Το θείο είναι ένα μη μεταλλικό στοιχείο με το χημικό σύμβολο S και ατομικό αριθμό 16. Το καθαρό θείο είναι κίτρινος κρύσταλλος, γνωστός και ως θείο ή κίτρινο θείο. Το στοιχειακό θείο είναι αδιάλυτο στο νερό, ελαφρώς διαλυτό στην αιθανόλη και εύκολα διαλυτό σε δισουλφίδιο άνθρακα.2.
1.Φυσικές ιδιότητες
- Το θείο είναι συνήθως ένας ωχροκίτρινος κρύσταλλος, άοσμος και άγευστος.
- Το θείο έχει πολλά αλλότροπα, όλα από τα οποία αποτελούνται από S8κυκλικά μόρια. Τα πιο συνηθισμένα είναι το θείο ορθορομβίου (γνωστό και ως ρομβικό θείο, α-θείο) και το μονοκλινικό θείο (γνωστό και ως β-θείο).
- Το ορθορομβικό θείο είναι μια σταθερή μορφή θείου και όταν θερμαίνεται στους 100 °C περίπου, μπορεί να ψυχθεί για να ληφθεί μονοκλινικό θείο. Η θερμοκρασία μετασχηματισμού μεταξύ ορθορομβικού θείου και μονοκλινικού θείου είναι 95,6 °C. Το ορομβικό θείο είναι η μόνη σταθερή μορφή θείου σε θερμοκρασία δωματίου. Η καθαρή του μορφή είναι κιτρινοπράσινη (το θείο που πωλείται στην αγορά φαίνεται πιο κίτρινο λόγω της παρουσίας ίχνης κυκλοεπταθείου). Το ορθορομβικό θείο είναι στην πραγματικότητα αδιάλυτο στο νερό, έχει κακή θερμική αγωγιμότητα, είναι καλός ηλεκτρικός μονωτήρας.
- Το μονοκλινικό θείο είναι οι αμέτρητοι βελονοειδείς κρύσταλλοι που μένουν μετά την τήξη του θείου και την έκχυση της περίσσειας υγρού. Το μονοκλινικό ορθορομβικό θείο είναι παραλλαγές του στοιχειακού θείου σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Το μονοκλινικό θείο είναι σταθερό μόνο πάνω από 95,6 ℃, και σε θερμοκρασία, μετατρέπεται αργά σε ορθορομβικό θείο. Το σημείο τήξης του ορθορομβικού θείου είναι 112,8℃, το σημείο τήξης του μονοκλινικού θείου είναι 119℃. Και τα δύο είναι εξαιρετικά διαλυτά στο CS2.
- Υπάρχει και ελαστικό θείο. Το ελαστικό θείο είναι ένα σκούρο κίτρινο, ελαστικό στερεό που είναι λιγότερο διαλυτό σε δισουλφίδιο του άνθρακα από άλλα αλλότροπα θείο. Είναι αδιάλυτο στο νερό και ελαφρώς διαλυτό στο αλκοόλ. Εάν το λιωμένο θείο χύνεται γρήγορα σε κρύο νερό, το θείο μακράς αλυσίδας είναι σταθερό, ελαστικό θείο που μπορεί να τεντωθεί. Ωστόσο, θα σκληρύνει με τον καιρό και θα γίνει μονοκλινικό θείο.
2.Χημικές ιδιότητες
- Το θείο μπορεί να καεί στον αέρα, αντιδρώντας με το οξυγόνο για να σχηματίσει διοξείδιο του θείου (SO₂) αέριο.
- Το θείο αντιδρά με όλα τα αλογόνα κατά τη θέρμανση. Καίγεται σε φθόριο για να σχηματίσει εξαφθοριούχο θείο. Υγρό θείο με χλώριο για να σχηματιστεί το ισχυρά ερεθιστικό διχλωριούχο δισόθειο (S2Cl2). Ένα μείγμα ισορροπίας που περιέχει το κόκκινο διχλωριούχο θείο (SCl) μπορεί να σχηματιστεί όταν το χλώριο είναι σε περίσσεια και ένας καταλύτης, όπως το FeCl3ή SnI4,χρησιμοποιείται.
- Το θείο μπορεί να αντιδράσει με ζεστό διάλυμα υδροξειδίου του καλίου (KOH) για να σχηματίσει θειούχο κάλιο και θειοθειικό κάλιο.
- Το θείο δεν αντιδρά με το νερό και τα μη οξειδωτικά οξέα. Το θείο αντιδρά με το θερμό νιτρικό οξύ και το πυκνό θειικό οξύ και μπορεί να οξειδωθεί σε θειικό οξύ και διοξείδιο του θείου.
3.Πεδίο εφαρμογής
- Βιομηχανική χρήση
Οι κύριες χρήσεις του θείου είναι στην παραγωγή θειούχων ενώσεων όπως θειικό οξύ, θειώδη, θειοθειικά, κυανικά, διοξείδιο του θείου, δισουλφίδιο του άνθρακα, διχλωριούχο δισόλιο, τριχλωροσουλφονωμένο φώσφορο, θείο φωσφόρου και θειούχα μετάλλων. Περισσότερο από το 80% της παγκόσμιας ετήσιας κατανάλωσης θείου χρησιμοποιείται για την παραγωγή θειικού οξέος. Το θείο χρησιμοποιείται επίσης ευρέως στην παραγωγή βουλκανισμένου καουτσούκ. Όταν το ακατέργαστο καουτσούκ βουλκανίζεται σε βουλκανισμένο καουτσούκ, αποκτά υψηλή ελαστικότητα, αντοχή στη θερμότητα σε εφελκυσμό και αδιαλυτότητα σε οργανικούς διαλύτες. Τα περισσότερα προϊόντα από καουτσούκ είναι κατασκευασμένα από βουλκανισμένο καουτσούκ, το οποίο παράγεται με αντίδραση ακατέργαστου καουτσούκ με και επιταχυντές σε ορισμένες θερμοκρασίες και πιέσεις. Το θείο χρειάζεται επίσης για την παραγωγή μαύρης σκόνης και σπίρτων και είναι ένα από τα κύρια ακατέργαστα πυροτεχνήματα. Επιπλέον, το θείο μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή θειούχων βαφών και χρωστικών. Για παράδειγμα, η φρύξη ενός μείγματος καολίνη, άνθρακα, θείου, γης διατόμων ή σκόνης χαλαζία μπορεί να παράγει μια μπλε χρωστική ουσία που ονομάζεται ultramarine. Η βιομηχανία χλωρίνης και η φαρμακευτική βιομηχανία καταναλώνουν επίσης μια μερίδα θείου.
- Ιατρική χρήση
Το θείο είναι ένα από τα συστατικά πολλών φαρμάκων για δερματικές παθήσεις. Για παράδειγμα, το λάδι tung θερμαίνεται με θείο προς σουλφονικό με θειικό οξύ και στη συνέχεια εξουδετερώνεται με αμμωνιακό νερό για να ληφθεί σουλφονωμένο έλαιο tung. Μια αλοιφή 10% που παρασκευάζεται από αυτό έχει αντιφλεγμονώδη και καταπραϋντική δράση και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη θεραπεία διαφόρων δερματικών φλεγμονών και οιδημάτων.
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-09-2024