硫元素發(fā)現(xiàn)與解析
化學(xué)先生 / 2019-05-19
由于硫在自然界有天然存在，因此，古代在有歷史記載以前、人們就發(fā)現(xiàn)了硫。(本草經(jīng)》(秦漢)中說(shuō):“石硫黃能化金銀銅鐵，奇物。”說(shuō)明我國(guó)古代學(xué)者早已對(duì)硫的性質(zhì)有所研究。
硫的基本性質(zhì)早在177年就為拉瓦錫所認(rèn)識(shí)。
硫的命名起源于遠(yuǎn)古時(shí)代，中國(guó)《本草日》中稱(chēng)“石硫黃”，拉丁文稱(chēng)“ Sulfur＂，在英國(guó)寫(xiě)作“ Sulphur”。歐洲中世紀(jì)煉金術(shù)土曾用“w”符號(hào)表示硫。
硫單質(zhì)，也就是我們通常所說(shuō)的硫黃，它和我們的生產(chǎn)、生活有密切的關(guān)系。
硫在很早以前就引起了人們的重視。在煉丹家們的煉丹爐里，煉丹家驚異地發(fā)現(xiàn)，硫不但能和銅、鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而且居然還能把神奇的水銀制服，所以人們對(duì)它很器重，用它來(lái)作為制造長(zhǎng)生不老的仙丹妙藥的原料和點(diǎn)石成金的藥物。
硫在化學(xué)元素周期表中居第三周期第六主族，和氧是同族兄弟。硫的原子序數(shù)為16，第三電子層有6個(gè)電子，它總是企圖再搜羅兩個(gè)電子達(dá)到飽和狀態(tài)，特別容易同能夠獻(xiàn)出兩個(gè)電子的金屬元素接近，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。硫在地殼中含量只有0.052％，但分布很廣，單體硫和含硫化合物在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)起著重要作用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代科技中，是一種舉足輕重的元素。
在農(nóng)業(yè)上，硫黃是重要的農(nóng)藥。不過(guò)，硫黃只能殺死它周?chē)?毫米以?xún)?nèi)的害蟲(chóng)，因此，在使用時(shí)，人們不得不把它研得非常細(xì)，然后，均勻地噴撒到莊稼的葉子上。為了增強(qiáng)殺蟲(chóng)力，現(xiàn)在人們大都把硫黃和石灰混合，制成石灰硫黃混合劑。石灰硫黃混合劑是透明的櫻紅色溶液，常用硫黃來(lái)防治小麥銹病和殺死棉花蛛、螨等。
在橡膠的生產(chǎn)中，硫有著特殊的用途。生橡膠受熱易黏，受冷易脆，但加入少量硫黃后，由于硫黃能把橡膠分子聯(lián)結(jié)在一起“交聯(lián)劑”的作用，因此大大提高了橡膠的彈性，受熱不粘，遇冷不脆。這個(gè)過(guò)程叫做“硫化處理＂。
硫能燃燒，是制造黑色火藥的三大原料(木炭粉、硝酸鉀、硫黃)之一我國(guó)是世界上最早發(fā)明黑色火藥的國(guó)家。
不過(guò)，硫最重要的用途是在于制造它的化合物一一硫酸。硫酸，被人們?yōu)?ldquo;化學(xué)工業(yè)之母”，很多化工廠(chǎng)及其他工廠(chǎng)都要用到硫酸。例如，煉鋼、煉石油要用大量的硫酸進(jìn)行酸洗制造人造棉(粘膠纖維)要用硫酸作凝固劑:制造硫酸銨、過(guò)磷酸鈣等化肥，也消耗大量硫酸。此外像染料、造紙、若電池等工業(yè)，以及藥物、葡萄糖等的制造，都離不了硫酸。
硫酸是無(wú)色、透明的油狀液體，純硫酸的比重是水的1.8倍多。濃硫酸具有極強(qiáng)的吸水性。你見(jiàn)過(guò)“白糖變黑炭”嗎?你只要把濃硫酸倒進(jìn)白糖里，白糖立即變成墨黑的了。這是因?yàn)榘滋鞘翘妓衔铮瑵饬蛩嵛吡似渲械乃?氫、氧)，剩下來(lái)的當(dāng)然是墨黑的炭了。不過(guò)，把濃硫酸用水沖稀時(shí)，千萬(wàn)要注意，應(yīng)該是把濃硫酸慢慢倒入水中，而不能把水倒人濃硫酸中。這是因?yàn)闈饬蛩嵯♂寱r(shí)，會(huì)放出大量的熱，以致會(huì)使水沸騰起來(lái)。水比濃硫酸輕得多，把它倒進(jìn)濃硫酸中，它就會(huì)像油花浮在水面上似的浮在濃硫酸上面。這時(shí)，發(fā)生的高熱能使水沸騰起來(lái)，很容易使酸液四下飛濺，造成事故。硫酸是三大強(qiáng)酸之一，具有很強(qiáng)的酸性和腐蝕性。硫酸滴在衣服上，很快便會(huì)使衣服爛一個(gè)洞。
硫酸現(xiàn)在已很少用硫黃做原料來(lái)制造，而是用硫的化合物一一黃鐵礦(硫化鐵)做原料。硫酸的工業(yè)制造方法有鉛室法(制成濃度約為65％)、塔式法(制成濃度為75％-76％)和接觸法(制成濃度為93％、98％或105％)。
硫燃燒，形成紫藍(lán)色的火焰，并伴隨有一股嗆人的氣體一一二氧化硫。黃鐵礦燃燒后，也生成二氧化硫。二氧化硫經(jīng)進(jìn)一步氧化，變成三氧化硫。三氧化硫溶解于水，就成了硫酸。二氧化硫具有一定的漂白作用。有這樣一個(gè)化學(xué)魔術(shù);把一東彩色花放在玻璃罩里，點(diǎn)燃硫黃，彩色花很快便變成白花了。這就是由于硫燃燒，生成大量的二氧化硫，使彩色花退色?，F(xiàn)在，工業(yè)上常用二氧化硫作漂白劑，漂白不能用氯漂白的稻草、毛、絲等物體。麥桿是金黃色的，用麥桿編成的草帽卻是白色的，這草帽便是用二氧化硫熏過(guò)，漂成白色的。
硫的另一重要化合物是硫化氫。硫化氫是大名鼎的奧氣。類(lèi)便中有它臭雞蛋的臭味也是它在作怪。硫化氫對(duì)人體有毒，吸入含有1％的硫化氫的空氣會(huì)使人中毒。如果濃度更大些時(shí)，會(huì)使人昏迷，甚至因呼吸麻痹而死亡。在工業(yè)上，硫化氫常被用來(lái)制造硫化物、硫化染料以及作為強(qiáng)還原劑。銀器遇上硫化氫，會(huì)變成黑色的硫化銀。大氣中常含有微量的硫化氫，這些硫化氫大都來(lái)自火山噴發(fā)的氣體以及一些動(dòng)植物腐爛后產(chǎn)生的氣體。
硫是重要的一種非金屬，它廣泛地存在于大自然。除了存在著天然的純硫外，還有各種含硫礦物，如方鉛礦(硫化鉛)、黃鐵礦(二硫化鐵)、閃鋅礦(硫化鋅)等。在蛋白質(zhì)中，也常含有硫。臭雞蛋之所以會(huì)產(chǎn)生很臭的硫化氫，便是由于在雞蛋的蛋白質(zhì)(特別是蛋黃)中含有硫。另外，在煤中平均含硫1％～1.5％，這些硫一部分是以黃鐵礦形式存在，另一部分則以有機(jī)化合物的形式存在。在煤塊中?？煽吹浇痖W閃的粉末，那便是夾雜著的黃鐵礦。含硫量高的煤，不能用來(lái)煉鐵，因?yàn)樗鼤?huì)使鐵熱脆。
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