NGUYÊN TỐ LƯU HUỲNH
- Kí hiệu hóa học: S
- Khối lượng nguyên tử: 32,06
- Vị trí: ô số 16, nhóm VIA, chu kì 3
I. LỊCH SỬ TÌM RA NGUYÊN TỐ
- Lưu huỳnh đã được biết đến từ thời xa xưa và là phi kim thứ hai được con người tìm ra. Trong tự nhiên, lưu huỳnh có nhiều ở dạng đơn chất, tạo thành những mỏ lộ thiên lớn. Ngoài ra, lưu huỳnh còn có ở dạng hợp chất như các muối sunfat, muối sunfua...
- Lưu huỳnh tự sinh được tìm thấy ở gần các núi lửa hoạt động, được sinh ra từ các hợp chất khí chứa lưu huỳnh thoát ra từ miệng núi lửa.
- Ngoài ra sự hoạt động của các vi sinh vật trong đất ở một thời gian dài cũng tạo ra lưu huỳnh. Các mỏ lưu huỳnh dạng này thường ở xa núi lửa và không chứa tạp chất selen.
- Từ trước công nguyên, người cổ Hi Lạp đã biết đốt lưu huỳnh để tẩy uế nhà cửa, tẩy trắng vải sợi. Người xưa tin rằng màu xanh của ngọn lửa lưu huỳnh có thể đuổi được ma quỉ.
II. Tính chất vật lý
- Là chất rắn màu vàng, giòn.
- Không tan trong nước nhưng tan nhiều trong dung môi hữu cơ (rượu, benzen, …).
- Lưu huỳnh có 2 dạng thù hình: lưu huỳnh tà phương (Sα) và lưu huỳnh đơn tà (Sβ) , chúng đều cấu tạo từ các vòng S8.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với cấu tạo phân tử và tính chất vật lí của lưu huỳnh
| Nhiệt độ | Trạng thái | Màu sắc | Cấu tạo phân tử |
| < 113oC | rắn | vàng | S8, mạch vòng tinh thể Sα hoặc Sβ |
| 119oC | lỏng | vàng | S8 mạch vòng, linh động |
| 187oC | quánh, nhớt | nâu đỏ | |
| 445oC | hơi | da cam | S6; S4 |
| 1400oC | S2 | | |
| 1700oC | S | | |
[TBODY]
[/TBODY]
III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Nguyên tử S có cấu hình e là 1s2 2s22p6 3s23p4.
- Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử S có 2 e độc thân.
- Ở trạng thái kích thích, nguyên tử S có 4 e hay 6 e độc thân.
- Trong các hợp chất, S có số oxi hóa dương (+4,+6) hay số oxi hóa âm (-2).
Như vậy, đơn chất S có số oxi hóa trung gian giữa -2 và +6, nó thể hiện tính oxi hóa hoặc tính khử trong phản ứng hóa học.
1. Tác dụng với kim loại và hidro
- Ở nhiệt độ cao, lưu huỳnh tác dụng với nhiều kim loại tạo ra muối sunfua và tác dụng với khí hiđro tạo thành khí hiđro sunfua.
- Thủy ngân tác dụng với S ở ngay nhiệt độ thường
- Trong các phản ứng trên, số oxi hóa của S giảm từ 0 xuống -2, S thể hiện tính oxi hóa.
2. Tác dụng với phi kim
- Ở nhiệt độ thích hợp, lưu huỳnh tác dụng với một số phi kim mạnh hơn như flo, oxi, clo ...
IV. ỨNG DỤNG
Lưu huỳnh có nhiều ứng dụng quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp:
- 90% lượng lưu huỳnh khai thác được dùng để sản xuất H2SO4.
- 10% lượng lưu huỳnh còn lại được dùng để lưu hóa cao su, sản xuất chất tẩy trắng bột giấy, diêm, chất dẻo ebonic, dược phẩm, phẩm nhuộm, chất trừ sâu, chất diệt nấm trong nông nghiệp...
V. ĐIỀU CHẾ
1. Khai thác lưu huỳnh
Để khai thác lưu huỳnh dạng tự do trong lòng đất, người ta dùng thiết bị đặc biệt để nén nước siêu nóng 170oC vào mỏ làm lưu huỳnh nóng chảy và đẩy lưu huỳnh lỏng lên mặt đất. Sau đó, lưu huỳnh được tách ra khỏi các tạp chất (phương pháp Frasch).
2. Sản xuất lưu huỳnh từ hợp chất
Phương pháp giúp thu hồi trên 90% lượng lưu huỳnh có trong các khí thải độc hại như SO2 và H2S.
a) Đốt H2S trong điều kiện thiếu không khí
b) Dùng H2S khử SO2
