گوگرد عنصری است عایق الکتریسیته و در حالت های جامد، مایع و بخار، به صورت چندین شکل (آلوتروپی) وجود دارد که مهمترین اشکال جامد آن رومبیک (Rhombique) و منوکلنیک (Monoclénique) می باشد. گوگرد رومبیک که قسمت عمده گوگرد را تشکیل می دهد بشکل بلورهای هشت وجهی و در درجه حرارت معمولی پایدار بوده و رنگ آن زرد مایل به سبز و شفاف می باشد، آنرا می توان از تبخیر تدریجی محلول گوگرد در سولفور کربن CS2 تهیه کرد (تقریباً مقدار ۵ گرم گوگرد در ۱۰ گرم CS2 در ۲۵ درجه سانتی گراد قابل حل می باشد).
گوگرد رومبیک بی بو و بی طعم بوده و در آب غیرمحلول می باشد و از درجه حرارت معمولی تا ۹۹/۶ درجه سانتی گراد پایدار و از درجه حرارت ۹۹/۶ درجه به بالا به نوع منوکلنیک تبدیل می شود و دانسیته آن تقریباً ۲/۰۶ گرم بر سانتی متر مکعب می باشد و شکل بلور هشت وجهی گوگرد رومبیک بقرار زیر است:
انبساط گوگرد رومبیک در سه محور بلور یکسان نیست و بدینجهت است که بلورهای آن در اثر حرارت خرد شده و صدای مخصوصی تولید می کند.
همانطوریکه قبلاً گفته شد تبدیل گوگرد رومبیک به گوگرد منوکلنیک در ۹۹/۶ درجه سانتی گراد انجام می گیرد ولی این تغییر بقدری کند است که اگر گوگرد رومبیک را بسرعت حرارت دهیم بطوریکه به نقطه ذوب حقیقی گوگرد رومبیک که همان ۱۱۲/۸ درجه سانتی گراد است برسد تبدیل آن به گوگرد منوکلنیک خیلی مختصر خواهد بود.
گوگرد منوکلنیک چون در حرارت معمولی ناپایدار است در طبیعت وجود ندارد. هرگاه گوگرد مذاب سرد شود براحتی بصورت سوزنهای طویلی که شکل منشوری (Monoclinique) دارند در می آیند. ولی قبل از کامل شدن انجماد قشر جامد آن سوراخ شده و گوگرد مایع از آن خارج می گردد. بلورهای گوگرد منوکلنیک پس از چند روز به بلورهای ریز نوع رومبیک تبدیل می شود. گوگرد منوکلنیک مانند گوگرد رومبیک دارای رنگ زرد روشن و بی بو و بی طعم و در آب غیر محلول و در ۱۱۹ درجه سانتی گراد ذوب و با دانسیته ۱/۹۶ می باشد.
اگر دانسیته گوگرد رومبیک و منوکلنیک با همدیگر مقایسه شود از اختلاف دانسیته آنها نتیجه می شود که تبدیل گوگرد رومبیک به منوکلنیک با یک انبساط قابل ملاحظه ای همراه است. وقتی که گوگرد رومبیک به نوع منوکلنیک تبدیل می شود هر گرم آن مقدار ۲/۸ کالری گرما جذب می کند که هنگام سرد شدن آن و تبدیل آن به گوگرد رومبیک همان مقدار گرما را پس می دهد. اگر گوگرد منوکلنیک را از حرارت ۱۱۰ درجه سانتی گراد بطور سریع سرد کنند از تبدیل آن به گوگرد رومبیک جلوگیری شده و در حرارت صفر درجه سانتی گراد مدتها بصورت بلورهای گوگرد منوکلنیک باقی می ماند.
اثر ساختمان الکترونی گوگرد بر روی خواص فیزیکی آن
با اینکه گوگرد از نظر تعداد الکترونهای لایه ظرفیت مانند اکسیژن می باشد (چون با آن در یک گروه می باشد) ولی بعلت کمی خاصیت الکترونگاتیویتهاش (از اکسیژن) براحتی می تواند الکترونهای لایه خارجیاش را در اختیار عناصر دیگر و همچنین اتم های دیگر گوگرد قرار دهد.
بطوریکه می دانیم اکسیژن (همگروه گوگرد) می تواند با برقراری پیوند مضاعف مابین خودش و اتم اکسیژن دیگر لایه الکترونی خارجی خودش را به 8 برساند یعنی مولکول تولید نماید در صورتیکه گوگرد نمی تواند با اتمهای همنوعش پیوند مضاعف برقرار نماید و در نتیجه مولکول ناکامل می باشد یعنی در قشر الکترونی خارجیاش ۸ الکترون وجود ندارد و ناپایدار می باشد و این خاصیت گوگرد باعث شده است که دارای قابلیت پلیمریزه شدن باشد و از این جهت است که با اکسیژن کاملاً فرق داشته و باعث خواص فیزیکی مخصوص آن مانند داشتن ساختمان ملکولی مختلف در حالتهای سه گانه آن یعنی در حالتهای جامد، بخار و مایع شده است.
لایه های الکترونی یک اتم گوگرد بصورت زیر است:
یعنی در لایه خارجی گوگرد تعداد شش الکترون موجود است که برای کامل شدن آن تعداد دو الکترون لازم است و برای اینکه این قشر کامل گردد لازم است که پیوندهای کوئووالانسی ساده میان دو اتم گوگرد تشکیل شود و در این عمل مولکول گوگردی که حاصل می شود حلقه ای بوده و یا بصورت زنجیری طولانی است که اتم های دو سر آن بعلت ناکامل بودن از نظر تعداد الکترونهای لایه خارجی دارای ساختمان غیرعادی هستند. با مطالعه خواص فیزیکی، گوگرد در حالتهای جامد و مایع وجود دو نوع بهم پیوستگی را در میان اتمهای گوگردی (در تشکیل مولکولهای گوگردی) نشان می دهد. با استفاده از اشعه ایکس توانستهاند ثابت نمایند که مولکولهای گوگرد رومبیک و منوکلنیک حلقه 8 ضلعی یعنی بصورت می باشند که بصورت زیر می توان آن را نمایش داد:
«فرمول گسترده مولکول حلقوی »
و هر گاه بخواهیم ساختمان زنجیری مولکول گوگرد را نمایش دهیم بصورت زیر خواهد بود:
وقتی که گوگرد در اثر حرارت ذوب شده و دمای آن چند درجه هم بالاتر از نقطه ذوب آن می گردد بصورت مایعی در می آید که با ویسکوزیته (ناروانی) کم و برنگ زرد روشن است و در این حالت مولکولهای حلقوی ۸ ضلعی آن در نتیجه شکل کرویشان به آسانی می توانند روی همدیگر بلغزند و گوگرد مذاب را بوجود آورند. اگر عمل حرارت دادن را ادامه دهند بطوریکه گوگرد به حرارتهای بالاتر از ۱۶۰ درجه سانتی گراد برسد در آن درجه حرارتها گوگرد حالت سیال نداشته و با ویسکوزیته زیاد و چسبندگی فوق العاده برنگ قرمز تیره در می آید، خواص فیزیکی آن از جمله مقدار دانسیته آن تغییر می کند که نتیجه تغییراتی است که در ساختمان گوگرد حاصل میشود. با استفاده از اشعه ایکس ثابت شده است که در این درجات حرارت در اثر افزایش درجه حرارت حلقههای گوگرد مذاب باز شده و از انتها به همدیگر چسبیده و پلی مری بوجود می آورند که در هر کدام از آنها صدها اتم گوگرد شرکت کرده و در نتیجه زنجیر طویلی (پلی مر) حاصل می شود که بصورت می توان نمایش داد. علت اینکه گوگرد در درجه حرارتهای بالاتر از ۱۶۰ درجه سانتی گراد ویسکوزیته (ناروانی) بزرگی دارد در اثر مشکلاتی است که مولکولهای ایجاد شده (یعنی پلی مرها) در اثر درهم برهم بودن و طول زیادشان برای حرکت کردن با آن مواجه هستند.
در مورد رنگ قرمز تیرهایکه گوگرد در این درجات حرارت دارد باید گفته شود که وضعیت اختصاصی اتمهای گوگرد دو انتهای زنجیرهای حاصل (پلی مرهای حاصل) یعنی عدم اشباع الکترونی اتمهای گوگردی دو انتهای زنجیرهای حاصل باعث بوجود آوردن رنگ قرمز تیره برای گوگرد شده است.
ماکزیمم مقدار ویسکوزیته گوگرد (ناروانی گوگرد) در ۱۸۷ درجه سانتی گراد می باشد و از این درجه حرارت به بعد هر چه درجه حرارت گوگرد زیادتر گردد از ویسکوزیته آن کاسته می شود. برای اینکه از این درجه حرارت به بعد زنجیرهای طویل گوگرد که آنها را بصورت Sn نمایش دادیم خرد شده و بصورت زنجیرهایی در می آیند که تعداد اتمهای گوگرد شرکت کننده در آنها کمتر است و در نتیجه چسبندگی گوگرد کمتر می گردد، جدول زیر ویسکوزیته گوگرد مایع را در بعضی از درجات حرارت نمایش می دهد (در مقایسه با ویسکوزیته آب در شرایط معمولی که برابر یک فرض شده است):
هر گاه گوگرد را ذوب کرده و به درجه حرارت ۲۰۳ درجه سانتی گراد رسانیده و سریعاً سرد کنند (مثلاً آن را در آب سرد بریزند) گوگردی بی شکل و نیمه شفاف که مادهای نرم پلاستیکی است بدست می آید که به آن گوگرد پلاستیک می گویند. در گوگرد پلاستیک اتمهای گوگرد بصورت زنجیرهای طویلی درآمدهاند که آن زنجیرها به شکل فنر هستند و خصلت لاستیکی آنها بعلت قدرت باز و بسته شدنی است که این زنجیرها تحت فشار از خود نشان میدهند. اگر گوگرد پلاستیک را بحال خود بگذارند به مرور زمان به گوگرد رومبیک تبدیل خواهد شد یعنی زنجیرهای طویل به مولکولهای حلقوی S8 و ماده پلاستیکی بی شکل به بلورهای هشت وجهی تبدیل خواهد شد.
گوگرد در ۴۴/۶ درجه سانتی گراد می جوشد و در حرارت پایین تر از نقطه جوشش گوگرد از خودش بخارهای نارنجی رنگی خارج می کند که از مولکول های حلقوی S8 تشکیل شده است که در اثر افزایش درجه حرارت بخار، مولکول های S8 تجزیه شده و به مولکول های کوچکتری تبدیل می گردند که شامل مولکول های S6 و S2 می باشند. مولکول های S6 حلقوی بوده و از S8 ناپایدارترند و ساختمان الکترونی مولکول S6 بصورت زیر می باشد:
مولکول های دو اتمی گوگرد یعنی S2 ها فقط در حرارت هایی که بالاتر از ۸۰۰ درجه هستند می توانند وجود داشته باشند و البته اگر حرارت بالاتر از ۱۸۰۰ باشد نمی تواند حالت خودش را حفظ نماید (یعنی تجزیه شده) و به اتمهای گوگرد تبدیل می گردد بطوریکه در حرارت ۲۲۰۰ بخار گوگرد فقط بصورت اتم های تنها (منواتمی) می باشد. هر گاه بخواهیم ساختمان الکترونی مولکول S2 را نمایش دهیم بصورت زیر خواهد بود:
«ساختمان الکترونی مولکول S2 »
قابلیت انحلال گوگرد در حلال ها
گوگرد در آب غیر محلول است ولی در اغلب حلالهای آلی حل می شود، از حلالهایی که گوگرد را در خود حل می کنند می توان سولفورکربن، بنزن، نفتالین و تولوئن را نام برد. در هر درجه حرارتی نوع پایدار گوگرد (در آن درجه حرارت) دارای قابلیت انحلال کمتری می باشد.
سولفور کربن را می توان یکی از حلالهای مناسب برای گوگرد دانست و هر چه درجه حرارت بیشتر باشد قابلیت انحلال گوگرد رومبیک در سولفور کربن بیشتر می شود.
بنزن، نفتالین و تولوئن مقدار کمی از گوگرد را می توانند در خودشان حل کنند، یعنی قدرت آنها تقریباً به یک اندازه است. با جدول زیر میتوان قابلیت انحلال گوگرد در سولفور کربن و بنزن را نمایش داد:
نویسنده: علی نیکخو
کتاب شیمی معدنی صنایع شیمیایی ۱۳۶۴
دریگر مطالب مرتبط با گوگرد
برای سهولت در بازبینی وب سایت شیمی کیمیکال و ده ها وب سایت شیمی ایرانی و خارجی دیگر و شبکه های اجتماعی مرتبط و همچنین سهولت در به اشتراک گذاری مطالب آن ها اپلیکیشن رایگان کیمیکال پلاس را نصب کنید.
22 Comments
سلام.
آیا راهی وجود دارد تا شکل آلتروپ های گوگرد را تغییر داد به گونه ای که بتواند قابل حل در آب باشد؟
در بازار میتوان گوگرد امولسیون پیدا کرد ولی گوگرددر اب نامحلول است
سلام . اگر در یک کانی بخواهیم مقادیر گوگرد را کمتر کنیم آیا با حرارت دادن بالای ۷۰۰ درجه می توان از مقادیر آن کاست ؟ و اصولا خصوصیات فیزیکی و شیمیایی گوگرد در حالت دو اتمی چه تفاوتی با گوگرد دیو اکسید یا عنصر گوگرد دارد؟ به لحاظ تماس پوستی یا خوراکی آیا گوگرد دو اتمی خطرناک است؟ ممنون
سلام به یک راهنمایی ضروری نیاز دارم همونطور که شما هم در این مطلب اشاره کردین حلال گوکرد کربن دی سولفید است ما برای پاک کردن مخازن گوگردمون در واحد صنعتی از کربن دی سولفید باید استفاده کنیم میخواستم بدونم با چ درصدی باید استفاده بشه لازم هست ک مخلوط با آب بشه و اینکه اگر بخواد توسط کارگران در خط برای پاکسازی گوگرد از مخازن استفاده بشه چ تمهیداتی لازمه
سلام وقت بخیر
کربن دی سولفید به شدت سمیه در حدی که TLV (حد آستانه) برابر ۱۰ ppm داره.
شما می تونید از ماده ی dmds استفاده کنید
ارزونتر و بسیار safe تره. البته در مقایسه با cs2
و همچنین توصیه میکنم از قیمت و حلالیت تولوئن با خبر بشین نسبت به کربن دی سولفید سمیتش کمتره و قیمتشم ارزونتره
باید درصدشو در ازمایشگاه پیدا کنین بعدشم برگه ی ایمنیشو بخونین
برای درصد گیری هم باید در مقدار کم به حلال اضافه کنین و وزن ماده ای که به چند میلی حلال میریزین مو به مو یادداشت کنین و ببینین چند گرم در چند میلی حل میشه بعدش حلال رو با انواع نسبتی با اب مخلوط کنید گوگرد رو اضافه کنید ببینید در چه نسبتی حل میشه
بعد ازش درصد بگیرین .
امیدوارم که مطالب کمکتون کنن
https://sciencing.com/dissolve-sulphur-8770115.html
با سلام لطفا از لینک فوق جهت کسب اطلاعات مفید برای ایده انحلال گوگرد با کربن دی سولفید استفاده فرمایید. باتشکر اشعثی
ایا گوگرد در اب تغییر فیززکیه؟
بله
سلام برای ماده ای ک دارای گوگرد و هیدرو کربن و خاکستر و مواد فرار هست چ حلالی مناسب است که همگن شود؟
درود
هر کدام حلال جداگانه ای دارند
سلام وقت جنابعالی بخیر برای مصرف گوگرد به عنوان کود اگه از جامدش استفاده بشه میگن دیر جذب میشه وانواع مایعش که در بازار موجوده درصد گوگردش حدود بیست در صده وقیمتش خیلی بالاتر ازگوگرد جامده اگه بخوایم خودمون بوسیله حلال یا هرروش دیگه گوگرد مایع تهیه کنیم چه روشی پیشنهاد میکنید باتشکر
درود
کربن دی سولفید
البته بوی خیلی بدی دارد، آن محلولی را هم که شما می خرید بوی بدی دارد؟
درود،یه سوال داشتم ،اینکه من یه مقدار پودرگوگردخریدم برای اینکه حشرات داخل مغازه نیاد،مقداری ریختم جلوی درب مغازه،ازاون روزی که ریختم احساس سردرد میکنم،باآب هم شستم باز بوی گوکرد نرفته ،میخواستم بدونم که با چه موادی میشه گوگرد را شست وازبین برد؟ممنون وسپاس ازشما.
درود
حلال های گوگرد هم گران هیتند و هم از خود گوگرد بد بو تر هستند
همان با آب بشویید از طرف دیگر خودش به مرور زمان بر طرف می شود
سلام وقت بخیر
ممنون از اطلاعات و مطالب خوبتون
ببخشید سئوالی داشتم خدمتتون
برای ذوب یک نوع سنگ که حدود ۱۲ درصد گوگرد داره گوگرد مزاحمت ایجاد میکنه، برای حذف گوگرد یا واکنش با عنصر دیگر پیشنهادی دارین
در ضمن دما حدود ۸۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه هست ولی میشه بالا پائین کرد
سلام وقتتون بخیر
میشه یه منبع اولیه خوب برای استخراج گوگرد و یه حلال یونی برای استخراج اون معرفی کنید من تحقیقاتم راجع به همین مطلب در کودشیمیایی ست
باسپاس فراوان
در همین توشته اشاره شده
سلام من از چین ۲۰۰گرم گوگرد قرمز خریدم ول برا اینکه مطمن شوم گوگرد است چگونه چک کنم
درود
خوب یک راهش اینه که در حلال گوگرد(کربن دی سولفید) حل کنید
راه دیگر این است که چگالی آن را اندازه گیری کنید و با گوگرد قرمز مقایسه کنید
سلام
چگونه می توان چگالی گوگرد را پایین اورد به طوری که بر روی سطح اب بماند؟
(یعنی چگالی اش کمتر از اب شود و نباید به اب دستی بزنیم و فقط در گوگرد تغییر ایجاد کنیم)
سلام و وقت بخیر
فرق بین گوگرد معدنی با گوگرد پالایشگاهی در چی هست و اینکه آیا گوگرد معدنی محلول در آب هست ؟
درود
گوگرد معدنی از معادن طبیعی استخراج می شود
گوگرد پالایشگاهی از مواد نفتی طی فرایندهای شیمیایی(شیرین سازی مثلآ) به دست می آید