Phosphorus - Sulfur - Chlorine O S Se جدول کامل عمومی نام , علامت اختصاری , شماره Sulfur, S, 16 گروه شیمیایی نافلز گروه , تناوب , بلوک 16 VIA , 3 , بلوک p جرم حجمی , سختی 1960 kg/m3, 2 رنگ زرد لیمویی خواص اتمی وزن اتمی 32.065 amu شعاع اتمی (calc.) 100 (88) pm شعاع کووالانسی 102 pm شعاع وندروالسی 180 pm ساختار الکترونی neon]3 s2 3p4] e- بازای هر سطح انرژی 2, 8, 6 درجه اکسیداسیون (اکسید) ±2,4,6 ( اسیدقوی ) ساختار کریستالی اورتورومبیک خواص فیزیکی حالت ماده جامد نقطه ذوب 388.36 K (239.38 °F) نقطه جوش 717.87 K (832.5 °F) حجم مولی 15.53 scientific notation10-6 m3/mol گرمای تبخیر اطلاعات موجود نیست گرمای هم جوشی 1.7175 kJ/mol فشار بخار 2.65 scientific notation-20 Pa at 388 K سرعت صوت __ m/s at 293.15 K متفرقه الکترونگاتیویته 2.58 درجه پائولینگ) ظرفیت گرمایی ویژه 710 J/kg*K رسانائی الکتریکی 5.0 E-22 106/m اهم رسانائی گرمایی 0.269 W/m*K 1st پتانسیل یونیزاسیون 999.6 kJ/mol 2nd پتانسیل یونیزاسیون 2252 kJ/mol 3rd پتانسیل یونیزاسیون 3357 kJ/mol 4th پتانسیل یونیزاسیون 4556 kJ/mol 5th پتانسیل یونیزاسیون 7004.3 kJ/mol 6th پتانسیل یونیزاسیون 8495.8 kJ/mol پایدارترین ایزوتوپها - ایزو NA نیم عمر DM DEMeV DP 32S 95.02% S با16نوترون پایدار است 33S 0.75% Sبا17 نوترون پایدار است 34S 4.21% S با18نوترون پایدار است 35S {syn.} 87.32 d 0.167 Chlorine 36S 0.02% S با20 نوترون پایدار است SI واحدهای STP استفاده شده مگر آنکه ذکر شده باشد.

اطلاعات اولیه

گوگرد یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن S و عدد اتمی آن 16 می‌باشد. گوگرد یک نافلز فراوران بی‌بو ، بی‌مزه و چند ظرفیتی است که بیشتر به شکل کریستالهای زرد رنگ که در کانی‌های سولفید و سولفات بدست می‌آید شناخته شده می‌باشند. گوگرد یک عنصر حیاتی و لازم برای تمامی موجودات زنده است که مورد نیاز اسید آمینه‌ها و پروتئین‌ها می‌باشد. این عنصر به صورت اولیه در کودها استفاده می‌شود ولی بصورت گسترده تر در باروت ، ملین ها ، کبریت ها و حشره کش ها بکار گرفته می‌شود.

تاریخچه

گوگرد که لاتین آن Sulpur میباشد از زمانهای باستان شناخته شده بود. این عنصر با نام Brimstone در افسار پنجگانه کتاب مقدس آمده است . هومر نیز گوگرد حشره کش را در قرن 9 قبل از میلاد ذکر کرده بود. در سال 424 قبل از میلاد قبیله Bootier دیوارهای یک شهر را با سوزاندن مخلوطی از ذغال و گوگرد سوزانیده و خراب کردند. زمانی نیز در قرن 12 در چین باروت که مخلوطی از نیترات پتاسیومKNO₃ کربن و گوگرد بود کشف شد. کیمیا گران اولیه برای گوگرد نماد مثلثی که در بالای یک خط قرار داشت در نظر گرفته یودند. این کیمیا گران از روی تجربه میدانستند که عنصر جیوه میتواند با گوگرد ترکیب شود. در اواخر دهه 1770 Antoine Lavoaisier توانست مجامع علمی را متقاعد کند که گوگرد یک عنصر است نه یک ترکیب.

پیدایش

گوگرد به صورت طبیعی در مقادیر زیاد به صورت ترکیبی با دیگر عناصر به صورت سولفید (مانند:pyrite) و سولفات مانند «Gypsum) یافت میشود و به صورت آزاد نزدیک چشمه های آب گرم و مناطق آتش فشانی و معادنی نظیر Cinnabar Galena و Sphalerite بدست می آید. این عنصر در مقادیر کم نیز از ذغال سنگ و نفت که در هنگام سوختن دی اکسید گوگرد تولید میکنند بدست می آید. استانداردهای سوختی بصورت فزاینده ای به گوگرد برای استخراج سوختهای فسیلی نیاز دارند. چرا که دی اکسید گوگرد با قطرات آب ترکیب شده و باعث بوجود آمد باران اسیدی میشود. این گوگرد استخراج شده بعد از پالایش یکی از بیشترین ذخایر تولید گوگرد را به خود اختصاص میدهد. این گوگرد در ساحل US Gulf با پمپاژ آب داغبه ذخایر گوگردی باعث ذوب شدن گوگرد میشود که گوگرد ذوب شده به سطح زمین پمپ میشود.

گوگرد با وجود مهمتری مشتق خود یعنی اسید سولفوریک یکی از مهمترین عناصر مواد خام صنعتی میباشد که برای هر قسمت از صنعت اهمیت بسزایی دراد. تولید اسید سولفوریک مهمترین استفاده از گوگرد میباشد و مصرف اسید سولفوریک نی به عنوان شاخصی برای جوامع توسعه یافته صنعتی در نظر گرفته میشود. ایالات متحده سالانه بیشتر از هر عنصر دیگری اسید سولفوریک تولید میکند.

رنگهای متمایز قمر Io سیاره مشتری به دلیل وجود گونه های مختلف گوگرد بصورت گاز جامد و گداخته شده میباشد. همچنین یک منطقه تاریک نزدیک دهانه آتش فشان Lunar مشاهده میشود که احتمالا منبع گوگردی میباشد. همچنین گوگرد در بسیاری از گونه های شهاب سنگی نیز وجود دارد.

خصوصیات قابل توجه

ظاهر این نافلز به رنگ زرد کمرنگ میباشد که بسیار سبک و نرم است. این عنصر به هنگام ترکیب با هیدروژن بوی مشخصی دارد که مشابه بوی تخم مرغ فاسد شده میباشد. گوگرد با شعله آبی رنگ میسوزد و بوی عجیبی از خود ساتع میکند. گوگرد در آب حل شدنی نیست ولی در دی سولفید کربن حل میشود. حالتهای معمول اکسیداسیون این عنصر -2و+2و+4 و +6 میباشد. گوگرد در تمام حالتهای مایع جامد و گاز شکلهای چند گانه دارد که ارتباط بین آنها هنوز کاملا درک نشده است. گوگرد کریستالی به صورت حلقه گوگردی S8 نشان داده میشود.

نیترید گوگرد پولیمری خواص فلزی دارد و این در حالی است که هیچ گونه اتم فلزی در خود ندارد. این عنصر همچنین خواص نوری و الکتریکی غیر معمولی نیز دارد. گوگرد غیر متبلور یا پلاستیک با عمل سرد کردن سریع کریستال گوگرد حاصل میشود. مطالعات در زمینه اشعه ایکس نشان میدهد که گونه غیر متبلور و بی نظم ممکن است که 8 اتم در هر ساختار پیچشی ستاره مانند داشته باشد.

گوگرد میتواند به دو حالت کریستالی بدست آید Orthorhombic octahedral یا بلورمونو کلینیک که اولی در دماهای معمولی پایدارتر میباشد.

کاربردها

این عنصر برای استفاده های صنعتی مانند تولید (H₂SO₄)اسیر سولفوریک برای باطریها تولید باروت و حرارت دادن لاستیک تولید میشود. گوگرد در فرایند تولید کودهای فسفاتی به عنوان ماده ضد قارچ عمل میکند. سولفاتها در کاغذهای شستشو و خشکبار نیز کاربرد دارند. همچنین گوگرد در ساخت کبریت و آتش بازی نیز بکار گرفته میشود. تیو سولفات آمونیوم یا سدیم به عنوان عامل ثابت کننده در عکاسی کاربرد دارد . سولفات منیزیم می تواند به عنوان ماده ضد خشکی و ملین که یک مکمل منیزیم گیاهی است به کار گرفته شود.

نقش بیولوژیکی

اسید آمینوها Cysteine, Methionine, Homocysteine و Taurine و همچنین برخی از آنزیمها حاوی گوگرد میباشند که در واقع گوگرد را به یک عنصر حیاتی برای سلولهای زنده تبدیل کرده اند. ترکیبات دیسولفیدی مابین polypeptidها در ساختار پروتئینی بسیار مهم میباشند. برخی از گونه های باکتری از سولفید هیدروژن بجای آب در فرایند فتوسنتز خود استفاده میکنند. گوگرد توسط گیاهان بصورت ین سولفات از خاک جذب میشود. گوگرد غیر آلی یک قسمت از کلاسترهای آهن- گوگرد را تشکیل می دهد، و گوگرد لیگاند اتصال دهنده درCu_A می باشد.

ترکیبات

بسیاری از بوهای نا خوشایند که مرتبط به اندام موجود زنده هستند به دلیل وجود ترکیبات گوگردی مانند سولفید هیدروژن میباشد که بوی تخم مرغ فاسد شده را میدهد. اگر سولفید هیدروژن را در آب حل کنیم محلول اسیدی بدست خواهد آمد که با فلزات واکنش داده و سولفید فلزات را تشکیل میدهد. سولفید فلزات طبیعی مخصوصا سولفید آهن به راحتی یافت میشوند. سولفید آهن Iron Pyrites نیز نام دارد که به آن طلای احمقان نیز میگویند. این ترکیب بطور قابل توجه ای خاصیت رسانایی دارد. Galena که یک سولفید سرب طبیعی میباشد اولین نیمه رسانااصلی بود که کشف گردید.

برخی از ترکیبات مهم گوگرد عباتند از:

• sodium dithionite, Na₂S₂O عامل کاهنده پر قدرت
• sulfurous acid, H₂SO₃, این ترکیب با حل کردن SO₂ در آب بدست می آید. این اسید و سولفیدهای مرتبط با آن از کاهنده های نسبتا قوی میباشند. ترکیبات دیگر بدست آمده از So₂ شامل Pyrosulfite یونS₂O₅^-2 میشود.
• thiosulfates (S₂O₃^-2>-).که برای ثابت کردن عکسها بکار میرود. این ترکیب یک عامل اکسید کننده است و تیو سولفات آمونیم جایگزین سیانید در تصفیه خاک طلا میباشد.
• ترکیبات dithionic acid (H₂S₂O₆)
• polythionic acids, (H2SnO6 که در آن n از 3 تا 80 میتواند تغییر کند.
• سولفات ها . نمک اسید سولفوریک و نمک Epsom از سولفاتهای منیزیم میباشند.
• اسید سولفوریک با غلظت SO₃ که اسید پیروسولفوریک را شکل میدهد.
• peroxymonosulfuric acid و peroxydisulfuric acids, که هر دو از عملکرد SO₃ در H₂O₂ و H₂SO₄ غلیظ شده حاصل میشوند.
• thiocyanogen, (SCN)₂.
• tetrasulfur tetranitride S₄N₄.

ایزوتوپها

گوگرد 18 ایزوتوپ دارد که چهار تا از آنها پایدار هستند: S-32 (95.02%), S-33 (0.75%), S-34 (4.21%), و S-36 (0.02%). به غیر از S35 بقیه ایزوتوپهای رادیو اکتیوگوگرد عمر کوتاهی دارند. گوگرد 35 از Spalation اشعه Cosmic آرگون 40 در جو شکل میگیرد که نیمه عمری برابر 87 روز دارد.

هنگامی که کانی های سولفیدی ته نشین میشوند موازنه ایزوتوپی بین جامد و مایع کمی در مقادیر dS34 تفاوت خواهد کرد. تفاوت بین کانی ها میتواند در حدس دمای موازنه بکار گرفته شوند. dC13 و dC34 از کربناتها و سولفیدهای موجود میتوانند برای تعیین بی دوامی pH و اکسیژن کانی ها استفاده شوند.

در بیشتر اکوسیستم های جنگلی سولفات از هوا بدست می آید فرسایش در اثر هوا و تبخیر نیز کمی گوگرد بوجود می آورد. گوگردهایی که ترکیب ایزوتوپی مجزا دارند برای بررسی منابع آلوده کننده بکار میروند . گوگردهای غنی شده نیز در مطالعات آب شناسی کاربرد دارند . تصور میشود دریاچه های کوه های راکی که با منابع سولفاتی جو احاطه شده اند حاوی مقادیر گوناگونی dS34 باشند.

هشدارها

به هنگام کار کردن با دی سولفید کربن سولفید هیدروژن و دی اکسید گوگرد باید مراقب باشید. دی اکسید گوگرد علاوه بر اینکه کاملا سمی است (سمی تر از سیانید) با آبی که در جو وجود دارد واکنش نشان داده و باران اسیدی را بوجود میاورد. در اگر غلظت این عنصر زیاد باشد بلافاصله با توقف در عمل دم و بازدم موجب مرگ میشود. گوگرد به سرعت حس بویایی را از کار می اندازد و از این رو قربانیان ممکن است از وجود آن بی اطلاع باشند.

دیکته

گوگرد در انگلیسی بریتاینایی Sulphur نوشته میشود که IUPAC دیکته Sulfur را با توجه به Royal Society of Chemistry Nomenclature Committee برگزیده است که استفاده از این نام در انگلیسی بریتانیایی در حال گسترش است.

شناخت محیط رشد:گوگرد

گوگرد در تهیه پروتئین و اسیدهای آمینه به کار می رود. و مزه پاره ای از محصولات باغبانی (مثل سیر و پیاز و خردل) مربوط به گوگرد می باشد. کمبود گوگرد در پاره ای از گیاهان علایمی شبیه به کمبود ازت ایجاد می کند که مربوط به کمبود تولید پروتئین در گیاه است. علایم کمبود، بیشتر در برگهای جوان دیده میشود تا برگ های پیر، در خاک گوگرد هم به صورت آلی و هم به صورت معدنی یافت میشود. گوگرد آلی از تجزیه مواد پروتئینی به دست می آید. گوگرد معدنی به صورت یون سولفات SO-4 در محلول خاک یافت میشود.
گوگرد را می توان بصورت های سوپر فسفات معمولی (نه سوپر فسفات تریبل)، سولفات آمونیوم و گل گوگرد و یا سولفات کلسیم به خاک اضافه کرد.

منبع

• Los

پیوندهای خارجی

• http://www.webelements.com/webelements/elements/text/S/index.html WebElements.com - Sulfur
• http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/S.html EnvironmentalChemistry.com - Sulfur