Проводит тепло сера: Теплопроводность, плотность серы и ее свойства

alexxlab | 24.03.1996 | 0 | Разное

Содержание

Химия – 9

Aллотропные модификации. Сера имеет следующие аллотропные модификации: кристаллическая и пластическая (aморфная) сера. Кристаллическая сера при

 

Шкатулка знаний • Для получе-
ния пластической серы нужно
нагретую до кипения серу вылить
в холодную воду. При этом она
застывает в виде прозрачной
резинообразной массы. обычных условиях более устойчива, и потому со временем пластическая сера превращается в кристаллическую.

Физические свойства. Kристаллическая сера – твердое, хрупкое вещество желтого цвета, в два раза легче воды; плавится при 112,8°C и кипит при 444,6°C. Как неметалл она плохо проводит тепло и не проводит электрический ток. В воде не растворяется, в сероуглероде CS

2 растворяется хорошо.

В виде порошка сера не смачивается водой и по этой причине плавает на поверхности воды. В мелкораздробленном состоянии этим свойством обладают и многие природные соединения серы. Поэтому, в технике это свойство используют для разделения сернистых руд от смачиваемых и оседающих “пустых пород”. Такой способ обогащения руд называют флотацией.

Химические свойства. Сера – типичный неметалл. В химических реакциях сера проявляет и окислительные, и восстановительные свойства. (В химических уравнениях серу условно изображают химическим знаком S).

Сера – как окислитель. Сера окисляет металлы (кроме золота, иридия и платины), а также неметаллы, электроотрицательности которых, меньше электроотрицательности серы. С щелочными и щелочноземельными металлами, а также со ртутью сера реагирует при обычных условиях:

 

Шкатулка знаний • Реакция соединения ртути с серой лежит в основе обезвреживания разлитой ртути, например из разбитого термометра. Видимые капли ртути следует собрать, а ртуть, которая попала в щели – засыпать порошком серы. Этот процесс называют демеркуризацией.

Сера – как восстановитель. Как восстановитель сера реагирует с галогенами, кислородом и некоторыми сложными веществами. С йодом, азотом и водой сера не реагирует:

Самородная сера – Справочник химика 21


из “Природная сера”

Самородная сера обычно содержит незначительные количества включений, состоящих из соединений Аз, 5е и Ре (до 0,2%), а также глины, гипса и др. [c.11]
Сера существует в различных кристаллических формах (всего их известно 8), наиболее значимыми для практики являются ромбическая сера Зд (y тoй iивa при температуре ниже 95,5° С) и моноклинная сера 5р (устойчива при 95,5—119°С). [c.11]
Чистая сера представляет собой желтое кристаллическое вещество плотностью 2,1 г см , плавящееся при 119° С и кипящее при 445° С. Она очень плохо проводит тепло и электричество. В воде сера нерастворима. Лучшим ее растворителем является сероуглег род СЗг. [c.11]
На холоду сера сравнительно инертна, но при нагревании становится весьма химически активной — реагирует с галлоидами (кроме иода), водородом (в обычных условиях сера с водородом не соединяется) и металлами. Заметное взаимодействие с кислородом наступает лишь при повышенных температурах. [c.11]
Все кристаллические и некоторые аморфные модификации серы растворимы в сероуглероде при обычной температуре, но при охлаждении раствора часть серы выделяется в виде осадка, в соответствии с чем различают нерастворимую S и растворимые в сероуглероде S – и 5я-формы. Обычно преобладает но при быстром охлаждении раствора количество 5я в выделяющейся сере увеличивается. Твердая сера быстро переходит в нерастворимую в сероуглероде аморфную серу 8д. [c.12]
В свою очередь Sji легко переходит в S . Существование различных разновидностей серы, ее переходы из одной формы в другую и возможность образования смеси различных модификаций обусловливают своеобразие свойств элементарной серы, например наличие нескольких точек плавления моноклинная сера плавится при 119° С, ромбическая — при 112,8° С. [c.12]
Кристаллы ромбической сингонии имеют несовершенную спайность, жирный на изломе и алмазный на гранях блеск. Обычно они небольшие — от долей миллиметра до нескольких сантиметров. Более крупные кристаллы являются редкостью (длина самого большого из известных кристаллов —6 м). Цвет серы обычно соломенно-желтый, но в зависимости от примесей (чаще всего битумов) изменяется до желто-бурого, коричневого и почти черного. Моноклинная сера кристаллизуется в виде иголочек. [c.12]
Твердость серы по шкале Мооса 1—2. Масса 1 л расплавленной серы при 120°С равна 1,8 кг, при 150°С — 1,78 кг, при 30°С — 1,70 кг. [c.12]
Теплоемкость твердой серы составляет 0,16—0,18 ккал1кг, жидкой в 2—3 раза больше. Кривая теплоемкости жидкой серы имеет пикообразный максимум (0,445 ккал1кг), соответствующий температуре 158° С. [c.12]
Теплопроводность твердой и жидкой серы незначительна и изменяется в зависимости от температуры твердой — почти линейно. [c.12]
При добавлении 1% бензола вязкость уменьшается в 200 раз. Иод и аммиак также уменьшают вязкость серы. [c.13]
Максимум вязкости серы равен 215 пз (при 200°С), а при предварительной обработке воздухом (190° С) 800 пз. Изменение вязкости чистой серы показано на рис. 1-1. Как видно из рис. 1-2 и 1-3, значения поверхностного натяжения и мольной поверхностной энергии жидкой серы на границе с воздухом с повышением температуры уменьшаются. [c.13]
Различные поверхностно-активные вещества (жидкое стекло, пирофосфат натрия и др.) снижают поверхностное натяжение на границе сера — вода, что используется при выплавке серы в автоклавах. [c.13]
Плотность кристаллов самородной ромбической серы колеблется от 2,03 до 2,09 г см . Плотность призматической формы (моноклинной) составляет 1,96—1,99 г см . Плотность жидкой серы (рис. 1-4) при повышении температуры со 120 до 444,6° С умень-, шается от 1,81 до 1,6° С. Это объясняется перегруппировкой атомов серы в молекулах и образованием молекул с меньшим числом атомов. [c.13]
Кривая АБ характеризует изменение давления паров ромбической серы. Эту кривую можно продолжить в область моноклинной серы по кривой БН. БД — кривая превращения ромбической серы в моноклинную. Точка Б является точкой тройного равновесия ромбической мрноклиниой и парообразной серы, точка В — тройного равновесия моноклинной жидкой и парообразной серы. [c.14]
Кривая ВГ характеризует изменение температуры кипения жидкой серы она может быть продолжена до точки Я. Точка Л характеризует тройное равновесие ромбической моноклинной и жиДг кой серы, линия МБ — БН — метастабильное давление пара моноклинной серы. Вообще пунктирные кривые отражают превращения серы в метастабильной области. [c.14]
Состав жидкой серы при различных температурах показан на рис. 1-6. При 120° С основная масса серы представлена ц-модифи-кацией. С повышением температуры содержание уменьшается, а увеличивается содержание 5х, резко возрастающее при достижении 1бО°С. Увеличение содержания 5 обусловливает повышение вязкости расплавленной серы. Присутствие в расплавленной сере 8я существенно не влияет на ее свойства. Содержание увеличивается под действием света. Чем выше температура расплавленной серы, тем больше в ней молекул 5б и меньше молекул Зв- Изменение свойств серы при нагревании связано со сдвигом равновесия 5в– 5б. [c.14]
Сера хорошо растворяется в сероуглероде, нефти, бензине и во многих других органических растворителях в воде и кислотах практически нерастворима. [c.14]
Эффективные растворители серы — сероуглерод и анилин, однако это сравнительно дорогие растворители, а сероуглерод, кроме того, огне- и взрывоопасен. Наиболее доступными растворителями серы, очевидно, являются различные фракции нефти, при этом высококипящие фракции более эффективны. [c.15]

Вернуться к основной статье

Металлы и неметаллы – методическая разработка для учителей, Якшина Светлана Викторовна

Цели обучения:

8.2.1.7 – прогнозировать свойства химического элемента в зависимости от положения в периодической таблице.

Цели урока:

определять простые вещества металлы и неметаллы; перечислять отличительные физические свойства металлов и неметаллов по положению в периодической таблице.

Критерии достижения:

прогнозирует металлические свойства;

прогнозирует неметаллические свойства.

Языковые цели:

Предметная лексика и терминология

металлические свойства и неметаллические свойства, основные/кислотные свойства.

Серия полезных фраз для диалога/письма

Металлические/неметаллические свойства сверху вниз в группе увеличиваются/ уменьшаются, так как…

Металлические/неметаллические свойства слева направо в периодах увеличиваются/ уменьшаются, так как…

Привитие ценностей:

Коммуникативные навыки.

Межпредметные связи:

Физика.

Предварительные знания:

Строение атома (7.4A)

Расположение электронов в атомах (8.1A)

Строение соединений (9.1B)

Ход урока

Запланированные этапы урока

Запланированная деятельность на уроке

Ресурсы

Начало урока

5 мин

Приветствие. Организация урока.

Встаньте прямо, улыбнитесь и пожелайте друг другу удачи. Я желаю вам хорошей плодотворной работы на уроке, чтоб наш урок прошел интересно, и вы многому научились.

Выход на тему урока (5 мин)

К вашему вниманию предоставляю сказку… (ученики слушают сказку).

Итак, тема сегодняшнего урока «Металлы и неметаллы», целью которого является определить простые вещества металлы и неметаллы; перечислить отличительные физические свойства металлов и неметаллов по положению в периодической таблице.

 

 

 

 

 

 

Приложение 1. «Сказка о металлах и неметаллах»

 

Середина урока

(30 мин)

Сегодня на уроке мы будем изучать тему по ресурсам сайта «BilimLand».

Зайдите на курс химии 8 класс и найдите раздел «Периодическая система химических элементов» и выберите тему: «Металлы и неметаллы».

Войдите в обзор урока и посмотрите следующие видео: 1. Положение металлов и неметаллов в периодической системе.

2. Образование катионов металлов.

3. Образование катионов неметаллов.

4. Металлы и неметаллы.

 

Закрепление нового материала

Выполните упражнения (открываем ресурс BilimLand):

Упр №1

Классифицируй вещества на металлы и неметаллы.

кальций

металл

бром

неметалл

железо

алюминий

сера

углерод

магний

фосфор

Упр №2

Расположи следующие элементы сверху вниз в порядке убывания температур плавления.

сера

магний

железо

фосфор

Упр №3

Заверши предложения.

Наблюдая за показаниями термометра, мы можем увидеть, что

металлы

плавятся при высокой температуре, а

неметаллы

плавятся при более низкой температуре.

 

Выполните тест (открываем ресурс BilimLand)

Вопрос №1. Укажи верные утверждения.

  1. Металлы имеют металлический блеск.
  2. Все неметаллы проводят электрический ток.
  3. Неметаллы поддаются ковке.

– только 1

– 1 и 3

– 1, 2 и 3

– 1 и 2

– 2 и 3

Вопрос № 2. Металл, который при нормальных условиях находится в жидком состоянии, – это

– натрий

– ртуть

– магний

– калий

– бром

Вопрос № 3. Выбери свойства, которые характерны для металлов.

– Поддаются ковке

– Имеют высокую температуру плавления

– Слабо проводят тепло и электричество

– Имеют различную окраску

– Твердые

Вопрос №4. Выбери свойства, которые характерны для неметаллов.

– Имеют большее количество внешних электронов.

– Имеют металлический блеск.

– Имеют небольшое количество внешних электронов.

– Хорошо проводят тепло и электричество.

– Обладают способностью присоединять дополнительные электроны.

Ребята, чтобы узнать результаты тестирования, выберите – Итог урока.

Самостоятельная работа (на рабочих листах)

После этого каждому ученику раздают рабочие листы, который он выполняет самостоятельно.

 

https://bilimland.kz/ru/subject/ximiya/8-klass/obshie-xarakteristiki-metallov-i-nemetallov?mid=%info%

 

 

https://bilimland.kz/ru/subject/ximiya/8-klass/obshie-xarakteristiki-metallov-i-nemetallov?mid=%info%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

https://bilimland.kz/ru/subject/ximiya/8-klass/obshie-xarakteristiki-metallov-i-nemetallov?mid=%info%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

https://bilimland.kz/upload/content/platform_lessons/L_12718/22.pdf?v1533632432298

Конец урока

5 мин

Рефлексия: Прием: «Дерево успеха»

Ученикам предлагается на стикерах «яблочки» написать свое мнение о том, как прошел урок, что понравилось на уроке.

Домашняя работа:

Зайдите на курс химии в раздел: Химия – Неорганическая химия – Металлы и неметаллы (Просмотрите видео и выполните данные задания)

Дерево успеха

https://bilimland.kz/ru/courses/chemistry-ru/neorganicheskaya-ximiya/ehlementy-i-ix-soedineniya/lesson/metally-i-nemetally

Приложение 1

Жили себе великаны в одном королевстве (Металлы), которые не скрывали своей силы, были чем-то похожи на сечевых казаков, и были у них недруги в этом же королевстве – Неметаллы, которые тоже были сильными и мужественными. Они не дружили между собой, но однажды их хотели помирить.

Полем боя была периодическая система. Прикордонная линия пролегала под диагональю от В к Аt, все элементы металлы расположены в левой части периодической системы. Главным у металлов был Франций, а поскольку его появления никто не видел, т. к. он маскировался, то командовал ими заместитель Цезий, а у Неметаллов – Фтор. Металлы отличались строением. Каждый из них принадлежал к определенному семейству и имел свой цвет. Одни были красные, другие – зеленые, третьи – синие. Были и такие, которые пытались помирить Металлы и Неметаллы и одевались в желтый цвет, как Неметаллы, и становились на границе. Их не считали предателями, они были послами доброй воли для соседских отношений. Как можно обидится на олово – короля консервных банок или на необыкновенно легкий алюминий? Щедрые Металлы никогда не были скупыми и щедро отдавали электроны Неметаллам и на некоторое время восстанавливался мир.

Mg0 + S0 = Mg2+S2-

Металлы были пассивными и ставали в очередь последними. Металлы были дружными и помогали друг другу в беде. Если кто-то сгорал в плену объятий Неметаллов, то активные Металлы, жертвуя собой, освобождали своих братьев, давали им новую жизнь. Внутри металла бушевал электронный газ, т. е. наличие свободных электронов своим движением по всему объему металла объясняла электропроводность, теплопроводность и характерный металлический блеск. Они разбирались в технике. Любили работать в поле, на заводах и в быту. Металлы были настоящими казаками – гибкие, пластичные, сияющие, красивые.

Ртуть, которая хоть и принадлежала к Металлам, была женского рода – очень нежная, серебристая, красивая. Металлы это замечали, влюблялись в нее, но прикоснувшись теряли свою красоту.

 

Приложение 2

Тема: Металлы и неметаллы

Класс: ____

Ф. И. ученика (-цы): ______________________________

  1. Выше дана схема периодической таблицы. Покажи, где в периодической таблице расположены металлы. Проведи штрихи или закрась серым цветом ту область, где они должны быть расположены.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

  1. Укажи место, в котором должны располагаться неметаллы в данной таблице. Чем обусловлено расположение неметаллов в таблице?

________________________________________________________________________________

  1. Некоторые элементы относят к полуметаллам или металлоидам.

а) Где эти элементы располагаются в таблице? Выдели их.

________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

  1. b) Приведи пример одного полуметалла.

________________________________________________________________________________

  1. Покажи, где в периодической таблице расположены переходные металлы.

________________________________________________________________________________

  1. Элемент III группы образует ион с зарядом +3. Какой ион образует элемент II группы?

________________________________________________________________________________

  1. Железо – металл, сера – неметалл. Заполни таблицу, чтобы показать различия между металлами и неметаллами. Используй термины, представленные ниже.

                          слабый проводник                           высокая                          хороший проводник                

                                      ковкий                                         низкая                                        хрупкий

Элемент

Проводит тепло

Проводит электричество

Точка плавления

Точка кипения 

Прочность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Укажи физические свойства металлов и неметаллов.

Металлы

Неметаллы

 

 

Тема: Металлы и неметаллы

Класс: ____

  1. Выше дана схема периодической таблицы. Покажи, где в периодической таблице расположены металлы. Проведи штрихи или закрась серым цветом ту область, где они должны быть расположены.

Ответ

Металлы выделены серым цветом.

  1. Укажи место, в котором должны располагаться неметаллы в данной таблице. Чем обусловлено расположение неметаллов в таблице?

Ответ

Неметаллы выделены желтым цветом.

  1. Некоторые элементы относят к полуметаллам или металлоидам.

а) Где эти элементы располагаются в таблице? Выдели их.

Ответ

Металлоиды выделены синим цветом.

  1. b) Приведи пример одного полуметалла.

Ответ

Si

  1. Покажи, где в периодической таблице расположены переходные металлы.

Ответ

Переходные металлы расположены между 2 и 13 группами.

  1. Элемент III группы образует ион с зарядом +3. Какой ион образует элемент II группы?

Ответ

Ион с зарядом +2

  1. Железо – металл, сера – неметалл. Заполни таблицу, чтобы показать различия между металлами и неметаллами. Используй термины, представленные ниже.

                          слабый проводник                           высокая                          хороший проводник              

                                      ковкий                                         низкая                                        хрупкий

 

Элемент

Проводит тепло

Проводит электричество

Точка плавления

Точка кипения 

Прочность

 

Хороший проводник

Хороший проводник

Высокая

Высокая

Ковкий

 

Слабый проводник

Слабый проводник

Низкая

Низкая

Хрупкий

        7. Укажи физические свойства металлов и неметаллов.

Ответ

Металлы

Неметаллы

1) Металлический блеск.

2) Хорошая теплопроводность и электропроводность.

3) Ковкость.

1) Различная окраска.

2) Плохая электропроводность и теплопроводность.

3) Хрупкие твердые тела.

Описание серы как вещества — ikirov.ru

Сера характеризуется как неметалл, потому что соответствует физическим свойствам, перечисленным для неметаллов. Где получить больше информации?

Сера характеризуется как неметалл, потому что соответствует физическим свойствам, перечисленным для неметаллов. Где получить больше информации?

Можно воспользоваться специализированными интернет ресурсами. Там размещают нужные данные и регулярно обновляют их. Что нужно знать о сере? Прежде чем ответить на вопрос сера это металл или неметалл, нужно узнать обо всех свойствах.

Как уже было сказано, серу характеризуют, как неметалл. Каким свойствам соответствует?

  1. Сера плохо проводит тепло и электричество. Связано это с тем, что электроны не могут двигаться. Сера – это химический элемент, который имеет символ S и номер 16.
  2. Сера не помещена в периодическую таблицу. Проверка таблицы – это верный способ убедиться, является ли вещество металлом. Это экономит время.

Это основные моменты.

Что еще можно рассказать о сере?

Это твердое и хрупкое вещество желтого цвета. В воде не растворяется, не смачивается водой и плавает на поверхности. Растворяется в сероуглероде и других органических соединениях.

При правлении сера образует легкоподвижную жидкость желтого цвета. При температуре в 160 градусов темнеет и становится вязкой, как смола. Объясняют это тем, что разрушают кольцевые молекулы и образуются полимерные цепи. А дальнейшее нагревание приводит к разрыву этих цепей, и жидкая сера снова становится подвижной. Пары серы также имеют оранжево-желтый или соломенно-желтый цвет.

Больше информации, формулы и соединения есть на официальных сайтах, что позволяет даже неопытному человеку разобраться во всех тонкостях. Конечно, такие знания нужны не во всех ситуациях, однако студентам, ученикам и другим специалистам такие данные могут быть полезны. Фотографии, описание плотности, цвета и других показателей нужны для изучения. Схемы и таблицы могут быть полезны при написании рефератов, дипломных и других работ.

Подведем итог. Узнать больше о таком веществе, как сера можно на официальном сайте. Там размещают все данные и обновляют их при необходимости. Во время обучения – это может стать верным решением.

Конспект урока: «Элементы VI-группы: сера и кислород».

I.Организационный момент.

Раздаю контрольные работы. Делаем работу над ошибками. Рассматриваем распространённые ошибки, допущенные на контрольной работе.

II.Сжатое изложение нового материала.

Сегодня мы будем с вами изучать некоторые элементы из периодической системы Д. И. Менделеева, которые вам уже знакомы. И это кислород и сера.

Кто мне скажет, какое имеет строение атом кислорода по периодической системе Д.И. Менделеева?

Кислород – химический элемент VI группы главной подгруппы, порядковый номер 8. Молекулярная масса 16

Электронных орбитали 2, на первом 2 электрона, а на последнем энергетическом уровне находится 6 электронов.

Наиболее распространенная степень окисления -2, но он может проявлять и положительную степень окисления в соединениях с фтором +2 (ОF2) и пероксид водорода (Н2О2), степень окисления -1.

А теперь кто расскажет про серу?

Сера – химический элемент VI группы главной подгруппы. Порядковый номер 16. Молекулярная масса 32.

Электронных орбитали 3,на первом 2,второй-8, на последнем энергетическом уровне находится 6 электронов.

У атомов серы на третьем энергетическом уровне 5 незаполненных d-орбитали, поэтому возможно распаривание электронов. В результате этого у атома серы появляется либо 4, либо 6 неспаренных электронов, которые при образовании соединений с более электроотрицательным элементом смещаются в его сторону. Этим объясняется степень окисления серы в соединениях с кислородом.

Атомы кислорода и серы находятся в разных периодах, поэтому имеют разное число энергетических уровней кислород – 2, сера – 3 энергетических уровня, что влияет на радиус атома (радиус атома кислорода меньше, чем радиус атома серы). Это сказывается на окислительно-восстановительные свойства: кислород – только окислитель, а сера – и окислитель, и восстановитель.

Аллотропия.

Химический элемент кислород имеет два аллотропных видоизменения: кислород и озон.

Аллотропия – это способность химического элемента существовать в виде двух или нескольких простых веществ, отличающихся лишь числом атомов в молекуле, либо строением.

Молекулы кислорода состоят из двух атомов и связаны ковалентной неполярной связью.

Кислород может превратиться в озон, молекула которого состоит из 3 атомов кислорода.

3О2 → 2О3

Озон образуется во время грозы вследствие электрических разрядов, или при окислении смолы хвойных деревьев.

Озон – голубоватый газ с характерным резким запахом, малорастворимый в воде. Молекулярная масса 48, что тяжелее кислорода в 1,5 раза.

Известны две аллотропные модификации серы:

1. пластическая сера – сера плавится, превращаясь в легкодвижную жидкость жёлтого цвета, при температуре 112,8 ºС. При дальнейшем нагревании она густеет и темнеет. Если нагретую до кипения серу вылить в холодную воду, то образуется пластическая сера, которая тянется как резина.

2. кристаллическая сера – легко плавится.

Физические свойства.

Сера – твердое кристаллическое вещество желтого цвета, не проводит тепло и электрический ток, не растворяется в воде.

Сера в природе находится как в свободном состоянии так и виде различных соединений: сульфиды (пирит , сероводород ),сульфаты (гипс, глауберова соль) и белки.

Химические свойства.

Сера типичный активный неметалл, она реагирует с простыми и сложными веществами. В химических реакциях она может быть как окислитель (например, в реакциях с металлами и водородом), и как восстановитель (с кислородом и галогенами).

1.Окислительные свойства

а) Сера реагирует почти со всеми металлами при нагревании.

б) С некоторыми металлами, такими как Na,К,Hg взаимодействует без нагревания.

в) При повышенной температуре взаимодействует с водородом.

2.Как восстановитель.

а) На воздухе горит с образованием сернистого газа.

Применение серы.

Сера широко применяется для борьбы с вредителями с/х; для вулканизации каучука; производства спичек, пороха, производства серной кислоты, сероуглерода. В медицине серу используют для лечения кожных заболеваний и для изготовления мазей.

3. Строение и физические свойства серы

3. Строение и физические свойства серы.

Чистая сера представляет собой лимонно-жёлтое кристаллическое вещество с плотностью около 2 г/см3, плавящееся при температуре 1190С и кипящее при 4440С. Она не проводит тепло и электрический ток. В воде сера не растворяется и не смачивается водой. Одно из особенных физических свойств серы – флотация, способность мелкого порошка серы всплывать, тогда, как ее крупные кристаллы тонут в воде. Дело в том, что сера не смачивается водой, и ее частички держатся на поверхности воды за счет прилипших к ним мелких пузырьков воздуха. Это свойство используют при отделении самородной серы от примесей. Руду размалывают, заливают водой, а снизу продувают воздухом, сера всплывает, а примеси остаются на дне. Лучшим её растворителем является сероуглерод CS2.

Выше 960С

Ниже 960С

Для твёрдой элементарной серы типичны две аллотропые модификации. Ниже 95,60С устойчива обычная желтая сера с плотностью 2,07г/см3 и температурой плавления 112,80С. Выше 95,60С устойчива почти бесцветная модификация с плотностью 1,96г/см3 и температурой плавления 119,30С. Различие обеих форм обусловлено их разной кристаллической структурой.

Плавление серы сопровождается заметным увеличением объёма (примерно на 15%). Расплавленная сера представляет собой жёлтую легкоподвижную жидкость, которая выше 1600С буреет и при 1900С превращается в тёмно-коричневую вязкую массу. Выше 1900С вязкость её начинает уменьшаться и около 4000С расплавленная сера, оставаясь тёмно-коричневой, вновь становится легкоподвижной. Эти переходы свойств при нагревании обусловлены изменением внутреннего строения серы.

Ромбическая и моноклинная сера всегда состоит из восьмиатомных кольцевых молекул S8. Ромбическая сера – жёлтого цвета, моноклинная – бледно-жёлтого. Для серы самой устойчивой модификацией при обычных условиях: при нормальном давлении и температуре не выше 95,60С является ромбическая сера. В неё при комнатной температуре превращаются все другие формы.

Если расплавленную серу вылить в холодную воду, образуется похожая на резину коричневая масса. Это третья аллотропная модификация серы – пластическая сера. Она состоит из нерегулярно расположенных зигзагообразных цепочек Sn, где n достигает нескольких тысяч. Она неустойчива и через некоторое время станет хрупкой, приобретёт жёлтый цвет, т.е. постепенно будет превращаться в ромбическую.

При температуре 444,60С сера закипает. В зависимости от температуры в её парах обнаруживают молекулы S8, S6, S4, S2. При 17600C пары серы одноатомны. Таким образом, с увеличением температуры число атомов в молекуле серы уменьшается. Изменение состава вызывает изменение окраски паров серы от оранжево-жёлтого до соломенно-жёлтого

У желтой серы есть корона,

Но нет ни подданных, ни трона,

Корону сера надевает,

Молекулярная кристалическая решетка

из серных колец (упорядочены иначе, чем в моноклинной сере)

Ромбическая сера плотнее, чем моноклинная, поскольку серные кольца упакованы теснее друг к

Кристалл моноклинной серы (длинный, тонкий, угловатый

Серные кольца собраны в молекулярную кристалическую решетку, но другим способом, чем в ромбической сере.

Кристалл ромбической серы

Когда устойчивой бывает.

Тепло ведёт к кристаллам длинным

Бесцветной серы моноклинной.

ХиМиК.ru – § 1. Сера

Будучи известной еще древним египтянам, сера играла большую роль в теоретических представлениях алхимиков, так как считалась наиболее совершенным выразителем одного из «основных начал» природы – горючести. По содержанию в земной коре (0,03%) она относится к весьма распространенным элементам.

Формы нахождения серы в природе разнообразны. Иногда она встречается в самородном состоянии, но основная ее масса связана с металлами в составе различных минералов, которые могут быть разбиты на две большие группы: сернистых и сернокислых соединений. Из минералов первого типа особое значение для технологии серы имеет пирит (FeS2 ). К минералам второго типа относится, например, гипс (CaSO4 . 2Н2 О). Кроме того, соединения серы обычно присутствуют в вулканических газах и воде некоторых минеральных источников. Сера входит также в состав белковых веществ и поэтому всегда содержится в организмах животных и растений.

Мировое потребление серы составляет около 4 млн. т ежегодно. Довольно значительная часть этого количества расходуется для борьбы с вредителями сельского хозяйства. Промышленными потребителями серы являются производства: сернокислотное, бумажное, резиновое, спичечное и др. Сера широко используется также в пиротехнике «и отчасти в медицине.

Свободная сера может быть получена либо из ее самородных месторождений, либо из соединений.

Почти вся миро вая выработка осуществляется по первому варианту, причем технологический процесс сводится к отделению серы от смешанных с нею пород (песка, глины и т. п.). Это достигается обычно путем плавления серы в результате обработки руды нагретым до 140–150°С водяным паром.

Получаемая из природных месторождений сера почти всегда родержит примеси. Для очистки ее подвергают перегонке в специальных печах (рис. 102). Пар серы, нагреваемый в чаше А, попадая в камеру Б, быстро охлаждается и сера оседает на стенках в виде мельчайших пылинок («серного цвета»). Если камера Б нагрета выше 120 °С, то получается жидкая сера, которая затем нацело затвердевает. Такая сплавленная сера обычно и поступает в продажу.

Чистая сера представляет собой желтое кристаллическое вещество с плотностью около 2, плавящееся при 119°С и кипящее при 445°С. Она очень плохо проводит тепло и электричество. В воде сера нерастворима. Лучшим ее растворителем является сероуглерод (CS2 ).

1) Для твердой элементарной серы типичны две аллотропические формы. Ниже 95,6 °С устойчива обычная желтая сера с плотностью 2,07, имеющая т. пл. 112,8 °С (при быстром нагревании). Напротив, выше 95,6 °С устойчива почти бесцветная модификация с плотностью 1,96 и т. пл. 119,3°С. Различие обеих форм обусловлено их разной кристаллической структурой.

2) Плавление серы сопровождается заметным увеличением ее объема (примерно на 15%). Расплавленная сера представляет собой желтую, легкоподвижную жидкость, которая выше 160 °С буреет и при 190 °С превращается в темно–коричневую вязкую массу. Выше 190 °С вязкость ее начинает уменьшаться и около 400°С расплавленная сера, оставаясь темно–коричневой, вновь становится легкоподвижной.

Эти переходы свойств при нагревании обусловлены изменением внутреннего строения серы. Для нее при обычных условиях характерны восьмиатомныекольцевые молекулы (рис. 103). Выше 160 °С кольца S8 начинают разрываться, переходя в открытые цепи, что сопровождается повышением вязкости (и изменением цвета). Дальнейшее нагревание выше 190 °С ведет к уменьшению средней длины подобных цепей, вследствие чего вязкость вновь понижается.

3) Чистая сера не ядовита. Прием внутрь небольших ее количеств способствует рассасыванию нарывов и полезен, в частности, при геморрое. Организм человека не обнаруживает привыкания к сере. Очень мелко раздробленная (осажденная) сера входит в состав ряда мазей, предназначаемых для ухода за кожей и лечения кожных заболеваний.

На холоду сера довольно инертна (энергично соединяется только с фтором), но при нагревании становится весьма химически активной – реагирует с галоидами (кроме иода), кислородом, водородом и почти со всеми металлами. В результате реакций последнего типа образуются соответствующие сернистые соединения, например, по уравнению:

Fe + S = >FeS + 23 ккал

С водородом сера в обычных условиях не соединяется. Лишь при нагревании имеет место обратимая реакция

Н2 +S = > H2 S + 5 ккал

равновесие которой около 350 °С смещено вправо, а при дальнейшем повышении температуры смещается влево. Практически сероводород (H2 S) получают обычно действием разбавленных кислот на сернистые металлы по реакции, например:

FeS + 2HCl = >FeCl2 + H2 S

4) Удобный способ добывания H2 S состоит в нагревании приблизительно до 300 °С смеси серы с парафином (2:1 по весу) и измельченным асбестом. При охлаждении реакция прекращается, но может быть вновь вызвана нагреванием.

Сероводород представляет собой бесцветный газ (т. пл. –86 СС, т. кип. –60 °С). Уже 1 ч. H2 S на 100 000 ч. воздуха обнаруживается по его характерному запаху (тухлых яиц). Сероводород

весьма ядовит. Будучи подожжен на воздухе, он сгорает по одному из следующих уравнений:

2H2 S+ ЗО2 = 2H2 О + 2SO2 (при избытке кислорода)

2H2 S + O2 = 2H2 O + 2S (при недостатке кислорода)

Один объем воды растворяет при обычных условиях около 3 объемов сероводорода (с образованием приблизительно 0,1 М раствора). При стоянии на воздухе водный раствор H2 S («сероводородная вода») постепенно мутнеет вследствие выделения серы по второй из приведенных выше реакций. Иод легко восстанавливается сероводородом по уравнению:

J2 + H2 S = 2HJ+S

Аналогично действует сероводород и на многие другие вещества. Он является, таким образом, сильным восстановителем. В водном растворе H2 S ведет себя как весьма слабая кислота. Средние соли этой сероводородной кислоты (с анионом S2-) называются сернистыми или сульфидами, кислые соли (с анионом HS) – кислыми сернистыми или гидросульфидами. Несмотря на бесцветность самих ионов S” и HS’, многие соли сероводородной кислоты окрашены в характерные цвета. Подавляющее большинство сульфидов (за исключением производных Na, К и немногих других катионов) очень труднорастворимо в воде. Напротив, большая часть гидросульфидов хорошо растворима (и известна лишь в растворе).

5) Сероводородная кислота (К1 = 9·10–8 и К2 = 4·10–13) несколько слабее угольной. Помимо прямого соединения металла с серой и реакции нейтрализации, многие ее соли могут быть получены обменным разложением солей соответствующего металла с H2 S или (NH4 )2 S. Часто применяемый в лабораториях раствор последней соли готовят обычно, насыщая сероводородом раствор NH4 OH (что дает NH4 SH) и смешивая его затем с равным объемом NH4 OH.

6) На различной растворимости сернистых соединений отдельных металлов основан обычный систематический ход качественного анализа катионов. Одни из них (Na·, К·, Ва·· и др.) образуют сульфиды, растворимые в воде, другие (Fe ·\ Mn’, Zn” и др.)–не растворимые в воде, но растворяющиеся в разбавленной НСl, наконец, третьи (Cu··, Pb·· H··и др.)–не растворимые ни в воде, ни в разбавленных кислотах. Поэтому, действуя на раствор смеси катионов сероводородом сначала в кислой среде, затем в слабощелочной, можно отделить рассматриваемые группы катионов друг от друга и дальше вести анализ уже в пределах каждой из них отдельно.

7) При внесении в крепкий раствор сульфида мелко растертой серы она растворяется с образованием соответствующего полисульфида (многосернистого соединения), например: (NH4 )2 S +( x– 1)S = (NH4 )2 Sx . Обычно образуется смесь полисульфидов с различным содержанием серы. По мере увеличения х цвет соединения меняется от желтого через оранжевый к красному. Интенсивно красную окраску имеет и самое богатое серой соединение этого типа– (NH4 )2 S9 . Из встречающихся в природе полисульфидов наиболее известен минерал пирит (FeS2 ), представляющий собой железную соль двусернистого водорода.

8) Если крепкий раствор полисульфида вылить в избыток раствора НСl, на дне сосуда собирается тяжелое масло, представляющее собой смесь многосернистых водородов общей формулы H2 Sx . В индивидуальном состоянии были выделены все члены ряда вплоть до Н2 S6 . Они представляют собой очень неустойчивые маслянистые желтые жидкости с резким запахом.

Сродство серы к галоидам по ряду F–Сl–Вr–J настолько быстро уменьшается, что ее йодистое производное получить вообще не удается. С остальными галоидами она более или менее легко соединяется. Из образующихся соединений наиболее интересна газообразная при обычных условиях шестифтористая сера (SF6 ). Она бесцветна, не имеет запаха и не ядовита. От других галоге–нидов серы SF6 отличается своей исключительной химической инертностью. Как газообразный изолятор, она находит применение в высоковольтных установках. Жидкая при обычных условиях хлористая сера (S2 CI2 ) используется в резиновой промышленности.

9) Некоторые свойства галоидных соединений серы сопоставлены ниже:

Большинство этих соединений образуется при непосредственном взаимодействии элементов и легко разлагается водой.

Заметное взаимодействие серы с кислородом наступает лишь при нагревании. Будучи подожжена на воздухе, она сгорает синим пламенем с образованием двуокиси по реакции:

S + O2 = SO2 + 71 ккал

Молекула O = S = O полярна (длина диполя 0,33 А). Атомы ее располагаются в углах равнобедренного треугольника с S при вершине [d(SO) = 1,43 А, а (альфа) = 120°]. Двуокись серы (иначе, сернистый газ) представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом (т. пл, –73°С, т. кип. –10°С). Растворимость его составляет при обычных условиях около 40 объемов на 1 объем воды.

Сернистый газ химически весьма активен. Характерные для него реакции можно разбить на три группы: а) протекающие без изменения валентности серы, б) связанные с ее понижением и в) идущие с ее повышением.

Процессом первого типа является прежде всего взаимодействие сернистого газа с водой, ведущее к образованию сернистой кислоты (H2 SO3 ). Последняя, будучи кислотой средней силы, вместе с тем малоустойчива. Поэтому в водном растворе сернистого газа одновременно имеют место следующие равновесия:

H2 O + SO2 < = > H2 SO4 < = > H· + HSO’3 < = > 2H· + SO’’3

Постоянное наличие значительной доли химически не связанного с водой сернистого газа обусловливает резкий запах растворов сернистой кислоты, В безводном состоянии она не выделена.

При нагревании растворов сернистой кислоты SO2 улетучивается и приведенные выше равновесия смещаются влево. Кипячением раствора можно добиться полного удаления SO2 . Напротив, при прибавлении щелочей равновесия смещаются вправо (вследствие связывания ионов Н·) и жидкость, содержащая теперь уже соответствующие соли сернистой кислоты (называемые сернистокислыми), перестает пахнуть сернистым газом.

Будучи двухосновной, сернистая кислота дает два ряда солей: средние (сульфиты) и кислые (бисульфиты). Подобно самим ионам SO’’3 и НSО’з , и те и другие, как правило, бесцветны. Бисульфиты устойчивы только в растворах, а из сульфитов обычных металлов растворимы лишь соли натрия и калия.

10) Равновесие между безводной и гидратированной формами сернистого газа в растворе определяется соотношением: [SO2 ][h3O]/[H2 SO3 ] = 16. Для сернистой кислоты (K1 = 2·10–2и К2 = 6·10–8) принимают возможность существования двух структур:

Самой кислоте и большинству ее средних солей отвечает, по–видимому, первая из них, некоторым солям (наименее активных металлов) и многим органическим производным – вторая. Последняя вероятна также для кислых солей.

11) Соли H2 SO3 получают обычно взаимодействием SO2 с гидроокисями или карбонатами металлов в водной среде. Наибольшее значение из них имеет известный только в растворе бисульфит кальция [Са(НОз)2 ], который под названием «сульфитного щелока» в громадных количествах потребляется целлюлозной промышленностью для извлечения из древесины лигнина.

При накаливании сульфитов активных металлов они около 600°С разла· гаются с образованием соответствующих солей серной и сероводородной кислот, например, пе реакции:

4K2 SO3 = 3K2 SO4 +K2 S

Процесс этот аналогичен образованию перхлоратов и хлоридов при накаливании хлоратов.

Химические процессы, сопровождающиеся понижением валентности серы, для сернистого газа сравнительно малохарактерны. Практически важно быстро идущее в присутствии катализатора (боксит) при 500 °С восстановление SO2окисью углерода:

SO2 + 2CO = 2СО2 + S

Рассматриваемый процесс находит применение для извлечения серы из отходящих газов некоторых металлургических заводов.

Другим интересным случаем является взаимодействие SO2 с сероводородом по уравнению:

SO2 + 2H2 S = 2H2 O + 3S

Реакция эта самопроизвольно протекает уже при обычных усло.–виях, однако с заметной скоростью лишь в присутствии следов (т. е. очень малых количеств) воды.

12) В присутствии больших количеств воды взаимодействие SO2 и H2 S идет весьма сложно: кроме свободной серы, образуется смесь кислот общей формулы H2 Sx O6 (где х = 3–6), называемых политионовым. Атомы серы в них непосредственно связаны друг с другом, образуя цепочку. Например, тетратионовой кислоте (H2 S4 O6 ) отвечает строение НО–SO2 –S–S–SO2 –ОН. Политионовые кислоты сравнительно неустойчивы и известны только в водном растворе (где довольно сильно диссоциированы), но некоторые их соли были выделены. Все они хорошо растворимы в воде.

13) При обработке сернистым газом водной суспензии цинка по схеме Zn + 2SO2 = ZnS2 O4 образуется цинковая соль гидросернистой кислоты (H2 S2 O4 ). Исходя из этой соли, обменным разложением могут быть получены и некоторые другие гидросульфиты. Они бесцветны, легко растворимы в воде (за исключением CaS2 O4 ) и обладают сильными восстановительными свойствами. Свободная H2 S2 O4 (K1 = 5·101, K2 = 4·10–3) крайне неустойчива – постепенно разлагается даже в разбавленных растворах и легко окисляется кислородом воздуха.

Наиболее характерны для производных четырехвалентной серы реакции, связанные с повышением ее валентности: и сама сернистая кислота и ее соли являются сильными восстановителями. Растворы их уже при стоянии на воздухе постепенно (очень медленно) присоединяют кислород:

2Na2 SO3 + О2 = 2Na2 SO4

Несравненно быстрее (практически моментально) протекает окисление сернистой кислоты и сульфитов при действии таких окислителей, как КМnО4 , Вr2 , J2 и т. п. В результате окисления образуется серная кислота или ее соль, например, по реакции:

J2 + Н2 О +Na2 SO3 = 2HJ + Na2 SO4

Наряду с кислородом сульфиты способны присоединять также серу, переходя при этом в соли серноватистой (иначе – тиосерной) кислоты по реакции, например:

Na2 SO3 + S = Na2 S2 O3

Как я в случае кислорода, присоединение серы идет медленно и для получения серноват истокислых солей (иначе – тиосульфатов) приходится реакционную смесь кипятить.

Серноватистой кислоте отвечает структурная формула:

Атомы серы в ней имеют разную валентность ( + 6 и –2). Это необходимо учитывать при составлении уравнений реакций, протекающих с участием H2 S2 O3 или ее солей.

По силе серноватистая кислота близка к серной, но сама она совершенно неустойчива (распадается на сернистую кислоту и серу). Напротив, многие ее соли (из которых известны лишь средние) вполне устойчивы. Как правило, они бесцветны и хорошо растворимы в воде. Наибольшее значение имеет Na2 S2 O3 ·5H2 O т.н. гипосульфит). Соль эта используется главным образом в фотографии и как «антихлор». Последнее применение основано на восстановительных свойствах гипосульфита, легко окисляющегося под действием хлора до серной кислоты:

Na2 S2 O3 + 4Cl2 + 5Н2 О = 2H2 SO4 + 2NaCl + 6HCl

Гипосульфит используется и в медицине (при лечении чесотки и т. д.).

14) Подобно свободному хлору, другие сильные окислители (НОСl, Вr2 и т. п.) окисляют гипосульфит до серной кислоты и ее солей. Иначе, а именно с образованием соли тетратионовой кислоты, протекает окисление гипосульфита сравнительно слабыми (или медленно действующими) окислителями, в частности иодом: J2 +2Na2 S2 O3 = > 2NaJ+Na2 S4 O6 . Реакция эта имеет большое значение для аналитической химии.

Для самого сернистого газа процессы, ведущие к повышению валентности серы, протекают значительно труднее, чем для сернистой кислоты и ее солей. Наиболее важными из подобных реакций являются взаимодействия SO2 с хлором и кислородом.

С хлором сернистый газ соединяется только на прямом солнечном свету или в присутствии катализатора (камфора) по реакции

SO2 + Сl2 = >SO2 Cl2

с образованием хлористого сульфурила (SO2 CI2 ). Последний представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом. Водой он разлагается (холодной–лишь медленно) с образованием серной и соляной кислот:

SO2 Cl2 + 2Н2 О – H2 SO4 + 2HCl

Вещество, дающее при взаимодействии с водой смесь галоидоводородной и какой–либо другой кислоты, называется галоидоангидридом последней. Хлористый сульфурил является, следовательно, хлорангидридом серной кислоты.

15) Если хлористый сульфурил (т. пл. –54 °С, т. кип. +69 °С) можно рассматривать как серную кислоту, в которой на хлор заменены оба гидроксила, то продуктом замещения только одного из них является хлорсульфоновая кислота:

Хлорсульфоновая кислота представляет собой бесцветную, дымящую на воздухе и резко пахнущую жидкость (т. пл. –80 °С, т. кип. 155 °С с разложением), бурно взаимодействующую с водой по реакции

SO2 (OH)Cl + H2 O = H2 SO4 +HCl

Получают ее обычно действием газообразного НСl на раствор SОз в серной кислоте: SO3 +HCl = SO2 (OH)Cl. Наряду с хлористым сульфурилом, хлорсульфоновая кислота находит применение при органических синтезах.

Еще труднее, чем с хлором, идет соединение SO2 с кислородом, хотя сама по себе реакция эта сильно экзотермична:

2SO2 + О2 = 2SO3 + 46 ккал

Процесс протекает только в присутствии катализаторов.

Молекула SОз имеет структуру плоского треугольника с атомом серы в центре [d(SO) = l,43 А]. При сгущении пара трехокисисеры образуется похожая на лед бесцветная масса.

Эта форма SОз при хранении медленно переходит в другую форму, которая представляет собой белые шелковистые кристаллы, около 50 °С возгоняющиеся. Обе модификации очень гигроскопичны и дымят на воздухе. Термическая диссоциация серного ангидрида (на SO2 и О2 ) становится заметной около 400 °С и протекает тем в большей степени, чем выше температура , (рис. 104).

Трехокись серы характеризуется сильными окислительными свойствами:

 

при соприкосновении с ней фосфор вос пламеняется, из йодистого калия выделяется свободный иод и т. д. С другой стороны, она является кислотным ангидридом, причем образование H2 SO4 из серного ангидрида (SO3 ) и воды сопровождается большим выделением тепла:

Н2 О + SO3 = H2 SO4 + 19 ккал

Чистая 100%–ная серная кислота (т. н. моногидрат) представляет собой бесцветную маслянистую жидкость, застывающую в кристаллическую массу при +10 °С. Реактивная концентрированная кислота имеет обычно плотность 1,84 и содержит около 95% H2 SO4 . Затвердевает она лишь ниже –20°С. Растворение концентрированной серной кислоты в воде сопровождается значительным выделением тепла.

Концентрированная серная кислота энергично притягивает влагу и поэтому часто применяется для осушения газов. От многих органических веществ, содержащих в своем составе водород – и кислород, она отнимает воду, что нередко используется в технике.

С этим же (а также с окислительными свойствами крепкой H2 SO4 связано ее разрушающее действие на растительные и животные ткани. Попавшую при работе на кожу или платье серную 1 кислоту следует тотчас же смыть большим количеством воды. Пострадавшее место полезно затем смочить разбавленным раствором Jаммиака и вновь промыть водой.

Концентрированная H2 SO4 является довольно сильным окислителем, особенно при нагревании (восстанавливается обычно до SO2 ). Например, она окисляет HJ и частично НВr (но не НСl) до свободных галоидов. Окисляются ею и многие металлы–Cu, Hg и др. (тогда как золото и платина по отношению к H2 SO4 устойчивы). Например, взаимодействие с медью идет по уравнению:

Cu + 2H2 SO4 = CuSO4 + SO2 + 2Н2 О

Практически важно то обстоятельство, что очень крепкая (выше 93%) серная кислота не действует на железо. Это позволяет перевозить ее в стальных цистернах. Напротив, разбавленная H2 SO4 легко растворяет железо с выделением водорода. Окислительные свойства для нее вовсе не характерны.

Как сильная двухосновная кислота, H2 SO4 дает два ряда солей: средние (сульфаты) и кислые (бисульфаты), причем последние в твердом состоянии выделены лишь для немногих одновалентных металлов (Na, К и др.). Большинство сернокислых солей бесцветно, хорошо кристаллизуется и легкорастворимо в воде. Из производных наиболее обычных металлов малорастворим CaSO4 , еще менее PbSO4 и практически нерастворим BaSO4 .

По отношению к нагреванию сульфаты можно подразделить на две группы. Одни из них (например, соли Na, К, Ва) не разлагаются даже при 1000 °С, другие (например, соли Cu, Al, Fe) распадаются на окисел металла и SO3 при гораздо более низких температурах. Некоторые содержащие кристаллизационную воду сульфаты иногда называют купоросами, например CuSO4 ·5Н2 О – медный купорос, FeSO4 ·7Н2 О – железный купорос.

Многие соли H2 SO4 находят широкое техническое применение. Особенно велико оно для самой серной кислоты, громадные количества которой потребляются в промышленности химической, нефтяной, металлургической и др. Ежегодная мировая выработка серной кислоты составляет свыше 30 млн. т (в пересчете на моногидрат). Выработка в СССР за 1961 г. составила 5,7 млн. т (что почти в 50 раз превышает выработку 1913 г.).

Для промышленного получения серной кислоты в настоящее время применяются два метода: нитрозный и контактный. Основным исходным продуктом и в том и в другом случае является сернистый газ, получаемый сжиганием на воздухе серы (в США) или богатого ею минерала пирита – FeS2 (в большинстве европейских стран, в том числе и СССР). Для производства используется также SO2 из отходящих газов меде– и цинкоплавильных заводов.

16) Для сжигания пирита на сернокислотных заводах пользуются специальными механическими печами. Горение его идет по уравнению:

4FeS2 +1102 = i = 2Fe2 O3 +8SO2 + 815 ккал.

Температура в печи достигает 800–900 °С.

17) Обычный исходный газ сернокислого производства содержит около 9% SO2 , 10% О2 и 80% N2 . При пользовании для обжига пирита воздухом, обогащенным кислородом, концентрация SO2 возрастает. Так, применение 45% кислорода увеличивает ее до 16%. Введение подобных газов в сернокислотное производство позволяет резко повысить его производительность.

Нитрозный метод получения H2 SO4 был впервые применен в середине XVIII века. Его химическая сущность может быть выражена следующими реакциями:

I) SO2 + Н2 О + NO2 = >H2 SO4 + NO

II) 2NO + О2 = >2NO2

Из первого уравнения видно, что являющаяся окислителем двуокись азота (NO2 ) восстанавливается до окиси азота (NO), a последняя при взаимодействии с кислородом воздуха по второму уравнению вновь превращается в двуокись. Таким образом, NO играет роль переносчика кислорода, т. е. является по существу катализатором реакции окисления SO2кислородом воздуха.

До 20–х годов текущего века процесс получения серной кислоты нитрозным методом проводился в больших свинцовых камерах (камерный способ). В настоящее время он осуществляется в специальных башнях (башенный способ). Получаемая по башенному способу кислота, как правило, содержит 76% H2 SO4 . Обычно она несколько загрязнена различными примесями. Основным потребителем этой кислоты является промышленность минеральных удобрений.

18) Принципиальная схема башенного способа получения H2 SO4 показана на рис. 105. Башни выкладываются из кислотоупорных керамических плит с наружным кожухом из листовой стали. Внутри они неплотно заполнены насадкой из кислотоупорной керамики. Поступающий из печи для сжигания пирита А газ освобождается от пыли в электрофильтре Б и затем подается в продукционные башни В и Г, где встречается со стекающей сверху «нитрозой», т. е. раствором окислов азота в крепкой серной кислоте. Раствор этот характеризуется следующими равновесиями:

NO + NO2 + 2H2 SO4 < = > N2 O3 + 2H2 SO4 < = > 2SO2 (OH)ONO + H2 O

Таким образом, нитроза содержит окислы азота и химически связанные (в виде SO2 (OH)ONO – т. н. нигрозилсерной кислоты) и просто растворенные. Следует отметить, что окисление SO2 осуществляется только последними. При нагревании приведенные равновесия смещаются влево, при охлаждении – вправо.

В продукционных башнях, куда поступает горячий газ (и подается также вода), нитрозилсерная кислота полностью разлагается и происходит окисление практически всего вводимого сернистого газа. Готовая продукция отбирается из первой башни (В). В поглотительных башнях Д и Е происходит улавливание окислов азота с образованием нитрозы, вновь подаваемой затем в продукцион–’ные башни. Выхлопные газы (свободный азот и др.) удаляются через верхнюю часть последней поглотительной башни Е, Движение газов в системе поддерживается при помощи мощного вентилятора. Для компенсации некоторой потери окислов азота в продукционные башни вводится азотная кислота.

Другой современный метод получения серной кислоты – контактный– освоен промышленностью лишь в конце прошлого столетия. Основой его является упоминавшаяся выше реакция:

2SO2 + О2 = >2SO3 + 46 ккал

В присутствии платинового катализатора она около 400°С протекает слева направо практически нацело. Образующийся SO3 улавливают крепкой серной кислотой (которую затем разбавляют до нужной концентрации). Стоимость производства по контактному способу несколько выше, чем по нитрозному, зато серная кислота получается сколь угодно крепкой и очень чистой. Последнее качество обусловлено тщательной предварительной очисткой образующихся при сжигании пирита газов, что необходимо для обеспечения нормальной работы катализатора. Основными потребителями контактной серной кислоты являются различные химические производства и нефтепромышленность (для очистки нефтепродуктов).

19) Принципиальная схема получения серной кислоты контактным способом показана на рис. 106. Образующиеся в печи А газы последовательно проходят через сухой электрофильтр Б, увлажнительную башню В, влажный электрофильтр Г, осушительную башню Д, содержащий катализатор контактный аппарат Е и поглотительную башню Ж. Из нижней части последней отбирается полученный олеум, а из верхней удаляются выхлопные газы (азот и др. ). Большинство контактных заводов работает в настоящее время не с платиновым, а с более дешевыми ванадиевыми катализаторами (V2 O5 с различными добавками.

Растворы SОз в серной кислоте дымят на воздухе вследствие выделения паров серного ангидрида. Поэтому содержащая растворенный SO3серная кислота называется «дымящей» (иначе – «олеумом»). Так как H2 SO4 растворяет серный ангидрид в любых соотношениях, выражаемый формулой H2 SO4 ·xSO3 , состав олеума может быть различным. При х = 1 образуются бесцветные кристаллы пиросерной кислоты (H2 S2 O7 ), строение которой может быть сокращенно выражено формулой; НО–SO2 –О–SO2 –ОН.

Пиросерная кислота (т. пл. 35 °С) используется в производстве различных органических веществ. Соли ее (пиросернокислые, или пиросульфаты) могут быть получены нагреванием соответствующих бисульфатов, например, по реакции:

2KHSO4 = H2 O + K2 S2 O7

Они представляют собой бесцветные кристаллические вещества, под действием воды переходящие обратно в бисульфаты.

Если крепкий раствор бисульфата калия подвергнуть электролизу, то на катоде происходит выделение водорода и накопление КОН, а на аноде по схеме

2HSO’4 – 2e = > H2 S2 O8

образуется надсерная кислота. Получающийся в результате последующей нейтрализации K2 S2 O8 (н ад сер но кислый калий, или персульфат калия) малорастворим и поэтому осаждается в виде бесцветных кристаллов. Большинство других солей надсерной кислоты легкорастворимо в воде. Все персульфаты являются сильными окислителями. Например, медь медленно взаимодействует с K2 S2 O8 по уравнению:

Cu + K2 S2 O8 = CuSO4 + K2 SO4

Свободная надсерная кислота представляет собой бесцветные кристаллы, плавящиеся при 65°С (с разложением). Она обладает очень сильными окислительными свойствами и при соприкосновении обугливает не только бумагу, сахар и т. п., но и пара–строение надсерной кислоты выражается формулой HO–SO2 –О–О–SO2 –ОН, т. е. она содержит перекисную цепочку.

Пространственная структура отвечающего ей иона S2 O82–оказана на рис. 107. Каждая половина этого рисунка в отдельности соответствует строению сульфат–иона.

20) При взаимодействии H2 S2 O8 с концентрированной перекисью водорода по уравнению

H2 S2 O8 + H2 O2 = 2H2 SO5 образуется мононадсерная кислота, по своему строению отвечающая серной кислоте, в которой один гидроксил замещен на группу ООН. Она представляет собой бесцветные кристаллы (т. пл. 45°С с разложением). Мононадсерная кислота является еще более сильным окислителе м, чем надсерная, и взаимодействие ее с многими органическими веществами (например, бензолом) сопровождается взрывом. Соли H2 SO5 малоустойчивы. В них она фигурирует, как одноосновная кислота.

Еще по теме:

Сера хорошо проводит тепло? – Restaurantnorman.com

Сера хорошо проводит тепло?

Никакая сера не может проводить тепло и электричество. Сера не металл. Он обладает свойствами плохого проводника как тепла, так и электричества. Он слабый, тупой и легко ломается.

Является ли сера электрическим проводником?

Сера является неметаллом и не имеет свободных электронов для проведения электричества, следовательно, сера является плохим проводником электричества.

Что такое горящая сера?

Сера сжигается или испаряется для борьбы с грибком, клещами или насекомыми. Когда сера сгорает, она превращается в газ, называемый двуокисью серы. Газ может смешиваться с влагой на растениях с образованием кислоты, которая может повредить листья растений.

Почему горит сера?

Возможно, вы знакомы с выражением «огонь и сера» — сера представляет собой горящую серу. При горении серы образуется диоксид серы (SO2), который при контакте с водой превращается в сернистую кислоту (h3SO3).Это означает, что он может быть смертельным, если вы вдохнете его в очень влажные легкие.

Что происходит при нагревании серы?

В следующей демонстрации небольшое количество серы помещается в ложку для дефлаграции, нагревается в горелке Бунзена до тех пор, пока она не начнет гореть, а затем опускается в сосуд с чистым кислородом. Затем сера вспыхивает гораздо более ярким голубым пламенем и, в конце концов, начинает выделять пары двуокиси и триоксида серы.

Когда железо и сера нагреваются при высоких температурах?

Ответ: Когда железо и сера нагреваются вместе, они реагируют друг с другом с образованием сульфида железа.В ходе этой реакции железо отдает два электрона сере. они будут реагировать друг на друга.

Почему после сильного нагрева трудно разделить железо и серу?

Ответ: 1. нагревание смеси до очень высокой температуры позволяет молекулам железа химически реагировать с молекулами серы с образованием нового соединения, т.е. сульфида железа (FeS), и это новое соединение не проявляет магнетизм, как молекула железа. .

Как мы можем разделить железо и серу?

Хроматография.Подсказка: смесь железа и серы можно легко разделить. Это потому, что между серой и железом нет химических связей. Железо является магнитным и поэтому легко удаляется из серы.

Является ли сера магнитной?

Железо является магнитным и притягивается к магниту, тогда как сера, будучи немагнитной, не притягивается к магниту.

Является ли сера магнитной да или нет?

Это потому, что железные опилки притягиваются к магниту, а сера – нет.

Сера – Тепловые свойства – Температура плавления – Теплопроводность

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт/м·К . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье  применим ко всей материи, независимо от ее состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. Всего:

Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно мы можем написать k = k (T) . Аналогичные определения связаны с теплопроводностями в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

Теплопроводность металлов

Перенос тепловой энергии в твердых телах обычно может быть обусловлен двумя эффектами:

  • миграция свободных электронов
  • решеточные колебательные волны (фононы)

Когда электроны и фононы переносят тепловую энергию, приводящую к теплопроводности в твердом теле, теплопроводность может быть выражена как:

k = k e  + k ph

Металлы  являются твердыми телами и поэтому обладают кристаллической структурой, в которой ионы (ядра с окружающими их оболочками остовных электронов) занимают трансляционно эквивалентные положения в кристаллической решетке. Металлы обычно имеют высокую электропроводность , высокую теплопроводность и высокую плотность. Соответственно, транспорт тепловой энергии может быть обусловлен двумя эффектами:

  • миграция свободных электронов
  • решетчатых колебательных волн (фононов).

Когда электроны и фононы переносят тепловую энергию, приводящую к теплопроводности в твердом теле, теплопроводность может быть выражена как:

k = k e  + k ph

Уникальной особенностью металлов с точки зрения их структуры является наличие носителей заряда, в частности электронов .Электрическая и теплопроводность металлов обусловлена ​​ тем фактом, что их внешние электроны делокализованы . Их вклад в теплопроводность обозначается как электронная теплопроводность , k e . Фактически, в чистых металлах, таких как золото, серебро, медь и алюминий, тепловой ток, связанный с потоком электронов, намного превышает небольшой вклад, обусловленный потоком фононов. Напротив, для сплавов вклад k ph в k больше не является незначительным.

Теплопроводность неметаллов

Для неметаллических твердых тел , k  определяется в первую очередь k ph , которое увеличивается по мере уменьшения частоты взаимодействий между атомами и решеткой. Фактически, решеточная теплопроводность является доминирующим механизмом теплопроводности в неметаллах, если не единственным. В твердых телах атомы колеблются вокруг своих положений равновесия (кристаллическая решетка). Колебания атомов не независимы друг от друга, а довольно сильно связаны с соседними атомами.Регулярность расположения решетки оказывает важное влияние на k ph , при этом кристаллические (хорошо упорядоченные) материалы, такие как кварц , имеют более высокую теплопроводность, чем аморфные материалы, такие как стекло. При достаточно высоких температурах k ph ∝ 1/T.

квантов колебательного поля кристалла называются « фононами ». Фонон — это коллективное возбуждение в периодическом упругом расположении атомов или молекул в конденсированных средах, таких как твердые тела и некоторые жидкости.Фононы играют важную роль во многих физических свойствах конденсированного вещества, таких как теплопроводность и электропроводность. Фактически, для кристаллических неметаллических твердых тел, таких как алмаз, k ph  может быть довольно большим, превышая значения k, связанные с хорошими проводниками, такими как алюминий. В частности, алмаз обладает самой высокой твердостью и теплопроводностью (k = 1000 Вт/м·К) среди всех объемных материалов.

Теплопроводность жидкостей и газов

В физике жидкость — это вещество, которое постоянно деформируется (течет) под действием приложенного напряжения сдвига. Жидкости  являются подмножеством фаз материи и включают жидкости , газы , плазму и, в некоторой степени, пластичные твердые тела. Поскольку межмолекулярное расстояние намного больше, а движение молекул более хаотично для жидкого состояния, чем для твердого состояния, перенос тепловой энергии менее эффективен. Следовательно, теплопроводность газов и жидкостей обычно меньше, чем у твердых тел. В жидкостях теплопроводность обусловлена ​​атомной или молекулярной диффузией.В газах теплопроводность обусловлена ​​диффузией молекул с более высокого энергетического уровня на более низкий уровень.

Теплопроводность газов

Влияние температуры, давления и химических соединений на теплопроводность газа можно объяснить с точки зрения кинетической теории газов . Воздух и другие газы обычно являются хорошими изоляторами при отсутствии конвекции. Следовательно, многие изоляционные материалы (например, полистирол) функционируют просто благодаря большому количеству заполненных газом карманов , которые предотвращают крупномасштабную конвекцию .Чередование газового кармана и твердого материала приводит к тому, что тепло должно передаваться через множество поверхностей раздела, что приводит к быстрому снижению коэффициента теплопередачи.

Теплопроводность газов прямо пропорциональна плотности газа, средней молекулярной скорости и особенно средней длине свободного пробега молекулы. Длина свободного пробега также зависит от диаметра молекулы, при этом более крупные молекулы с большей вероятностью столкнутся, чем мелкие молекулы, что представляет собой среднее расстояние, пройденное энергоносителем (молекулой) до столкновения.Легкие газы, такие как водород и гелий , обычно имеют высокую теплопроводность . Плотные газы, такие как ксенон и дихлордифторметан, обладают низкой теплопроводностью.

В общем случае теплопроводность газов увеличивается с повышением температуры.

Теплопроводность жидкостей

Как уже писалось, в жидкостях теплопроводность обусловлена ​​атомной или молекулярной диффузией, но физические механизмы объяснения теплопроводности жидкостей изучены недостаточно.Жидкости, как правило, обладают лучшей теплопроводностью, чем газы, а способность течь делает жидкость подходящей для отвода избыточного тепла от механических компонентов. Тепло можно отводить, пропуская жидкость через теплообменник. Теплоносители, используемые в ядерных реакторах, включают воду или жидкие металлы, такие как натрий или свинец.

Теплопроводность неметаллических жидкостей обычно уменьшается с повышением температуры.

Была ли сера хорошим проводником электричества?

Вопрос задан: Джуди Шамбергер-мл.
Оценка: 5/5 (49 голосов)

Сера является неметаллом, поскольку она соответствует трем физическим свойствам, перечисленным для неметаллов. … Это плохой проводник тепла и электричества, потому что электроны не могут свободно двигаться.

Проводит ли сера электрический ток?

Фосфор, сера, хлор и аргон

Остальные элементы периода 3 не проводят электричество . У них нет свободных электронов, которые могут перемещаться и переносить заряд с места на место.

Что было лучшим проводником электричества?

Какой металл является лучшим проводником электричества?

  • Серебро. Лучшим проводником электричества является чистое серебро, но неудивительно, что это не один из наиболее часто используемых металлов для проведения электричества. …
  • Медь. Одним из наиболее часто используемых металлов для проведения электричества является медь. …
  • Алюминий.

Является ли сера лучшим проводником, чем медь?

Некоторые элементы являются хорошими проводниками из-за «рыхлости», с которой удерживаются внешние электроны.Другие – очень плохие проводники – их электроны удерживаются плотно и не “текут”. Медь – хороший проводник, сера не из-за того, как сильно их внешние электроны удерживаются на месте.

Какой проводник электричества номер 1?

Серебро является лучшим проводником электричества, поскольку оно содержит большее количество подвижных атомов (свободных электронов). Чтобы материал был хорошим проводником, электричество, проходящее через него, должно перемещать электроны; чем больше в металле свободных электронов, тем больше его проводимость.

Найдено 32 похожих вопроса

Какие 5 хороших проводников?

Проводники:

  • серебро.
  • медь.
  • Золото
  • .
  • алюминий.
  • железо
  • .
  • сталь
  • .
  • латунь.
  • бронза.

Является ли золото лучшим проводником электричества?

Золото используется в качестве контактного металла в электронной промышленности, так как оно является хорошим проводником как электричества, так и тепла …. Золотая проволока Золото пластично: его можно вытянуть в тончайшую проволоку.

Какой металл является самым плохим проводником электричества?

Висмут и вольфрам — два металла, плохо проводящие электричество.

Какой металл является лучшим проводником тепла?

Металлы с лучшей теплопроводностью

  • Серебро.Серебро — один из лучших металлов для проведения тепла, потому что оно действует как мощный отражатель. …
  • Медь. Медь — еще один хороший проводник тепла, поскольку она быстро поглощает тепло и удерживает его в течение длительного периода времени. …
  • Алюминий. …
  • Латунь.

Какой металл является самым проводящим?

Серебро обладает самой высокой электропроводностью среди всех металлов.Фактически серебро определяет проводимость — с ним сравнивают все остальные металлы. По шкале от 0 до 100 серебро занимает 100 место, медь — 97, а золото — 76.

Является ли тело человека хорошим проводником электричества?

Тело — это всего лишь одна большая машина, полная схем и электричества. Поскольку практически 70% тела состоит из воды, она считается в среднем хорошим проводником электричества.

Какой плохой проводник?

Материалы, плохо проводящие электричество, называются изоляторами . Некоторыми примерами являются дерево, стекло, пластмассы, неметаллические элементы, которые представляют собой полимеры углеводородов.

Является ли нержавеющая сталь хорошим проводником электричества?

Серебро

— отличный проводник тепла, а нержавеющая сталь — плохой проводник .На самом деле серебро в два раза лучше в качестве проводника, чем алюминий, и почти в 10 раз лучше в качестве проводника, чем низкоуглеродистая сталь. Медь и золото — единственные металлы, близкие по теплопроводности к серебру.

Проводит ли сера электричество воду?

Чистая сера представляет собой безвкусное, без запаха, хрупкое твердое вещество бледно-желтого цвета, плохой проводник электричества и нерастворимая в воде….

Может ли h3SO4 проводить электричество?

Поскольку серная кислота является сильным электролитом. он может распадаться на свободные подвижные ионы, которые могут проводить электричество но спирт не является электролитом, он не может распадаться на ионы, проводящие электричество.

Является ли Si проводником?

Кремний является полупроводником, а это означает, что он проводит электричество .Однако, в отличие от обычного металла, кремний лучше проводит электричество при повышении температуры (у металлов ухудшается проводимость при более высоких температурах).

Является ли алмаз хорошим проводником тепла?

В отличие от большинства электрических изоляторов алмаз является хорошим проводником тепла из-за сильной ковалентной связи и низкого рассеяния фононов. Измеренная теплопроводность природного алмаза составила около 2200 Вт/(м·К), что в пять раз больше, чем у серебра, самого теплопроводного металла.

Является ли титан плохим проводником электричества?

Титан не является хорошим проводником электричества. Если считать проводимость меди равной 100 %, то титан будет иметь проводимость 3,1 %. … Электрическое сопротивление – это сопротивление материала потоку электронов. Поскольку титан является плохим проводником , из этого следует, что он является хорошим резистором.

Является ли медь лучшим проводником электричества?

Причина, по которой медь используется в качестве электропроводки, заключается в том, что она обладает одной из самых высоких электропроводностей среди металлов.Следовательно, медь является хорошим проводником электричества , поэтому вариант (А) правильный.

Какой материал имеет самое высокое электрическое сопротивление?

Материал с самым высоким электрическим сопротивлением — серебро . После серебра медь и золото являются материалами, имеющими наибольшее электрическое сопротивление.

Почему золото не используется для электрических проводов?

Золото не используется для изготовления электрических проводов , потому что оно слишком редкое и слишком дорогое, чем медь .Серебро и медь используются для изготовления проводов. … Но золото слишком дороже этих двух. Так что итоговая стоимость провода будет велика.

Что лучше проводит электричество золото или медь?

Медь является отличным проводником электричества; он экономичен и его легко приобрести, поэтому это наиболее распространенный металл, используемый в электропроводке. … Лучшими проводниками часто являются такие металлы, как серебро, золото, железо и т. д.Медь является лучшим проводником, чем золото.

Почему золото хорошо проводит тепло и электричество?

В металлах есть свободные электроны, что облегчает передачу энергии. Таким образом, металлы являются хорошими проводниками тепла . Золото, ртуть, свинец и сплавы — все они являются хорошими проводниками тепла.

Какие 4 примера изоляторов?

Примеры изоляторов включают пластик, пенополистирол, бумагу, резину, стекло и сухой воздух .

Какие бывают 3 типа проводников?

Многие материалы используются для передачи электрической энергии, но чаще всего в качестве типов проводников используются медь , сталь с медным покрытием, высокопрочные медные сплавы и алюминий .

Физические свойства серы

Физические свойства серы в твердом состоянии не проводят заметного электричества и поэтому образуют удобный изолирующий материал для некоторых целей, хотя чаще ее используют только в качестве ингредиента изолирующих составов или смесей.При трении сера заряжается отрицательно, а под действием излучения радия заряжается положительно. Расплавленная сера в значительной степени проводит электричество, хотя примеси могут частично способствовать этому характерному поведению.5 Электропроводность жидкости увеличивается до максимума примерно при 160°С, падает до минимума примерно при 185°С, а затем увеличивается. Удельное сопротивление при 163°С составляет приблизительно 7,5×10 10 Ом. Диэлектрическая проницаемость твердой серы примерно равна 2.7, хотя изменения происходят в зависимости от оси, вдоль которой производится измерение. Для жидкости, переохлажденной между 150° и 95°С, выполняется закон Клаузиуса-Моссотти. Сера диамагнитна.

Из-за низкой теплопроводности твердая сера легко разрушается при нагревании, причем неравномерного расширения, вызванного теплотой руки, достаточно, чтобы вызвать слышимый звук треска. Приведены следующие значения теплопроводности серы в диапазоне температур от 20° до 210°С.были получены:

9040 9040 9040010109
Форма. Температура, °С Теплопроводность.
9 20
40
60410 60410
80409 0,00055
Romombic 95 точка перехода 0,00054
Моноклинная 100 0.00037 до 0,00040
Plastic 20 0,0002
(M.pt.) 0,00031
жидкость 120 0,00031
Liquid 140 0,00032
Жидкость 160 – Область перехода 0,00033
Жидкость 09 – Область перехода 1600033
жидкость 170 – регион переходной точки
0410
210

Латентное тепло слияния твердой серы зависит от различных аллотропных форм и от температуры; она самая низкая для октаэдрической серы; на него также влияет доля нерастворимой серы (γ- или μ-) в исходном твердом веществе и в образовавшейся жидкости.При электрическом нагреве до точки плавления скрытая теплота плавления моноклинной серы оказалась равной 8,85 г-кал. за грамм.

Скрытая теплота испарения серы (с точностью до 2 процентов) равна 79. скорость охлаждения и температура начала кристаллизации. Иногда кристаллизация происходит ритмично, что приводит к появлению кольцеобразного вида в структуре твердой массы.Утверждается, что кристаллизация переохлажденной расплавленной серы ускоряется под действием излучения радия, вероятно, β-лучей.

В расплавленном состоянии плотность серы зависит только от температуры при условии, что достигнуто состояние равновесия между λ-серой и μ-серой; при 113°С плотность составляет 1,811, затем значение несколько возрастает примерно до 160°С, а затем неуклонно падает до 1,480 при 446°С. Несколько исследователей измеряли коэффициент расширения, но из-за сложностей вносимые постепенной перестройкой равновесия при новых температурах, результаты не совсем согласуются между собой, хотя и дают подтверждающие доказательства существования равновесия.Средняя удельная теплоемкость подвижной серы 0,220, вязкой серы 0,290.

Уже упоминались заметные изменения вязкости расплавленной серы. Определенные измерения были сделаны при ряде температур методом вращающихся цилиндров, и было обнаружено, что воздействие воздуха на жидкость, особенно при температуре ниже 160°С, оказывает заметное влияние на вязкость начиная со 160°С и выше. . Вязкость очищенной (дважды перегнанной, но не дегазированной) серы имеет значение при 123°С.0,1094 C.G.S. единицы; оно падает до минимума 0,0709 при 150°С, постепенно повышается примерно до 159°С, затем быстро возрастает выше этой температуры; однако точная точка перехода не наблюдается. Максимум для очищенной неэкспонированной (безгазовой) серы приходится примерно на 200°C и имеет значение 215 C.G.S. единицы. Для очищенной (не дегазированной) серы после длительного пребывания на воздухе максимум приходится на около 190°С и может иметь значение до 800 сГС. единицы. Такая высокая вязкость, по-видимому, возникает из-за примесей, главным из которых является серная кислота, образующихся в результате воздействия воздуха; заметное влияние оказывают также диоксид серы и аммиак в растворе.

Поверхностное натяжение жидкой серы было определено при различных температурах несколькими исследователями, результаты которых, однако, расходятся. Келлас, не соглашаясь с данными более ранних исследователей, утверждает, что поверхностное натяжение серы непрерывно падает от точки плавления до точки кипения, и дает следующие значения: . 156 °С 56,38 дин на см. 280 °C 48,2 дин на см. 445 °С 39,4 дин на см.

Хотя сера создает заметное давление паров при обычной и слегка повышенной температурах, точка кипения достигается только при 444,60°С (при 760 мм). Эта температура является определенной константой и позволяет использовать серу в качестве растворителя для эбуллиоскопического определения молекулярной массы, причем следующие «молекулярные формулы» были определены экспериментально для соответствующих элементов, растворенных в сере: Se 2.4 , Te 1,3 , As 1,0 и Sb 1,2 . Температура кипения (£) при различных давлениях может быть получена из уравнения:

t = 444,60 + 0,0910(р-760) – 0,000049(р-760).

Был исследован показатель преломления жидкой серы, и было обнаружено, что он уменьшается до 160°C, а затем увеличивается выше этой температуры. Что касается спектра серы, то наиболее стойкие линии в эмиссионных спектрах имеют следующие длины волн (Å): 1807.4, 1820.5, 1826.4, 4694.2, 4695.5, 4696.3, 9212.8, 9228.2, 9237.7.

При испарении серы в охлажденном водородном пламени или при пропускании слабых электрических искр через пар, содержащийся в трубке Гейсслера, получается полосчатый спектр, состоящий из серии полос, резких в фиолетовой части, но затухающих в красную и расширяющихся прямо через видимую область.

Изменения в спектре поглощения паров серы в диапазоне от 400° до 1200°С уже упоминались.В ультрафиолетовой области исследовался спектр в диапазоне температур от 100 до 1000°С при низких давлениях (0,5-53 мм) с использованием непрерывной искры под водой в качестве фона. Ниже 250°С непрерывное поглощение происходит между 2700 и 2300 Å, но при более высоких температурах, когда появляются молекулы S 2 , и менее 0,5 мм. давления появляется полоса спектра между 2927 и 2713 Å, которая с повышением температуры продолжает расширяться, пока не охватит область 3700–2475 Å.Затем он состоит из трех отдельных наборов полос, а именно:

  1. от 3700 до 2794 Å, полосы тонкой структуры;
  2. от 2794 до 2592 Å, узкие полосы без тонкой структуры;
  3. 2592–2475 Å, широкие непрерывные полосы.

Имеется полоса максимума поглощения при 2750 Å.

Спектр флуоресценции паров серы при возбуждении светом ртутной дуги дает ряд полос, простирающихся по всей видимой области.

Поглощение света тонкими слоями серы (0.3 мм) при 0°С является непрерывным от ультрафиолетового до 4080 А и расширяется еще на 20 А в сторону красного на каждые 10° повышения температуры до 300°С, без разрывов, которые могли бы быть ожидается, наблюдаемое при температуре около 160°C.

Было исследовано поглощение ультрафиолетового света коллоидными растворами серы, и было обнаружено, что оно зависит от размера коллоидной частицы, приближаясь к пределу, соответствующему количеству поглощается молекулярным раствором серы в спирте.

G:\IAC\IRCYCLE_XML\Manuscpt\Hold_IAC_ACIN\pdf\T326A00070

%PDF-1.6 % 84 0 объект >/Контуры 107 0 R/Метаданные 81 0 R/AcroForm 86 0 R/Страницы 78 0 R/OpenAction 85 0 R/StructTreeRoot 1064 0 R/Тип/Каталог>> эндообъект 107 0 объект > эндообъект 81 0 объект >поток Acrobat Distiller 5.0.5 (Windows)2009-10-27T12:43:53Z2010-06-15T14:34:12-05:002010-06-15T14:34:12-05:00PScript5.dll Версия 5.2application/pdf

  • BWALKER
  • G:\IAC\IRCYCLE_XML\Manuscpt\Hold_IAC_ACIN\pdf\T326A00070
  • UUID: c0bbd83f-2c04-4c9d-9359-0a42ecb87aa0uuid: c5370518-0bb6-49a6-bcb7-eb08c4c9b094 конечный поток эндообъект 86 0 объект >/Кодировка>>>>> эндообъект 78 0 объект > эндообъект 85 0 объект > эндообъект 1064 0 объект > эндообъект 1128 0 объект > эндообъект 1129 0 объект > эндообъект 1130 0 объект > эндообъект 1151 0 объект > эндообъект 1188 0 объект > эндообъект 1131 0 объект > эндообъект 1176 0 объект >>>1184 0 R>]/P 1173 0 R/S/Нормальный/Pg 1169 0 R>> эндообъект 1184 0 объект > эндообъект 1186 0 объект > эндообъект 1187 0 объект > эндообъект 1173 0 объект > эндообъект 1152 0 объект >/ColorSpace>/Font>/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/ExtGState>>>/Type/Page>> эндообъект 1216 0 объект > эндообъект 1159 0 объект >поток HTA0sI ,.qIș’M4aq7Ser MsGce)Bloj”sZǹ

    Изготовление электрокаталитических и термостойких самонесущих электродов для высокоэффективных литий-серных аккумуляторов

    Изготовление, конструкция и состав [email protected]

    2 – Электрод CNA

    Изготовление процесс гибкого композита [email protected] 2 –CNA был проиллюстрирован на рис. всех образцов, извлекая выгоду из мягкости коммерческой пены меламина (MF).Поскольку MF богат большим количеством элемента N, из MF можно легко получить трехмерный скелет пеноуглерода (NCF), легированного азотом, с высоким содержанием N, составляющим 5,16 мас.%, после обработки карбонизацией, о чем свидетельствуют изображения картирования элементов EDX (рис. S1). . Морфологию и микроструктуру дополнительно исследовали с помощью СЭМ. MF демонстрировал непрерывно трехмерный взаимосвязанный каркас с гладкой поверхностью и размером пустот от 50 до 300 мкм, как показано на рис. 1c1, d1. Для улучшения шероховатости поверхности и проводимости МФ погружали в суспензионный раствор УНТ для получения УНТ, который после термической поликонденсации проявляет значительную объемную усадку.Как показано на рис. 1c2, d2, полученный CTNF хорошо сохранил архитектуру трехмерного пористого углеродного скелета с достойной структурной гибкостью и надежностью. Обратите внимание, что форма нанолистов MOF зависит от процесса самосборки, которые были сформированы в результате взаимодействия между ионами металлов и органическими лигандами. Следовательно, ZIF-67 (рис. S2) был равномерно загружен на поверхность CTNF, которые служили реакционными центрами для роста ZIF-67 в процессе самосборки. Успешный рост массивов нанолистьев ZIF-67 на CTNF был дополнительно подтвержден обнаружением пиков XRD [email protected] (рис.С3). Впоследствии, путем термического восстановления и вулканизации, CoS 2 –CNA были внедрены в скелет CTNF ([email protected] 2 –CNA), который обладает структурой взаимосвязанной трехмерной сети, закрепленной листовидным наномассивом, как показано на рис. 1c–d. Свежеприготовленный [email protected] 2 –CNA с содержанием N 4,47 мас.% (рис. S4) обладает выдающейся гибкостью и механической прочностью, что делает его хорошо подходящим для использования в качестве отдельно стоящего электрода без проводящих агентов и дополнительных связующих.

    Рис. 1

    а 1 а 4 Схема процесса синтеза 2 –[email protected] 9008; Цифровые фотографии: B 1 3 MF, B 2 CTNF, B 3 CTNF @ CO-CNA,

    2 B 4 CTNF @ COS 2 –ЦНА; SEM Изображения (C 1 , D 1 ) MF, ( C 2 , D

    2 2
    ) CTNF, ( C 3 , D 3 ) CTNF @ CO-CNA, а ( C 4 , D 4 ) CTNF @ COS 2 -CNA

    Для сравнения с [email protected] 2 –CNA, чистый CTNF и [email protected]–CNA были также приготовлены в качестве контрольных образцов.Фазовый и структурный анализы этих образцов были подтверждены методом XRD. Как показано на рис. 2а, отчетливый пик при  ~ 25°, соответствующий дифракции для плоскости (002) графита, присутствовал во всех образцах, что свидетельствует о высокой графитовой структуре из-за высокой проводимости УНТ и функции графитизации металлический кобальт. Кроме того, [email protected] показал типичную дифракционную картину, характерную для наночастиц кобальта (JCPDS № 15-0806). Более того, дифракционные пики достигаются при значениях 2θ, равных 29.04°, 32.46°, 36.21°, 46.19° и 54.91° четко выявляются на паттерне [email protected] 2 –CNA, которые соответствуют (111), (200), (210), (220 ) и (311) кристаллические плоскости сульфида кобальта (JCPDS No. 41-1471) соответственно. Показано, что CoS 2 были успешно изготовлены с помощью простого метода самостоятельной сборки. Кроме того, были собраны спектры комбинационного рассеяния света для более глубокого изучения состава и степени графитизации материалов. Как изображено на рис.2b два замечательных пика расположены по отдельности при 1357 и 1591 см -1 , которые могут быть отнесены к дефектному/неупорядоченному углероду (полоса D) и графитовому углероду (полоса G) соответственно [36]. Отношение интенсивностей пиков ( I D / I G ) [email protected] 2 –CNA (0,699) намного меньше, чем у [email protected]–CNA (0,734) и CTNF (0,855). , демонстрируя, что [email protected] 2 –CNA имеет более высокую степень упорядоченности углеродной структуры, чем другие. Кроме того, трехмерный углеродный скелет [email protected] 2 -CNA с высоким содержанием графита, получающий выгоду от образования наномассивов CoS 2 /углерода, также оказывает положительное влияние на общую электропроводность (таблица S1), что, как ожидается, будет иметь положительный эффект. на эффективные пути переноса электронов/ионов, что приводит к улучшению электрохимических свойств.Более того, проводимость [email protected] 2 –CNA даже лучше, чем у большинства катодов на основе серы, о которых сообщалось ранее (таблица S2).

    Рис. 2

    a Рентгенограммы и b Рамановские спектры CTNF, [email protected]–CNA и [email protected] 2 –CNA. c Обзорные спектры XPS [email protected] 2 –CNA. Спектры РФЭС высокого разрешения на d N 1 s , e Co 2 p и f S 2 p областей [email protected] 2 –005 904 композита химического компонента [email protected] 2 – CNA анализировали методом XPS.Спектры обзора XPS (рис. 2c) отчетливо подтвердили сосуществование элементов C, N, Co и S. Спектр высокого разрешения N 1 s (рис. 2d) визуализирует существование двух форм частиц N соответственно: пиридиновой-N (399,81 эВ) и пирролевой-N (401,56 эВ) [37]. Существование пиридинового азота способно еще больше повысить электронную проводимость за счет создания различных активных центров в костюме, которые также могут адсорбировать положительно заряженный литий в полисульфидах, что приводит к эффективному захвату полисульфидов лития [38].В случае деконволюции спектра пика Co 2 p 3/2 (рис. 2д) два сильных пика при 779,2 и 794,5 эВ получены из 1/2 спин-орбитальных линий CoS 2 соответственно, что указывает на сосуществование Co 2+ и Co 3+ в композите [email protected] 2 –CNA. А пик, расположенный при 781,1 эВ, может быть обусловлен ионом Co 2 p связи Co–S. Кроме того, еще две вершины расположены на отметке 784.4 и 802,4 эВ, отнесенные к сателлитным пикам (обозначенным как «Sat»), которые могут быть отнесены к иону Co 2 p связи Co–O [39, 40]. В случае спектра S 2 p (рис. 2f) два пика, расположенные при 168,53 и 169,69 эВ, были отнесены к S 2 p 3/2 и S 2 p 1/2 соответственно. Значение расщепления энергии 1,16 эВ между пиками S 2 p 3/2 и S 2 p 1/2 можно отнести к 2 p 3/2 и 8 2 p . 1/2 основные уровни S 2− соответственно, главным образом возникающие из CoS 2 .Все вышеперечисленные результаты свидетельствуют об успешном приготовлении [email protected] 2 –CNA для гибких самонесущих электродных материалов.

    Подробная структура [email protected] 2 –CNA была дополнительно проверена с помощью ПЭМ. Изображение ПЭМ с малым увеличением, представленное на рис. 3а, ясно показало, что CoS 2 -CNA, полученный из MOF, имеет конфигурацию листообразных наночешуек. Интересно, что УНТ диаметром 58 нм, переплетающиеся с нанолистом, также можно четко наблюдать, что указывает на то, что нанолист CoS 2 /углерод хорошо прикреплялся к УНТ CTNF, хотя и после ультразвуковой обработки во время подготовки к измерению ПЭМ.Типичное изображение HRTEM, полученное из выбранной области CoS 2 / углеродного нанолиста, показало период решетки 0,319 нм, что соответствует (111) кристаллографической плоскости гранецентрированного кубического CoS 2 . Выбранная картина электронной дифракции (SAED) (рис. 3c) может быть проиндексирована в CoS 2 , что согласуется с результатами XRD. Кроме того, чтобы исследовать электрохимическое применение [email protected] 2 -CNA для LSB, серу вводили в композит [email protected] 2 -CNA с помощью обычного метода инфузии расплава (рис.3г). Морфологические характеристики образцов [email protected] 2 –CNA и [email protected] 2 –CNA/S показаны на рис. 3e–h. Обратите внимание, что оба образца сохранили морфологию среза нанолиста, и не существует заметных крупных частиц серы. Для дальнейшего исследования пористости [email protected] 2 –CNA и [email protected] 2 –CNA/S были измерены изотермы адсорбции/десорбции азота (рис. S5 и таблица S3). Петля гистерезиса, соответствующая мезопорам для [email protected] 2 –CNA/S, значительно уменьшена по сравнению со случаем для чистого [email protected]/CoS 2 из-за частичного заполнения серой внутри [email protected] 2 –CNA, что свидетельствует об успешном погружении серы во внутренние полости CoS 2 –CNA.Кроме того, элементное картирование явно выявило гомогенное распределение элементов C, N, Co и S как для образцов [email protected] 2 –CNA, так и для образцов [email protected] 2 –CNA/S, что косвенно проявляет CoS 2 /углерод. Массивы нанолистьев были выращены на 3D-проводящем каркасе, легированном азотом, равномерно (рис. 3f, g) и однородной дисперсии серы (рис. 3i, j). Такая трехмерная взаимосвязанная углеродная сетчатая структура, залитая иммобилизирующей средой полисульфида лития CoS ​​ 2 , может улучшить электронную проводимость серного катода (таблица S1), что благоприятно для повышения эффективности использования серы и скорости.Для подтверждения содержания CoS ​​ 2 в гибриде [email protected] 2 –CNA и содержания загруженной серы был проведен ТГА тест. Как показано на рис. S6a, около 12,7 мас.% твердого остатка (Co 3 O 4 [41]) было получено после проведения ТГА в атмосфере воздуха, соответственно оценка количества CoS 2 в композите составляет около 20,9% масс. Кроме того, содержание серы в катоде с площадной загрузкой серы ~ 2 и 4 мг см -2 также было подтверждено испытанием ТГА в атмосфере N 2 , подтверждающим, что нормальное содержание серы составляет 38.03% масс. (~ 2 мг см -2 ) и 51,79% масс (~ 4 мг см -2 ) соответственно (рис. S6b). В нашей работе также был загружен ряд различных содержаний серы в диапазоне от  ~ 2 до 7 мг см -2 путем регулирования концентрации раствора S/CS 2 для последующих электрохимических испытаний при комнатной температуре/высокой температуре.

    Рис. 3

    a ПЭМ-изображения и b c ПЭМ-изображения высокого разрешения [email protected] 2 –CNA. d Схематическая карта и e , h соответствующие СЭМ-изображения процесса загрузки серы. f , g Элементное картирование элементов C, N, Co и S, собранных в отмеченной области в f [email protected] 2 –CNA. i , j Элементное картирование элементов C, N, Co и S, собранных в отмеченной области в i [email protected] 2 –CNA/S

    Электрохимические свойства при комнатной и повышенной температуре

    Для оценки электрохимических свойств свежеприготовленные композиты CTNF/S, [email protected]–CNA/S и [email protected] 2 –CNA/S непосредственно использовали в качестве катодов, литий фольга в качестве анода и обычная полипропиленовая пленка в качестве сепаратора.Благодаря тому, что они свободно стоят, эти подготовленные композиты могут быть непосредственно собраны в LSB без дополнительных полимерных связующих или проводящих агентов, что эффективно предотвращает снижение плотности энергии ячейки. Электрохимические характеристики этих композитных катодов были охарактеризованы с помощью циклической вольтамперометрии (ЦВА) и испытаний на гальваностатический заряд/разряд в диапазоне напряжений от 1,5 до 2,8 В при 25 °С. На рисунке 4а показаны типичные CV-кривые первых четырех циклов [email protected] 2 –CNA/S при скорости сканирования, равной 0.1 мВ с −1 . В первом цикле катодный пик при 2,26 В соответствует восстановлению S 8 до растворимых длинноцепочечных полисульфидов (Li 2 S x , 4 ≤  x  ≤ 8), в то время как катодный пик пик около 2,03 В приписывается образованию нерастворимых короткоцепочечных полисульфидов (Li 2 S/Li 2 S 2 ). Широкий анодный пик при 2,37 В соответствует обратному превращению короткоцепочечного Li 2 S 2 /Li 2 S в S 8 .Кроме того, кривые ЦВА последующих циклов имеют более острые анодно-катодные пики с почти перекрывающимися формами после активации первого цикла, что свидетельствует о высокой обратимости катода [email protected] 2 –CNA/S. Кроме того, на первом цикле явно появляется широкий катодный пик, расположенный около 1,6 В, который можно отнести к окислительно-восстановительной реакции CoS 2 [42]. Чтобы убедиться в этом, окислительно-восстановительную реакцию матрицы [email protected] 2 –CNA также регистрируют с помощью CV.Как показано на рис. S7, катодный пик около 1,6 В также обнаруживается в первом цикле в диапазоне 1,5–2,8 В, что указывает на то, что окислительно-восстановительная реакция CoS ​​ 2 также участвует в реакции [email protected] 2. – Электрод CNA/S. Между тем, электрохимическое испытание также было проведено, чтобы подтвердить это утверждение: матрица [email protected] 2 –CNA обеспечивала очень ограниченный вклад в разрядную емкость, всего около 145 мА·ч·г −1 в потенциальном окне 1,5–2,8 В в первые пять циклов 0.1 C, а удельная емкость сильно упала примерно до нуля в следующие несколько кругов, что соответствует кривым гальваностатического заряда/разряда, показанным на рис. S9. Измерения гальваностатического заряда/разряда при 0,1 C также проводились в диапазоне напряжений 1,5–2,8 В (по сравнению с Li/Li + ), все профили состоят из двух четко выраженных плато разряда и одного плато заряда, которые согласуются с кривыми CV. Как показано на рис. 4б, начальная разрядная емкость [email protected] 2 –CNA/S составляет 1038 мАч·г −1 , что выше, чем у [email protected]–CNA/S (879 мА·ч·г ). -1 ) и CTNF/S (798 мА·ч·г -1 ).Кроме того, катод [email protected] 2 –CNA/S демонстрирует более низкую поляризацию по сравнению с противоэлектродом (179 против 292 мВ для [email protected]–CNA/S и 291 мВ для CTNF/S), что указывает на повышенную реакционную способность. и лучшая кинетика окислительно-восстановительного потенциала полисульфидов для катода [email protected]–CNA/S. Более того, электрод [email protected] 2 –CNA/S демонстрирует более высокие электрохимические характеристики, чем электроды на основе серы, о которых сообщалось ранее (таблицы S5 и S6).

    Рис. 4

    a CV-кривая [email protected] 2 –CNA/S электрод. b Профиль гальваностатического заряда/разряда трех электродов при 0,1 C. c Графики Найквиста для трех свежих клеток. Сравнение электрохимических характеристик трех электродов при комнатной температуре: скорость d и скорость циклирования e при 1 C. f Скорость работы электрода [email protected] 2 –CNA/S с разным содержанием серы. Сравнение электрохимических характеристик трех электродов при высокой температуре: 90 212 г 90 213 скорость и 90 212 ч 90 213 циклическая производительность при 1C. i Показатель производительности [email protected] 2 – электрод CNA/S с различным содержанием серы

    Было проведено

    измерения EIS для исследования кинетики электронного/ионного транспорта трех катодов. Как показано на рис. 4c, кривые EIS свежих клеток состоят из одного полукруга и одной прямой линии. Одиночный вдавленный полукруг в высокочастотной области представляет собой сопротивление переносу заряда ( R ct ), которое является индикатором кинетики реакции клетки [43, 44].Соответственно, R ct значения 77,83, 53,20 и 29,21 Ом CTNF/S, [email protected]–CNA/S и [email protected] 2 –CNA/S были измерены, соответственно, с помощью эквивалентной схемы. фитинг (таблица S4). По сравнению с двумя другими катодами явно сниженное значение R ct указывало на гораздо более быструю кинетику электронного и ионного переноса [email protected] 2 –CNA/S, указывая на то, что проводящий CoS 2 может облегчить перенос электронов и ионов. передавать дальше.Кроме того, были также записаны спектры ЭИС после 100 циклов (рис. S8). Омическое сопротивление CTNF/S, [email protected]–CNA/S и [email protected] 2 –CNA/S после циклирования увеличилось из-за налипания некоторого количества нерастворимого продукта на электроды, при этом все три катода имели две вдавленные полуокружности, включая один большой полукруг, относящийся к сопротивлению переноса заряда, а другой незаметный маленький полукруг представляет собой контактное сопротивление на границе раздела между растворимыми полисульфидами и катодным электродом.

    Применение в условиях высоких температур очень важно для безопасности LSB. Разработка разумных материалов, содержащих серу, не только может эффективно ограничить растворение полисульфидов в электролите, но также может эффективно снизить расход электролита при повышенной температуре. С целью подтверждения термостабильных характеристик катоды [email protected] 2 –CNA/S, [email protected]–CNA/S и CTNF/S были дополнительно испытаны при повышенной температуре 55 °C (рис. 4g, h). .Видно, что для [email protected] может быть получена замечательная разрядная емкость 1499 мА·ч·г −1 при 0,1°C и 881 мА·ч·г −1 при 2°C с поверхностной плотностью серы 2,91 мг·см −2 . 2 –CNA/S, что выше, чем значение ответного электрода и большинства зарегистрированных электродов LSB (таблица 1). Кроме того, электрод [email protected] 2 –CNA/S имеет предпочтительную среднюю удельную емкость 890 мАч·г −1 при циклировании при 1°C в течение 50 циклов, что намного лучше, чем электрод [email protected]–CNA/S (723 мАч). g -1 ) и CTNF/S (646 мАч g -1 ).Кроме того, были протестированы характеристики скорости [email protected] 2 –CNA/S при 55 °C с более высоким содержанием серы 7,19 мг см -2 , которые показали гораздо более высокие емкости, чем при комнатной температуре, поскольку электрохимическая реакция активность серы может быть ускорена при высокой температуре (рис. 4i). Однако с повышением температуры одновременно возникает больше побочных эффектов и полисульфидного челнока, а также структура материала становится более уязвимой к изменениям, что приводит к быстрому снижению удельной емкости и ухудшению циклической стабильности (рис.С10). Таким образом, была дополнительно охарактеризована морфология композита [email protected] 2 –CNA/S после 100-кратного циклирования при 1 C как при 25, так и при 55 °C. Как видно на рис. S11, катод [email protected] 2 –CNA/S по-прежнему сохранял хорошую структурную целостность, а остаточные УНТ легко наблюдались после циклирования. Примечательно, что по сравнению со свежим электродом поверхность богатого азотом трехмерного проводящего каркаса оказалась шероховатой и плотной, а целостность массивов CoS 2 /углеродных нанолистьев была нарушена после циклирования.Изменение морфологии электрода [email protected] 2 –CNA/S после циклирования можно объяснить образованием однородной пленки SEI и накоплением нерастворимых полисульфидов, которые в дальнейшем могут покрывать поверхность пены при многократном процессе зарядки и разрядки. .

    Таблица 1. Сравнение электрохимических характеристик с ранее известными катодами на основе серы в LSB при высокой температуре

    Учитывая выдающиеся механические свойства и превосходную проводимость конфигурации [email protected] 2 –CNA, его можно использовать непосредственно для сборки складных LSB.Поэтому были изготовлены гибкие МЗБ в мягкой упаковке на основе модели сэндвич-структуры с использованием композита [email protected] 2 –CNA/S в качестве катода, металлической литиевой фольги в качестве анода, совместно с Celgard 2400 в качестве сепаратора, окончательно запаянного в алюминиевая пластиковая пленка с соответствующим электролитом. Принципиальная схема была описана на рис. S12. Модель «Li», состоящая из семи коммерческих синих светоизлучающих диодов (LED), загоралась полученными в результате LSB в мягкой упаковке (рис. S12c–f), демонстрируя, что изготовленные батареи в мягкой упаковке могли нормально работать при подключении цепи.Между тем, батарея в мягкой упаковке все еще может нормально работать даже после изгиба на угол 180 и возврата в 0, что убедительно подтверждает выдающуюся гибкость мягкой упаковки. Таким образом, характеристики высокой гибкости в сочетании с замечательной проводимостью наделяют конфигурацию [email protected] 2 –CNA возможностью применения в различных растягиваемых/сгибаемых носимых электронных устройствах.

    Каталитическая конверсия и улавливание полисульфидов на электроде [email protected]

    2 –CNA

    Электрокаталитический эффект [email protected] 2 –CNA был подтвержден начальными изменениями потенциала трех окислительно-восстановительных пиков (рис.5д, е). В соответствии с общепринятым определением, используемым в электрокатализе, начальные потенциалы были взяты при плотности тока 10 мкА см 90 403 -2 90 404 выше базового тока. Для сравнения катоды CTNF/S и [email protected]–CNA/S также были протестированы для демонстрации электрокаталитического эффекта (рис. 5a–d). По сравнению с двумя контрастными катодами применение катода [email protected] 2 –CNA/S увеличило начальные потенциалы катодных пиков и уменьшило начальные потенциалы анодного пика, что доказывает ускоренный электрокаталитический эффект и повышенную окислительно-восстановительную кинетику полисульфидов [45].В то же время особенно важно создание новых катодных материалов с высокой удельной емкостью и низкой скоростью саморазряда. Следовательно, были исследованы характеристики саморазряда и характеристики цикличности трех катодов с высоким содержанием серы (~   4,5 мг см -2 ). Напряжения холостого хода (OCV) трех катодов были зарегистрированы после 50 циклов при 0,2 C (рис. S13), при этом нисходящий тренд OCV для катода [email protected] 2 –CNA/S был медленнее, чем у двух других катодов. катоды, указывающие на состояние саморазряда [email protected] 2 –CNA.После полной зарядки и отдыха в течение 10 дней потеря емкости на 51-м этапе разряда [email protected] 2 –CNA/S была меньше, чем у CTNF/S и [email protected]–CNA/S, что свидетельствует о том, что [email protected] 2 – CNA может эффективно уменьшить саморазряд LSB.

    Рис. 5

    Электрокаталитические эффекты электродных материалов подтверждены по профилям CV: a , c , e дифференциальные CV кривые и b , d 3 CV 2 , , 902 , [email protected]–CNA/S и [email protected] 2 –CNA/S электроды.Соответствующие начальные потенциалы окислительно-восстановительных пиков представлены в (b , d , f ). Базовые потенциалы и базовые плотности тока в ( a, c, e ) определяются как значения до окислительно-восстановительных пиков, где изменение плотности тока является наименьшим, а именно d I /d V  = 0

    Для более полного выявления каталитической способности носителя [email protected] 2 –CNA в отношении электрохимической конверсии полисульфидов лития была изучена кинетика реакций восстановления и окисления полисульфидов в жидкой фазе на [email protected] 2 –CNA as одинаковые рабочий и противоэлектрод в сконфигурированной симметричной ячейке с электролитом, содержащим 0.12 M Li 2 S 6 в DOL/DME между − 1,4 и 1,4 В (рис. S14). Симметричные ячейки могут быть непосредственно использованы в качестве тестера конверсии полисульфидов в нашем электроде без вмешательства металлического литиевого анода [46, 47]. Опять же, [email protected] и CTNF были назначены в качестве контрольных образцов. Как показано, есть две пары окислительно-восстановительных пиков, расположенных при - 0,18/0,52 В и 0,18/- 0,52 В на кривых CV при скорости сканирования 3 мВ с -1 , что соответствует восстановлению серы до полисульфидов, а затем полисульфидов. к Li 2 S 2 /Li 2 S соответственно.Эти пики выглядят острыми с узким разделением при использовании электрода [email protected], что указывает на улучшенную электрохимическую обратимость и легкое превращение полисульфида. Обратите внимание, что симметричная ячейка Li 2 S 6 с электродами [email protected] 2 –CNA/S показала более высокую реакцию по току, чем ее аналоги, что еще раз подтвердило, что CoS 2 как эффективный электрокатализатор может генерировать значительно быстрее. скорости реакции и усиленная кинетика окислительно-восстановительных реакций растворимых полисульфидов.

    В соответствии с приведенными выше экспериментальными результатами и анализом иерархическая многофункциональная архитектура [email protected] 2 –CNA/S и его противоэлектродов, адсорбированных Li 2 S x , была схематически показана на рис. 6. При первом разряде растворимые полисульфиды могут свободно растворяться в электролите, если нет адсорбционной среды. Электроды [email protected]–CNA и CTNF удерживают часть полисульфидов внутри пор, но не могут остановить их выход из поверхностного слоя.Напротив, благодаря сильному адсорбирующему эффекту полярных массивов CoS 2 /углеродных нанолистьев гибрид [email protected] 2 –CNA может эффективно поглощать большую часть полисульфидов благодаря полярно-полярному взаимодействию, что способствует предотвращению запирающий эффект полисульфидов и снижение потерь активных материалов, что значительно улучшает электрохимические характеристики LSB.

    Рис. 6

    Схематическое изображение адсорбционных эффектов, связанных с «физической блокировкой и химической абсорбцией» для полисульфидов на основе CTNF, [email protected]–CNA и [email protected] 2 –гибриды CNA

    Чтобы изучить механизм улучшения электрохимических свойств катода [email protected] 2 -CNA, мы дополнительно провели посмертный анализ циклированных клеток (рис.7а). Несмотря на катодную целостность собранных элементов CTNF/S, [email protected]–CNA/S и [email protected] 2 –CNA/S, очевидная сильная анодная коррозия на поверхности литиевой фольги и окрашенной в желтый цвет поверхности мембраны сепаратора для Можно наблюдать ячейки CTNF/S и [email protected]–CNA/S, что указывает на то, что два катода пострадали от непосредственного загрязнения растворимыми полисульфидами в электролите. В частности, для CTNF / S он подвергся более серьезной коррозии и полисульфидному шаттлу. Напротив, в ячейке [email protected] 2 –CNA/S наблюдается легкая анодная коррозия наряду с относительно светлой сепараторной мембраной, что указывает на отсутствие заметного загрязнения растворимыми полисульфидами в ячейке [email protected] 2 –CNA/S. катод, так как [email protected] 2 –CNA обладает сильной поглощающей способностью для полисульфидов.Кроме того, в свежеприготовленный раствор Li 2 S 8 добавляли такую ​​же массу порошков НКФ, CTNF, [email protected]–CNA и [email protected] 2 –CNA для дальнейших испытаний видимой адсорбционной способности. На вставке к рис. 7b показана степень изменения цвета раствора Li 2 S 8 с NCF на [email protected] 2 –CNA после контактирования примерно через 5 мин и 12 ч. Ясно, что эти четыре электродных материала обладают адсорбционной способностью, отличной от частиц S 8 2−.По сравнению с другими образцами раствор Li 2 S 8 , погруженный в [email protected] 2 –CNA, постепенно обесцвечивается, что доказывает, что этот материал обладает превосходной способностью улавливать полисульфиды высокого порядка. На основании этого случая были дополнительно собраны тесты спектров поглощения УФ-видимой области CTNF, [email protected] и [email protected] 2 -CNA для исследования адсорбционной способности растворимых полисульфидов. Подобно результатам испытаний на адсорбцию, все три образца продемонстрировали явные пики поглощения света, расположенные в одном и том же положении около 243, 257 и 288 нм в спектрах поглощения УФ-видимой области соответственно; охват длин волн от 200 до 350 нм объясняется высокой степенью содержания ионов S 8 2– [48].Кроме того, исходный раствор Li 2 S 8 без каких-либо адсорбентов имел более темный цвет и самую сильную абсорбцию. А из-за наличия в костюме легированного азотом и многостенного слоя, обернутого УНТ, NCF и CTNF проявляли слабую адсорбцию полисульфидов в соответствии со спектрами поглощения в УФ-видимой области. Раствор, пропитанный композитом [email protected] 2 -CNA, демонстрировал гораздо более слабые пики поглощения света, демонстрируя его относительно сильную химическую адсорбционную способность по отношению к полисульфидным анионам и дополнительно эффективно улавливая их вокруг катода, что согласуется с ранее опубликованными литературными данными.Параллельно с этим были проведены лабораторные испытания, чтобы окончательно понять исключительную способность [email protected] 2 –CNA улавливать растворимые полисульфиды. На рисунке 7c зафиксировано изменение цвета клеток стакана в разное время во время разрядки. Катоды CTNF/S, [email protected]–CNA/S и [email protected] 2 –CNA/S с одинаковым содержанием серы запаивали в стаканы, а литиевые фольги в качестве анодов также герметизировали внутрь. Элементы стакана разряжали при 0,1°C после введения определенного количества электролита.Цвет электролита в химическом стакане на основе CTNF/S быстро изменился с бесцветного на темно-желтый, что свидетельствует о сольватации и просачивании большого количества полисульфидов лития в электролит. Для катода [email protected]–CNA/S, обладающего хорошей адсорбционной способностью по отношению к полисульфидам, о чем свидетельствует постепенное изменение цвета электролита от бесцветного до канареечно-желтого в процессе разряда. Обратите внимание, что электролит в стакане на основе катода [email protected] 2 –CNA/S оставался бесцветным в течение всего процесса разряда, что указывает на то, что небольшая часть полисульфидов лития была растворена в электролите, что еще раз демонстрирует замечательную способность улавливания полисульфидов [email protected] 2 –композит CNA.Выдающаяся адсорбционная способность значительно улучшает утилизацию серы и улучшает электрохимические свойства LSB.

    Рис. 7

    a Цифровые фотографии клеток CTNF/S, [email protected]–CNA/S и [email protected] 2 –CNA/S клеток после циклирования при 1°C. b Поглощение UV–Vis спектры различных растворов Li 2 S 8 , а на вставках – оптические фотографии растворов Li 2 S 8 до и после 12-часового контакта с НКФ, ХТНВ, ХТНФ@Co–ХНК и ХТНФ. @CoS 2 – материалы CNA соответственно. c Испытания трех катодов в стаканах

    Изменения концентраций диметилированной серы и состава микробиома во время красного прилива, вызывающие появление динофлагеллят Alexandrium minutum во время имитации морской волны тепла , а также Варди, А.: Идентификация фермента, высвобождающего диметилсульфид водорослей: A недостающее звено в морском цикле серы, Science, 348, 1466–1469, https://doi.org/10.1126/science.aab1586, 2015 г.

    Андерсон, Д.М.: Физиология и динамика цветения токсичных видов Alexandrium, с акцентом на переходы жизненного цикла, Nato Asi Series G Ecological наук, 41, 29–48, 1998. 

    Андерсон, Д.М., Альперманн, Т.Дж., Чембелла, А.Д., Коллос, Ю., Массерет, Э. и Монтрезор М.: Распространенный по всему миру род Alexandrium: многогранная роль в морских экосистемах и воздействие на здоровье человека, вредные Algae, 14, 10–35, 2012. 

    Бердалет Э., Ллавериа Г. и Симо Р.: Модуляция концентрация диметилсульфониопропионата (ДМСП) в Alexandrium minutum (Dinophyceae) в мелкомасштабной турбулентности: связь с токсином производство?, Вредные водоросли, 11, 88–95, https://doi.org/10.1016/j.hal.2011.08.003, 2011. 

    Бримблкомб, П. и Шутер, Д.: Фотоокисление диметилсульфида в водный раствор, Mar. Chem., 19, 343–353, 1986. 

    Капорасо Дж. Г., Кучински Дж., Стомбог Дж., Биттингер К., Бушман Ф. Д., Костелло, Э. К., Фиерер, Н., Пенья, А.Г., Гудрич, Дж. К. и Гордон, Дж. И.: QIIME позволяет анализировать высокопроизводительное секвенирование в сообществе. данные, нац. Methods, 7, 335–336, 2010. 

    Каруана, А. М. Н. и Малин, Г.: Изменчивость содержания DMSP и DMSP лиазная активность у морских динофлагеллят, Prog. океаногр., 120, 410–424, https://doi.org/10.1016/j.pocean.2013.10.014, 2014. 

    Чарлсон, Р. Дж., Лавлок, Дж. Э., Андреэ, М. О., и Уоррен, С. Г.: Oceanic фитопланктон, атмосферная сера, альбедо облаков и климат, Природа, 326, 655–661, 1987.

    Чен Ю., Патель Н. А., Кромби А., Скривенс Дж. Х. и Мюррелл Дж. К.: Бактериальная флавинсодержащая монооксигеназа представляет собой триметиламинмонооксигеназу, П. Натл. акад. науч. США, 108, 17791–17796, 2011. 

    Клерн, Дж. Э., Шрага, Т. С., и Лопес, К. Б.: Тепловая волна приносит беспрецедентный красный прилив в заливе Сан-Франциско, Эос, Transactions American Геофизический союз, 86, 66–66, 2005. 

    Керсон, А. Р., Тодд, Дж. Д., Салливан, М. Дж., и Джонстон, А. В.: Катаболизм диметилсульфониопропионата: микроорганизмы, ферменты и гены, Нац.преп. Microbiol., 9, 849–859, 2011. 

    Curson, A.R.J., Rogers, R., Todd, J.D., Brearley, C.A., and Johnston, A. WB: Молекулярно-генетический анализ диметилсульфониопропионатлиазы, которая высвобождает изменяющий климат газ диметилсульфид в нескольких морских альфа-протеобактерии и Rhodobacter sphaeroides , Environ. микробиол., 10, 1099–1099, https://doi.org/10.1111/j.1462-2920.2008.01592.x, 2008. 

    Керсон, А.Р.Дж., Лю, Дж., Мартинес, А.Б., Грин, Р.Т., Чан, Ю., Каррион, О., Уильямс, Б.Т., Чжан, С.-Х., Ян, Г.-П., и Пейдж, П.С.Б.: Биосинтез диметилсульфониопропионата в морских бактериях и идентификация ключевого гена в этом процессе, Nat. Microbiol., 2, 17009, 1–9, 2017. 

    ДеБоз, Дж. Л., Лема, С. К., и Невитт, Г. А.: Диметилсульфониопропионат как сигнал для кормления рифовых рыб, Science, 319, 1356–1356, https://doi.org/10.1126/science.1151109, 2008. 

    Дель Валле, Д. А., Слезак, Д., Смит, К. М., Реллинджер, А. Н., Кибер, Д.Дж., Kiene, RP: Влияние подкисления на сохранение DMSP в морской воде. и культуры фитопланктона: доказательства быстрой потери и расщепления ДМСП в образцы, содержащие Phaeocystis sp., Mar. Chem., 124, 57–67, 2011. 

    Deschaseaux, E.S.M., Jones, G.B., Deseo, M.A., Shepherd, K.M., Kiene, Р. П., Свон, Х. Б., Харрисон, П. Л., и Эйр, Б. Д.: Эффекты факторы окружающей среды на диметилированные соединения серы и их потенциал роль в антиоксидантной системе кораллового холобионта Limnol.океаногр., 59, 758–768, 2014а.

    Deschaseaux, E.S.M., Kiene, R.P., Jones, G.B., Deseo, M.A., Swan, H. Б., Освальд Л. и Эйр Б. Д.: Диметилсульфоксид (ДМСО) в биологической образцы: сравнение методов восстановления TiCl3 и NaBh5 с использованием парофазный анализ, Mar. Chem., 164, 9–15, https://doi.org/10.1016/j.marchem.2014.05.004, 2014b.

    Эдгар, Р. К.: Поиск и кластеризация на несколько порядков быстрее, чем BLAST, Биоинформатика, 26, 2460–2461, 2010. 

    Фальк, С., Максвелл, Д.П., Лауденбах, Д.Е., и Хунер, Н.П.: Фотосинтетическая адаптация к температуре, в: Фотосинтез и окружающая среда, Springer, 367–385, 1996. 

    Финкель З.В., Бердалл Дж., Флинн К.Дж., Куигг А., Рис Т.А.В. и Рэйвен, Дж. А.: Фитопланктон в меняющемся мире: размер клеток и элементарный стехиометрии, J. Plankton Res., 32, 119–137, 2009. 

    Frölicher, T.L. and Laufkötter, C.: Возникающие риски от морских тепловые волны, физ. Комм., 9, 650, https://doi.org/10.1038/s41467-018-03163-6, 2018. 

    Hallegraeff, GM: Изменение климата океана, реакция сообщества фитопланктона, и вредоносное цветение водорослей: сложная прогностическая задача, J. ​​Phycol., 46, 220–235, https://doi.org/10.1111/j.1529-8817.2010.00815.x, 2010. 

    Hammer, Ø., Harper, D., and Ryan, P.: PAST-палеонтологическая статистика, вер. . 1.89, Палеонтологический музей, Университет Осло, Норвегия, доступно по адресу: http://folk.uio.no/ohammer/past/index.html (последний доступ: август 2017 г.), 2008 г.

    Harley, C.D.G., Hughes, A.R., Hultgren, K.M., Miner, B.G., Sorte, C.J. Б., Торнбер К.С., Родригес Л.Ф., Томанек Л. и Уильямс С.Л.: воздействие изменения климата на прибрежные морские системы, Ecol. Лет., 9, 228–241, https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2005.00871.x, 2006. 

    Хобдей А.Дж., Александр Л.В., Перкинс С.Е., Смейл Д.А., Штрауб С. C., Oliver, E.C., Benthuysen, J.A., Burrows, M.T., Donat, M.G., и Фэн, М.: Иерархический подход к определению морских волн тепла, Prog.океаногр., 141, 227–238, 2016. 

    Ховард, Э. К., Хенриксен, Дж. Р., Бьюкен, А., Райш, С. Р., Бюргманн, Х., Уэлш Р., Йе В., Гонсалес Дж. М., Мейс К. и Джой С. Б.: Бактериальные таксоны, ограничивающие поток серы из океана, Science, 314, 649–652, 2006. 

    Хьюз, Т.П., Керри, Дж.Т., Альварес-Норьега, М., Альварес-Ромеро, Дж. Г., Андерсон, К. Д., Бэрд, А. Х., Бэбкок, Р. К., Бегер, М., Беллвуд, Д. Р. и Беркельманс Р.: Глобальное потепление и периодическое массовое обесцвечивание кораллы, Природа, 543, 373–377, 2017.

    Иглесиас-Прието, Р., Матта, Дж. Л., Робинс, В. А., и Тренч, Р. К.: Фотосинтетическая реакция на повышенную температуру у симбиотических динофлагеллята Symbiodinium microadriaticum в культуре, P. Natl. акад. науч. США, 89, 10302–10305, 1992. 

    МГЭИК: Изменение климата, 2007 г.: Основы физических наук. Вклад рабочей группы II к четвертому оценочному докладу Межправительственной Группа экспертов по изменению климата, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, 2007 г. 

    МГЭИК: Основы физических наук: вклад рабочей группы I в пятую оценочный отчет межправительственной группы экспертов по изменению климата, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, 2013 г.

    Джин, Н., Боге, Г., Жаме, Дж. Л., Ричард, С., и Жаме, Д.: Ежегодник вклад различных классов размеров планктона в твердые частицы диметилсульфониопропионат в нарушенной морской экосистеме, J. Mar. Syst., 53, 235–247, 2005. 

    Джойнт И. и Смейл Д. А. Морские волны тепла и оптимальные температуры для активность микробного комплекса, FEMS Microbiol. Экол., 93, 1–9, 2017. 

    Кесслер, Р. В., Вайс, А., Кюглер, С., Гермес, К., и Вичард, Т.: Взаимодействия между макроводорослями и бактериями: роль диметилсульфониопропионата в микробное озеленение Ulva (Chlorophyta), Mol.Экол., 27, 1808–1819, 2018. 

    Кин, Р.П. и Джерард, Г.: Определение следовых количеств диметилсульфоксид (ДМСО) в морской и дождевой воде, Mar. Chem., 47, 1–12, 1994. 

    Киен, Р.П. и Слезак, Д.: Низкие концентрации растворенного ДМСП в морской воде выявляется с помощью малообъемной гравитационной фильтрации и диализа, Limnol. океаногр. мет., 4, 80–95, 2006. 

    Кин, Р. П., Линн, Л. Дж., и Брутон, Дж. А.: Новые и важные роли для ДМСП в морских микробных сообществах, J.Море. рез., 43, 209–224, 2000. 

    Найт, К.: Детеныши логгерхедовых черепах подхватывают DMS, J. Exp. биол., 215, 3535–3538, 2012. 

    Кучински Дж., Стомбог Дж., Уолтерс В.А., Гонсалес А., Капорасо Дж. Г. и Найт Р.: Использование QIIME для анализа последовательностей генов 16S рРНК из микробные сообщества, Современные протоколы микробиологии, 1Э, 5.1-1Э, 5.20, 2012. 

    Лаабир М., Жозейн К., Дженовези Б., Массере Э., Гжебик Д., Чекки, П., Вакер А., Перрин Ю. и Коллос Ю.: Влияние температуры, соленость и освещенность на рост и выход клеток вредоносного красного прилива динофлагеллаты Alexandrium catenella, колонизирующие воды Средиземного моря, J. Plankton Res., 33, 1550–1563, 2011. 

    Лейн, Д. Дж.: Секвенирование 16S/23S рРНК, в: Методы нуклеиновых кислот в бактериальная систематика, под редакцией: Stackebrandt, E. and Goodfellow, M., John Wiley and Sons, New York, NY, 115–175, 1991. 

    Lesser, M.P.: Окислительный стресс в морской среде: биохимия и физиологическая экология, Анну.Rev. Physiol., 68, 253–278, https://doi.org/10.1146/annurev.physiol.68.040104.110001, 2006. 

    Мари Д., Партенский Ф., Жаке С. и Воло Д.: Подсчет и анализ клеточного цикла природных популяций морского пикопланктона методом проточной цитометрии с использованием красителя нуклеиновых кислот SYBR Green I, Appl. Окружающая среда. Microbiol., 63, 186–193, 1997. 

    McLenon, A.L. and DiTullio, G.R.: Влияние повышенной температуры на концентрация диметилсульфониопропионата (DMSP) и метионинсинтаза активность в Symbiodinium microadriaticum , Biogeochem., 110, 17–29, https://doi.org/10.1007/s10533-012-9733-0, 2012. 

    Невитт, Г. А., Вейт, Р. Р., и Карейва, П.: Диметилсульфид как корм подсказка для антарктических трубчатых морских птиц, Nature, 376, 680–682, https://doi.org/10.1038/376680ao, 1995. 

    Ники, Т., Кунуги, М., и Оцуки, А.: ДМСП-лиазная активность в пяти морских виды фитопланктона: их потенциальное значение для производства DMS, март. Biol., 136, 759–764, 2000. 

    Oliver, E.C.J., Donat, M.G., Burrows, M.Т., Мур, П.Дж., Смейл, Д.А., Александр Л.В., Бентуисен Дж.А., Фэн М., Сен Гупта А., Хобдей А.Дж., Холбрук, Нью-Джерси, Перкинс-Киркпатрик, С.Э., Сканнелл, Х.А., Штрауб, С.К., и Вернберг, Т.: Более продолжительные и более частые морские волны тепла в прошлом век, нац. Комм., 9, 1324, https://doi.org/10.1038/s41467-018-03732-9, 2018. 

    Кваст К., Прюссе Э., Йилмаз П., Геркен Дж., Швеер Т., Ярза П., Пеплис, Дж., и Глекнер, Ф.О.: База данных генов рибосомной РНК SILVA проект: улучшенная обработка данных и веб-инструменты, Nucleic Acids Рез., 41, D590–D596, 2012. 

    Раджадураи, М., Пурнима, Э. Х., Нарасимхан, С. В., Рао, В. Н. Р., и Venugopalan, VP: Рост фитопланктона в условиях температурного стресса: Лабораторные исследования с использованием двух диатомовых водорослей с тропической прибрежной электростанции. сайт, J. Therm. биол., 30, 299–305, https://doi.org/10.1016/j.jtherbio.2005.01.003, 2005. 

    Rastogi, R.P., Singh, S.P., Häder, D.-P., и Sinha, R.P.: Обнаружение активных форм кислорода (АФК) зондом, чувствительным к окислителям 2 , 7 -дихлордигидрофлуоресцеин диацетат в цианобактериях Anabaena variabilis PCC 7937, Biochem.Биоф. Рез. Co., 397, 603–607, 2010. 

    Ридель, Т., Спринг, С., Фибиг, А., Шойнер, К., Петерсен, Дж., Гёкер, М. и Кленк, Х. П.: Последовательность генома штамма типа roseovarius mucosus (Dsm 17069T), бактериохлорофилл a -содержащий представитель группа морских розеобактерий, выделенная из динофлагеллят александрия ostenfeldii, Стенд. Genomic Sci., 10, 1–12, https://doi.org/10.1186/1944-3277-10-17, 2015. 

    Робисон, Дж. Д. и Уорнер, М. Э.: Различное влияние фотоакклиматизации. и тепловой стресс на фотобиологию четырех различных филотипов Симбиодиниум (пиррофитовый) 1, J.Phycol., 42, 568–579, 2006. 

    Сеймур Дж. Р., Сим, Р., Ахмед, Т., и Стокер, Р.: Химиопритяжение к диметилсульфониопропионат во всей пищевой сети морских микробов, Наука, 329, 342–345, 2010. 

    Симо Р., Педрос-Алио К., Малин Г. и Гримальт Дж. О.: Биологический круговорот ДМС, ДМСП и ДМСО в контрастных водах открытого моря, Мар. Экол. прог. Сер., 230, 1–11, 2000. 

    Симо, Р.: Производство атмосферной серы океаническим планктоном: биогеохимические, экологические и эволюционные связи, Тенденции экол.эволюция, 16, 287–294, 2001. 

    Стефельс, Дж.: Физиологические аспекты производства и превращения ДМСП. в морских водорослях и высших растениях, J. Sea. Res., 43, 183–197, 2000. 

    Стефельс, Дж. и ван Леуве, М.А.: Влияние железа и светового стресса на биохимический состав Антарктики Phaeocystis sp. (Примнесиофитовые). Я. Внутриклеточные концентрации ДМСП, J. Phycol., 34, 486–495, https://doi.org/10.1046/j.1529-8817.1998.340486.x, 1998. 

    Сунда, В., Кибер, Д. Дж., Киен, Р. П., и Хантсман, С.: Антиоксидант функция для DMSP и DMS в морских водорослях, Nature, 418, 317–320, 2002. Керсон, А. Р. Дж., Малин, Г., Стейнке, М., и Джонстон, А. В. Б.: Структурные и регуляторные гены, необходимые для образования диметилсульфида в бактериях, Science, 315, 666–669, https://doi.org/10.1126/science.1135370, 2007. 

    Тодд, Дж. Д., Керсон, А. Р. Дж., Дюпон, С. Л., Николсон, П., и Джонстон, A.W.B.: Ген dddP, кодирующий новый фермент, который превращает диметилсульфониопропионата в диметилсульфид, широко распространен в океане метагеномы и морские бактерии, а также встречается у некоторых грибов Ascomycete, Окружающая среда. Microbiol., 11, 1376–1385, https://doi.org/10.1111/j.1462-2920.2009.01864.x, 2009. 

    Tortell, PD, Payne, CD, Li, Y., Trimborn, S. , Рост Б., Смит В.О., Риссельман К., Данбар Р. Б., Седвик П. и ДиТуллио Г. Р.: CO 2 чувствительность фитопланктона Южного океана // Геофиз.Рез. Письма, 35, L04605, https://doi.org/10.1029/2007GL032583, 2008. 

    Тернер С., Прайер К. М., Мяо В. П. и Палмер Дж. Д.: Глубокое исследование филогенетические отношения между цианобактериями и пластидами по малой субъединице Анализ последовательности рРНК, J.Eukaryot. микробиол., 46, 327–338, 1999. 

    Ummenhofer, C.C. и Meehl, G.A.: Экстремальные погодные и климатические явления с экологическая значимость: обзор, Фил. Транс. Р. Соц. Б, 372, 20160135, https://doi.org/10.1098/rstb.2016.0135, 2017. 

    Ван Алстайн, К.Л., Вулф, Г.В., Фрайденбург, Т.Л., Нил, А., и Хикен, C.: Активированные защитные системы морских макроводорослей: свидетельство экологическая роль расщепления ДМСП, Mar. Ecol. прог. Ser., 213, 53–65, 2001. 

    Van Rijssel, M. and Gieskes, W.W.C.: Температура, свет и содержание диметилсульфониопропионата (DMSP) в Emiliania huxleyi (Prymnesiophyceae), J. Sea. рез., 48, 17–27, 2002.

    Veldhuis, M.J., Kraay, G.W., и Тиммерманс, К. Р.: Гибель клеток в фитопланктон: корреляция между изменениями проницаемости мембран, фотосинтетическая активность, пигментация и рост, Eur. Дж. Phycology, 36, 167–177, 2001. 

    Вулф, Г. В., Стром, С. Л., Холмс, Дж. Л., Радзио, Т., и Олсон, М. Б.: Расщепление диметилсульфониопропионата морским фитопланктоном в ответ на механический, химический или темновой стресс, J. Phycol., 38, 948–960, https://doi.org/10.1046/j.1529-8817.2002.t01-1-01100.x, 2002. 

    Йылмаз, П., Parfrey, L.W., Yarza, P., Gerken, J., Pruesse, E., Quast, C., Швеер, Т., Пеплис, Дж., Людвиг, В., и Глекнер, Ф.О.: SILVA и Таксономические рамки «всевидового проекта живых деревьев (LTP)», Nucleic Acids Res., 42, D643–D648, 2013. 

    Чжоу, С.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.