Медь и сера температура плавления – Агрегатное состояние меди и серы. Цвет меди и серы. Запах…

alexxlab | 01.03.2019 | 0 | Вопросы и ответы

Содержание

Температура плавления серы. Установки для плавления серы

Сера - один из самых распространённых элементов земной коры. Чаще всего она встречается в составе минералов, содержащих кроме неё металлы. Очень интересны процессы, происходящие при достижении температуры кипения и плавления серы. Эти процессы, а также связанные с ними сложности мы и разберём в этой статье. Но для начала окунёмся в историю открытия этого элемента.

История

В самородном виде, а также в составе минералов сера была известна ещё с древности. В старых греческих текстах описано ядовитое действие ее соединений на человеческий организм. Сернистый газ, выделяемый при горении соединений этого элемента, действительно может быть смертельно опасен для людей. Примерно в 8 веке серу начали использовать в Китае для приготовления пиротехнических смесей. Неудивительно, ведь именно в этой стране, как считается, изобрели порох.

Ещё в Древнем Египте людям был известен способ обжига серосодержащей руды на основе меди. Таким образом добывали этот металл. Сера уходила в виде ядовитого газа SO2.

Несмотря на известность с древнейших времён, знание о том, что представляет собой сера, пришло благодаря работам французского естествоиспытателя Антуана Лавуазье. Именно он установил, что она является элементом, а продукты её горения - оксидами.

Вот такая вот краткая история знакомства людей с этим химическим элементом. Далее мы подробно расскажем о процессах, происходящих в недрах земли и приводящих к образованию серы в том виде, в котором она есть сейчас.

Как появляется сера?

Существует распространённое заблуждение о том, что чаще всего этот элемент встречается в самородном (то есть чистом) виде. Однако это не совсем так. Самородная сера чаще всего встречается как вкрапление в другую руду.

На данный момент есть несколько теорий, касающихся происхождения элемента в чистом виде. Они предполагают отличие во времени образования серы и руд, в которые она вкрапляется. Первая, теория сингенеза, предполагает образование серы совместно с рудами. Согласно ей некоторые бактерии, обитающие в толще океана, восстанавливали сульфаты, находящиеся в воде, до сероводорода. Последний, в свою очередь, поднимался вверх, где с помощью других бактерий окислялся до серы. Она падала на дно, смешивалась с илом, и впоследствии они вместе образовывали руду.

Суть теории эпигенеза - то, что сера в руде образовалась позднее её самой. Тут есть несколько ответвлений. Мы расскажем лишь о самом распространённом варианте этой теории. Состоит он вот в чём: подземные воды, протекая через скопления сульфатных руд, обогащаются ими. Затем, проходя через месторождения нефти и газа, ионы сульфатов восстанавливаются до сероводорода благодаря углеводородам. Сернистый водород, поднимаясь к поверхности, окисляется кислородом воздуха до серы, которая и оседает в породах, образуя кристаллы. Эта теория в последнее время находит всё больше подтверждений, но пока остаётся открытым вопрос о химизме этих превращений.

От процесса происхождения серы в природе перейдём к её модификациям.

Аллотропия и полиморфизм

Сера, как и многие другие элементы таблицы Менделеева, существует в природе в нескольких формах. В химии их называют аллотропными модификациями. Существует сера ромбическая. Температура плавления её несколько ниже, чем у второй модификации: моноклинной (112 и 119 градусов по Цельсию). А различаются они строением элементарных ячеек. Ромбическая сера отличается большей плотностью и устойчивостью. Она может при нагревании до 95 градусов переходить во вторую форму - моноклинную. У обсуждаемого нами элемента есть аналоги в таблице Менделеева. Полиморфизм серы, селена и теллура учёные обсуждают до сих пор. Они имеют очень тесную связь между собой, и все модификации, которые они образуют, сильно похожи.

А далее мы разберём процессы, происходящие при плавлении серы. Но перед тем как начать, следует немного окунуться в теорию строения кристаллической решётки и явлений, происходящих при фазовых переходах вещества.

Из чего состоит кристалл?

Как известно, в газообразном состоянии вещество находится в виде молекул (или атомов), беспорядочно движущихся в пространстве. В жидком веществе составляющие его частицы группируются, но всё равно имеют достаточно большую свободу движения. В твёрдом агрегатном состоянии всё немного иначе. Здесь степень упорядоченности возрастает до своего максимального значения, и атомы образуют кристаллическую решётку. В ней, конечно, происходят колебания, но они имеют очень малую амплитуду, и это нельзя назвать свободным движением.

Любой кристалл можно поделить на элементарные ячейки - такие последовательные соединения атомов, которые повторяются во всём объёме образца соединения. Тут стоит уточнить, что такие ячейки - это не кристаллическая решётка, и тут атомы располагаются внутри объёма определённой фигуры, а не в её узлах. Для каждого кристалла они индивидуальны, но их можно разделить на несколько основных типов (сингоний) в зависимости от геометрии: триклинная, моноклинная, ромбическая, ромбоэдрическая, тетрагональная, гексагональная, кубическая.

Кратко разберём каждый тип решёток, ведь они делятся ещё на несколько подвидов. И начнём мы с того, чем они могут отличаться между собой. Во-первых, это соотношения длин сторон, а во-вторых, угол между ними.

Таким образом, триклинная сингония, самая низшая из всех, представляет собой элементарную решётку (параллелограмм), в которой все стороны и углы не равны между собой. Ещё один представитель так называемой низшей категории сингоний - моноклинная. Здесь два угла ячейки равны 90 градусам, а все стороны имеют разную длину. Следующий вид, относящейся к низшей категории, - ромбическая сингония. Она имеет три неравные между собой стороны, но все углы фигуры равны 90 градусам.

Перейдём к средней категории. И первый её член - тетрагональная сингония. Тут по аналогии нетрудно догадаться, что все углы фигуры, которую она представляет, равны 90 градусам, а также две из трёх сторон равны между собой. Следующий представитель - ромбоэдрическая (тригональная) сингония. Тут всё немного интереснее. Этот тип определяется тремя одинаковыми сторонами и тремя углами, которые равны между собой, но не являются прямыми.

Последний вариант средней категории - гексагональная сингония. В её определении ещё больше сложности. Этот вариант строится на трёх сторонах, две из которых равны и образуют угол 120 градусов, а третья находится в перпендикулярной им плоскости. Если взять три ячейки гексагональной сингонии и приложить их друг к другу, то мы получим цилиндр с шестигранным основанием (именно поэтому у неё такое название, ведь "гекса" в переводе с латинского означает "шесть").

Ну а вершина всех сингоний, имеющая симметрию во всех направлениях, - кубическая. Она является единственной принадлежащей к высшей категории. Тут можно сразу догадаться, как её можно характеризовать. Все углы и стороны равны между собой и образуют куб.

Итак, мы закончили разбор теории по основным группам сингоний, а теперь подробнее расскажем о строении различных форм серы и свойствах, которые из этого вытекают.

Строение серы

Как уже было сказано, сера имеет две модификации: ромбическую и моноклинную. После раздела с теорией наверняка стало ясно, чем они отличаются. Но вся суть состоит в том, что в зависимости от температуры структура решётки может меняться. Вся суть в самом процессе превращений, происходящих, когда достигается температура плавления серы. Тогда кристаллическая решётка полностью разрушается, и атомы могут более-менее свободно двигаться в пространстве.

Но вернёмся к строению и особенностям такого вещества, как сера. Свойства химических элементов во многом зависят от их строения. Например, сера в силу особенностей кристаллической структуры обладает свойством флотации. Её частички не смачиваются водой, и прилипающие к ним пузырьки воздуха тянут их на поверхность. Таким образом, комовая сера всплывает при погружении в воду. На этом основаны некоторые способы отделения этого элемента из смеси ему подобных. А далее мы разберём основные методы добычи этого соединения.

Добыча

Сера может залегать с различными минералами, а следовательно, на различной глубине. В зависимости от этого выбирают разные способы добычи. Если глубина небольшая и под землёй нет скоплений газов, мешающих добыче, то материал добывают открытым способом: убирают пласты пород и, находя руду, содержащую серу, отправляют её на переработку. Но если эти условия не соблюдены и есть опасности, то применяют скважинный метод. В нём необходимо, чтобы достигалась температура плавления серы. Для этого применяют специальные установки. Аппарат для плавления комовой серы в этом способе просто необходим. Но об этом процессе -немного позднее.

Вообще при добыче серы любым способом существует большой риск отравления, потому как чаще всего вместе с ней залегают сероводород и сернистый газ, которые очень опасны для человека.

Чтобы лучше понять, какими недостатками и достоинствами обладает тот или иной способ, ознакомимся с методами переработки серосодержащей руды.

Извлечение

Тут тоже есть несколько приёмов, основанных на совершенно разных свойствах серы. Среди них выделяют термические, экстракционные, пароводяные, центрифугальные и фильтрационные.

Самые проверенные из них - термические. Они основаны на том, что температуры кипения и плавления серы ниже, чем у руд, в которые она "вклинивается". Проблема только в том, что расходуется много энергии. Для поддержания температуры раньше приходилось сжигать часть серы. Несмотря на всю простоту, этот метод малоэффективен, и потери могут доходить до рекордных 45 процентов.

Мы идём по ветке исторического развития, поэтому переходим к пароводяному методу. В отличие от термических эти способы до сих пор используются на многих фабриках. Как ни странно, основаны они на том же свойстве - отличии температуры кипения и плавления серы от аналогичных показателей для сопутствующих металлов. Разница состоит лишь в том, каким образом происходит нагрев. Весь процесс идёт в автоклавах - специальных установках. Туда подаётся обогащённая серная руда, содержащая до 80 % добываемого элемента. Затем под давлением в автоклав закачивается горячий водяной пар. Разогреваясь до 130 градусов по Цельсию, сера плавится и выводится из системы. Конечно, остаются и так называемые хвосты - частички серы, плавающие в воде, образовавшейся благодаря конденсированию водяного пара. Их удаляют и вновь пускают в процесс, так как там тоже содержится немало нужного нам элемента.

Один из самых современных методов - центрифужный. К слову, разработан он в России. Если кратко, суть его в том, что расплав смеси серы и минералов, которым она сопутствует, погружается в центрифугу и раскручивается с большой скоростью. Более тяжёлая порода за счёт центробежной силы стремится от центра, а сама сера остаётся выше. Затем полученные слои просто отделяют друг от друга.

Есть ещё один метод, который тоже по сей день используется на производствах. Заключается он в отделении серы от минералов через специальные фильтры.

В этой статье мы рассмотрим исключительно термические методы извлечения несомненно важного для нас элемента.

Процесс плавления

Исследование теплообмена при плавлении серы - важный вопрос, потому как это один из самых экономичных способов добычи этого элемента. Мы можем комбинировать параметры системы при нагревании, и нам необходимо вычислить их оптимальное сочетание. Именно для этого проводится исследование теплообмена и анализ особенностей процесса плавления серы. Существует несколько видов установок для осуществления этого процесса. Котёл для плавления серы - одна из них. Получение искомого элемента с помощью этого изделия - лишь вспомогательный способ. Однако сегодня есть специальная установка - аппарат для плавления комовой серы. Он может эффективно использоваться на производстве для получения высокочистой серы в большом объёме.

Для вышеизложенной цели в 1890 году была изобретена установка, позволяющая плавить серу на глубине и выкачивать на поверхность с помощью трубы. Её конструкция достаточно проста и эффективна в действии: две трубы находятся друг в друге. По внешней трубе циркулирует перегретый до 120 градусов (температура плавления серы) пар. Конец внутренней трубы достаёт до залежей нужного нам элемента. Нагреваясь водой, сера начинает плавиться и выходить наружу. Всё достаточно просто. В современном варианте установка содержит ещё одну трубу: она находится внутри трубы с серой, и по ней идёт сжатый воздух, который заставляет расплав подниматься быстрее.

Есть ещё несколько методов, и в одном из них достигается температура плавления серы. Под землю опускают два электрода и пускают по ним ток. Так как сера - типичный диэлектрик, она не проводит ток и начинает сильно нагреваться. Таким образом она плавится и с помощью трубы, как и в первом способе, выкачивается наружу. Если серу хотят направить на производство серной кислоты, то её поджигают под землёй и выводят полученный газ наружу. Его доокисляют до оксида серы (VI), а потом растворяют в воде, получая конечный продукт.

Мы разобрали плавление серы, установки плавления серы и способы её добычи. Теперь пришла пора выяснить, зачем нужны столь сложные методы. На самом деле анализ процесса плавления серы и система контроля температуры нужны для того, чтобы хорошо очистить и эффективно применить конечный продукт добычи. Ведь сера - один из важнейших элементов, играющих ключевую роль во многих сферах нашей жизни.

Применение

Бессмысленно говорить, где применяются соединения серы. Проще сказать, где они не применяются. Сера есть в любой резине и резиновых изделиях, в газе, который подаётся в дома (там он нужен для идентификации утечки в случае таковой). Это самые бытовые и простые примеры. На самом деле сфер применения серы бесчисленное множество. Перечислить их все просто нереально. Но если мы возьмёмся делать это, окажется, что сера - один из самых необходимых для человечества элементов.

Заключение

Из этой статьи вы узнали, какая температура плавления у серы, чем этот элемент так важен для нас. Если вы заинтересованы в этом процессе и его изучении, то наверняка почерпнули для себя что-то новое. Например, это могут быть особенности плавления серы. В любом случае нет предела совершенству, и никому из нас не помешают знания процессов, происходящих в промышленности. Вы можете самостоятельно продолжить освоение технологических тонкостей процессов добычи, извлечения и переработки серы и других элементов, содержащихся в земной коре.

fb.ru

химический элемент, температура плавления и кипения, пошаговая инструкция

Медь входит в семёрку самых древних металлов, с которыми люди познакомились на самом начальном этапе своего существования. Период с 4 по 3 тысячелетие до нашей эры так и называется медный век в истории развития человечества. Древние люди изготавливали из неё предметы быта, орудия труда и боевое оружие. Это стало возможным благодаря относительно невысокой температуре плавления меди.

Купрум: характеристика элемента

Научное наименование меди Cuprum (Купрум) происходит от названия греческого острова Кипр, где медь начали добывать ещё в середине третьего тысячелетия до нашей эры. В периодической таблице Менделеева химический элемент медь имеет 29 атомный (порядковый) номер, находится в 11 группе четвёртого периода. Принадлежит к пластичным переходным металлам. В чистом виде имеет характерный золотисто-розовый цвет. Чистую медь легко окислить, поэтому в естественных условиях она всегда образует на своей поверхности тонкую оксидную плёнку, которая придаёт ей красноватый оттенок.

Физические свойства

Это второй металл после серебра по уровню электропроводности, что делает её крайне востребованной в современной электронике. Второе ценное качество — высокая теплопроводность, это позволяет её широко применять во всевозможных теплообменниках и в холодильной аппаратуре.

  • Температура плавления 1083 градуса.
  • Температура кипения 2567 градусов.
  • Удельное сопротивление при 20 градусах составляет 1,68·10 -3 Ом·м.
  • Плотность 8,92 г/см.

Нахождение в природе

В природе встречается в самородном виде и в виде соединений.

Самые крупные месторождения самородной меди находятся в США в районе озера Верхнего. Именно в этом районе был найден самый крупный медный самородок весом 3560 килограмм. А также много самородной меди встречается в рудных горах Германии.

В России и на постсоветском пространстве добыча меди происходит путём извлечения из сульфидной руды. Её можно добыть, извлекая из медного колчедана или халькопирита CuFeS2. Наиболее известны такие месторождения, как Удокан в Забайкалье и Джезказган в Казахстане.

Сульфиты меди чаще всего образуются в так называемых среднетемпературных гидротермальных жилах. Могут образовываться и в осадочных породах в виде медистых песчаников и сланцев.

Как правило, медная руда всегда добывается открытым способом. Процентное содержание чистой меди в руде составляет от 0,2 до 1,0 процента в зависимости от месторождения.

Медные сплавы

Являются самыми первыми металлическими сплавами, получение которых человечество освоило ещё на самой заре своего развития. При какой температуре плавится медь, зависит от того, в каком сплаве она находится. В настоящее время наиболее известны и востребованы такие сплавы, как:

  • Латунь. Сплав с добавление цинка, содержание которого может доходить до 40%. Цинк повышает пластичность и прочность металла. Температура, при которой латунь плавится, составляет 880 — 950 градусов.
  • Бронза. Сплав с оловом, с добавлением некоторых других компонентов, таких как кремний, бериллий, свинец. Получать бронзу из меди человек научился ещё в самом начале бронзового века. Бронза не утратила своей актуальности даже с наступлением века железа, например, ещё в начале 20 века стволы пушек изготавливали из так называемой орудийной бронзы. Температура, при которой бронза начинает плавиться, составляет 930 — 1140 градусов.
  • Мельхиор. Кроме меди, содержит в своём составе 5−30% никеля. Никель увеличивает прочность медного сплава и повышает его электрическое сопротивление. Кроме того, сильно повышается коррозионная стойкость. Температура плавления — 1170 градусов. По своим внешним характеристикам мельхиор очень похож на серебро, раньше его называли белой медью. Но он обладает более высокой механической прочностью, чем обычное серебро.
  • Дюраль, или дюралюминий. Основную массу сплава составляет алюминий 93%, на медь приходится 5%, оставшиеся 2% занимают марганец, железо и магний. Название происходит от названия немецкого города Дюрен, где в 1906 году был впервые получен этот высокопрочный сплав алюминия. Одной из его особенностей является тот факт, что его прочностные характеристики с течением времени имеют тенденцию к увеличению. Поэтому он не теряет своей прочности после нескольких лет эксплуатации, как другие металлы. В настоящее время этот сплав является основой самолётостроения.
  • Ювелирные сплавы. Сплавы меди с золотом. Тем самым увеличивается устойчивость драгметалла к механическим воздействиям и истиранию.

Переплавка меди дома

Этот металл обладает целым набором полезных свойств, которые делают её весьма желанным металлом в домашнем хозяйстве. А относительно невысокая температура при плавлении и изрядное количество медного лома, которое можно обнаружить на ближайшей свалке, позволяют задавать вопрос о том, как расплавить медь в домашних условиях, не как риторический, а вполне реальный и практический.

График плавления меди

Расплавление любого металла заключается в том, что под воздействием высоких температур разрушается кристаллическая решётка и металл переходит из твёрдого состояния в жидкое. Можно выделить некоторые закономерности, свойственные любому металлу в процессе расплавления:

  • Во время нагревания температура внутри металла повышается, но кристаллическая решётка не подвергается разрушению. Металл сохраняет своё твёрдое состояние.
  • При достижении температуры плавления, для меди это 1083 градуса, температура внутри металла перестаёт повышаться, несмотря на то что общий нагрев и передача тепла продолжаются.
  • После того как вся масса метала переходит в расплавленное состояние, температура внутри металла снова начинает резко повышаться.

В случае процесса охлаждения расплавленного металла происходит всё то же самое, но в обратной последовательности. Сначала происходит резкое снижение температуры внутри металла, затем на значении 1080 градусов падение температуры прекращается до тех пор, пока вся масса метала не перейдёт в твёрдое состояние. После этого температура снова начинает резко падать, пока не сравняется с температурой окружающего воздуха и кристаллизация не завершится окончательно.

Температура кипения

Медь начинает активно выделять углерод в виде пузырьков газа при температуре 2560 градусов. Внешне это очень напоминает кипение воды. На самом деле это процесс активного окисления меди, в результате которого металл теряет практически все свои уникальные свойства. Детали, отлитые из кипящей меди, имеют в своей структуре большое количество пор, которые будут уменьшать механическую прочность материала и ухудшать его декоративные свойства. Потому в процессе плавки необходимо внимательно следить за температурой и не допускать закипания меди.

Способы плавки

Медный лом можно переплавить в домашних условиях разными способами в зависимости от технического оснащения домашней мастерской. При этом нужно иметь в виду, что придётся нагревать медь не до её температуры плавления, а чуть выше — примерно до 1100−1200 градусов.

Для этих целей годятся следующие приспособления:

  • Муфельная печь. Наиболее рациональное решение проблемы расплавления меди, так как такая печь позволяет регулировать температуру во время процесса плавки, что очень удобно. Подобные лабораторные печи оснащены специальным окном из жаропрочного стекла, что позволяет постоянно осуществлять визуальный контроль всего процесса.
  • Газовая горелка. Ручная газовая горелка размещается под дном ёмкости из тугоплавкого материала, в которой непосредственно будет размещаться медный лом. Этот способ предполагает наличие тесного контакта расплавляемой массы металла с воздухом, что будет способствовать усилению процесса окисления расплавляемого металла. Чтобы этому как-то противостоять, на расплавляемую массу сверху насыпают слой древесного угля.
  • Паяльная лампа. Способ практически ничем не отличается от плавки с помощью газовой горелки. Но в этом случае невозможно достигнуть относительно высоких температур, поэтому он годится для переплавки сплавов меди, которые обладают меньшей температурой плавления, чем чистая медь.
  • Кузнечный горн. На раскалённые древесные угли специального костра помещается тугоплавкий тигель с измельчённым металлом. Для ускорения процесса расплавления задействуют обычный бытовой пылесос, включённый в режиме выдувания. Труба пылесоса должна быть небольшого диаметра и иметь металлический наконечник, в противном случае она расплавится. Данный способ подходит для тех, кто занимается плавкой меди дома регулярно и имеет дело с большими объёмами исходного материала, который необходимо отжечь.
  • Микроволновая печь. Бытовая мощная микроволновка с небольшими изменениями конструкции может легко плавить довольно большие объёмы медного лома. Для этого необходимо убрать из микроволновки вращающуюся тарелку, а вместо неё поместить соответствующих размеров тигель, который необходимо сделать из тугоплавкого материала, например, из шамотного кирпича.

Пошаговая инструкция

Процесс плавления любого металла происходит поэтапно и подчиняется определённому алгоритму, который одинаков как для промышленного производства, так и для кустарного. Для тех, кто озадачен вопросом плавки меди в домашних условиях, пошаговая инструкция будет выглядеть следующим образом:

  • Необходимо взять тугоплавкий тигель. Металл в измельчённом состоянии насыпается в тигель. После этого тигель помещается в предварительно прогретую муфельную печь. С помощью специального окошка наблюдают за процессом расплавления.
  • После полного расплавления всего объёма медного лома тигель с помощью специальных длинных щипцов извлекается из печи.
  • На поверхности расплавленного металла образуется плёнка его оксида. Эту плёнку необходимо аккуратно сдвинуть в сторону к одной из стенок тигля. Для этих целей используют специальный крючок, изготовленный из тугоплавкого металла.
  • После того как металл освобождён от оксидной плёнки, необходимо его очень быстро разлить в предварительно подготовленные формы.

Практические рекомендации

Температура плавления меди в домашних условиях зависит от того, в каком сплаве она содержится.

Техническая чистая медь содержится в проводах и кабелях, а также в обмотках трансформаторов, электродвигателей и генераторов. При этом нужно иметь в виду, что химически чистая медь содержится только в столовых приборах и в прочей кухонной утвари. Во всех остальных случаях в ней присутствуют те или иные вредные компоненты.

В чистом виде обладает повышенной вязкостью в расплавленном состоянии, поэтому отливать из неё изделия сложной конфигурации и небольших размеров очень сложно. Гораздо легче для этих целей использовать латунь.

В сплавах бронзы, изготовленных вначале и середине прошлого века, использовали в качестве компонентов мышьяк и сурьму. Поэтому следует избегать расплавления так называемой старинной бронзы, так как пары мышьяка могут привести к отравлению организма.

obrabotkametalla.info

Химические свойства серы таблица. Температура плавления серы. Установки для плавления серы

Сера - один из самых распространённых элементов земной коры. Чаще всего она встречается в составе минералов, содержащих кроме неё металлы. Очень интересны процессы, происходящие при достижении и плавления серы. Эти процессы, а также связанные с ними сложности мы и разберём в этой статье. Но для начала окунёмся в историю открытия этого элемента.

История

В самородном виде, а также в составе минералов сера была известна ещё с древности. В старых греческих текстах описано ядовитое действие ее соединений на человеческий организм. выделяемый при горении соединений этого элемента, действительно может быть смертельно опасен для людей. Примерно в 8 веке серу начали использовать в Китае для приготовления пиротехнических смесей. Неудивительно, ведь именно в этой стране, как считается, изобрели порох.

Ещё в Древнем Египте людям был известен способ обжига серосодержащей руды на основе меди. Таким образом добывали этот металл. Сера уходила в виде ядовитого газа SO 2 .

Несмотря на известность с древнейших времён, знание о том, что представляет собой сера, пришло благодаря работам французского естествоиспытателя Антуана Лавуазье. Именно он установил, что она является элементом, а продукты её горения - оксидами.

Вот такая вот краткая история знакомства людей с этим химическим элементом. Далее мы подробно расскажем о процессах, происходящих в недрах земли и приводящих к образованию серы в том виде, в котором она есть сейчас.

Как появляется сера?

Существует распространённое заблуждение о том, что чаще всего этот элемент встречается в самородном (то есть чистом) виде. Однако это не совсем так. Самородная сера чаще всего встречается как вкрапление в другую руду.

На данный момент есть несколько теорий, касающихся происхождения элемента в чистом виде. Они предполагают отличие во времени образования серы и руд, в которые она вкрапляется. Первая, теория сингенеза, предполагает образование серы совместно с рудами. Согласно ей некоторые бактерии, обитающие в толще океана, восстанавливали сульфаты, находящиеся в воде, до сероводорода. Последний, в свою очередь, поднимался вверх, где с помощью других бактерий окислялся до серы. Она падала на дно, смешивалась с илом, и впоследствии они вместе образовывали руду.

Суть теории эпигенеза - то, что сера в руде образовалась позднее её самой. Тут есть несколько ответвлений. Мы расскажем лишь о самом распространённом варианте этой теории. Состоит он вот в чём: подземные воды, протекая через скопления сульфатных руд, обогащаются ими. Затем, проходя через месторождения нефти и газа, ионы сульфатов восстанавливаются до сероводорода благодаря углеводородам. Сернистый водород, поднимаясь к поверхности, окисляется кислородом воздуха до серы, которая и оседает в породах, образуя кристаллы. Эта теория в последнее время находит всё больше подтверждений, но пока остаётся открытым вопрос о химизме этих превращений.

От процесса происхождения серы в природе перейдём к её модификациям.


Аллотропия и полиморфизм

Сера, как и многие другие элементы таблицы Менделеева, существует в природе в нескольких формах. В химии их называют Существует сера ромбическая. её несколько ниже, чем у второй модификации: моноклинной (112 и 119 градусов по Цельсию). А различаются они строением элементарных ячеек. Ромбическая сера отличается большей плотностью и устойчивостью. Она может при нагревании до 95 градусов переходить во вторую форму - моноклинную. У обсуждаемого нами элемента есть аналоги в таблице Менделеева. Полиморфизм серы, селена и теллура учёные обсуждают до сих пор. Они имеют очень тесную связь между собой, и все модификации, которые они образуют, сильно похожи.

А далее мы разберём процессы, происходящие при плавлении серы. Но перед тем как начать, следует немного окунуться в теорию строения кристаллической решётки и явлений, происходящих при фазовых переходах вещества.


Из чего состоит кристалл?

Как известно, в газообразном состоянии вещество находится в виде молекул (или атомов), беспорядочно движу

donmp.ru

Химические свойства серы. Характеристика и температура кипения серы

Сера представляет собой химический элемент, который находится в шестой группе и третьем периоде таблицы Менделеева. В этой статье мы подробно рассмотрим ее химические и физические свойства, получение, использование и так далее. В физическую характеристику входят такие признаки, как цвет, уровень электропроводности, температура кипения серы и т. д. Химическая же описывает ее взаимодействие с другими веществами.

Сера с точки зрения физики

Это хрупкое вещество. При нормальных условиях оно пребывает в твердом агрегатном состоянии. Сера обладает лимонно-желтой окраской. И в большинстве своем все ее соединения имеют желтые оттенки. В воде не растворяется. Обладает низкой тепло- и электропроводностью. Данные признаки характеризуют ее как типичный неметалл. Несмотря на то что химический состав серы совсем не сложен, данное вещество может иметь несколько вариаций. Все зависит от строения кристаллической решетки, с помощью которой соединяются атомы, молекул же они не образовывают.

Итак, первый вариант - ромбическая сера. Она является наиболее устойчивой. Температура кипения серы такого типа составляет четыреста сорок пять градусов по шкале Цельсия. Но для того чтобы данное вещество перешло в газообразное агрегатное состояние, ему сначала необходимо пройти жидкое. Итак, плавление серы происходит при температуре, которая составляет сто тринадцать градусов Цельсия.

Второй вариант - моноклинная сера. Она представляет собой кристаллы игольчатой формы с темно-желтой окраской. Плавление серы первого типа, а затем ее медленное охлаждение приводит к формированию данного вида. Эта разновидность обладает почти теми же физическими характеристиками. К примеру, температура кипения серы такого типа - все те же четыреста сорок пять градусов. Кроме того, есть такая разновидность данного вещества, как пластическая. Ее получают посредством выливания в холодную воду нагретой почти до кипения ромбической. Температура кипения серы данного вида такая же. Но вещество обладает свойством тянуться, как резина.

Еще одна составляющая физической характеристики, о которой хотелось бы сказать, - температура воспламенения серы. Данный показатель может разниться в зависимости от типа материала и его происхождения. К примеру, температура воспламенения серы технической составляет сто девяносто градусов. Это довольно низкий показатель. В других случаях температура вспышки серы может составлять двести сорок восемь градусов и даже двести пятьдесят шесть. Все зависит от того, из какого материала была она добыта, какую имеет плотность. Но можно сделать вывод, что температура горения серы достаточно низкая, по сравнению с другими химическими элементами, это легковоспламеняющееся вещество. Кроме того, иногда сера может объединяться в молекулы, состоящие из восьми, шести, четырех либо двух атомов. Теперь, рассмотрев серу с точки зрения физики, перейдем к следующему разделу.

Химическая характеристика серы

Данный элемент обладает сравнительно низкой атомной массой, она равняется тридцати двум граммам на моль. Характеристика элемента сера включает в себя такую особенность данного вещества, как способность обладать разной степенью окисления. Этим она отличается от, скажем, водорода или кислорода. Рассматривая вопрос о том, какова химическая характеристика элемента сера, невозможно не упомянуть, что он, в зависимости от условий, проявляет как восстановительные, так и окислительные свойства. Итак, по порядку рассмотрим взаимодействие данного вещества с различными химическими соединениями.

Сера и простые вещества

Простыми являются вещества, которые имеют в своем составе только один химический элемент. Его атомы могут объединяться в молекулы, как, например, в случае с кислородом, а могут и не соединяться, как это бывает у металлов. Так, сера может вступать в реакции с металлами, другими неметаллами и галогенами.

Взаимодействие с металлами

Для осуществления подобного рода процесса необходима высокая температура. При таких условиях происходит реакция присоединения. То есть атомы металла объединяются с атомами серы, образуя при этом сложные вещества сульфиды. Например, если нагреть два моль калия, смешав их с одним моль серы, получим один моль сульфида данного металла. Уравнение можно записать в следующем виде: 2К + S = K2S.

Реакция с кислородом

Это сжигание серы. Вследствие данного процесса образуется ее оксид. Последний может быть двух видов. Поэтому сжигание серы может происходить в два этапа. Первый - это когда из одного моль серы и одного моль кислорода образуется один моль диоксида сульфура. Записать уравнение данной химической реакции можно следующим образом: S + О2 = SO2. Второй этап - присоединение к диоксиду еще одного атома оксигена. Происходит это, если добавить к двум моль диоксида серы один моль кислорода в условиях высокой температуры. В результате получим два моль триоксида сульфура. Уравнение данного химического взаимодействия выглядит таким образом: 2SO2 + О2 = 2SO3. В результате такой реакции образуется серная кислота. Так, осуществив два описанных процесса, можно пропустить полученный триоксид через струю водяного пара. И получим сульфатную кислоту. Уравнение подобной реакции записывается следующим образом: SO3 + Н2О = H2SO4.

Взаимодействие с галогенами

Химические свойства серы, как и других неметаллов, позволяют ей реагировать с данной группой веществ. К ней относятся такие соединения, как фтор, бром, хлор, йод. Сера реагирует с любым из них, за исключением последнего. В качестве примера можно привести процесс фторирования рассматриваемого нами элемента таблицы Менделеева. С помощью разогревания упомянутого неметалла с галогеном можно получить две вариации фторида. Первый случай: если взять один моль сульфура и три моль фтора, получим один моль фторида, формула которого SF6. Уравнение выглядит так: S + 3F2 = SF6. Кроме того, есть второй вариант: если взять один моль серы и два моль фтора, получим один моль фторида с химической формулой SF4. Уравнение записывается в следующем виде: S + 2F2 = SF4. Как видите, все зависит от пропорций, в которых смешать компоненты. Точно таким же образом можно провести процесс хлорирования серы (также может образоваться два разных вещества) либо бромирования.

Взаимодействие с другими простыми веществами

На этом характеристика элемента сера не заканчивается. Вещество также может вступать в химическую реакцию с гидрогеном, фосфором и карбоном. Вследствие взаимодействия с водородом образуется сульфидная кислота. В результате её реакции с металлами можно получить их сульфиды, которые, в свою очередь, также получают прямым путем взаимодействия серы с тем же металлом. Присоединение атомов гидрогена к атомам сульфура происходит только в условиях очень высокой температуры. При реакции серы с фосфором образуется ее фосфид. Он имеет такую формулу: P2S3. Для того чтобы получить один моль данного вещества, нужно взять два моль фосфора и три моль сульфура. При взаимодействии серы с углеродом образуется карбид рассматриваемого неметалла. Его химическая формула выглядит так: CS2. Для того чтобы получить один моль данного вещества, нужно взять один моль углерода и два моль серы. Все описанные выше реакции присоединения происходят только при условии нагревания реагентов до высоких температур. Мы рассмотрели взаимодействие серы с простыми веществами, теперь перейдем к следующему пункту.

Сера и сложные соединения

Сложными называются те вещества, молекулы которых состоят из двух (или более) разных элементов. Химические свойства серы позволяют ей реагировать с такими соединениями, как щелочи, а также концентрированная сульфатная кислота. Реакции ее с данными веществами довольно своеобразны. Сначала рассмотрим, что происходит при смешивании рассматриваемого неметалла со щелочью. Например, если взять шесть моль гидроксида калия и добавить к ним три моль серы, получим два моль сульфида калия, один моль сульфита данного металла и три моль воды. Такого рода реакцию можно выразить следующим уравнением: 6КОН + 3S = 2K2S + K2SO3 + 3Н2О. По такому же принципу происходит взаимодействие, если добавить гидроксид натрия. Далее рассмотрим поведение серы при добавлении к ней концентрированного раствора сульфатной кислоты. Если взять один моль первого и два моль второго вещества, получим следующие продукты: триоксид серы в количестве три моль, а также воду - два моль. Данная химическая реакция может осуществиться только при нагревании реагентов до высокой температуры.

Получение рассматриваемого неметалла

Существует несколько основных способов, с помощью которых можно добыть серу из разнообразных веществ. Первый метод - выделение ее из пирита. Химическая формула последнего - FeS2. При нагревании данного вещества до высокой температуры без доступа к нему кислорода можно получить другой сульфид железа - FeS - и серу. Уравнение реакции записывается в следующем виде: FeS2 = FeS + S. Второй способ получения серы, который часто используется в промышленности, - это сжигание сульфида серы при условии небольшого количества кислорода. В таком случае можно получить рассматриваемый неметалл и воду. Для проведения реакции нужно взять компоненты в молярном соотношении два к одному. В результате получим конечные продукты в пропорциях два к двум. Уравнение данной химической реакции можно записать следующим образом: 2H2S + О2 = 2S + 2Н2О. Кроме того, серу можно получить в ходе разнообразных металлургических процессов, к примеру, при производстве таких металлов, как никель, медь и другие.

Использование в промышленности

Самое широкое свое применение рассматриваемый нами неметалл нашел в химической отрасли. Как уже упоминалось выше, здесь он используется для получения из него сульфатной кислоты. Кроме того, сера применяется как компонент для изготовления спичек, благодаря тому, что является легковоспламеняющимся материалом. Незаменима она и при производстве взрывчатых веществ, пороха, бенгальских огней и др. Кроме того, серу используют в качестве одного из ингредиентов средств для борьбы с вредителями. В медицине ее применяют в качестве компонента при изготовлении лекарств от кожных заболеваний. Также рассматриваемое вещество используется при производстве разнообразных красителей. Кроме того, ее применяют при изготовлении люминофоров.

Электронное строение серы

Как известно, все атомы состоят из ядра, в котором находятся протоны - позитивно заряженные частицы - и нейтроны, т. е. частицы, имеющие нулевой заряд. Вокруг ядра вращаются электроны, заряд которых негативный. Чтобы атом был нейтральным, в его структуре должно быть одинаковое количество протонов и электронов. Если же последних больше, это уже отрицательный ион - анион. Если же наоборот - количество протонов больше, чем электронов - это положительный ион, или катион. Анион серы может выступать в качестве кислотного остатка. Он входит в состав молекул таких веществ, как сульфидная кислота (сероводород) и сульфиды металлов. Анион образуется в ходе электролитической диссоциации, которая происходит при растворении вещества в воде. При этом молекула распадается на катион, который может быть представлен в виде иона металла либо водорода, а также катион - ион кислотного остатка либо гидроксильной группы (ОН-). Так как порядковый номер серы в таблице Менделеева - шестнадцать, то можно сделать вывод, что в ее ядре находится именно такое количество протонов. Исходя из этого, можно сказать, что и электронов, вращающихся вокруг, тоже шестнадцать. Количество же нейтронов можно узнать, отняв от молярной массы порядковый номер химического элемента: 32 - 16 = 16. Каждый электрон вращается не хаотично, а по определенной орбите. Так как сера - химический элемент, который относится к третьему периоду таблицы Менделеева, то и орбит вокруг ядра три. На первой из них расположено два электрона, на второй - восемь, на третьей - шесть. Электронная формула атома серы записывается следующим образом: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Распространенность в природе

В основном рассматриваемый химический элемент встречается в составе минералов, которые являются сульфидами разнообразных металлов. В первую очередь это пирит - соль железа; также это свинцовый, серебряный, медный блеск, цинковая обманка, киноварь - сульфид ртути. Кроме того, сера может входить и в состав минералов, структура которых представлена тремя и более химическими элементами. Например, халькопирит, мирабилит, кизерит, гипс. Можно рассмотреть каждый из них более подробно. Пирит - это сульфид феррума, или FeS2. Он обладает светло-желтой окраской с золотистым блеском. Данный минерал можно часто встретить как примесь в лазурите, который широко используется для изготовления украшений. Это связано с тем, что данные два минерала зачастую имеют общее месторождение. Медный блеск - халькоцит, или халькозин - представляет собой синевато-серое вещество, похожее на металл. Свинцовый блеск (галенит) и серебряный блеск (аргентит) имеют схожие свойства: они оба внешне напоминают металлы, имеют серую окраску. Киноварь - это коричневато-красный тусклый минерал с серыми вкраплениями. Халькопирит, химическая формула которого CuFeS2, - золотисто-желтый, его еще называют золотой обманкой. Цинковая обманка (сфалерит) может иметь окраску от янтарной до огненно-оранжевой. Мирабилит - Na2SO4x10H2O - прозрачные либо белые кристаллы. Его еще называют глауберовой солью, применяют в медицине. Химическая формула кизерита - MgSO4xH2O. Он выглядит как белый либо бесцветный порошок. Химическая формула гипса - CaSO4x2H2O. Кроме того, данный химический элемент входит в состав клеток живых организмов и является важным микроэлементом.

fb.ru

Температура плавления серы - Справочник химика 21

    Моноклинная сера устойчива при температуре выше 95,5°, т. е. выше равновесной температуры (температуры перехода одной формы в другую, или точки превращения) между моноклинной и ромбической формами. Моноклинная сера плавится при 119,25°. Эта температура и является подлинной температурой плавления серы. [c.289]
    Для регенерации раствора сернистого аммония служит чугунная колонна внутренним диаметром 300 мм и высотой около 7800 мм, содержащая 0,4 м колец Рашига из хромоникелевой стали. В этой колонне регенерируется 1 м /час раствора. Раствор сернистого аммония поступает в верхнюю часть колонны, в нижнюю часть вводится водяной пар. В верхней части колонны находится редукционный вентиль, при помощи которого в колонне поддерживается давление 1,7 ати, что соответствует температуре 117°. Из нижней части колонны, в которой поддерживается температура, превышающая температуру плавления серы (119°), отбирается жидкая сера (99,5%-ная). Сера стекает в алюминиевые изложницы медленно движущегося конвейера, из которых пос.ле затвердевания ее извлекают в виде блоков. [c.151]

    Температура плавления серы 112,8°. При нагревании жидкой серы до 180° она густеет и темнеет. При дальнейшем нагревании почти до температуры кипения 444,6° и при быстром охлаждении сера превращается в тягучие нити эта модификация серы непрочна. В природе сера встречается в виде различных соединени и в свободном состоянии. [c.38]

    Твердая сера состоит из молекул Ss. Как Вы считаете, полярны ли эти молекулы и если да, то почему Температура плавления серы 119°С. Объясните, почему при нагревании жидкой серы до 200 °С вязкость ее увеличивается, а затем при дальнейшем нагревании вплоть до температуры кипения (445°С) вязкость уменьшается. В газообразной сере при 900°С обнаружены молекулы 2. По методу молекулярных орбиталей предскажите электронное строение и магнитные свойства этой молекулы. [c.100]

    Зависимость температуры плавления серого мышьяка от давления представлена на рис. 51, а. При не очень больших давлениях плавление сопровождается ростом объема положительна). При давлении порядка 60 ГПа удельные объемы жидкой и твердой фаз становятся равными. В этой области давлений переход к более плотной структуре при плавлении уменьшает объем в той же мере, в какой он растет за счет увеличения концентрации вакансий. [c.207]

    Процесс включает следующие стадии 1. Введение отработанной серной кислоты в расплав серы, имеющий температуру 250 °С, в результате чего образуется газовая смесь, состоящая из сернистого газа, паров элементарной серы и воды. 2. Охлаждение газовой смеси до температуры, превышающей температуру плавления серы, но ниже 160 °С, для конденсации элементарной серы, отделение сконденсировавшейся серы и возврат ее в резервуар с расплавленной серой. 3. Дальнейшее охлаждение газовой смеси для конденсации воды и отделение сконденсировавшейся воды. [c.355]

    Точки фазового перехода. Температура плавления серо углерода — 111,61 0,03° С [9]. Разными авторами указываются также —111,53 [10], —111,51 [11], —112,0° С [12]. Температура затвердевания -116,8° С [13]. [c.10]

    Вулканизация каучука. Из всех химических превращений каучука наиболее важным с технической точки зрения является реакция с серой, называемая вулканизацией. Реакция осуществляется при нагревании тесной смеси каучука и серы до температуры, превышающей температуры плавления серы (115,5°), как правило, до 130—145 . Сера связывается химически необратимо. [c.942]

    Газ, выходящий из конденсатора, поступает в горелку первого каталитического конвертора, где подогревается до температуры выше температуры плавления серы, чтобы она не выпадала на катализатор. Значение этой температуры зависит от давления и состава газовой смеси и колеблется в широком интервале. Для описываемой установки она равна около 220° С. [c.170]

    Определение температуры плавления серы [c.88]

    Сера образует несколько аллотропических видоизменений. Из них при обыкновенной температуре наиболее устойчива ромбическая сера. Это желтые кристаллы, по форме близкие к октаэдрам. Хорошо растворяются в сероуглероде. В интервале от температуры плавления серы до 95,6°С устойчивы бледно-желтые кристаллы моноклинической формы. Ниже этой температуры они переходят постепенно в ромбическую модификацию лимон-но-желтого цвета. [c.135]

    Серу получают из ее руд выплавкой. Этот процесс требует тщательного контроля, так как существующие в твердой сере кольцевые молекулы Зв раскрываются, когда температура жидкости значительно превышает температуру плавления серы, и в результате происходящих при этом изменений жидкость становится очень вязкой. Поэтому температуру жидкости поддерживают лишь несколько выше температуры плавления серы, так чтобы в смеси преобладали кольца Зе и жидкость была достаточно текучей. Когда месторождение серы находится на поверхности Земли, ее выплавляют, просто поджигая руду. Сгорание части серы расплавляет остальную ее часть, и она стекает в сборные чаны. Этот метод приводит к значительному загрязнению окружающей атмосферы. [c.173]

    Окончательная очистка серы производится путем ее перегонки. Первая порция паров серы в еще холодной камере сгущается непосредственно в твердое состояние, минуя жидкое. Получается чрезвычайно мелкий и нежный порошок, называемый серным цветом. Но когда камера нагревается до температуры плавления серы, в ней начинает собираться жидкая сера. Ее отливают в формы и получают таким образом черенковую серу. В этих двух видах — в виде черенковой серы и серного цвета — сера и поступает в продажу. [c.367]

    Рис, 24. Прибор-для определения температуры плавления серы  [c.89]

    Сера состоит из молекул За каждая молекула имеет циклическую-(коронообразную) структуру. Фосфор состоит из молекул Р4 каждая его молекула имеет тетраэдрическую структуру. Предскажите на основании размера и формы молекул, какое вещество имеет более высокую температуру плавления — сера или фосфор. [c.475]

    Черенковую серу получают, из ее паров в тех же камерах, что и серный цвет, но уже прогретых выше температуры плавления серы. Расплавленную серу разливают в формы, где она затвердевает. Это и будет черенковая сера. [c.267]

    В виде простого вещества селен — неметалл его молекулы полиатомны. По аналогии с серой и другими неметаллами вероятно существование аллотропических видоизменений. Действительность это вполне подтверждает. Температура плавления должна быть близкой к 280°, среднему арифметическому между 112,8° (температура плавления серы) и 450,0° (температура плавления теллура). Действительная т. пл. 220,9° (для серой модификации). Восстановительные свойства слабы при накаливании, однако, должно происходить окисление в форме горения. Окислительная способность селена выражена слабее, чем у серы. При нагревании металлов с селеном должны получаться сел яиды, например СаЗе. Действительно, это наблюдается. [c.103]

    Концентрат в автоклавы можно загружать поочередно по двум линиям. В процессе загрузки подогретого концентрата и специальных реагентов (осветительный керосин, раствор триполифосфата натрия, раствор жидкого-стекла), которые способствуют выделению серы из концентрата при автоклавном процессе выплавки, в автоклав подают перегретый пар — до достижения необходимой температуры плавления серы. При плавлении концентрата в нижней части автоклава образуется слой жидкой серы, над которым/ находится суспензия пустой породы в смеси с неразделенной частью серы ( хвосты ). [c.31]

    Температура вулканизации резиновой смеси зависит от ее химического состава. Обычно вулканизацию ведут прн температуре 140—150° С, т. е. выше температуры плавления серы (120° С) и ниже температуры плавления каучука (180—200° С). Время вулканизации зависит от состава смеси и толщины резинового слоя. Повышение температуры резко ускоряет процесс вулканизации. Для обогрева пресс-форм вулканизационного оборудования применяют пар давлением 4,5—5,0 кГ/см (по манометру), что примерно соответствует температуре 155—158° С и с учетом тепловых потерь температур нагрева поверхности вулканизационного [c.205]

    В загруженный рудой автоклав до пуска пара заливают воду так, чтобы руда оказалась погруженной в водяную ванну. При подаче пара вода под образующимся в автоклаве давлением нагревается до температуры плавления серы. Отделение серы от породы, которое протекает уже в водяной (а не в воздушной и серной) ванне, зависит от смачивания водой компонентов породы, причем порода собирается в верхней части автоклава, а сера — в нижней под водой. Выпуск серы и породы из автоклава производится так же, как и в случае чисто паровой плавки, но при выпуске серы вытекает значительно больше воды не только конденсационной (как в первом случае), но и специально залитой. [c.75]

    Перемешивание пульпы в автоклаве. В автоклавах, как указывалось выше, достигается сравнительно низкое извлечение серы из концентрата. Повышение извлечения при плавке является одной из основных задач исследователей и производственников. По имеющимся литературным и патентным материалам, извлечение серы возможно повысить за счет интенсивного перемешивания пульпы, нагретой до температуры плавления серы (120°С), с последующим постепенным снижением интенсивности перемешивания до полного прекращения. Интенсивное перемешивание нагретой в автоклаве пульпы позволяет стабилизировать процесс и повысить извлечение. [c.100]

    Агломерированную пустую породу отделяют от расплавленной серы, пропуская всю ее массу через сито с отверстиями 4 мм сквозь сито проходит чистая сера, на сите остается пустая порода с невысоким содержанием серы. Агломерирующий реагент отмывается от пустой породы водой, после чего используется в процессе, а пустая порода возвращается в цикл флотации для доизвлечения серы. В описанном процессе извлечение достигает 96%. В хвостах остается 10—12% серы. Чаще всего для агломерации пустой породы применяют концентрированную 98%-ную серную кислоту или 60%-ные водные растворы высококипящих солей — хлористого кальция, хлористого магния, азотнокислого кальция, углекислого калия, уксуснокислого натрия, азотнокислого натрия и других с температурой кипения, превышающей температуру плавления серы. [c.103]

    При введении серы и ускорителей температура смеси должна быть ниже температуры плавления серы и критической температуры действия ускорителей (100—113°С). Для этого смесители охлаждают водой 10—12 °С, полученной на централизованных установках, либо водой О--1-4 °С, полученной на установках, расположенных вблизи смесителей. Серу добавляют за 1 мин до окончания смешения. [c.173]

    Промышленное получение. Самородную серу очищают от породы, с которой она смешана, путем плавления и перегонки из чугунных реторт. Пары поступают в большие футерованные камеры, в которых они конденсируются. Если температура в камере ниже температуры плавления серы (около П2°),то она оседает на стенках в виде порошка, называемого серным цветом если температура выше температуры плавления (что наблюдается в камерах меньших размеров благодаря выделению теплоты испарения), то сера собирается в нижней части камеры в жидком виде, откуда вытекает в формы, где и затвердевает черенковая сера). [c.365]

    Опыты, а) В колбе расплавляют серу. При температуре несколько выше температуры плавления сера представляет собой подвижную желтую жидкость. С повышением температуры выше 160° вязкость возрастает, достигая максимума при 187°. Одновременно темнеет цвет. При 200° сера похожа на коричневую, почти черную смолу, которая едва течет. Выше этой температуры вязкость опять падает, а при 400° жидкость снова становится подвижной. Однако темный цвет сохраняется до 445°. При этой температуре сера кипит, образуя желто-оранжевые пары. При медленном охлаждении описанные превращения происходят в обратном порядке. [c.366]

    Сера является наиболее распространенным вулканизирующим веществом для многих каучуков. Степень чистоты применяемой серы должна быть не менее 99,5 %. Равномерное распределение серы в смеси — необходимое условие для достижения оптимальных физико-механических показателей вулканизатов. Наличие в резинах свободной серы указывает на неправильную рецептуру смеси или на недовулканизацию. Суть процесса вулканизации заключается в образовании трехмерной сетчатой структуры из линейных макромолекул каучука при нагревании его, например, с серой. Атомы серы присоединяются по двойным связям макромолекул и образузот между ними сшивающие дисульфидные мостики, как показано на рис. 3.1. Се тчатый полимер прочнее и проявляет повышенную упругость — высокоэластичность. В зависимости от количества сшивающего агента (серы) можно получать сетки с различной частотой сшивки. Предельно сшитый каучук — эбонит — не обладает эластичностью и представляет собой твердый материал. Температура вулканизации должна быть выше температуры плавления серы (120 °С), но ниже температуры плавления каучука (180-200 °С). [c.24]

    Основные трудности при определении малых количеств мышьяка в сере связаны с методами его выделения. Из всех описанных способов разложения серы при определении мышьяка (сплавление с пиросульфатом, разложение смесью азотной и серной кислот или раствором брома в СС14, экстрагированием раствором хлорида магния, нагретого до температуры плавления серы [233]) [c.217]

    Если сплавленную серу нагревать до 160° — 220°, то она теряет уже подвижность и становится густою и весьма темною, так что тигель, в котором она нагревается, может быть опрокинут и сера не выливается. Выше нагретая сера опять становится более жидкою, при 250°—300° опять очень подвижна, хотя и не приобретает первоначального цвета, а при 448° она кипит. Эти изменения в свойствах серы зависят не только от изменения температуры, но и от изменения в строении. Если серу, нагретую около 350°, вылить тонкою струею в холодную воду, то она не застывает в твердую массу, но, сохраняя бурый цвет, остается мягкою, тянется в нити и обладает упругостью подобно каучуку. Но и в этом мягком и тягучем состоянии сера не остается долгое время. Спустя некоторое время мягкая и прозрачная сера твердеет, становится мутною и переходит в обыкновенное желтое видоизменение серы, причем выделяется тепло, как и при превращении призматической серы в октаэдрическую. Мягкая сера характеризуется тем, что некоторая часть ее нерастворима в сернистом углероде. Если такую мягкую серу облить этой жидкостью, то в раствор переходит только часть обыкновенной серы, но некоторая часть серы остается нерастворенною, и такая сера сохраняет свои свойства долгое время. Наибольшая пропорция нерастворимой серы получается при нагревании немного выше 170°, особенно в присутствии и при пропускании воздуха, или 50 , или НС1. Она понижает температуру плавления серы. Точно такая же нерастворимая (аморфная) сера получается при некоторых реакциях, происходящих водным путем, когда сера выделяется из растворов-. Так, напр., серноватистонатровая соль Na S O при действии кислот выделяет серу, нерастворимую в сернистом углероде. Вода, действуя на хлористую серу, также дает подобное видоизменение серы. Некоторые сернистые металлы при действии азотной кислоты выделяют серу в тйком же видоизменении. [c.197]

    Самородную серу извлекают из руд разными методами в зависимости от содержания серы. Дробленую серную руду обрабатывают после предварительного обогащения флотацией. Чаще всего руду нагревают, чтобы выплавить из нее серу (температура плавления серы 120° С) огневым способом или паром. Выплав- ку серы из богатых руд ведут в автоклавах с помощью водяного пара при давлении 3,5—5 атм. [c.117]

    А. Smith и W. Holmes (1902) показали, что наблюдаемые разности в температурах плавления серы определяются содержанием аморфной серы, которая содержится в обыкновенной сере в изменчивых пропорциях. [c.509]

    Серу извлекают из недр, закачивая через скважины в серосодержащие известняки перегретую до 160— 170°С воду, которая проникает в трещины и поры пласта. При этом сера, содержащаяся зиде - вкраплений и прожилок, расплавляется (температура плавления серы 112—ГШ С). Расплав скапливается в забое скважины. Затем в скважину подается под давлением воздух, сера вытесняется на поверхность, а затем транспортируется в складские хранилища или ж елезнодорожные цистерны, снабженные подогревом. Добыча серы таким способом обходится в 4—5 раз дешевле по сравнению с выплавкой ее из руды, подаваемой из горных выра ток, не требует присутствия людей под землей, является бездымной н бесшумной, не наносит ущерба природе. [c.290]

    Из неорганических связуюших веществ в пиротехнике иногда применяют серу. При холодном прессовании введение ее в составы мало отражается на их проч1Ности. Однако в случае прессования при температуре 100—110° (близкой к температуре плавления серы) н-аличие ее споообствует увеличению прочности состава. [c.53]

    Особенно интересный пример расщепления полисульфидов по-лисульфенильными радикалами можно наблюдать в самой сере при повышенных температурах. При температурах, начиная от комнатной и до температуры, немного превышающей температуру плавления серы, стабильной формой серы является Вплоть до 159°С жидкая. сера имеет но змальную вязкость, однако при этой температуре вйзкость Начинает увеличиваться и к 187° С увеличивается в 10000 раз. Затем с повышением температуры вплоть до температуры кипения серы вязкость уменьшается. Полагают, что эти необычные свойства серы в основном обязаны равновесию между восьмичленными кольцами Sg и длинными цепями из атомов серы Snкоторые достигают с оей максимальной длины при температуре наибольшей вязкости ([1641, 2 [166, 167, 170—1811 [c.217]

    В конце прошлого века на юге Соединенных Штатов были открыты богатейшие месторождения серной руды. Но подступиться к пластам было непросто в шахты (а именно шахтным способом предполагалось разрабатывать месторождение) просачивался сероводород и преграждал доступ к сере. Кроме того, пробиться к сероносным пластам мешали песчаные плывуны. Выход нашел химик Герман Фраш, предложивший плавить серу под землей и через скважины, подобные нефтяным, выкачивать ее на поверхность. Сравнительно невысокая (меньше 120° С) температура плавления серы подтверждала [c.252]

    Лимонно-желтые кристаллы чистой серы полупрозрачны. Форма кристаллов не всегда одинакова. Чаще всего встречается ромбическая сера (наиболее устойчивая модификация) — кристаллы имеют вид октаэдров со срезанными углами. В эту модификацию при комнатной (или близкой к комнатной) температуре превращаются все прочие модификации. Известно, например, что при кристалли-зации из раплава (температура плавления серы 119,5° С) сначала получаются игольчатые кристаллы (моноклинная форма). Но эта модификация неустойчива, и при температуре ниже 95,6° С она переходит в ромбическую. Подобный процесс происходит и с другими модификациями серы. [c.255]

    Особенно интересный пример расщепления полисульфидов по-лисульфенильными радикалами можно наблюдать в самой сере при повышенных температурах. При температурах, начиная от комнатной и до температуры, немного превышающей температуру плавления серы, стабильной формой серы является Зв. Вплоть до [c.217]

    Рассмотрим следующий пример. Внесем в герметически закрывающуюся пробирку два кристаллика серы, отличающиеся по своим размерам и находящиеся друг от друга на близком расстоянии. Пробирку поставим в термостат с температурою, несколько превышающей температуру плавления серы (около 115°). Под влиянием этой температуры сера перейдет в жидкое состояние и на стенках пробирки образуются два неодинаковых по размерам шарта жидкой серы. Через некото1рое время маленький шарик начнет постепенно уменьшаться и, наконец, совершенно исчезнет. Большой же шарик будет [c.249]

    Элементарная сера (атомнаю масса 32,064) при обычной температуре находится в твердом состоянии и существует в двух кристаллических аллотропных формах - ромбической и моноклинной.Температура плавления серы соответственно 112,8 и 118,9 С, температура кипения 444,6 °С, плотность в твердом состоянии 2065кг/ь в расплавленном виде от 1600 до 1810 кг/м . Твердая сера имеет [c.4]

    Большие трудности в правильном проведении вулканизации обкладок возникают в тех случаях, когда вулканизацию проводят паром или горячей водой в самих отгуммированных аппаратах, например в железнодорожных цистернах, предназначенных для перевозки кислот, заводских хранилищах, установленных на открытом воздухе, и т. п. При этом часто бывают неудачи с креплением, особенно в холодное время года. Следует учитывать, что при вулканизации обкладки аппарата паром или горячей водой температура наружной металлической стенки аппарата должна быть не ниже температуры плавления серы, т. е не ниже П9°С. В случае необходимости для снижения потерь тепла через наружные стенки аппарата и невозможности повысить окружающую температуру в помещении следует отеплять поверхность аппарата чехлом из брезента с подшитым к нему войлоком, устанавливать дополнительные змеевики, обогреваемые паром, и т. п. Режимы вулканизации обкладок при понижении наружной температуры следует соответственно изменять. [c.119]

    В зарубежной печати был опубликован метод фирмы Кемикл констракшн корпорейшн , разработанный для труднообогатимых руд. По этому методу пульпа с тонкоизмельченной рудой 0,28 меш (0,589 мм) предварительно нагревается до температуры плавления серы и перемешивается. При этом сера отделяется от породы, образуя свободные капельки. После резкого охлаждения продукт направляется на грохот для отделения глобул серы до 2 мм в диаметре, образовавшихся за счет коалесценции маленьких капель от столкновения при перемешивании пульпы. Агломерированные частицы с содержанием 96—98% серы удерживаются на грохоте (сито 20 меш, 0,833 мм) и поступают в сероплавильник. Извлечение серы не превышает 30—35%. Для повышения извлечения пульпу приходится подавать на флотацию, что значительно усложняет процесс. Флотоконцентрат поле обезвоживания направляется в сероплавильник. [c.101]

    Очщценные от высших углеводородов метан и этан поступают в верхние витки змеевика печи 1, где нагреваются до температуры выше температуры плавления серы. В тот же змеевик, но четырьмя витками ниже, подается жидкая сера (с 3%-ным избьггком по сравнению со сте-хиометрически необходамым количеством). [c.145]


chem21.info

Температура плавления | Формулы и расчеты онлайн

Азот
Температура плавления азота
-210.1 (°C)
Актиний
Температура плавления актиния
1050 (°C)
Алюминий
Температура плавления алюминия
660.32 (°C)
Америций
Температура плавления америция
1176 (°C)
Аргон
Температура плавления аргона
-189.3 (°C)
Астатин
Температура плавления астатина
302 (°C)
Барий
Температура плавления бария
727 (°C)
Бериллий
Температура плавления бериллия
1287 (°C)
Берклий
Температура плавления берклия
1050 (°C)
Бор
Температура плавления бора
2075 (°C)
Бром
Температура плавления брома
-7.3 (°C)
Ванадий
Температура плавления ванадия
1910 (°C)
Висмут
Температура плавления висмута
271.3 (°C)
Водород
Температура плавления водорода
-259.14 (°C)
Вольфрам
Температура плавления вольфрама
3422 (°C)
Гадолиний
Температура плавления гадолиния
1313 (°C)
Галлий
Температура плавления галлия
29.76 (°C)
Гафний
Температура плавления гафния
2233 (°C)
Германий
Температура плавления германия
938.3 (°C)
Гольмий
Температура плавления гольмия
1474 (°C)
Диспрозий
Температура плавления диспрозия
1412 (°C)
Европий
Температура плавления европия
822 (°C)
Железо
Температура плавления железа
1538 (°C)
Золото
Температура плавления золота
1064.18 (°C)
Индий
Температура плавления индия
156.6 (°C)
Иридий
Температура плавления иридия
2466 (°C)
Иттербий
Температура плавления иттербия
819 (°C)
Иттрий
Температура плавления иттрия
1526 (°C)
Йод
Температура плавления йода
113.7 (°C)
Кадмий
Температура плавления кадмия
321.07 (°C)
Калий
Температура плавления калия
63.38 (°C)
Калифорний
Температура плавления калифорния
900 (°C)
Кальций
Температура плавления кальция
842 (°C)
Кислород
Температура плавления кислорода
-218.3 (°C)
Кобальт
Температура плавления кобальта
1495 (°C)
Кремний
Температура плавления кремния
1414 (°C)
Криптон
Температура плавления криптона
-157.36 (°C)
Ксенон
Температура плавления ксенона
-111.8 (°C)
Кюрий
Температура плавления кюрия
1345 (°C)
Лантан
Температура плавления лантана
920 (°C)
Литий
Температура плавления лития
180.54 (°C)
Лоуренсий
Температура плавления лоуренсия
1627 (°C)
Лютеций
Температура плавления лютеция
1663 (°C)
Магний
Температура плавления магния
650 (°C)
Марганец
Температура плавления марганца
1246 (°C)
Медь
Температура плавления меди
1084.62 (°C)
Менделевий
Температура плавления менделевия
827 (°C)
Молибден
Температура плавления молибдена
2623 (°C)
Мышьяк
Температура плавления мышьяка
817 (°C)
Натрий
Температура плавления натрия
97.72 (°C)
Неодим
Температура плавления неодима
1021 (°C)
Неон
Температура плавления неона
-248.59 (°C)
Нептуний
Температура плавления нептуния
644 (°C)
Никель
Температура плавления никеля
1455 (°C)
Ниобий
Температура плавления ниобия
2477 (°C)
Нобелий
Температура плавления нобелия
827 (°C)
Олово
Температура плавления олова
231.93 (°C)
Осмий
Температура плавления осмия
3033 (°C)
Палладий
Температура плавления палладия
1554.9 (°C)
Платина
Температура плавления платины
1768.3 (°C)
Плутоний
Температура плавления плутония
640 (°C)
Полоний
Температура плавления полония
254 (°C)
Празеодим
Температура плавления празеодима
931 (°C)
Прометий
Температура плавления прометия
1.1×103 (°C)
Протактиний
Температура плавления протактиния
1572 (°C)
Радий
Температура плавления радия
700 (°C)
Радон
Температура плавления радона
-71 (°C)
Рений
Температура плавления рения
3186 (°C)
Родий
Температура плавления родия
1964 (°C)
Ртуть
Температура плавления ртути
-38.83 (°C)
Рубидий
Температура плавления рубидия
39.31 (°C)
Рутений
Температура плавления рутения
2334 (°C)
Самарий
Температура плавления самария
1072 (°C)
Свинец
Температура плавления свинца
327.46 (°C)
Селен
Температура плавления селена
221 (°C)
Сера
Температура плавления серы
115.21 (°C)
Серебро
Температура плавления серебра
961.78 (°C)
Скандий
Температура плавления скандия
1541 (°C)
Стронций
Температура плавления стронция
777 (°C)
Сурьма
Температура плавления сурьмы
630.63 (°C)
Таллий
Температура плавления таллия
304 (°C)
Тантал
Температура плавления тантала
3017 (°C)
Теллур
Температура плавления теллура
449.51 (°C)
Тербий
Температура плавления тербия
1356 (°C)
Технеций
Температура плавления технеция
2157 (°C)
Титан
Температура плавления титана
1668 (°C)
Торий
Температура плавления тория
1750 (°C)
Тулий
Температура плавления тулия
1545 (°C)
Углерод
Температура плавления углерода
3550 (°C)
Уран
Температура плавления урана
1135 (°C)
Фермий
Температура плавления фермия
1527 (°C)
Фосфор
Температура плавления фосфора
44.2 (°C)
Фтор
Температура плавления фтора
-219.6 (°C)
Хлор
Температура плавления хлора
-101.5 (°C)
Хром
Температура плавления хрома
1907 (°C)
Цезий
Температура плавления цезия
28.44 (°C)
Церий
Температура плавления церия
798 (°C)
Цинк
Температура плавления цинка
419.53 (°C)
Цирконий
Температура плавления циркония
1855 (°C)
Энштейний
Температура плавления эйнштейния
860 (°C)
Эрбий
Температура плавления эрбия
1497 (°C)

www.fxyz.ru

Температура плавления меди

На заре человечества люди пытались освоить создание различных элементов из металлов. Такие вещи были более изящные, тонкие и долговечные. Одним из первых была «покорена» медь. Наличие руды требовало расплавления материала и отделения от шлака. Это выполнялось в раскаленных углях на земле. Температуру нагнетали мехами, создающими жар. Процесс был горячим и трудоемким, но позволял получать необычные украшения, посуду и орудия труда. Отдельным направлением стало изготовление оружия для охоты, которое могло служить долгое время. Температура плавления меди относительно невысока, что позволяет и сегодня плавить ее в бытовой обстановке и производить предметы, необходимые для ремонта механизмов или электрического оборудования. Какая температура плавки у меди и ее сплавов? Чем можно выполнить эту процедуру в домашних условиях?

Главное о меди

В таблице Менделеева этот материал получил название Cuprum. Ему присвоен атомный номер 29. Это пластичный материал, отлично обрабатывающийся в твердом виде шлифовальным и резным оборудованием. Хорошая проводимость напряжения позволяет активно использовать медь в электрике и промышленном оборудовании.

В земной коре материал находится в виде сульфидной руды. Часто встречаемые залежи обнаруживаются в Южной Америке, Казахстане, России. Это медный колчедан и медный блеск. Они образовываются при средней температуре, как геотермальные тоненькие пласты. Находят и чистые самородки, которые не нуждаются в отделении шлака, но требуют плавления для добавки других металлов, т. к. в чистом виде медь обычно не используется.

Красновато-желтый оттенок металл имеет благодаря оксидной пленке, покрывающей поверхность сразу, при взаимодействии с кислородом. Оксид не только придает красивый цвет, но и содействует более высоким антикоррозийным свойствам. Материал без оксидной пленки имеет светло-желтый цвет.

Плавится чистая медь при достижении 1080 градусов. Это относительно невысокая цифра позволяет работать с металлом как в производственных условиях, так и дома. Другие физические свойства материала следующие:

  • Плотность меди в чистом виде составляет 8,94 х 103 кг/м квадратный.
  • Отличается металл и хорошей электропроводностью, которая при средней температуре в 20 градусов является 55,5 S.
  • Медь хорошо передает тепло, и этот показатель составляет 390 Дж/кг.
  • Выделение углерода при кипении жидкого материала начинается от 2595 градусов.
  • Электрическое сопротивление (удельное) в температурном диапазоне от 20 до 100 градусов — 1,78 х 10 Ом/м.

Плавление металла и его сплавов

График плавления меди имеет пять ступеней процесса:

  1. При температуре 20-100 градусов металл находится в твердом состоянии. Последующий нагрев содействует изменению цвета, что происходит при удалении верхнего оксида.
  2. При достижении отметки температуры в 1083 градуса, материал переходит в жидкое состояние, а его цвет становится абсолютно белым. В этот момент разрушается кристаллическая решетка металла. На небольшой период рост температуры прекращается, а после достижения полностью жидкой стадии, возобновляется.
  3. Закипает материал при 2595 градусах. Это схоже с кипением густой жидкости, где также происходит выделение углерода.
  4. Когда источник тепла выключается, то пиковая температура начинает понижаться. При кристаллизации происходит замедление снижения температуры.
  5. После обретения твердой стадии, металл остывает окончательно.

Температура плавления бронзы немного ниже из-за наличия в составе олова. Разрушение кристаллической решетки этого сплава происходит при достижении 950-1100 градусов. Медный сплав с цинком, известный как латунь, способен плавиться от 900°C. Это позволяет работать с материалами при несложном оборудовании.

Плавление в бытовых условиях

Плавка меди в домашних условиях возможна несколькими способами. Для этого понадобиться ряд приспособлений. Сложность процесса зависит от использования конкретного вида оборудования.

Самым простым способом для плавления меди дома является муфельная печь. У мастеров по металлу найдется такое устройство, которым можно будет воспользоваться. Кусочки металла ложатся в специальную емкость — тигель. Он устанавливается в печь, на которой выставляется требуемая температура. Через смотровое окно можно заметить процесс перехода в жидкое состояние, и открыв дверцу удалить оксидную пленку. Делать это необходимо стальным крюком и в защитной перчатке. Жар от печи довольно сильный, поэтому действовать необходимо аккуратно.

Еще одним способом плавки меди в домашних условиях является пропан-кислородное пламя. Оно хорошо подходит и для сплавов металла с цинком или оловом. В качестве рабочего инструмента в руках мастера может быть горелка или резак. Ацетилен-кислородное пламя тоже подойдет, но погреть материал придется немного подольше. Кусочки сплава помещают в тигель, устанавливаемый на жаропрочное основание. Горелкой выполняют произвольные движения по всему корпусу емкости. Быстрый эффект можно получить, если следить чтобы факел пламени касался поверхности тигеля кончиком синего цвета. Там наибольшая температура.

Еще одним способом является мощная микроволновка. Но чтобы повысить теплосберегающие свойства и защитить внутренние детали техники от перегрева, необходимо поместить тигель в жаропрочный материал и накрыть его сверху. Это могут быть специальные виды кирпича.

Самым простым в экономическом плане способом служит слой древесного угля, на который устанавливается горн с медью. Усилить жар можно при помощи пылесоса, работающего на выдув. Кончик шланга направленный на угли должен быть металлическим, а сопло иметь плоскую форму для усиления потока воздуха.

Изготовление деталей и других элементов из меди, путем ее плавки в домашних условиях, возможно благодаря относительно низкой температуре разрушения кристаллической решетки в материале. Используя описанные выше приспособления и ознакомившись с видео, у большинства получится реализовать эту цель.

Поделись с друзьями

0

0

0

0

svarkalegko.com

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *