن تیوفن در موقعیتهای 1و 5 پلی تیوفن نامیده می شوند. پلی تیوفنها در اثر اکسایش جزئی دارای خاصیت رسانایی می گردند.


سنتز
با در نظر گرفتن پایداری بالای تیوفنها، این ترکیبات از بسیاری از ترکیبات حاوی گوگرد و هیدروکربن (به خصوص هیدروکربنهای غیر اشباع مانند استیلن) به وجود می آیند. در روش سنتز کلاسیک این ترکیبات از واکنش ا،4 – دی کتونها با معرفهای سولفوره کننده مانند P[SUB]4[/SUB]S[SUB]10[/SUB] تهیه می شوند. تیوفنهای خاص میتوانند از طریق واکنش تراکمی استرها در حضور گوگرد عنصری تهیه شوند.
تیوفن و مشتقات آن معمولا به همراه مواد نفتی در غلظتهای یک تا سه درصد یافت می شوند. انواع مایعات تیوفنی در صنعت معمولا توسط فرایند هیدرو دسولفوریزاسیون جداسازی می گردد. در این فرایند مایع و یا گاز از روی بستر کاتالیزوری شامل مولیبدنیم دی سولفید و تحت فشار هیدروژن عبور داده شده و ترکیبات گوگردی (از جمله تیوفنها) جداسازی می شوند. تیوفنها تحت فرایند هیدروژن دار شدن قرار گرفته و تشکیل ترکیبات هیدروکربنی و هیدروژن سولفید میدهند. از جمله ترکیباتی که گوگرد زدایی از آنها در صنایع نفتی همواره با مشکلاتی همراه بوده و جداسازی آنها نیاز به صرف هزینه زیاد و یا تکنولوژیهای نوین دارد بنزوتیوفن و دی بنزوتیوفن و مشتقات آنها می باشد که در حال حاضر ارتقای روشهای گوگرد زدایی از این ترکیبات موضوع بسیاری از تحقیقات را در صنایع نفتی تشکیل می دهد.

 

[P O U R I A]

تیواترها

تیواترها

تیواتر (که از لحاظ ساختاری در واقع نوعی ترکیب سولفیدی است) در شیمی آلی به عنوان یک گروه عاملی متشکل از ساختار کلی R[SUP]1[/SUP]-S-R[SUP]2[/SUP]شناخته شده است. این ترکیب هم مانند بسیاری از ترکیبات دارای گوگرد دارای بوی بدی است.
تیواتر دارای ساختار مولکولی مانند اتر می باشد با این تفاوت که در آن اتم اکسیژن توسط گوگرد جایگزین شده است و از آنجا که اتم گوگرد و اکسیژن متعلق به یک گروه از جدول تناوبی هستند لذا گاهی خواص شیمیایی مشابهی هم از خود نشان می دهند. این گروه عاملی نقش بسیار مهمی را در ترکیبات بیولوژیک به ویژه آمینو اسیدها و کوفاکتورهای خاص (بیوتین) ایفا می کند.


نامگذاری
تیواترها نیز همانند اترها به روشهای زیادی نامگذاری می شوند:

• در مورد تیواترهای ساده، تیواتر بسته به نوع گروههای آلکیلی، آلکیل تیواتر نامیده می شود.
• در نامگذاری، گروههای آلکیلی به ترتیب حروف الفبا مرتب می شوند.
• اگر دو گروه آلکیل مشابه باشند در این صورت تیواتر مربوطه دی آلکیل تیواتر نامگذاری می شود.

تهیه تیواتر
تیواترها به طور معمول از واکنش الکیلاسیون تیولها تهیه می شوند.

R-Br + HS-R' → R-S-R' + HBr​

این واکنشها در حضور باز تسریع شده، به طوری که تیول به ترکیب با خاصیت هسته دوستی بالاتر یعنی تیولات تبدیل می شود.
روش موازی دیگری که جهت تهیه تیولها به کار برده می شود شامل اضافه کردن تیولها به الکنها و تهیه محصولات تیولی متفاوت می باشد (در این واکنشها تشکیل رادیکال، کاتالیز کننده واکنش می باشد).

R-CH=CH[SUB]2[/SUB] + HS-R' → R-CH[SUB]2[/SUB]-CH[SUB]2[/SUB]-S-R'​

تیولها همچنین می توانند از طریق نوآرایی pummerer تشکیل شوند.



واکنشهای تیواترها

• برخلاف اینکه اترها معمولا پایدار می باشند، تیواترها به آسانی به سولفوکسیدها تبدیل می شوند.

ترکیب (R-S(=O)-R) نیز به نوبه خود در اثر اکسایش بیشتر به سولفونها تبدیل می شود. به عنوان نمونه دی متیل اتر به صورت زیر اکسید می شود:

S(CH[SUB]3[/SUB])[SUB]2[/SUB] + O → OS(CH[SUB]3[/SUB])[SUB]2[/SUB]​

OS(CH[SUB]3[/SUB])[SUB]2[/SUB] + O → O[SUB]2[/SUB]S(CH[SUB]3[/SUB])[SUB]2[/SUB]​

یکی از انواع مهم اکسید کننده ها در این نوع واکنشها پراکسیدها می باشد.

• پیوند گوگرد-گوگرد در دی سولفیدها توسط هسته دوستها شکسته میشود، در صورتی که از هسته دوستهای کربنی استفاده شود محصول واکنش تیواتر می باشد.

R[SUB]3[/SUB]C[SUP]-[/SUP] + R[SUP]1[/SUP]S-SR[SUP]2[/SUP] → R[SUB]3[/SUB]CSR[SUP]1[/SUP] + R[SUP]2[/SUP]S[SUP]-[/SUP]​

• نمکهای تری آلکیل سولفونیوم با نوکلئوفیلها واکنش داده و تولید اترهای مربوطه را می نماید.

Nu[SUP]-[/SUP] + R[SUB]3[/SUB]S[SUP]+[/SUP] → Nu-R + R-S-R​

این واکنشها در سیستمهای بیولوژیک به عنوان وسیله ای جهت انتقال گروه آلکیل به کار میروند. به عنوان مثال S-adenosylmethionine به عنوان عامل متیل دار کننده در واکنشهای بیولوژیک SN[SUB]2[/SUB] به کار گرفته می شود.

• تیواترها برخلاف اترها به آسانی تحت واکنشهای آلکیلاسیون قرار گرفته و نمکهای پایدار سولفونیوم مانند تری متیل سولفونیوم تشکیل می دهند.

S(CH[SUB]3[/SUB])[SUB]2[/SUB] + CH[SUB]3[/SUB]I → [S(CH[SUB]3[/SUB])[SUB]3[/SUB]][SUP]+[/SUP]I[SUP]-[/SUP]​

 

[P O U R I A]

دی سولفیدها

دی سولفیدها

پیوند دی سولفید در شیمی از جفت شدن گروههای تیولی به وجود می آید. این نوع اتصال گاهی اتصال S-S و یا پل دی سولفیدی نامیده میشود. محصول نهایی اتصال ساختار عمومی C-S-S-C می باشد. این نوع ترکیبات عموما در بیوشیمی (آلی و معدنی) کاربرد فراوانی دارند.
بعضی اوقات به این نوع اتصال مانند آنالوگ پروکسیدی (R-O-O-R) پرسولفید گفته می شود. همانگونه که قبلا نیز بیان شد دی سولفیدها محصول اکسایش تیولها می باشند، مکانیسم واکنش اکسایش تیولها در بخش زیر نمایش داده شده است:

​

نوع دیگری از پیوندهای گوگردی نیز وجود دارد که از اتصال سه اتم گوگرد به وجود می آیند و گاها به اشتباه تری سولفید نامیده می شود، که در واقع دو پیوند دی سولفید متوالی می باشد. در سیستمهای بیولوژیک، دی سولفیدها از طریق اکسایش گروههای تیولی در کیستئینها به وجود می آیند:

​

در پالایشگاههای گاز از مکانیسم اکسایشی فوق جهت جداسازی باقیمانده مرکاپتانهای موجود در بوتان، پروپان و ترکیبات C[SUB]5[/SUB]+ از طریق واکنش مرسوم به Merox استفاده می کنند که محصول نهای فرایند اکسایش مرکاپتانها در چنین سیمستمهایی (بعد از جداسازی توسط محلول سود و اکسایش محصول در فرایند بازیافت) انواع دی سولفیدها می باشد که Disulfide Oil نام می گیرند.

 

[P O U R I A]

سولفیدها

سولفیدها

سولفیدها ترکیبات شیمیایی شامل دی آنیون گوگرد می باشند که ممکن است از نمک، استر هیدروژن سولفید و یا به صورت مستقیم از واکنش دادن گوگرد و فلز به وجود آیند. سولفیدها دارای ماهیت قلیایی می باشند که در اثر واکنش با پروتونها به HS[SUP]-[/SUP] تبدیل شده که این ترکیب نیز به نوبه خود در pH اسیدی به هیدروژن سولفید تبدیل می شود. زمانیکه یکی از هیدروژنهای موجود در هیدروژن سولفید توسط فلزات و یا رادیکالهای دیگر جایگزین شود سولفیدهای دیگر به وجود می آیند. سولفیدهای فلزی محلول در تهیه انواع رنگها، در صنایع چرم و همچنین در تهیه انواع سموم شیمیایی به کار برده می شوند. سولفیدهای استخراج شده از معادن در اثر حرارت دادن به اکسیدهای گوگردی و فلزی تبدیل می شوند.
برخی از سولفیدهای مهم معدنی عبارتند از:

​

• گالنا که نام علمی آن سولفید سرب میباشد، ترکیب شیمیایی مشتق شده از گوگرد است و در صنایع نیمه‌ رساناها کاربرد دارد.
• سولفید آهن
• سولفید روی
• سولفید مس Cu[SUB]2[/SUB]S – (۱)
• سولفید مس (۲) –CuS
• ژرمانیوم سولفید (۲) GeS –
• ژرمانیوم سولفید (۴) – GeS[SUB]2[/SUB]
• طلا سولفیدAu[SUB]2[/SUB]S – (۱)
• سولفید هیدروژنH[SUB]2[/SUB]S –
• سولفید سرب(۲) – PbS
• سولفید جیوه (۲) –HgS
• مولیبدنیوم دی‌سولفید – MoS[SUB]2[/SUB]
• پنتاسولفید آنتیموان – Sb[SUB]2[/SUB]S[SUB]5[/SUB]
• پتاسیم سولفید – K[SUB]2[/SUB]S
• سولفید نقرهAg[SUB]2[/SUB]S –
• سدیم هیدروسولفید– NaSH
• سولفید(۳)– Y[SUB]2[/SUB]S[SUB]3[/SUB]

 

[P O U R I A]

سولفیتها

سولفیتها

ترکیباتی شامل یون سولفیت SO[SUB]3[/SUB][SUP]2-[/SUP] می باشند که در صنایع غذایی و عکاسی و شیمیایی به کار برده می شوند، گاهی به صورت طبیعی نیز یافت می شوند.
یون سولفیت به صورت سه ساختار رزونانسی یکسان قابل نمایش می باشد. در هر ساختار رزونانسی اتم گوگرد توسط یک پیوند دوگانه به یک اتم اکسیژن و توسط پیوند ساده به دو اتم دیگر که هر کدام دارای یک بار منفی هستند، متصل شده است. اتم گوگرد همچنین دارای یک جفت الکترون بر روی خود می باشد که مجموعا تشکیل ساختار هرم مثلث القاعده را می دهند (مانند آنچه در مورد آمونیاک دیده می شود).
از میان مهمترین سولفیتها می توان به سولفیت سدیم اشاره کرد که برخی از مشخصات آن در زیر خلاصه شده است:

سدیم سولفیت Sodium sulfite​
نام IUPAC​	Sodium sulfite​
نام‌های دیگر​	Sodium sulphite Hypo clear (photography) E221​
شناسه‌ها​
شماره CAS​	[7757-83-7]​
خواص​
فرمول شیمیایی​	Na[SUB]2[/SUB]SO[SUB]3[/SUB]​
جرم مولی​	‎ 126.0418 g/mol​
شکل ظاهری​	White​
چگالی​	2.633 g/cm³ (anhydrous) 1.561 g/cm³ (heptahydrate)​
دمای ذوب​	‎251.8°C (525 K) (anhydrous) heptahydrate loses 7H[SUB]2[/SUB]O at 33.4°C​
دمای جوش​	‎decomposes​
محلول درآب​	67.8 g/100 ml of heptahydrate (18°C)​
محلول در سایر حلالها​	3 g/100 ml (?°C) (heptahydrate)​
ساختار مولکولی​
ساختار بلوری​	hexagonal (anhydrous) monoclinic (heptahydrate​

 

[P O U R I A]

سولفاتها

سولفاتها

در شیمی معدنی سولفات به گروهی از ترکیبات یونی از گوگرد گفته می‌شود که ریشه نام آن در انگلیسی نمک اسید سولفوریک است.


خواص شیمیایی
سولفات‌ها آنیونهای دو ظرفیتی میباشند و بنیانSO[SUB]4[/SUB][SUP]2-[/SUP] دارند و جرم اتمی این بنیان 06/96 است، این بدین معنی است که هر بنیان از چهار اتم اکسیژن و یک اتم گوگرد تشکیل شده و در مجموع این بنیان شامل دو الکترون است.
سولفاتها نمکها و یا استرهای اسید سولفوریک هستند که از جایگزین شدن یک و یا دو اتم هیدروژن آن با فلزاتی مانند سدیم و یا رادیکالهایی مانند آمونیوم و یا اتر تشکیل می شوند. سولفاتهایی که دو اتم هیدروژن آنها جایگزین شده است سولفاتهای نرمال نامیده می شوند و دسته ای که یک اتم هیدروژن در آنها جایگزین شده باشد هیدروژن سولفات، اسید سولفات و یا بی سولفات نامیده می شوند. بیشتر سولفاتهای فلزی در آب محلول می باشند ولی از میان آنها سولفاتهای جیوه و کلسیم دارای حلالیت کم و باریم، سرب و استرانسیم نامحلول هستند.
در شیمی تجزیه یون سولفات از طریق اضافه کردن محلول باریم کلرید و تشکیل رسوب سفید باریم سولفات که در هیدروکلریک اسید نامحلول است شناخته می شود. سولفاتها به صورت طبیعی به طور گسترده ای یافت می شوند. باریم سولفات به صورت باریت در طبیعت یافت می شود، کلسیم سولفات به صورت gypsum ،alabaster ،selenite و همچنین منیزیم سولفات به صورت Epsom salts یافت می شود. از انواع دیگر سولفاتهای طبیعی celestite میباشد. از دیگر ترکیبات سولفاته می توان به انواع زاجها مانند زاج سبز اشاره نمود. سولفاتها نقش تعیین کننده ای در صنایع شیمیایی و بیولوژیکی ایفا می نمایند.
سولفوریک اسید در ساخت باتریها و در تهیه اسید نیتریک به کار گرفته می شود، سولفات مس یکی از خزه کشهای مهم می باشد. اورگانیسمهایی که در اعماق دریا زندگی می کنند از سولفات به عنوان منبع انرژی جایگزین نور خورشید استفاده می کنند. برخی دیگر از انواع سولفاتهای مهم در بخش زیر خلاصه شده اند:

• لیتیم سولفات
• روی سولفات
• آلومنیوم سولفات – Al[SUB]2[/SUB](SO[SUB]4[/SUB])[SUB]3[/SUB]
• آمونیوم سولفات – NH[SUB]4[/SUB])[SUB]2[/SUB]SO[SUB]4[/SUB])
• باریوم سولفات – BaSO[SUB]4[/SUB]
• کادمیوم سولفات – CdSO[SUB]4[/SUB]
• کلسیم سولفات (گچ) – CaSO[SUB]4[/SUB]
• سریوم (۴) سولفات – Ce(SO[SUB]4[/SUB])[SUB]2[/SUB]
• کبالت (۲) سولفات – CoSO[SUB]4[/SUB]

 

[P O U R I A]

سولفوریک اسید

سولفوریک اسید

اسید سولفوریک که در گذشته با نام جوهر گوگرد خوانده می‌شد، اسیدی بسیار قوی است که با هر درصدی در آب حل می‌شود و فرمول شیمیایی آن H[SUB]۲[/SUB]SO[SUB]۴[/SUB] میباشد.
اسید سولفوریک برای نخستین بار توسط جابر بن حیان کشف شد. او با تقطیر کانی‌های سولفات آهن و سولفات مس این اسید را به دست آورد.
این ترکیب دارای نقطه ذوب 3/10 و نقطه جوش 338 درجه سانتی گراد بوده که قابل حل در آب و الکل اتیلیک می باشد. اسید سولفوریک با تمام فلزات حتی پلاتین واکنش می دهد و چنانچه گرم شود واکنش شدید تر می گردد. ولی این ترکیب روی سرب و جیوه بی اثر است و املاح کلیه اسیدها را بجز اسید سیلیسیک تجزیه می کند. اسید سولفوریک به حالت طبیعی در گازهای خارج شده از آتشفشانها یافت می شود ولی تولید امروزی آن به وسیله فرایندهایی با دی اکسید گوگرد در درجه حرارت زیاد و در حضور کاتالیزور می باشد. این ماده شیمیایی در ساخت اسید فسفریک، اسید استیک، اسید کلریدریک، اسید سیتریک، کودهای شیمیایی، مواد منفجره، الیاف مصنوعی، مواد رنگی، صنعت چرم سازی، باطریهای سربی-اسیدی، بازیابی اسیدهای چرب از فاضلاب اسید سازی، صنعت داروسازی و غیره به کار برده می شود.

اسید سولفوریک
​	​
نام IUPAC	اسید سولفوریک​
نام‌های دیگر	سولفات هیدروژن جوهر گوگرد
شناسه‌ها
شماره CAS	[7664-93-9]​
شماره RTECS	WS5600000​
خواص
فرمول شیمیایی	H[SUB]2[/SUB]SO[SUB]4[/SUB]​
جرم مولی	‎ 98.078 g/mol​
شکل ظاهری	مایع شفاف، بی‌رنگ و بی‌بو
چگالی	1.84 g cm[SUP]−3[/SUP], liquid​
دمای ذوب	‎۱۰°C​
دمای جوش	290‎°C (bp of pure acid. 98% solution boils at 338°C)​
محلول در آب	حل‌پذیری کامل (گرماده)
گرانروی	26.7 cP at 20°C​
خطرات
طبقه‌بندی EU	Highly Corrosive (C)​
شماره ایمنی	R35​
شماره نگهداری	الگو:S1/2, الگو:S26, الگو:S30,S45
دمای اشتعال	غیر مشتعل

 

[P O U R I A]

پلی سولفیدها

پلی سولفیدها

این ترکیبات گروهی از ترکیبات شیمیایی دارای گوگرد هستند که ساده ترین فرم آنها آنیونهایی با فرمول عمومیS[SUB]n[/SUB][SUP]2-[/SUP] و ساختار [SUP]−[/SUP]SS[SUB]n-2[/SUB]S[SUP]−[/SUP] می باشد. این آنیونها باز مزدوج اسید H[SUB]2[/SUB]S[SUB]n[/SUB]می باشند.


نمکهای پلی سولفید
گرچه گوگرد عنصری به تنهایی در آب کاملا نامحلول است ولی واکنش آن با سدیم سولفید منجر به تولید نمکهای سدیم پلی سولفید می شود:

Na[SUB]2[/SUB]S + 4 S → Na[SUB]2[/SUB]S[SUB]5[/SUB]​

Na[SUB]2[/SUB]S + 5 S → Na[SUB]2[/SUB]S[SUB]6[/SUB]​

Na[SUB]2[/SUB]S + 6 S → Na[SUB]2[/SUB]S[SUB]7[/SUB]
Na[SUB]2[/SUB]S + 7 S → Na[SUB]2[/SUB]S[SUB]8[/SUB]​

در این واکنشها می توان از فلزات قلیایی دیگر هم جایگزین سدیم استفاده کرد. یکی از ترکیبات مفید پلی سولفید CaS[SUB]n[/SUB] می باشد که در تهیه سموم کشاورزی به کار گرفته می شود.


پلی سولفید پلی مر (گوگرد پلی مری)
در اصطلاح صنعتی پلی سولفیدها به دسته ای از پلی مرها اطلاق می شود که شامل زنجیره ای شامل تعداد زیادی گوگرد و هیدروکربن هستند. فرمول عمومی واحد تکرار شونده –[(CH[SUB]2[/SUB])[SUB]m[/SUB]-S[SUB]x[/SUB]][SUB]n[/SUB]–می باشد که x نمایانگر تعداد اتمهای گوگرد و n نشان دهنده تعداد واحدهای تکرار شونده می باشد.باید توجه داشت که ترکیباتی که در آنها گوگرد به صورت متصل با واحد هیدروکربنی تکرار می شود جزء پلی مرهای گوگردی نیستند (مانند پلی پروپیلن سولفید (C[SUB]6[/SUB]H[SUB]4[/SUB]S)[SUB]n[/SUB]).
یکی از راههای تهیه پلی مرهای پلی سولفید واکنشهای پلی مریزاسیون تراکمی بین دی هالید های آلی و نمکهای فلزات قلیایی از آنیونهای پلی سولفید می باشد:​

n Na[SUB]2[/SUB]S[SUB]5[/SUB] + n ClCH[SUB]2[/SUB]CH[SUB]2[/SUB]Cl → [CH[SUB]2[/SUB]CH[SUB]2[/SUB]S[SUB]5[/SUB]][SUB]n[/SUB] + 2n NaCl​

دی هالید هایی که در این واکنشهای تراکمی به کار گرفته می شوند شامل دی کلرو آلکانهایی مانند :1,2-dichloroethane,ClCH[SUB]2[/SUB]CH[SUB]2[/SUB]OCH[SUB]2[/SUB]OCH[SUB]2[/SUB]CH[SUB]2[/SUB]Cl و1,3-dichloropropane می باشند.
پلی مرهای پلی سولفید در آب، روغنها و بسیاری از حلالهای آلی نامحلول می باشند و به خاطر ساختار خاص آنها و مقاومت آنها در برابر حلالها به عنوان ترکیب درز گیر در سنگفرش خیابان، شیشه پنجره اتومبیل و بخشهای مختلف هواپیما و همچنین به عنوان یکی از اجزای اصلی، سیمان، بتن، آسفالت، رنگهای ترافیکی گوگردی به کار گرفته می شوند.
از دیگر کاربردهای این ترکیبات می توان کمک به ساخت گوگرد ولکانیزه و همچنین در ساخت باطریهای ذخیره سازی انرژی (پلی سولفیدهای مایع) اشاره نمود.​

 

[P O U R I A]

منابع گوگرد

منابع گوگرد

منابع گوگردی میتواند به شرح زیر تقسیم بندی گردد :
1- خاک، آب و صخره ها که شامل سولفات ها، سولفیت ها و ترکیبات آلی گوگرد و همچنین به صورت قسمتی از ارگانیسم زنده میباشند.
2- اکسیدها گوگردی در اتمسفر که مربوط به سوختن سوختهای فسیلی و انتشارات آتشفشانی میباشند.
غلظت بالای اکسیدهای گوگردی در هوا به همراه واکنش با آّب و تبدیل شدن آنها به اسید به صورت باران اسیدی میتواند بر محیط زیست اثر بگذارند و سبب سوزش پوست و چشمها گردند. این مطلب نشان دهنده این میباشد که صنایع میتوانند یکی از مهمترین منابع اکسیدهای گوگردی میباشند.
3- در نهایت گوگردی که به صورت عنصری وجود دارد.
همچنین از جهت موقعیت مکانی در کتاب Natural History آورده شده که جزیره ملوس از مهمترین منابع شناخته شده میباشد. در اغلب اکوسیستمهای جنگلی گوگرد به صورت سولفات در اتمسفر وجود دارد. گوگرد عنصری میتواند در نزدیکی نواحی چشمه های آّب گرم و آتشفشانی در بسیاری از قسمتهای جهان یافت میگردد. به خصوص در طول سواحل میدانی آتشفشانی از جمله پسماندهای آتشفشانی در Indonesia ،Chile و Japan. سیسیلی نیز یکی از معروفترین مناطق از جهت معدنهای گوگردی میباشد. رسوبات گوگردی به صورت پلی کریستالی بوده و بزرگترین نمونه های کریستالی اندازه گیری شده میباشند. رسوبات گوگرد عنصری همچنین در طول سواحل گنبدی نمک در مکزیک و در آبهای تبخیر شده در شرق اروپا و قسمت غربی آسیا نیز موجود میباشند.
همچنین گوگرد میتواند در بسیاری از منابع غذایی، گیاهی و به صورت پیوند داده شده با سایر عناصر موجود باشد.
از منابع غذایی می توان: تخم مرغ، ماهی، گوشت، شیر و بسیاری از محصولات روزانه را نام برد .
از دسته منابع گیاهی می توان به سیر اشاره نمود.
در مورد ترکیبات گوگردی که بسیار فراوان هستند می توان آمینهای اسیدی، سیستئین، سیستین و بسیاری موارد دیگر را نام برد.


منابع گوگرد :

• معادن گوگرد عنصری
• معادن سولفیدی
• سوخت های فسیلی
  • نفت خام
  • زغال سنگ
  • گاز طبیعی
• سولفات ها

موارد بالا در پست های بعد توضیح داده میشود.

 

[P O U R I A]

معادن گوگرد عنصری

معادن گوگرد عنصری

گوگرد به صورت عنصری و ترکیب شده با ترکیبات آلی و معدنی وجود دارد. منابع اصلی گوگرد عنصری، گنبدهای نمکی و خشک (فراش) و محصول جانبی گوگردی بازیافت شده از هیدروکربنها (گاز طبیعی و نفت خام) میباشند. در ایالت متحده آمریکا در سال 2000 استخراج گوگرد با روش فراش انجام گرفت. منابع اصلی جدید گوگرد شامل ترکیبات اوره بدون آهن و پیریت (معمولاً به صورت اسید سولفوریک) میباشد.
در بسیاری از صنایع کاربرد اسید سولفوریک ضروری میباشد و از آن بعنوان مهمترین ماده اولیه اصلی استفاده میشود. گوگرد مورد نیاز میتواند از منابع مختلفی تأمین گردد. که مهمترین آن گنبدهای آتشفشانی در سیسیلی میباشد. در آغاز قرن 20 این منبع کافی نبود و علاوه بر آن گوگرد از منابع زیر زمینی جنوب ایالت آمریکا تهیه میگردید. این گوگرد معدنی نبود اما با استفاده از فرایند فراش بازیافت میشد. که در طی آن گوگرد در زیر زمین با آب گرم ذوب شده و مخلوط به حالت مایع به سطح زمین آورده میشد.

 

[P O U R I A]

معادن سولفیدی

معادن سولفیدی

یکی از محصولاتی که سالانه بازیافت میگردد مشتقات گوگردی است که دارای حد واسط گوگرد عنصری نمیباشد. این نوع عملکردها مربوط به قسمتهایی میشود که دی اکسید گوگرد آن نسبت به سولفید هیدروژن موجود در ترکیبات گوگردی بیشتر است. بنابراین دی اکسید گوگرد را به گوگرد عنصری کاهش میدهند. پس از این نوع تغلیط معمولاً تبدیل به سولفوریک اسید صورت میگیرد. از منابع دی اکسید گوگرد معمولاً اوره سولفیدی بدون آهن مانند مس، سرب، روی، نیکل و مولیبدن میباشد. در این مکانها، بیش از 20 سال است که بازیافت گوگرد انجام می شود.
از منابع دیگر دی اکسید گوگردی، پیریت میباشد که از منابع اصلی گوگرد در بعضی قسمتهای جهان، بویژه در چین شمرده میشود. در سالهای اخیر بخاطر دلایل اقتصادی از پیریت ها بعنوان منبعی از گوگرد کمتر استفاده میشود. در سالهای اخیر، چین و روسیه تولید کنندگاه اصلی گوگرد از پیریتها میباشند.
از دیگر منابع گوگرد، هیدروژن سولفید میباشد که در واحدهای کلاوس به گوگرد عنصری تبدیل نمیشود اما به طور مستقیم برای تولید اسید سولفوریک یا بعنوان مواد اولیه برای ترکیبات دیگر گوگردی مانند مرکاپتان استفاده میشود. واحدهای اسیدی اگر ظرفیت بخارات خیس دی اکسید گوگرد را داشته باشند، میتوانند به صورت مستقیم از هیدروژن سولفید استفاده نمایند.

 

[P O U R I A]

سوختهای فسیلی

سوختهای فسیلی

سوختهای فسیلی سوختهایی هستند که از منابع طبیعی، نظیر تجزیه غیر هوازی از موجودات زنده دفن شده بدست می آیند. سن موجودات و سوختهای فسیلی حاصل از آنها مربوط به میلیون ها سال و گاه بیش از 650،000،000 سال تخمین زده می شود.

سوختهای فسیلی شامل زغال سنگ ، نفت خام و گاز طبیعی است که حاوی درصد بالایی از کربن است. احتراق سوخت های فسیلی تولید سولفوریک ، کربونیک و اسید نیتریک ، که در برگشت به زمین به صورت باران اسیدی بر روی ساختار منابع طبیعی و محیط زیست اثر گذار می باشد.

 

[P O U R I A]

زغال سنگ

زغال سنگ

قرنهاست که با سوزاندن زغال، گوگرد را مستقیم از آن استخراج مینمایند. کیفیت زغال با استخراج مقدار کم Btu و متناوباً مقدار زیاد گوگرد و مواد سوختی بهبود می یابد، در سالهای اخیر این عمل نه تنها به آلودگی هوا ربط داده شده است، همچنین استخراج گوگرد و ترکیبات گوگرد با سوزاندن گازها کامل میگردد. فرایندها و تکنولوژیهای بسیار موفقی در این زمینه وجود دارد که به استخراج گوگرد به صورت کاربردی کمک مینماید. که به هر جهت این فرایندها از جهت اقتصادی ضعیف بوده و تنها بدلیل استخراج محصولات گوگردی ارزشمند میباشند. بزرگترین منبع دی اکسید گوگرد اغلب سیستم های بزرگ سوختهای فسیلی میباشند.

 

[P O U R I A]

نفت خام

نفت خام

نفت خام سنگین نوعی از نفت خام است که سرعت جریان آن کم است و شامل آسفالت و رزین میباشد. این سنگینی (دانسیته و چگالی) بدلیل نسبت زیاد مواد آروماتیک و نفتا به پارافین (از آلکانهای خطی) بوده و دارای مقدار زیادی از عناصر نیتروژن، گوگرد و اکسیژن و فلزات سنگین دیگر میباشد. نفت خام سنگین دارای بیش از 60 درصد کربن اتم میباشد، بنابراین دارای نقطه جوش و وزن مولکولی بالایی است.



به طور کلی نفت خام دارای دو نوع اصلی میباشد :

1- دسته ای که بیش از 1 درصد گوگرد دارند ( نفت خام گوگردی سنگین) به همراه مواد آروماتیک و آسفالت و اغلب در قسمتهایی از شمال امریکا (کانادا ، آلبرتا و ..)، جنوب امریکا (ونزوئلا، کلومبیا و ..) یافت میشوند.
2- دسته ای که کمتر از 1 درصد گوگرد دارند (نفت خام گوگردی سبک) به همراه مواد آروماتیک و نفتن ها و رزین ها و اغلب در قسمت غربی، مرکزی و شرقی آفریقا یافت میگردند.

 

[P O U R I A]

گاز طبیعی

گاز طبیعی

برخی از ترکیبات گوگردی موجود در گاز طبیعی شامل :

ترکیب​	وزن مولکولی (MW) گرم بر مول​
تترا هیدروتیوفن (THT)​	88​
ترشری بوتیل مرکاپتان (TBM)​	90​
دی متیل سولفید (DMS)​	62​
هیدروژن سولفید (H2S)​	34​
متیل مرکاپتان (MTM)​	48​
اتیل مرکاپتان (ETM)​	62​
ایزو پروپیل مرکاپتان (IPM)​	76​
نرمال پروپیل مرکاپتان​	76​
گوگرد​	32​

گاز طبیعی گازی است که شامل متان و 0-20 درصد هیدروکربنهای سنگین تر (اتان) میباشد. به همراه سوختهای فسیلی در بسترهای زغال یافت و بوسیله ارگانیسم متانوژنیک در قارچها ایجاد میگردید. گاز طبیعی همچنین یکی از منابع مهم سوختی به شمار میرود.
مدتها قبل از گاز طبیعی بعنوان سوخت استفاده میشد که میبایست از آن، تحت یک پروسه تمام مواد دیگر از قبیل متان خارج میگردید. محصول جانبی این پروسه شامل اتان، پروپان و بوتان و پنتن و هیدروکربنهایی با وزن مولکولی سنگین تر و گوگرد عنصری و کربن دی اکسید و بخار آب و بعضی اوقات هلیم و نیتروژن بود.

تصویر زیر بلوک دیاگرامی نوعی از سیستم فرایند گاز طبیعی میباشد که واحدهای فرایندی مختلف بکار رفته جهت تبدیل گاز خام طبیعی به گاز قابل مصرف را نشان میدهد.

​

همچنین چگونگی ایجاد محصولات جانبی زیر را از فرایند گاز طبیعی اولیه نشان میدهد :

- گاز طبیعی متراکم شده
- گوگرد
- اتان
- گاز طبیعی مایع
​

روشهای متفاوتی در فرایند گاز طبیعی اولیه بکار میرود، در ابتدای فرایند، محلول آبی خارج شده و گاز طبیعی کندانس میشود.

 

[P O U R I A]

سولفاتها

سولفاتها

گچ و انیدرید از منابع پتانسیلی بزرگ معدنی گوگرد به شمار میروند. چندین روش بازیافتی گسترش یافته برای گوگرد وجود دارد. که محصول آنها اسید سولفوریک، سولفات آمونیوم، دی اکسید گوگرد و یا گوگرد عنصری می باشد. سمنت و یا اکسید کلسیم نیز محصولات جانبی می باشند.
به صورت تاریخی، گچ در بعضی از کشورها دارای منبع مهمی از گوگرد میباشد. برای مثال در ایالت بریتانیا، از گچ برای تولید سمنت یا اسید سولفوریک بعنوان یکی از منابع مهم اسیدی استفاده میشود. در سالهای قبل سرمایه گذاریهای بسیاری بر روی مقادیر بزرگ محصول جانبی گچ در سیستم های اسید فسفریک صورت گرفته است. اگر چه این تلاشها ضرورتاً بدلیل هزینه های اقتصادی بالا کنار گذاشته شده است و در ایالت متحده منع قانونی در استفاده از محصول جانبی گچ از محصول اسید فسفریک وجود دارد. فرایند تجاری اسید سولفوریک بر اساس محصول جانبی گچ شامل منابع جدید بکر گوگردی نخواهد شد، اما درخواست برای گوگرد جدید در سیستم های اسید فسفریک بوسیله بازیافت گوگرد کاهش خواهد داشت.