Температура плавлення сірки 112,8. При нагріванні рідкої сірки до 180 вона густіє і темніє. При подальшому нагріванні майже до температури кипіння 444,6 і при швидкому охолодженні сірка перетворюється на тягучі нитки; ця модифікація сірки не міцна. У природі сірка зустрічається у вигляді різних сполук і у вільному стані.
Для отримання чистої сірки існують різні способи. При очищенні плавленням сірка виходить у вигляді тонких паличок і називається Черенкова сіркою. Під час очищення сірки сублімацією, тобто переведенням її на пару та при швидкому охолодженні пари з переходом у твердий стан, виходить так званий сірчаний колір, тобто дрібний порошок сірки.
Недостатньо чисту сірку можна отримати у вигляді великих шматків, але і в Черенкова сере залишаються землисті домішки, а в сірчаному кольорі буває домішка сірчаної кислоти, яку необхідно відмивати чи нейтралізувати.
Сірка добре горить. На повітрі вона спалахує при температурі 360, а в кисні при 285. На повітрі у присутності вологи подрібнена сірка окислюється. При реакціях з'єднання з киснем вона може давати різні оксиди: сірчистий газ (ангідрид)
S 02 -> S02; сірчаний ангідрид
2S02 02 -> - 2SOr
З'єднання сірчаного ангідриду з водою дає сірчану кислоту. Сірчистий ангідрид з водою утворює сірчистий кислоту, він має дуже різким запахом і сильно дратує слизові оболонки.
При застосуванні сірки в складах з окислювачами, особливо з бертолетової сіллю, слід побоюватися зволоження складів; в цих умовах сірка окислюється в сірчану кислоту, яка викликає самозаймання складу. Сірка не повинна містити вільної сірчаної кислоти.
Сірка застосовується як складова частина димного пороху і як пальне в деяких піротехнічних складах.
Вуглець С, атомний вага 12; дуже поширений у природі елемент, так як він утворює всі численні органічні сполуки.
При згоранні вуглець утворює кисневі з'єднання - вугільний ангідрид, або вуглекислий газ С02, і окис вуглецю СО.
Горіння вуглецю проходить з утворенням того чи іншого оксиду, залежно від наявності кисню в навколишньому середовищі або кількості окислювача в суміші. Реакція горіння вуглецю може відбуватися за рівнянням:
2С 02 -> 2СО;
2GO 02 -> 2С02. Окис вуглецю - отруйний газ. 38

Сірка (Sulfur) S, хім. елемент VI гр. періодичн. системи, ат. н. 16, ат. м. 32,066; відноситься до халькогенам. Природна сірка складається з чотирьох ізотопів: 32S (95,084%), 33S (0,74%), 34S (4,16%), 36S (0,016%). Поперечний перетин захоплення теплових нейтронів для прир. суміші ізотопів 0,52 • 10-28 м2. Конфігурація зовн. електронної оболонки атома 3s2 3р4; наиб. характерні ступені окислення - 2, 4, 6; енергії іонізації при последоват. переході від S0 до S6 + рівні соотв. 10,3601, 23,35, 34,8, 47,29, 72,5, 88,0 еВ; спорідненість до електрона 2,0772 еВ; електронегативність за Полінгом 2,58; атомний радіус 0,104 нм. іонні радіуси (в дужках дані координації. числа), нм: S2-0,170 (6), S4 + 0,051 (6), S6 + 0,026 (4).
Сірка-досить поширений елемент, середній вміст в земній корі 0,05% за масою, у воді морів і океанів 0,09%. Відомі многочисл. мінерали сірки: самородна сірка (головні родовища в США, СНД, Мексиці, Італії, Японії); сульфідні мінерали-пірит FeS2, антимонії Sb2S3, галеніт PbS, кіновар HgS, Сфалерит і Вюрц ZnS, ковеллін CuS, халькозін Cu2S, Аргентит Ag2S, вісмутін Bi2S3, Халькопірит CuFeS2 та ін; сульфати-барит BaSO4, ангідрит CaSO4, гіпс CaSO4 • 2H2O, мірабіліт Na2SO4 xx 10Н2 О і ін Крім того, сірка присутня у вигляді сполуки. у вугіллі, сланцях, нафти, прир. газах. Сірка-біогенний елемент, що входить до складу білків, вітамінів.

Властивості. До 95,39 ° С стабільна aS-при кімнатній т-рі лимонно-жовті кристали (табл. 1); вище 95,39 ° С стабільна bS-при кімнатній т-рі блідо-жовті кристали, DН переходу a4063-25.jpgb 0,400 кДж / моль. Кристалічні. структура a-та bS побудована з неплоских восьмічленних цікліч. молекул S8 у вигляді корони. a-і bS розрізняються взаємної орієнтацією молекул S8 у кристалічних. решітці.

Сірка легко утворює цікліч. молекули з різним числом атомів п. Для цікліч. молекул знайдені слід. значення енергії зв'язку (Е, кДж / моль) S-S:

Цикл S8 кращий, ін цикли менш стійкі, особливо S5 і S4. Отримані метастабільні модифікації від помаранчевого (S6) до лимонно-жовтого (S20) кольору.

При швидкому охолодженні бензольного розчину сірки отримана метастабільна, т. з. перламутрова, сірка, що містить у структурі цикли S8, що відрізняються за конфігурціі від молекул S8 a-і bS. Відома ромбоедріческая сірка, утворена молекулами S6. Аморфну [плотн. 1,92 г/см3, 0,397 кДж / моль, 33, 18 Дж / (моль • К)] і пластичну (резиноподібного) сірку одержують при різкому охолодженні розплавленої сірки; напр., Пластичною. форму - виливанням розплаву сірки з т-рою 190 ° С у холодну воду. Ці форми складаються з довгих нерегулярно розташованих зигзагоподібних ланцюгів Sm. Аморфна і всі інші форми сірки оберну. в a-S при довгих. витримуванні їх при 20-95 ° C. При 96-110 ° С аморфна і всі інші форми сірки, в т.ч. а, переходять у b-S. При тиску 1,6-2,7 ГПа сірка зазнає нові поліморфні перетворення. Ур-ня температурної залежності тиску пари: над aS lgp (Па) = 16,557 - 5166 / Т (20-80 ° С), над bS lgp (Па) = 16,257-5082 / Т (96-116 ° С). Тверді і рідка форми сірки діамагнітні, магн. сприйнятливість aS - 1,56 • 10-7, bS - 1,4 • 10-7. Парамагнітні молекула S2. aS відносять або до високоомним напівпровідників, або до діелектрика, ширина забороненої зони 2,6 еВ, r 1,9 • 1017 Ом • см; температурний коеф. лінійного розширення 4,567 • 10-5 ° С-1 (0-13 ° С), 2,67 xx 10-6 ° С-1 (78-97 ° С), 10,32 ° С-1 (98-110 ° С); теплопровідність 1,994 Вт / (см • К).

Мн. модифікації сірки характеризуються "ідеальної" т-рою плавлення-для сірки, розплав до-рій перед кристалізацією містив практично один сорт молекул (в осн. S8), і "природною" т-рою плавлення-для сірки, розплав до-рій перед кристалізацією довгостроково витримувався і в результаті містив суміш розл. молекул (такі розплави позначають Sl, Sp, Sm). Напр., Для перламутровою сірки ідеальна т. пл. 106,8 ° С, природна т. пл. 103,5 ° C. Sl відокремлюють від Sp і Sm обробкою CS2, в якому. Sl розчин., А Sp (містить полімерні ланцюги з S8) та Sm (містить полімерні ланцюги з одноатомних S)-ні.

Розплав сірки поблизу т-ри плавлення-рухома жовта рідина, що містить цікліч. молекули S8 і, в незначну. ступеня, Sn, де n = 6, 7, 9, 10; h 0,011 Па • с (120 ° С), g 60,83 мН / м (120 ° С). При нагр. вище 120 ° С цікліч. молекули оберну. в полімерні ланцюги Sm, процес протікає помітно при ~ 160 ° С, цієї ж т-рі відповідає максимум (159,6 ° С) на кривій завісімості4064-3.jpgот т-ри; h різко збільшується від 6,5 • 10-3 Па • с (155 ° С) до 93,3 Па • с (187 ° С); g 56,67 мН / м (150 ° С). При 187 ° С розплав темно-коричневого кольору, практично нетекуч. При нагр. вище 187 ° С ланцюга розриваються, коротшають, рідина знову стає рухливою, напр. h при 355 ° С 0,432 Па • с, при 444 ° С 0,083 Па • с; ур-ня температурної залежності: щільності d = 1,9035 - - 0,000832 / (120 Т. кип. сірки 444,6 ° С, DHісп 9,2 кДж / моль. Пар містить молекули Sn, де n = 2-12 (табл. 2). при 150 ° С в парі переважають молекули S8, у меншій мірі присутні S6 і S7, при 444,6 ° C-S8, S6, S7, незначно S2, при 600 ° C-S8, S6, S7 в рівних кол-вах, менше S2, при 700 ° С-приблизно в рівних кол-вах S2, S6, S8, S7, незначно S3, вище 730 ° C переважають молекули S2, вище 1500 ° С-одноатомних S.

Сірка не розчин. у воді, погано розчин. в етанолі, гептане, гексане, краще-в толуолі, бензолі (табл. 3). Кращі р-Рітель для сірки-рідкий NH3 (під тиском), CS2, S2C12.

Останні два використовують у пром-сті як р-Рітель сірки, S2Сl2-при вулканізації каучуку; розчинів сірки в CS2 (в дужках дані% за масою S): 1,2901 (4), 1,3096 (8), 1,3297 (12), 1,3709 (20). Сірка, що містить полімерні ланцюги (аморфна, пластин.), Не розчин. в CS2. У розплавленої сере помітно розчин. H2S, SO2, As2S3, P2S5 та ін

Конц. Н2 SO4 окисляє розплавлену сірка при ~ 120 ° С до SO2, конц. HNO3, суміші соляної к-ти з окислювачами (КС1О3, НNО3)-до H2SO4. Разб. HNO3, соляна к-та без добавок окислювачів, Н2 SO4 на холоду з сіркою не реагують. Мелкодисперсная сірка взаємодій. при нагр. з розчинами лугів, даючи сульфіти і сульфіди, а потім полісульфід і тіо-сульфати. Сірка безпосередньо з'єднується майже з усіма елементами, крім інертних газів, йоду, азоту, Pt, Аu. При 280 ° С сірка горить у О2, а при 360 ° С у повітрі, утворюючи в осн. діоксид сірки, а також сірки триоксид. Суміш парів сірки і О2 вибухає.

Оксиди сірки, крім SO2 і SО3, нестійкі. S2О-газ; 44,3 Дж / (моль • К); -108,9 кДж / моль; 267, 3 Дж / (моль • К); утворюється при пропущенні SO2 в тліючому розряді. Кристалічні. S8O утворюється при взаємодій. Н28 "з SOC12, рідкий SО4 (т. пл. 3 ° С, с розл.)-З SO2 і О2 в тліючому розряді при -190 ° C Рідкий S2O7 (т. пл. 0 ° С, -- 811,7 кДж / моль) утворюється при окисленні SO2 озоном або при розкладанні SO4. Сполуч. SO4 і S2 O7 містять пероксидних угруповання-О-О-, формально їм відповідають пероксомоносерная к-та (к-та Каро) H2SO5 (т. пл. +47 ° С, с розл.) І пероксодісерная до-та Н2S2О8 (т. пл . +65 ° С, с розл.), к-рие утворюються при електролізі H2SO4 або гідросульфату при вироби, Н2О2. Відомі також S6O і S7O2.

З галогенами, крім I2, сірка утворює сірки нітрати, з воднем - сірководень, сульфани, з вуглецем - сірковуглець, з металами і більше електроположіт., Ніж сірка, неметалами-сульфіди (див. Сульфіди неорганічні), з Se-фазу з широкою областю гомогенності (50-60% ат.% Se), з Ті при надвисоких тисках-Te7S10. Відомі нітріди сірки: цікліч. S4 N4, к-рий при нагр. над Ag перетворюється в ін соед., молекули к-якого являють собою плоскі цикли S2N2; (SN) x (утворюється при полімеризації S2N2)-золотисте в-во з металев. провідністю, поблизу 0 К-надпровідник; S4N2 та ін Відомі сполуки., що містять сірку в катіонної форме , і ін Цікліч. молекули Sn м. б. лігандами, як, напр., в сполуки. K2 [Pt (S5) 3]. О к-тах сірки, їх солі см. Політіонати, Сірчана кислота, Сульфати неорганічні, Сульфіти неорганічні, Тіосульфат неорганічні та ін,-про орг. сполуки сірки-Сераорганіческіе з'єднання та ін

Отримання. Сірку видобувають з самородні руд, а також отримують окисленням H2S або відновленням SO2. Існує неск. методів видобутку. сірки з руд: 1) геотехнологіческій метод переробки самородної сірки полягає в виплавки сірки, що знаходиться в надрах Землі, без підйому руди на пов-сть. У сірковмісних пласт подають під тиском по трубах водяна пара, стисненим повітрям розплавлену сірку піднімають на пов-сть. 2) За термічним методом сірку або виплавляють з роздробленої руди в камерних печах, або возгоняют у обертових печах. 3) екстракційний метод (застосовується обмежено) полягає у вилученні сірки з руд сірковуглецем. 4) Пароводяний метод (для руд з високим вмістом сірки) полягає в обробці подрібнений руди в автоклавах гострим Пором. 5) флотаційні методи передбачають збагачення руд і потім вилучення сірки пароводяних методом; вводяться реагенти для збільшення гідрофільності частинок руди і гідрофобності сірки 6) При отриманні сірки методом флокуляції концентрат надходить а Плавильник, звідти під флокулятор, де до утворилася суспензії додають коагулянт (високою рідина, що містить воду), потім флокула порожньої породи відокремлюють від рідкої сірки.

Сірку отримують з H2S пром. газів (генераторний, коксовий, гази нафтопереробки) і прир. газів: 1) витягують H2S з газу лужними розчинами, потім переробляють десорбуються-ний H2S методом контактного окислення-частина H2S окислюється до SO2 (згорання), після чого суміш H2S і SO2 реагує на шарі бокситу при 270-300 ° С, даючи сірку і Н2О. 2) В процесі сухої очистки газу H2S на фільтрі з активують. вугіллям окислюється при 40 ° С до сірки і Н2О.

З SO2 сірку одержують у поєднанні з виплавкою Fe і Сі із сульфідних руд. У печі в шихті (руда, кокс, кварц, вапняк) спочатку відщеплюється один атом S від FeS2, потім FeS окислюється з утворенням SO2, к-рий відновлюється коксом до сірки. Газ, що виходить при ~ 450 ° С, містить пари S, SO2, COS, CS2, H2 S; його очищають від пилу і направляють в першу контактний апарат, де на боксі при 450 ° С COS і CS2 реагують з SO2 з виділенням сірки. При переробці SO2 з газів, що відходять цинкового (з ZnS) та інші вироби, в також одержують сірку.

Сорти сірки: виплавлену з самородні руд сірку з. природного комової, отриману з H2S і SO2-гaзовой комової, природне комовую, очищену пере-гонкою,-рафінованої, сконденсованих з парів вище т-ри плавлення і розлиту з рідкого стану в форми-Черенкова, сконденсованих в твердий стан-сірчаним кольором. Високодисперсні сірку з. колоїдної.

Для рафінування сірки використовують хім. методи-шляхом перекладу домішок в ін ступеня окислення з послід. їх відділенням. Для зменшення вмісту As та Se сірку обробляють сумішшю конц. HNO3 і H2SO4, відмивають від к-т, кип'ятять з зворотним холодильником і сублімує у вакуумі. Для очищення від вуглецю (бітумів) використовують хім.-тримаючи. метод-нагрівають сірку в кварцовому реакторі при ~ 800 ° С, при цьому містять вуглець в-ва обвуглюються і легко відокремлюються.

Глибоку очищення сірки в осн. здійснюють дистиляції та ректифікації. Для подальшого очищення сірки від домішок (Н, С, О, Se, As і ін) перспективні кристалізації. методи, серед них-спосіб протівоточной кристалізації з розплаву. Отримана високочистих сірка з вмістом домішок 10-5-10-6% за масою.

Визначення. Якісно і кількісно сірку визначають шляхом переведення в р-рімие сульфати, а потім у BaSO4. Прир. об'єкти обробляють соляної к-ту, потім відганяють Н2 S. Вільну сірку витягують бензолом, Піритні-разб. HNO3, у складі орг. соед.-сумішшю HNO3 з КМnО4. Для визначення сірки в сталях і феросплавах пробу розчин. в суміші соляної та азотної к-т, потім Fe (III) переводять у Fe (II), видаляють NО-3, визначають сірку у вигляді BaSO4. У повітрі сірку визначають колориметричні-спалюють сірку в струмі О2, окислюють утворився SO2 до Н2 SO4 і визначають її у вигляді BaSO4 у водно-спиртовому розчині. Для визначення малих кол-в (10-4%) сірки застосовують фотоколоріметріч. метод-після обробки проби з отриманням H2S, поглинання H2S розчином лугу, сірку визначають по зміні забарвлення метиленового синього.

Застосування. Ок. 50% виробленої сірки використовують для вироби, H2SO4, ок. 25%-для отримання сульфітів, 10-15%-для боротьби зі шкідниками с.-г. культур (гол. чин. винограду і бавовнику), ок. 10%-у гумовій промисловості (як вулканізуют агент). Сірку застосовують у вироби, барвників, ВВ, мистецтв. волокна, люмінофорів, CS2, сульфідів, в орг. синтезі та ін, вона входить до складу головок сірників, мазей для лікування шкірних захворювань. Невеликі добавки сірки покращують оброблюваність автоматних сталей і анти-фрикції. св-ва спечених антифрикці. матеріалів.

Світова вироби, сірки 53 млн. т (1984).

З'єднання сірки по отріцат. впливу на навколишнє середовище займають одне з перших місць серед забруднюючих в-в. Осн. джерело забруднення сполуками сірки-спалювання вугілля та нафтопродуктів. 96% сірки надходить в атмосферу у вигляді SO2, решта кількість припадає на сульфати, H2S, CS2, COS та ін У вигляді пилу елементна сірка подразнює органи дихання, слизові оболонки, може викликати екзему і ін ГДК в повітрі 0,07 мг/м3 (аерозоль, клас небезпеки 4). Мн. соед. S токсичні.

Сірка відома з глибокої давнини, її почали використовувати ок. 2000 до н. е..; напр., в Єгипті її застосовували для дезінфекції, вибілені тканин та ін

Літ.: Авдеева А. А., в СБ: Основи металургії, т. 5, М., 1968, с. 483-504; Довідник сернокіслотчіка, під ред. К. М. Малина, 2 изд., М., 1971; Гусєв А. І., Симонова Л.М., Аналітична хімія сірки, М., 1975; Глобальний біогеохімічний цикл сірки та вплив на нього діяльності людини, М., 1983; Чурбанов М.Ф., скрипалів І. В., "високочисті речовини", 1988, № 3, с. 92-107. И. Н. Один.