Zwavel is een niet-metaalachtig element met het chemische symbool S en een atoomnummer van 16. Zuivere zwavel is geel kristal, ook bekend als zwavel of gele zwavel. Elementaire zwavel is onoplosbaar in water, enigszins oplosbaar in ethanol en gemakkelijk oplosbaar in koolstofdisulfideCS2.
1. Fysieke eigenschappen
- Zwavel is typisch een lichtgeel kristal, geurloos en smaakloos.
- Zwavel heeft veel allotropen, die allemaal zijn samengesteld uit S8cyclische moleculen. De meest voorkomende zijn orthorhomb-zwavel (ook bekend als ruitvormige zwavel, α-zwavel) en monokliene zwavel (ook bekend als β-zwavel).
- Orthorhombische zwavel is een stabiele vorm van zwavel en kan bij verhitting tot ongeveer 100 ° C worden afgekoeld om monokliene zwavel te verkrijgen. De transformatietemperatuur tussen orthorhombische zwavel en monokliene zwavel bedraagt 95,6 °C. Orhombische zwavel is de enige stabiele vorm van zwavel bij kamertemperatuur. De zuivere vorm is geelgroen (de op de markt verkochte zwavel lijkt geler vanwege de aanwezigheid van sporen van cycloheptaswavel). Orthorhombische zwavel is eigenlijk onoplosbaar in water, heeft een slechte thermische geleidbaarheid en is een goede elektrische isolator.
- Monokliene zwavel zijn de talloze naaldachtige kristallen die overblijven na het smelten van zwavel en het afgieten van de overtollige vloeistof. Monokliene zwavel orthorhombische zwavel zijn varianten van elementaire zwavel bij verschillende temperaturen. Monokliene zwavel is alleen stabiel boven 95,6 ℃ en bij temperatuur verandert het langzaam in orthorhombische zwavel. Het smeltpunt van orthorhombische zwavel is 112,8℃, het smeltpunt van monokliene zwavel is 119℃. Beide zijn zeer oplosbaar in CS2.
- Er is ook elastische zwavel. Elastische zwavel is een donkergele, elastische vaste stof die minder oplosbaar is in koolstofdisulfide dan andere allotrope zwavel. Het is onoplosbaar in water en enigszins oplosbaar in alcohol. Als gesmolten zwavel snel in koud water wordt gegoten, wordt de zwavel met lange keten gefixeerde, rekbare elastische zwavel. Het zal echter na verloop van tijd uitharden en monokliene zwavel worden.
2. Chemische eigenschappen
- Zwavel kan in de lucht verbranden en reageren met zuurstof om zwaveldioxide (SO₂) gas.
- Zwavel reageert bij verhitting met alle halogenen. Het brandt in fluor en vormt zwavelhexafluoride. Vloeibare zwavel met chloor om het sterk irriterende dizwaveldichloride (S2Cl2). Een evenwichtsmengsel dat het rode zwaveldichloride (SCl) bevat, kan worden gevormd als er een overmaat aan chloor is en een katalysator, zoals FeCl3of Snl4,wordt gebruikt.
- Zwavel kan reageren met hete kaliumhydroxide (KOH)-oplossing om kaliumsulfide en kaliumthiosulfaat te vormen.
- Zwavel reageert niet met water en niet-oxiderende zuren. Zwavel reageert met heet salpeterzuur en geconcentreerd zwavelzuur en kan worden geoxideerd tot zwavelzuur en zwaveldioxide.
3.Toepassingsveld
- Industrieel gebruik
De belangrijkste toepassingen van zwavel zijn de productie van zwavelverbindingen zoals zwavelzuur, sulfieten, thiosulfaten, ocyanaten, zwaveldioxide, koolstofdisulfide, dizwaveldichloride, trichloorsulfonaatfosfor, fosforsulfide en metaalsulfiden. Meer dan 80% van het jaarlijkse zwavelverbruik in de wereld wordt gebruikt bij de productie van zwavelzuur. Zwavel wordt ook veelvuldig gebruikt bij de productie van gevulkaniseerd rubber. Wanneer ruw rubber wordt gevulkaniseerd tot gevulkaniseerd rubber, verkrijgt het een hoge elasticiteit, hittebestendigheid, treksterkte en onoplosbaarheid in organische oplosmiddelen. De meeste rubberproducten zijn gemaakt van gevulkaniseerd rubber, dat wordt geproduceerd door ruw rubber te laten reageren met versnellers bij bepaalde temperaturen en drukken. Zwavel is ook nodig bij de productie van zwart kruit en lucifers, en het is een van de belangrijkste grondstoffen voor vuurwerk. Bovendien kan zwavel worden gebruikt bij de productie van gezwavelde kleurstoffen en pigmenten. Het calcineren van een mengsel van kaolien, koolstof, zwavel, diatomeeënaarde of kwartspoeder kan bijvoorbeeld een blauw pigment produceren dat ultramarijn wordt genoemd. Ook de bleekmiddelindustrie en de farmaceutische industrie verbruiken een deel zwavel.
- Medisch gebruik
Zwavel is een van de ingrediënten in veel medicijnen tegen huidziekten. Tungolie wordt bijvoorbeeld verwarmd met zwavel om te sulfoneren met zwavelzuur en vervolgens geneutraliseerd met ammoniakwater om gesulfoneerde tungolie te verkrijgen. Een zalf van 10% die ervan wordt gemaakt heeft ontstekingsremmende en verzachtende effecten en kan worden gebruikt om verschillende huidontstekingen en zwellingen te behandelen.
Posttijd: 09-dec-2024