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 στο διθειάνθρακα CS2.
1. Φυσικές ιδιότητες
- Το θείο είναι συνήθως ένας κρύσταλλος ανοιχτό κίτρινου χρώματος, άοσμος και άγευστος.
- Το θείο έχει πολλά αλλοτρόπα, τα οποία αποτελούνται όλα από S.8κυκλικά μόρια. Τα πιο συνηθισμένα είναι το ορθορομβικό θείο (επίσης γνωστό ως ρομβικό θείο, α-θείο) και το μονοκλινές θείο (επίσης γνωστό ως β-θείο).
- Το ορθορομβικό θείο είναι μια σταθερή μορφή θείου και όταν θερμαίνεται στους 100 °C περίπου, μπορεί να ψυχθεί για να ληφθεί μονοκλινές θείο. Η θερμοκρασία μετατροπής μεταξύ ορθορομβικού θείου και μονοκλινούς θείου είναι 95,6 °C. Το ορθορομβικό 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 ιχνοποσοτήτων κυκλοεπταθείου). Το ορθορομβικό θείο είναι στην πραγματικότητα αδιάλυτο στο νερό, έχει κακή θερμική αγωγιμότητα και είναι καλός ηλεκτρικός μονωτής.
- Το μονοκλινές θείο είναι οι αμέτρητοι βελονοειδείς κρύσταλλοι που απομένουν μετά την τήξη του θείου και την έκχυση της περίσσειας υγρού. Το μονοκλινές θείο και το ορθορομβικό θείο είναι παραλλαγές του στοιχειακού θείου σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Το μονοκλινές θείο είναι σταθερό μόνο πάνω από 95,6 ℃ και σε αυτή τη θερμοκρασία μετατρέπεται αργά σε ορθορομβικό θείο. Το σημείο τήξης του ορθορομβικού θείου είναι 112,8 ℃, ενώ το σημείο τήξης του μονοκλινούς θείου είναι 119 ℃. Και τα δύο είναι ιδιαίτερα διαλυτά στο CS.2.
- Υπάρχει επίσης το ελαστικό θείο. Το ελαστικό θείο είναι ένα σκούρο κίτρινο, ελαστικό στερεό που είναι λιγότερο διαλυτό στο διθειάνθρακα από άλλα αλλότροπα θείο. Είναι αδιάλυτο στο νερό και ελαφρώς διαλυτό στην αλκοόλη. Εάν το λιωμένο θείο χυθεί γρήγορα σε κρύο νερό, το θείο μακράς αλυσίδας είναι σταθερό, ελαστικό θείο. Ωστόσο, θα σκληρύνει με την πάροδο του χρόνου και θα γίνει μονοκλινές θείο.
2. Χημικές ιδιότητες
- Το θείο μπορεί να καεί στον αέρα, αντιδρώντας με οξυγόνο και σχηματίζοντας διοξείδιο του θείου (SO4)₂) 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 σχηματίσει το έντονα ερεθιστικό διχλωριούχο διθείο (S2Cl2Ένα μείγμα ισορροπίας που περιέχει το κόκκινο διχλωριούχο θείο (SCl) μπορεί να σχηματιστεί όταν υπάρχει περίσσεια χλωρίου και ένας καταλύτης, όπως το FeCl33ή SnI4,χρησιμοποιείται.
- Το θείο μπορεί να αντιδράσει με θερμό διάλυμα υδροξειδίου του καλίου (KOH) για να σχηματίσει θειούχο κάλιο και θειοθειικό κάλιο.
- Το θείο δεν αντιδρά με νερό και μη οξειδωτικά οξέα. Το θείο αντιδρά με θερμό νιτρικό οξύ και 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 ενώσεων θείου όπως θειικό οξύ, θειώδη, θειοθειικά, κυανικά, διοξείδιο του θείου, διθειάνθρακα, διχλωριούχο διθείο, τριχλωροσουλφονωμένο φώσφορο, θειικό φώσφορο και θειούχα μετάλλων. Περισσότερο από το 80% της ετήσιας παγκόσμιας κατανάλωσης θείου χρησιμοποιείται στην παραγωγή θειικού οξέος. Το θείο χρησιμοποιείται επίσης εκτενώς στην παραγωγή βουλκανισμένου καουτσούκ. Όταν το ακατέργαστο καουτσούκ βουλκανίζεται σε βουλκανισμένο καουτσούκ, αποκτά υψηλή ελαστικότητα, αντοχή στη θερμότητα, αντοχή σε εφελκυσμό και αδιαλυτότητα σε οργανικούς διαλύτες. Τα περισσότερα προϊόντα από καουτσούκ κατασκευάζονται από βουλκανισμένο καουτσούκ, το οποίο παράγεται με την αντίδραση ακατέργαστου καουτσούκ με επιταχυντές σε ορισμένες θερμοκρασίες και πιέσεις. Το θείο είναι επίσης απαραίτητο στην παραγωγή μαύρης πυρίτιδας και σπίρτων και είναι μία από τις κύριες πρώτες ύλες για πυροτεχνήματα. Επιπλέον, το θείο μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή θειωμένων βαφών και χρωστικών. Για παράδειγμα, η πύρωση ενός μείγματος καολίνη, άνθρακα, θείου, γης διατόμων ή σκόνης χαλαζία μπορεί να παράγει μια μπλε χρωστική ουσία που ονομάζεται ουλτραμαρίνη. Η βιομηχανία χλωρίνης και η φαρμακευτική βιομηχανία καταναλώνουν επίσης ένα μέρος θείου.
- Ιατρική χρήση
Το θείο είναι ένα από τα συστατικά πολλών φαρμάκων για δερματικές παθήσεις. Για παράδειγμα, το έλαιο tung θερμαίνεται με θείο για να σουλφονωθεί 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 φλεγμονών και οιδημάτων του δέρματος.
Ώρα δημοσίευσης: 09-12-2024