Το θείο είναι στοιχείο του περιοδικού συστήματος του D. I. Mendeleev, ο ατομικός του αριθμός είναι δεκαέξι. Έχει μη μεταλλικές ιδιότητες. Υποδηλώνεται με το λατινικό γράμμα S. Το όνομα, κατά πάσα πιθανότητα, έχει μια ινδοευρωπαϊκή ρίζα - "να καίω."
Ιστορική προοπτική
Όταν ανακαλύφθηκε το θείο και ξεκίνησε η εξόρυξή του, δεν είναι ξεκάθαρο. Είναι γνωστό μόνο ότι οι αρχαίοι άνθρωποι το γνώριζαν πολύ πριν από την εποχή μας. Οι πρώτοι ιερείς το χρησιμοποιούσαν στις λατρευτικές τους τελετουργίες, το περιλάμβαναν σε μείγματα υποκαπνισμού. Το ορυκτό θείο αποδόθηκε σε ένα προϊόν που παρήχθη από τους θεούς, που ζούσαν κυρίως στον κάτω κόσμο.
Για μεγάλο χρονικό διάστημα, όπως αποδεικνύεται από ιστορικά έγγραφα, χρησιμοποιήθηκε ως συστατικό στοιχείο εύφλεκτων μιγμάτων που χρησιμοποιούνταν για στρατιωτικούς σκοπούς. Ο Όμηρος επίσης δεν αγνόησε το ορυκτό θείο. Σε ένα από τα έργα του, περιέγραψε «εξατμίσεις» που είχαν επιζήμια επίδραση σε ένα άτομο όταν καίγονταν.
Οι ιστορικοί προτείνουν ότι το θείο ήταν συστατικό στοιχείο στη λεγόμενη «ελληνική φωτιά», που ενέπνεε φόβο στους εχθρούς.
Τον όγδοο αιώνα στην Κίνα, χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή πυροτεχνημάτωνμείγματα, συμπεριλαμβανομένων εύφλεκτων ουσιών που μοιάζουν με πυρίτιδα.
Στο Μεσαίωνα, ήταν ένα από τα τρία κύρια στοιχεία των αλχημιστών. Χρησιμοποίησαν ενεργά το ορυκτό φυσικό θείο στην έρευνά τους. Συχνά αυτό οδήγησε στο γεγονός ότι τα πειράματα μαζί της εξισώθηκαν με τη μαγεία και αυτό, με τη σειρά του, οδήγησε στη δίωξη των αρχαίων χημικών και των οπαδών τους από την Ιερά Εξέταση. Από εκείνες τις εποχές, από τον Μεσαίωνα και την Αναγέννηση, η μυρωδιά του καμένου θείου, των αερίων τους, άρχισε να συνδέεται με πράξεις κακών πνευμάτων και διαβολικών εκδηλώσεων.
Ιδιότητες
Το φυσικό ορυκτό θείο έχει ένα μοριακό πλέγμα που άλλα παρόμοια στοιχεία δεν έχουν. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι έχει χαμηλή σκληρότητα, δεν υπάρχει διάσπαση, είναι ένα μάλλον εύθραυστο υλικό. Το ειδικό βάρος του θείου είναι 2,7 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό. Το ορυκτό έχει κακή ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα και χαμηλό σημείο τήξης. Αναφλέγεται ελεύθερα όταν εκτίθεται σε ανοιχτή φλόγα, συμπεριλαμβανομένου του σπίρτου, το χρώμα της φλόγας είναι μπλε. Αναφλέγεται καλά σε θερμοκρασία περίπου 248 βαθμών Κελσίου. Όταν καίγεται, εκπέμπει διοξείδιο του θείου, το οποίο έχει μια έντονη, αποπνικτική μυρωδιά.
Οι περιγραφές του ορυκτού θείου ποικίλλουν. Έχει αποχρώσεις του ανοιχτού κίτρινου, του αχύρου, του μελί, του πρασινωπού. Στο θείο, που έχει οργανικές ουσίες στη δομή του, υπάρχει καφέ, γκρι ή μαύρο χρώμα. Στη φωτογραφία, το ορυκτό θείου σε στερεή, καθαρή, κρυσταλλική μορφή τραβάει πάντα το βλέμμα και εύκολααναγνωρίσιμο.
Το ηφαιστειακό θείο είναι ανοιχτό κίτρινο, πρασινωπό, πορτοκαλί. Στη φύση, μπορείτε να το βρείτε σε μορφή διαφόρων μαζών, πυκνό, γήινο, πούδρα. Υπάρχουν επίσης κρυσταλλικοί κατάφυτοι κρύσταλλοι θείου στη φύση, αλλά αρκετά σπάνια.
Θείο στη φύση
Το φυσικό θείο στην καθαρή του κατάσταση είναι σπάνιο. Όμως στον φλοιό της γης, τα αποθέματά του είναι πολύ σημαντικά. Πρόκειται κυρίως για μεταλλεύματα, όπου υπάρχουν στρώσεις θείου σε μεγάλες ποσότητες.
Μέχρι τώρα, η επιστήμη δεν έχει αποφασίσει για την αιτία εμφάνισης κοιτασμάτων θείου. Ορισμένες εκδόσεις είναι αμοιβαία αποκλειστικές. Λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι το θείο παρουσιάζει υψηλή χημική δραστηριότητα, θεωρείται ότι κατά τη διάρκεια του σχηματισμού της επιφάνειας του φλοιού της γης, δεσμεύτηκε και απελευθερώθηκε επανειλημμένα. Το πώς προχώρησαν αυτές οι αντιδράσεις δεν έχει εξακριβωθεί με βεβαιότητα.
Σύμφωνα με μία από τις εκδοχές, υποτίθεται ότι το θείο είναι το αποτέλεσμα της έκπλυσης θειικών αλάτων, τα οποία έχουν γίνει τα απόβλητα μεμονωμένων βακτηρίων. Οι τελευταίοι χρησιμοποιούν τις μεταλλικές ενώσεις ως τροφή.
Ερευνητές εξετάζουν διάφορες εκδοχές των διαδικασιών αντικατάστασης του θείου στον φλοιό της γης, οι οποίες οδηγούν στην απελευθέρωση και τη συσσώρευσή του. Αλλά δεν είναι ακόμη δυνατό να κατανοήσουμε με σαφήνεια τη φύση του περιστατικού.
Φυσικές και χημικές ιδιότητες του θείου
Η πρώτη επιστημονική έρευνα έγινε μόλις τον XVIII αιώνα. Μια διεξοδική μελέτη των ιδιοτήτων του ορυκτού θείου διεξήχθη από τον Γάλλο επιστήμονα Antoine Lavoisier. Έτσι, διαπίστωσε ότι κρυσταλλώνεται από τήξη, παίρνοντας αρχικά σχήμα βελόναςείδη. Ωστόσο, αυτή η μορφή δεν είναι σταθερή. Καθώς η θερμοκρασία μειώνεται, το θείο ανακρυσταλλώνεται, σχηματίζοντας ογκομετρικούς ημιδιαφανείς σχηματισμούς λεμονιού κίτρινης ή χρυσής απόχρωσης.
Καταθέσεις, εξόρυξη θείου
Η κύρια πηγή παραγωγής ορυκτών θείου είναι τα κοιτάσματα. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς των γεωλόγων, προκύπτει ότι τα παγκόσμια αποθέματά της είναι περίπου 1,4 δισεκατομμύρια τόνοι.
Οι αρχαίοι άνθρωποι, καθώς και οι ανθρακωρύχοι του Μεσαίωνα, εξόρυξαν θείο σκάβοντας ένα μεγάλο πήλινο δοχείο μέχρι το βάθος. Πάνω του τοποθετήθηκε ένα άλλο, στο οποίο υπήρχε μια τρύπα στον πάτο. Το πάνω δοχείο ήταν γεμάτο με βράχο, που περιείχε θείο. Αυτή η δομή θερμάνθηκε. Το θείο άρχισε να λιώνει και να ρέει στο κάτω δοχείο.
Επί του παρόντος, η εξόρυξη πραγματοποιείται με εξόρυξη ανοιχτού λάκκου, καθώς και με μεθόδους τήξης από υπόγεια.
Μεγάλα κοιτάσματα θείου στο έδαφος της Ευρασίας βρίσκονται στο Τουρκμενιστάν, στην περιοχή του Βόλγα και σε άλλα μέρη. Σημαντικά κοιτάσματα στη Ρωσία έχουν ανακαλυφθεί στις αριστερές όχθες του ποταμού Βόλγα, που εκτείνονται από τη Σαμάρα έως το Καζάν.
Κατά την ανάπτυξη του ορυκτού θείου, δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στην ασφάλεια. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το μετάλλευμα συνοδεύεται πάντα από τη συσσώρευση υδρόθειου, το οποίο είναι πολύ επιβλαβές για την αναπνοή. Το ίδιο το ορυκτό τείνει να αναφλέγεται και να σχηματίζει εκρηκτικές ενώσεις.
Η πιο κοινή μέθοδος εξόρυξης είναι το open pit. Ταυτόχρονα αφαιρείται το πάνω μέρος των πετρωμάτων με εξοπλισμό εξόρυξης. Εκρηκτικές εργασίες εκτελούνται συνθλίβοντας το τμήμα μεταλλεύματος. Τότετα κλάσματα αποστέλλονται στην επιχείρηση για τη διαδικασία εμπλουτισμού και στη συνέχεια σε εργοστάσια τήξης για να ληφθεί καθαρό θείο.
Εάν το ορυκτό βρίσκεται βαθιά και οι όγκοι του είναι σημαντικοί, χρησιμοποιείται η μέθοδος Frasch για την εξαγωγή.
Στα τέλη του 1890, ο μηχανικός Frasch πρότεινε να λιώσει το θείο υπόγεια, και αφού το μετατρέψει σε υγρή κατάσταση, να το αντλήσει έξω. Αυτή η διαδικασία είναι συγκρίσιμη με την παραγωγή πετρελαίου. Δεδομένου του σχετικά χαμηλού σημείου τήξης του θείου, η ιδέα του μηχανικού δοκιμάστηκε με επιτυχία και η βιομηχανική εξόρυξη αυτού του ορυκτού ξεκίνησε με αυτόν τον τρόπο.
Στο δεύτερο μισό του 20ου αιώνα, άρχισε να χρησιμοποιείται ενεργά μια μέθοδος εξόρυξης μέσω της χρήσης ρευμάτων υψηλής συχνότητας. Η επίδρασή τους οδηγεί επίσης στην τήξη του θείου. Η επακόλουθη έγχυση πεπιεσμένου θερμού αέρα καθιστά δυνατή την επιτάχυνση της ανόδου του σε υγρή κατάσταση στην επιφάνεια.
Το θείο βρίσκεται σε μεγάλες ποσότητες στα φυσικά αέρια. Η μέθοδος Claus είναι κατάλληλη για την εξαγωγή του. Χρησιμοποιούνται ειδικοί λάκκοι θείου στους οποίους πραγματοποιείται απαέρωση. Το αποτέλεσμα είναι ένα στερεό τροποποιημένο προϊόν με υψηλή περιεκτικότητα σε θείο.
Αίτηση
Περίπου το ήμισυ του παραγόμενου θείου προορίζεται για την παραγωγή θειικού οξέος. Επίσης, αυτό το ορυκτό χρειάζεται για την παρασκευή καουτσούκ, φαρμάκων, ως μυκητοκτόνων στη γεωργία. Το ορυκτό έχει επίσης χρησιμοποιηθεί ως δομικό στοιχείο στη δημοφιλή θειούχα άσφαλτο και ως υποκατάστατο του τσιμέντου Portland - θειούχου σκυροδέματος. Χρησιμοποιείται ενεργά στην κατασκευή διαφόρωνπυροτεχνικές συνθέσεις, στην παραγωγή σπίρτων.
Βιολογικός ρόλος
Το θείο είναι ένα σημαντικό βιογενές στοιχείο. Αποτελεί μέρος ενός σημαντικού αριθμού αμινοξέων. Αναπόσπαστο στοιχείο στο σχηματισμό πρωτεϊνικών δομών. Στη βακτηριακή φωτοσύνθεση, το ορυκτό συμμετέχει στις οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις του σώματος και είναι πηγή ενέργειας. Στο ανθρώπινο σώμα, υπάρχουν περίπου δύο γραμμάρια θείου ανά κιλό βάρους.
Το θείο στην καθαρή του μορφή δεν είναι τοξική ουσία, σε αντίθεση με τα πτητικά αέρια, τα οποία περιλαμβάνουν διοξείδιο του θείου, θειικό ανυδρίτη, υδρόθειο και ούτω καθεξής.
Ιδιότητες φλόγας
Το θείο είναι ένα εύφλεκτο ορυκτό. Τα λεπτώς αλεσμένα κλάσματά του είναι ικανά για αυθόρμητη καύση παρουσία υγρασίας, παρουσία επαφών με οξειδωτικά μέσα, καθώς και κατά τη δημιουργία μιγμάτων με άνθρακα, λίπη, λάδια. Σβήστε το θείο με ψεκασμένο νερό και αέρα-μηχανικό αφρό.
