Ծծումբ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
16 ՖոսֆորԾծումբՔլոր
Ջրածին Հելիում Լիթիում Բերիլիում Բորр Ածխածին Ազոտ Թթվածին Ֆտոր Նեոն Նատրիում Մագնեզիում Ալյումին Սիլիցիում Ֆոսֆոր Ծծումբ Քլոր Արգոն Կալիում Կալցիում Սկանդիում Տիտան Վանադիում Քրոմ Մանգան Երկաթ Կոբալտ Նիկել Պղինձ Ցինկ Գալիում Գերմանիում Արսեն Սելեն Բրոմ Կրիպտոն Ռուբիդիում Ստրոնցիում Իտրիում Ցիրկոնիում Նիոբիում Մոլիբդեն Տեխնեցիում Ռութենիում Ռոդիում Պալադիում Արծաթ Կադմիում Ինդիում Անագ Ծարիր Թելուր Յոդ Քսենոն Ցեզիում Բարիում Լանթան Ցերիում Պրազեոդիում Նեոդիում Պրոմեթիում Սամարիում Եվրոպիում Գադոլինիում Տերբիում Դիսպրոզիում Հոլմիում Էրբիում Թուլիում Իտերբիում Լյուտեցիում Հաֆնիում Տանտալ Վոլֆրամ Ռենիում Օսմիում Իրիդիում Պլատին Ոսի Սնդիկ Թալիում Կապար Բիսմունտ Պոլոնիում Աստատ Ռադոն Ֆրանցիում Ռադիում Ակտինիում Թորիում Պրոտակտիում Ուրան Նեպտունիում Պլուտոնիում Ամերիցիում Կյուրիում Բերկլիում Կլիֆորնիում Էյնշտեյնիում Ֆերմիում Մենդելեևիում Նոբելիում Լոուրենցիում Ռեզերֆորդիում Դուբնիում Սիբորգիում Բորիում Հասիում Մեյտներիում Դարմշտադտիում Ռենտգենիում Կոպերնիցիում Ունունտրիում Ֆլերովիում Ունունպենտիում Լիվերմորիում Ունունսեպտիում ՈւնունօկտիումՔիմիական տարրերի պարբերական համակարգ
16S
Orthorhombic.svg
Electron shell 016 Sulfur.svg
Sulfur-sample.jpg, Ծծումբը բաց դեղին փխրուն պինդ նյութ է:
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ Ծծումբ, 16
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)
[32,059; 32,076] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա [Ne] 3s2 3p4
Ատոմի շառավիղ 127 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտային շառավիղ 102 պմ
Իոնի շառավիղ 30 (+6e) 184 (-2e) պմ
Էլեկտրաբացասականություն 2,58 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ 0
Օքսիդացման աստիճաններ +6, +4, +2, +1, 0, -1, -2
Իոնիզացման էներգիա
(առաջին էլեկտրոն)
 999,0 (10,35) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Խտություն (ս. պ.-ում) 2,070 գ/սմ³
Գոլորշիացման տեսակարար ջերմունակություն 10.5 կՋ/մոլ
Մոլյար ջերմունակություն 22,61 Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ 15.5 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղացանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք շեղանկյուն
Բյուրեղացանցի տվյալներ a=10,437 b=12,845 c=24,369
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն (300 Կ) 0.27 Վտ/(մ·Կ)
16
Ծծումբ
S
32,066
3s23p4


Ծծումբ՝ S (լատ.՝ sulfur), քիմիական տարր է, որի նշանն է S և ատոմային թիվը՝ 16։ Գտնվում է պարբերական համակարգի 6-րդ խմբի գլխավոր ենթախմբում: Իսկ ջրածնի և թթվածնի միացություններում բաղկացած է տարբեր իոններներից, փոխազդում է համարյա բոլոր թթուների և աղերի հետ: Ծծմբի աղերը քիչ են լուծվում ջրում: Ցուցաբերում է ոչ մետաղական հատկություններ: Ծծումբը մարդուն հայտնի է վաղնջական ժամանակներից։ Երկրակեղևում ծծմբի պարունակությունը 0,05% է, հանդիպում է ինչպես ազատ (բնածին ծծումբ), այնպես էլ միացությունների՝ գերազանցապես սուլֆիդների, օրինակ՝ ZnS, PbS, Cu2S, FeS2, և սուլֆատների, օրինակ՝ CaSO4.2H2O, Na2SO4.10H2O, ձևով։

Ծծմբի տարաձևությունները[խմբագրել]

Ծծումբն առաջացնում է երեք տարաձևություն, որոնցից ամենակայունը շեղանկյուն կամ α-ծծումբն է, որը սովորաբար ստանում են դեղին փոշու տեսքով։ Հալվում է 113 և եռում՝ 445°C ջերմաստիճանում։ Հալված ծծումբը սառեցնելիս առաջանում են բաց դեղնավուն ասեղնաձև (մոնոկլինային) բյուրեղներ՝ β-ծծումբ, որը հետագա սառեցման ընթացքում դանդաղ վերածվում է α-ծծբմի։

ծծմբի մոլեկուլի կառուցվածքը S8-ում

Նշված երկու տարաձևություններն առաջանում են տարբեր տեսքի բյուրեղներ, սակայն երկուսն էլ ունեն մոլեկուլային կառուցվածք՝ բաղկացած S8 մոլեկուլներից։ Ծծմբի մոլեկուլը նման է «թագի»։ Հալված ծծումբը սառը ջրի մեջ լցնելիս գոյանում է շագանակագույն առաձգական զանգված, որը կոչվում է պլաստիկ ծծումբ՝ երրորդ տարաձևությունը։ Պլաստիկը ևս, նման β-ծծմբին, անկայուն է և աստիճանաբար վերածվում է α-ծծմբի։ Ծծումբը ջրում չի թրջվում, և, նույնիսկ ծանր լինելով (p=2.1 գ/սմ3), ծծմբի փոշին մնում է ջրի մակերևույթին։ Մետաղների սուլֆիդների նույնպես օժտված են այս հատկությամբ, որի հիման վրա զատում են այդ միացությունները հանքաքարում պարունակվող դատարկ ապարներից։

Բնական հանքային ծծումբ[խմբագրել]

Ծծումբը 16-րդ տարրն է, իր տարածվածությամբ երկրակեղևում: Երկրակեղևում նրա պարունակությունը 0,05% է (ըստ զանգվածի): Բնության մեջ հանդես է գալիս ինչպես ազատ ձևով այնպես էլ, միացությունների ձևով: Առավել կարևոր բնական հանքային ծծումբի միացություններն են՝

  • FeS2 - երկաթի կոլչեդան կամ պիրիտ,
  • ZnS - ցինկի սուլֆիդ
  • PbS - կապարի սուլֆիդ
  • HgS - սնդիկի սուլֆիդ (կինաբար)
  • Sb2S3 - Ծարիրի սուլֆատ

Բացի դրանից ծծումբ կան նաև նավթում, բնական ածխում, բնական գազում և թերթաքարում: Ծծումբը 6-րդ տարրն է իր պարունակությամբ բնական ջրերում, հանդես է գալիս հիմնականում սուլֆիտ իոնների ձևով, առաջացնում է «մշտական» կարծրություն քաղցրահամ ջրերում: Կենսական կարևոր տարր է բարձրակարգ օրգանիզմների համար, անբաժանելի մասն է սպիտակուցների, կենտրոնացած է մազերում:

Ծագման պատմությունը[խմբագրել]
Ծծմբի բյուրեղներ

Ծծմբի ծագման պետություն, ինչպես նաև ծծմբի միացությունները հայտնի էին դեռևս հնագույն ժամանակներից: Ծծումբը մարդկությանը հայտնի է հնագույն ժամանակներից: Այն հիշատակվում Է Աստվածաշնչում, Հոմերոսի պոեմներում: Ռազմական նպատակների համար ծծմբից պատրաստել են հրկիզող խառնուրդներ, օրինակ՝ «հունական կրակը»: Մոտավորապես 13-րդ դարում Չինաստանում ծծումբը կիրառվել Է հրատեխնիկական նպատակներով: Նախկինում մարդիկ կարծում էին, թե այրվող ծծմբից առաջացած կապույտ բոցն ու սուր հոտը վանում են չարքերին: Ծծումբը և նրա միացություններն օգտագործել են մաշկային հիվանդություններ (օրինակ՝ քոսը) բուժելու, ինչպես նաև այգեգործական նպատակներով: Արաբ ալքիմիկոսները կարծում էին, թե բոլոր մետաղները կազմված են ծծմբի և սնդիկի խառնուրդից: Ծծումբը, որպես քիմիական տարր, առաջինը բացահայտել Է ֆրանսիացի քիմիկոս Ա. Լավուազիեն 18-րդ դարի վերջին: Առաջի տեղեկությունները գրականություններում ծծմբի մասին գրել է Ագրիկոլը:

Անվան ծագումը[խմբագրել]

«Ծծումբ» բառը հայտնի է հին ռուսերենից 15-րդ դարում, վերցված է Հին Սլավոնական «sera» բառից, նշանակում է ծծումբ, խեժ, ընդհանուր առմամբ, «դյուրավառ, յուղ»:[1]. Ըստ Ֆասմերայի ենթադրության, «ծծումբը» գալիս է լատ.՝ sera և «աճել» կամ լատ.՝ serum - «շիճուկ» բառերից: Լատիներեն sulfur - ենթադրաբար գալիս է հնդեվրոպական արմատ՝ swelp - «այրել» բառից:

Ծծմբի ֆիզիկական հատկությունները[խմբագրել]

բնական ծծումբ

Ծծումբը դեղին գույնի բյուրեղային նյութ է։ Այն հեշտությամբ հալվում է 100 ցելսիուսից փոքր-ինչ բարձր ջերմաստիճաններում։ Ծծումբի ուժեղ տաքացման ժամանակ առաջանում են մուգ-շագանակագույն գոլորշիներ։ Արագ սառեցնելիս ծծումբի գոլորշիներն անմիջապես, առանց հեղուկանալու փոխարկվում են նրբագույն փխրուն փոշու, որը կոչվում է ծծմբածաղիկ։ Ծծումբը ջրում չի լուծվում, բայց այն լուծվում է մի քանի ուրիշ հեղուկներում, օրինակ, ծծմբածխածնում։

Ծծմբի քիմիական հատկությունները[խմբագրել]
Ծծմբի այրումը
  • Ծծումբը փոխազդում է մետաղների հետ։
  • Ծծումբը փոխազդում է ոչ մետաղների հետ։
  • Ծծումբը փոխազդում է թթվածնի ու հալոգենների հետ։
  • Ծծումբը փոխազդում է բարդ նյութերի հետ։

Ծծումբը քիմիապես ակտիվ տարր է և կարող է անմիջականորեն միանալգրեթե բոլոր տարրերի հետ՝ բացառությամբ ազոտի, յոդի, ոսկու, պլատինի և ազնիվ գազերի։ Միացություններում ծծմբի բնորոշ օքսիդացման աստիճաներն են՝ -2, +4, և +6։ Ծծումբն այրվում է թթվածնում կամ օդում՝ առաջացնելով ծծմբի(IV) օքսիդ։ Վեցավալենտ օքսիդն առաջանում է աննշան չափով, քանի որ ռեակցիայի արագությունը չափազանց փոքր է։ Տաքացման պայմաններում ծծումբը փոխազդում է ջրածնի հետ․

\mathsf{S + O_2 \rightarrow SO_2 \uparrow}
\mathsf{S + H_2 \rightarrow H_2S \uparrow}

Հալոգեների հետ միանում է սենյակային ջերմաստիճանում, իսկ ածխածնի և ֆոսֆորի հետ՝ տաքացման պայմաններում․

\mathsf{2S + Cl_2 \rightarrow S_2Cl_2 \uparrow}
\mathsf{S + 3F_2 \rightarrow SF_6 \uparrow}
\mathsf{C + 2S \rightarrow CS_2 \uparrow}
\mathsf{2P + 5S \rightarrow P_2S_5 \uparrow}

Ալկալիական և հողալկալական մետաղների, ինչպես նաև սնդիկի հետ ծծումբը փոխազդում է սենյակային ջերմաստիճանում՝ առաջացնելով սուլֆիդներ․

\mathsf{Ca + S \rightarrow CaS \uparrow}
\mathsf{Hg + S  \rightarrow HgS \uparrow}

Վերջին ռեակցիայի շնորհիվ կարելի է վնասազերծել թափված սնդիկը, որի գոլորշին, ինչպես նաև գիտենք թունավոր է։ Բարդ նյութերի հետ փոխազդեցությունից նշենք ծծմբի ռեակցիաները օքսիդիչ թթուների հետ․

\mathsf{S + 6HNO_3 \rightarrow H_2SO_4 + 6NO_2 + 2H_2O \uparrow}
\mathsf{S + 2H_2SO_4 \rightarrow 3SO_2 +  2H_2O \uparrow}
Ծծմբի կիրառությունը[խմբագրել]

Արդյունահանվող ծծմբի գրեթե կեսն օգտագործվում է ծծմբային գազ, այնուհետև ծծմբական թթու ստանալու համար։ Մեծ քանակներով ծծումբ ծախսվում է ռետինի ստացման համար։ Օգտագործվում է խաղողի և բամբակի թփերի վնասատուների դեմ պայքարելու, բժշկությունում մաշկային հիվանդությունների բուժման նպատակով քսուքներ պատրաստելու համար։ Այն ծախսվում է նաև ներկերի, լուսանկարների, ծծմբածխածնի, լուցկու արտադրություններում։

Ծծմբաջրածին[խմբագրել]

Ծծմբաջրածինն անգույն, նեխած ձվի հոտով թունավոր գազ է։ Բնության մեջ հանդիպում է հրաբխային գազերրում և հանքային ջրերում, առաջանում է նաև սպիտակուցային նյութերի քայքայման հետևանքով։ Լաբորատորիայում սովորաբար ստանում են երկաթի սուլֆիդի և աղաթթվի փոխազդեցությամբ․

\mathsf{FeS + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2S \uparrow}

Օդում ծծմբաջրածինն այրվում է երկնագույն բոցով՝ առաջացնելով ծծմբի(lV) օքսիդ։ Անբավարար օդի պայմաններում գոյանում է ազատ ծծումբ․

\mathsf{2H_2S + 3O_2 \rightarrow 2SO_2 + H_2O \uparrow}
\mathsf{2H_2S + O_2 \rightarrow 2S + 2H_2O \uparrow}

Ծծմբաջրածինն ուժեղ վերականգնիչ է, հեշտությամբ տալիս է էլեկտրոններ, ինչը պայմանավորված է ծծմբի ցածրագույն՝ -2 օքսիդացման աստիճանով։ Փոխազդում է անգամ թույլ օքսիդիչների, օրինակ՝ յոդի հետ․

\mathsf{H_2 + I_2 \rightarrow S + 2HI \uparrow}

Ծծբաջրածնի ջրային լուծույթը կոչվում է ծծմբաջրածնային ջուր և ցուցաբերում է թույլ թթվային հատկություն։ Ծծմբաջրածնական թթուն կարող է դիսոցվել (դիսոցման աստիճանը շատ փոքր է) երկու փուլով՝ առաջացնելով երկու թթվային մնացորդ և, հետևաբար, երկու խումբ աղեր՝ սուլֆիդներ և հիդրոսուլֆադներ․

  • H2S = H+ + HS-
  • HS- = H+ + S-2

Բոլոր հիդրոսուլֆիդները լուծելի են, իսկ սուլֆիդներից լուծելի են միայն ալկալիական մետաղներինը։ Այս հատկությամբ է պայմանավորված ծծմբաջրածնի օգտագործումը վերլուծական քիմիայում՝ մետաղների զանազանման համար։ Լուծույթում սուլֆիդ իոնը՝ S2- (ծծմբաջրածնի կամ լուծելի սուլֆիդի տեսքով), հայտնաբերում են Cu2+ կամ Pb2+ իոնների միջոցով, որոնց ազդեցությամբ առաջանում է այդ մետաղների սուլֆիդի՝ ջրում և թթուներում անլուծելի սև նստվածք։

Ծծմբի օքսիդները[խմբագրել]
Կապույտ քար: Կապույտ գույնը ստացել է ծծմբի շնորհիվ

Ծծումբն առաջանում է երկու կայուն օքսիդ՝ SO2 և SO3: Ծծմբի(IV) օքսիդը հաճախ կոչվում է նաև ծծմբային գազ, իսկ ծծմբի(VI) օքսիդը՝ ծծմբական անհիդրիդ։ Լաբորատորիայում ծծմբային գազը ստանում են հետևյալ ռեակցիաներով․

\mathsf{Na_2SO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + SO_2 + H_2O\uparrow}
\mathsf{Cu + 2H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + SO_2 + 2H_2O\uparrow}

Արդյունաբերությունում ստանում են ծծմբից կամ ծծմբային միացություններից։ Օրինակ՝

\mathsf{2CuS + 3O_2 \rightarrow 2CuO + 2SO_2 \uparrow}

Ծծմբի(IV) օքսիդը օդից 2,2 անգամ ծանր, բնորոշ սուր հոտով, անգույն, ջրում լավ լուծվող գազ է։ Սակայն լուծված օքսիդի միայն մի փոքր մասն է քիմիապես փոխազդում ջրի հետ՝ առաջացնելով ծծմբային թթու․

\mathsf{SO_2 + 2H_2O \rightarrow H_2SO_3 \uparrow}

Վերջինս երկհիմն, միջին ուժի թթու է։

Ծծմբային գազը, լինելով թթվային օքսիդ, փոխազդում է հիմքերի հետ՝ առաջացնելով սուլֆիտ և հիդրոսուլֆիտ։ Օրինակ՝

\mathsf{SO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_3 + H_2O\uparrow}
\mathsf{SO_2 + NaOH \rightarrow NaHSO_3\uparrow}

Ծծմբային գազը՝ որպես գունաթափող նյութ, օգտագործվում է գործվածքը և ծղոտը սպիտակեցնելու, իսկ որպես մանրէասպան նյութ՝ մրգերն հատապտուղները ծխահարելու և նեխումը կանխելու համար։ Ծծմբի(VI) օքսիդն արդյունաբերությունում ստանում են ծծմբային գազի օքսիդացումով․

Կիրառությունները[խմբագրել]

Ծծումբը մանր փոշու՝ ծծմբածաղկի ձևով օգտագործվում է խաղողի թփի հիվանդությունների դեմ պայքարելու համար։ Մեծ քանակով ծծումբ է ծախսվում կաուչուկի վուլկանացման՝ կաուչուկը ռետինի փոխարկելու համար։ Դրա համար էլ առանց ծծումբի անհնար է արտադրել այնպիսի ռետինե իրեր, ինչպիսիք են անվադողերը, կրկնակոշիկները, շլանգները և այլ իրեր։ Ծծումբը մտնում է որսորդական վառոդի կազմի մեջ, կիրառվում է լուցկու արտադրության ժամանակ։ Ծծումբի զգալի քանակություն օգտագործվում է ծծմբական թթվի արտադրման ժամանակ։ Ծծումբը առաջացնում է երեք տարաձևություն, որոնցից ամենակայունը շեղանկյուն կամ ալֆա ծծումբն է, որը սովորաբար ստանում են դեղին փոշու տեսքով։ Աշխարհում ծծմբի խոշորագույն մատակարարներն են Ամերիկայի Միացյալ Նահանգները, Մեքսիկան և Իտալիան: Ծծումբ պարունակող հանքաքարեր կան նաև Հայաստանի որոշ (օրինակ՝ Ալավերդու և Կապանի) պղնձի հանքավայրերում: Ծծմբի արդյունահանման և արդյունաբերական ստացման ծավալները տարեցտարի աճում են ամբողջ աշխարհում: Երբ որոշ երկրներում ծծմբի պաշարների կուտակումը գերազանցեց դրանց սպառումը, գիտնականները մշակեցին շինարարությունում լայնորեն կիրառվող նոր նյութեր՝ ջերմամեկուսիչ ծծմբական փրփրապլաստ, հատուկ բետոնե խառնուրդներ, ինչպես նաև ավտոմայրուղիների պատվածքներ, որոնցում ծծումբը մասամբ կամ լրիվ փոխարինում է պորտլանդ ցեմենտին:

Ծծմբի արտադրությունը[խմբագրել]
Ծծմբական թթվի արտադրությունը 2000 թվականին

Կենսաբանական դերը[խմբագրել]

Ծծումբը կենսաբանական տարրերից մեկն է: Մտնում է մի քանի ամինաթթուների (ցիստեին, մեթիոնին) վիտամինների (թիամին), ֆերմենտների բաղադրության մեջ: Ծծումբը մասնակցում է սպիտակուցային կառուցվածքների ձևավորմանը: Մասնակցում է բակտերիաների սինթեզին (ծծումբը մտնում է բակտերիոքլորոֆիլի կազմության մեջ ծծմբաջրածինը հանդիսանում է ջրածնի ստացման հիմանակն աղբյուր): Օքսիդավերականգնման ռեակցիաներում ծծումբը հանդիսանում է էներգիայի աղբյուր քեմոսինթեզում: Մարդը օրգանիզմում պարունակվում է ուղիղ 2 գ ծծումբ:

Ծծմբի հրդեհային հատկությունները[խմբագրել]

ծծումբի և նրա միացությունների տարեկան արտադրանքը

Հրդեհի մարման միջոցներ. փրփրաջուր, օդա-մեխանիկական փրփուր: Ըստ Վ. Մարշալի տեղեկությունների ծծմբի փոշին պատկանում է պայթուցիկ նյութերի շարքին, բայց պայթելու համար անհրաժեշտ է բարձր կոնցենտրացիայով փոշի՝ կարգ 20 գ/մ³ (20,000 մգ/մ), այդպիսի կոնցենտրացիան մի քանի անգամներ գերազանցում է առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիան մարդու համար աշխատանքային ոլորտում՝ 6 մգ/մ:[2]. Օդու ծծումբը առաջացնում է պայթուցիկ խառնուրդ:[3]. Այրվող ծծումբը հոսում է միայն հալված վիճակում, այրելով մնացած հեղուկները: Այրվող ծծումբի վերին շերտը եռում է, ստեղծելով որոշակի զանգված, որը առաջացնում է կարակ՝ մինչև 5 սմ[4]. բարձրությամբ: Կրակի ջերմաստիճանը այրվելու ժամանակ հասնում է 1820 °C:

Տես նաև[խմբագրել]

Արտաքին հղումներ[խմբագրել]

Գրականություն[խմբագրել]

  • Յու․ Վ․ Խոդակով, Լ․ Ա․ Ցվետկով և ուրիշներ։ «Քիմիա», Երևան, 1961։
  • 10-րդ քիմիայի դասագիրք

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]