Хүхэр бол одоогоор хүн төрөлхтөн бараг бүрэн судалж байгаа бодис юм. Эрт дээр үед энэ нь үл мэдэгдэх бүх зүйлийн өмнө хүмүүсийн мухар сүсэгт айдсаас болж үүссэн нууц, домог, домогоор хүрээлэгдсэн ид шидийн шинж чанартай гэж үздэг байв. Гэсэн хэдий ч хүхрийн олон физик шинж чанарыг Менделеев элементийг үелэх системд байрлуулж, 16 дугаарыг өгөхөөс өмнө хүмүүс мэддэг байсан. Энэ бодис нь Гомерын эрин үед өргөн хэрэглэгддэг байсан бөгөөд үүнээс гадна энэ тухай зарим мэдээлэл (нөхцөлт найдвартай) байж болно. Шинэ болон Хуучин Гэрээнээс олж болно.
Химийн элемент
Хүхэр зэрэг бодисын талаар олон зуун жилийн турш хуримтлагдсан мэдээллийг нэг шөнийн дотор системчлэх нь нэлээд хэцүү байсан. Олон эрдэмтэд үүнийг хийж байсан боловч Д. И. Менделеев түүний химийн элементүүдийн ангилалд хамаарахыг тодорхойлж чадсан. Тогтмол системд энэ нь 16-р тоогоор тодорхойлогддог. Хүхэр нь 3-р үед, үндсэн дэд бүлгийн 6-р бүлэгт байрладаг, атомын масс 32, нягт(хэвийн нөхцөлд) - 2070 кг/м3.
Хэрэглээний түүх
Эртний хүмүүс өөрсдийн мэддэг байсан хүхрийн физик шинж чанарыг идэвхтэй ашигладаг байсан. Дэлхийн бурхад буюу газар доорх хүмүүс онцгой шинж чанартай байдаг нь түүний үүсэх эх сурвалж гэж тооцогддог байв. Энэ бодисын өвөрмөц үнэр, гал асаахад хялбар байдал нь янз бүрийн шашны зан үйл, "муу сүнснүүдийг" хөөх үед сүмийн сайд нарт тустай байв. Ирээдүйд хүхрийг цэргийн зориулалтаар ашиглаж эхэлсэн бөгөөд энэ нь шатамхай хольцын нэг хэсэг байв. Өндөр магадлалтайгаар үүнийг дайсан дээр ариун аймшигт айдас төрүүлсэн "Грекийн гал"-ыг бий болгоход ашигласан гэж маргаж болно. Өдөр тутмын амьдралд хүхэр ба түүний нэгдлүүдийг гоо сайхан, хөдөө аж ахуйд ашиглаж, түүний тусламжтайгаар даавууг цайруулж, шимэгч хорхойг устгадаг байв. Эртний Хятадад анхны пиротехникийн туршилтыг хүхэр ашиглан хийжээ. Үүссэн хольцууд нь дарь биш байсан боловч орчин үеийн нөхцөлд орчин үеийн шинэчлэгдсэн томъёог бий болгох үндэс суурь болсон юм. Гэсэн хэдий ч эхний шатанд хүхэр нь түүний үндэс суурь болсон. Хими, бүр тодруулбал, тухайн үеийн алхими нь энэ элементийг "бүх металлын эцэг" гэж нэрлэдэг. Ийм дүгнэлт нь олон хүдэрт хүхэр агуулагдаж, түүний шатамхай чанар нэмэгдсэнтэй холбоотой юм. Лавуазье 1789 онд энэ домгийг үгүйсгэж чаджээ. Эрдэмтэн уг элементийг металл бустай холбосон бөгөөд цаашдын судалгаагаар түүний зөв байсан. Анагаах ухаанд хүхрийн нэгдлүүдийг антисептик болон шимэгч хорхойн эсрэг бодис болгон ашигладаг байсан.
Байгальд
Дэлхийн царцдасын чулуулаг дахь хүхэрнэлээд олон удаа тохиолддог. Хүртээмж, тархалтын хувьд бүх химийн элементүүдээс 16-р байранд ордог. Хүхрийн атомын бүтэц нь энэ бодисыг цэвэр хэлбэрээр (байгалийн тодорхой нөхцөлд) байлгах боломжийг олгодог. Гэхдээ ихэнх тохиолдолд энэ нь янз бүрийн хүдрийн нэг хэсэг бөгөөд нэгдлүүдэд сульфид, сульфат үүсгэдэг. Хамгийн түгээмэл нь металлтай холбоотой байдаг: төмрийн пирит (пирит), циннабар, хар тугалганы гялбаа (гален), цайрын хольц (сфалерит). Далайд магни, кальци, натрийн сульфатууд байдаг. Өнөөдрийн байдлаар 200 гаруй ашигт малтмалын нэрс тогтоогдсон. Хоёр дахь нь - агуулгын массын хувьд - бүлэг нь гипс, кизерит, Глауберийн давс юм. Хүхэр нь уургийн молекулуудын нэг хэсэг бөгөөд амьтны организмд байдаг. Органик нэгдлүүдийг маш өргөнөөр төлөөлдөг: газрын тос, хий, байгалийн нүүрс. Хүхрийн гол эх үүсвэр, түүний уламжлал нь галт уулын дэлбэрэлт боловч хүний үйл ажиллагаа (үйлдвэр, эдийн засгийн) энэ үйл явцыг хурдасгаж, баяжуулсан. Энэ бодисын ихээхэн хэсэг нь гүний ус, шавар, гипс, нуур, далайн ёроол, газрын тос, байгалийн хий, нүүрс, давслаг намаг, далайн усанд хуримтлагддаг. Биосфер дахь хүхрийн эргэлт нь бичил биетний тусламжтайгаар явагддаг бөгөөд чийг нь асар их усны гадаргуугаас ууршиж, хур тунадас хэлбэрээр унаж, хог хаягдлаар буцаж далай, далай руу урсдаг. голын горхи.
Нэр
Алхими хөгжих явцад хэд хэдэн нэр байсан,Энэ нь орчин үеийн химийн элемент хүхэр гэсэн үг юм. Тэд ямар бодисыг хэлж байсан нь тодорхойгүй, магадгүй энэ нь нэгдлүүд, хүдэр эсвэл хүхрийн давхар ислийн тухай байсан байж магадгүй юм. Менделеевийн үечилсэн системд хүхрийг S (Sulphur) тэмдгээр тэмдэглэдэг. Энэ латин нэр нь тодорхой гарал үүсэлгүй, магадгүй эртний Грек хэлнээс зээлсэн байж магадгүй бөгөөд үүнийг "шатаах" гэж орчуулж болно. Орос хэлэнд хэрэглэгддэг нэр томъёо нь маш эртний үндэстэй. "Хүхэр" гэдэг үг нь эвгүй үнэртэй бодис, шатамхай хольцыг илэрхийлдэг. Мөн нэрийн гарал үүслийн талаар тухайн бодисын өнгөний тухай хувилбар байдаг: "цайвар шар", "саарал", өөрөөр хэлбэл тодорхойлогдоогүй. Бүх давирхайг ингэж нэрлэдэг. Орчин үед хэрэглэдэггүй бодисын хоёр дахь нэр нь "богей" юм. Энэ нь мөн шатамхай, муу үнэр гэсэн ойлголтыг тодорхойлдог. Филологичид энэ үг нь "алах" гэсэн санскрит язгууртай гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн нь хүхрийн давхар ислийн шинж чанартай холбоотой байх.
Хүхрийн физик шинж чанар
Аллотропийн өөрчлөлтөөс хамааран элемент доторх холбоо нь өөр өөр байдаг. Гурван төрлийн торыг (тогтвортой атомын гинж) ялгах нь заншилтай байдаг: ромбик, хуванцар, моноклиник. Хүхрийн бодисын өнгө, физик шинж чанар нь өөрчлөлтөөс хамаарна. Хамгийн тогтвортой бөгөөд түгээмэл нь мөчлөгт нэгдлүүд S8 юм. Энэ төрлийн гинж нь шаргал өнгөтэй хэврэг бодис болох талст хүхрийн онцлог шинж юм. Хуванцар болон моноклиник өөрчлөлтүүд нь тогтворгүй бөгөөд мөчлөгийн бүтэц болж хувирдагхүлээн авснаас хойш хэсэг хугацааны дараа аяндаа. Энэ тохиолдолд хүхрийн томъёо нь S4 эсвэл S6 тэмдгийг агуулна. Хэвийн нөхцөлд (өрөөний температур) тогтвортой нэгдэл нь ромбик гинж юм: халаах явцад бодис нь шингэн хуримтлагдах төлөвт шилжиж, дараа нь өтгөрдөг. Аажмаар хөргөхөд хар шар өнгөтэй моноклиник хүхрийн зүү шиг талстууд үүсдэг. Хайлсан бодис нь хүйтэн устай харилцан үйлчлэхэд резинтэй төстэй бүтэцтэй, хэд хэдэн полимер гинжээс бүрдэх, бохир шар (харанхуй) өнгөтэй хуванцар аллотроп өөрчлөлт үүсдэг. Хүхрийн хамгийн түгээмэл тодорхойлолт бол устай харьцдаггүй, гадаргуу дээр үлддэг шар өнгийн хатуу бодис юм. Органик нэгдлүүдийг уусгагч болгон ашиглаж болно: турпентин, нүүрстөрөгчийн сульфид гэх мэт Хүхэр нь энгийн нөхцөлд энгийн бодис болох дараах термодинамик шинж чанартай:
- Харьцангуй нягт – 2.070 г/см3.
- Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр - 300 К.
- Хайлах цэг - 112 oC.
- Молийн дулаан багтаамж - 22.6 Ж.
- Буцлах цэг - 444 oC.
- Молийн хэмжээ - 15.5 см3/моль.
Халаалтын явцад молекул дахь хүхрийн атомын тоо багасдаг. 300 оС-т энэ нь нэлээд идэвхтэй хөдөлж буй шингэн бөгөөд уур авахын тулд температурыг 450 оС хүртэл нэмэгдүүлдэг. Уг процесст монотом хүхэр авч болнободисыг халааж 1760 - S2 - S). Энэ бодис нь цахилгаан, дулааныг муу дамжуулдаг тул хэрэглээнд өргөн хэрэглэгддэг.
Химийн шинж чанар
Хүхэр нь бүх металлуудтай урвалд орж сульфид үүсгэдэг. Ихэнх тохиолдолд химийн урвал нь катализаторыг шаарддаг бөгөөд энэ нь дулаан юм. Хэвийн нөхцөлд (өрөөний температур) холболт нь зөвхөн мөнгөн устай байдаг. Энэ шинж чанар нь метал дусал хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчилсний үр дүнд үүссэн уурыг саармагжуулахад ашиглагддаг. Элемент нь цагаан алт, иридиум, алттай харьцдаггүй. Үүссэн сульфидууд нь гал авалцах үед нэлээд эрчимтэй шатдаг шатамхай нэгдлүүд юм. Ил задгай агаарт цэвэршүүлсэн хүхэр нь хүчилтөрөгчтэй урвалд ордог. Энэ нэгдэл нь өнгөгүй хий (хүхрийн ангидрид) үүсэх ба шаталтаар тодорхойлогддог. Устөрөгчтэй харилцан үйлчлэх урвуу урвал нь халах үед үүсдэг (нүүрстөрөгч ба цахиурын аналогиар), үүссэн хийг устөрөгчийн сульфид, нүүрстөрөгчийн сульфид гэж нэрлэдэг. Тогтмол системийн VI бүлгийн бусад бүх элементүүдийн нэгэн адил хүхэр нь битүүмжилсэн хоолойд галоген (фтор, бром, хлор, фосфор) -тай харилцан үйлчилдэг. Өрөөний температурт урвал нь зөвхөн фтортой байж болно. Хүхрийн хлорид нь химийн үйлдвэрт хамгийн өргөн хэрэглэгддэг бодис юм. Энэ нь ус ба хүчиллэг уусмалуудтай харьцдаггүй, шүлттэй нэгдлүүд нь урвуу шинж чанартай байдаг - тэдгээр нь катализаторт өртөх үед үүсдэг. ОлонХүхэр нь хүчилтөрөгч, устөрөгчтэй холилдсон (температур нь урьдчилсан нөхцөл) үр дүнд одоо байгаа хүчил ба давсууд үүсдэг.
Цахим бүтэц
Хүхрийн атомын бүтэц нь тухайн элементийг исэлдүүлэгч болон ангижруулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд химийн урвалын явцад өөр валенттай байх боломжийг олгодог. Энэ нь электронуудын түвшин дээгүүр тархсантай холбоотой юм. Атомын цөм нь +16 цэнэгтэй, атомын масс нь 32 (16 протон ба нейтрон), радиус нь 127 pm байна. Хүхрийн схем (электрон) нь дараах байдалтай байна: S+16)2)8)6; амарч байх үед - 1S22S22P63S23P4. Гурав дахь түвшинд хүхрийн атом нь эзэлдэггүй таван орбитальтай тул түүний нэгдлүүдийн валент нь түүний өдөөх зэргээс шалтгаална -2, +2, +4, +6 гэсэн хязгаарт хэлбэлздэг.
Хадгаламж
Үйлдвэрлэсэн хүхрийн хэмжээ жил бүр нэмэгдэж байна. Энэ нь технологийн дэвшил, аль хэдийн мэдэгдэж байсан химийн элементүүдийг илүү нарийвчилсан судалгаа хийсний үр дүнд байнга өсөн нэмэгдэж буй хэрэглээний өргөн хүрээтэй холбоотой юм. Байгальд хүхэр нь уугуул хэлбэрээр байдаг бөгөөд олон тооны хүдрийн нэг хэсэг юм. Үүнээс хамааран түүнийг олборлох янз бүрийн аргыг ашигладаг. Давхаргын ордууд АНУ, Ирак, Дундад Волга, Карпатын бүс нутагт өргөн тархсан байдаг. Тэд хувиараа хамгийн ашигтай, хүхрийн 50-60 хувийг тэндээс олборлодог. Карбонат ба сульфатын чулуулаг нь асар том давхаргад байрладаг бөгөөд гүн нь хэдэн арван метр, урт нь хэдэн зуун хүрдэг. Давстай ордууд нь газрын тос олборлолт эрчимтэй хөгжиж буй бүс нутагт түгээмэл байдаг. Хамгийн том ордуудад АНУ, Чили, Мексик зэрэг улсууд зэрэгцүүлэн хөгжүүлж буй Мексикийн булангийн бүс багтана. Сүүлийн үед үүссэн хамгийн орчин үеийн ордууд бол галт уулын ордууд юм. Тэдний гарал үүсэл нь дэлхийн царцдасын тектоник хагарал, галт уулын үйл ажиллагаатай холбоотой юм. Үүний дагуу эдгээр ордууд Номхон далайд байрладаг. Япон, Орос улс эдгээр бүсүүдийг идэвхтэй хөгжүүлж байна. Евразийн нутаг дэвсгэрт уугуул хүхрийн ордууд илүү түгээмэл байдаг бөгөөд энэ нь нэлээд эртний гарал үүсэлтэй бөгөөд голчлон гадаргуугийн давхаргад байрладаг. Уралын нуруу, Сицилийн арал, Волга муж, Львовын бүс нутаг нь өнөөг хүртэл ашиглагдаж байгаа ордууд юм. Дэлхийн хүхрийн үйлдвэрлэл жилд 50 гаруй сая тонн бөгөөд 30% - цул, 33% - хий, нефтийн бүтээгдэхүүн, 14% - үйлдвэрийн хаягдлын боловсруулалт, 16% - сульфид, 6% - сульфат.
Уул уурхайн аргууд
Хүхэр агуулсан хүдэр илрэх гүнээс хамааран түүнийг олборлох, цаашдын боловсруулалтын янз бүрийн аргыг хэрэглэдэг. Хүхрийн физик шинж чанар нь олборлох аргаас үл хамааран үйл явцын аюулгүй байдлыг чухалчилдаг. Дүрмээр бол энэ бодисын ордууд нь их хэмжээний хорт хийн хуримтлал дагалддаг бөгөөд аяндаа шатах тохиолдлуудыг үгүйсгэхгүй. Гадаргуугийн хүдрийн давхаргыг экскаватор ашиглан давхаргаар арилгадаг - энэ арга нь хамгийн бага аюултай (технологийн бүх шаардлагыг харгалзан). Хүхэрцэвэршүүлсэн бүтээгдэхүүнийг тухайн үйлдвэрүүдэд боловсруулсны үр дүнд карьераас нийлүүлдэг. Цэвэршүүлэх, баяжуулах янз бүрийн аргууд байдаг: дулааны, төвөөс зугтах, шүүх, уурын ус, олборлолт.
Газар доорх давхаргад агуулагдах хүхрийг гаргаж авах нь хамаагүй хэцүү. Уурхайн арга нь дагалдах хий ялгардаг тул бараг боломжгүй тул Херман Фрасчийн аргыг 1895 оноос хойш нэлээд амжилттай ашиглаж ирсэн. Энэ нь баялаг ордуудыг ашиглахад хамгийн үр бүтээлтэй бөгөөд тээвэрлэлтийн зардал болон хүдэр боловсруулахад шаардагдах зардлыг ихээхэн хэмнэж өгдөг, учир нь энэ нь цэвэр бодис ялгаруулдаг. Суурилуулалтын зарчим нь энгийн: хүхэр агуулсан хүдрийн давхаргууд нь хоолойгоор хангадаг халуун усаар эмчилдэг. Дотор нь хий нийлүүлэх, эцсийн бүтээгдэхүүнээс гарах зориулалттай хоёр цилиндр хэлбэртэй тусдаа сав байдаг. Хайлах цэг бага тул бага хэмжээний хольцтой хүхэр даралтын дор гадаргуу дээр гарч ирдэг.
Програм
Хүхрийн гол хэрэглэгч нь химийн үйлдвэр бөгөөд энэ элемент дээр суурилсан хүчилгүйгээр оршин тогтнох боломжгүй юм. Нэхмэл эдлэл, газрын тос боловсруулах, хүнс, целлюлоз, уул уурхайн үйлдвэрлэлийн салбарууд энэ бодисгүйгээр хийж чадахгүй. Хүхрийн томъёо нь түүний нэгдлүүдийг тэсрэх бодис, шүдэнз, резин, гоо сайхны бүтээгдэхүүн, эм гэх мэт үйлдвэрлэхэд ашиглах боломжтой болгодог. Хөдөө аж ахуйд бидний авч үзэж байгаа бодис нь хөрсний бордооны нэг хэсэг юм (хувь хэмжээг нэмэгдүүлдэг)шингэсэн фосфор) болон янз бүрийн хортон шавьжны үрийг эмчлэхэд ашигладаг хор.
Цэвэршүүлсэн хүхрийг будагч бодис, гэрэлтэгч найрлага үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Энэ элементийн олборлолт, боловсруулалт, ашиглалтын түвшингээс хамааран бүх улсын үйлдвэрлэлийн чадавхийг шүүж болно. Эдийн засгийн шинжлэх ухаан их шаарддаг олон салбар дахь хамгийн сүүлийн үеийн бүтээн байгуулалтын ихэнх нь хүхэр болон түүний нэгдлүүдийг ашиглахад суурилдаг. Хүн төрөлхтөн эрт дээр үеэс хэрэглэж ирсэн, технологийн хувьслын үйл явцад идэвхтэй оролцсоор байгаа энэхүү химийн элементийн бүрэн чадавхийг үнэлэхэд хэцүү байдаг.
