Síra – 16S

• Patří do VI. A hlavní podskupiny a třetí periody

• Relativní atomová hmotnost 32,07 • Elektronová konfigurace: [Ne]3s23p4

• Oxidační čísla: -II, 0, II, III, IV, V a VI• Elektronegativita: 2,6• Hustota (g.cm)-3 : 2,07• TT (ºC): 119, TV(ºC): 445

VI. A Hlavní podskupinaChalkogeny

• Ve valenční sféře mají šest elektronů

• Se vzrůstajícím protonovým číslem klesá nekovový a vzrůstá kovový charakter– Kyslík je plyn, síra je nekov,

selen a telur jsou polokovy, polonium je radioaktivní kov

Charakteristika síry

• Síra byla lidem známa již v dávnověku• Je součástí bílku a některých bílkovin →

stopově se vyskytuje i v černém a hnědém uhlí, v zemním plynu a v ropě

• Je 15. nejrozšířenějším prvkem zemské kůry• Ve vodě se nerozpouští, poněkud rozpustná

je v organických rozpouštědlech, snadno rozpustná v sirouhlíku

• Na vzduchu shoří modrým plamenem na oxid siřičitý

S + O2 SO2

• světová výroba asi 55 mil. t ročně • Vyskytuje se v několika modifikacích:

především jako žlutá, krystalická kosočtverečná síra

Formy síry• Kosočtverečná síra : kryslaly mají tři roviny

souměrnosti navzájem kolmé

• Jednoklonná síra : krystal má pouze jednu rovinu souměrnosti

• Plastická síra: dá se tvarovat do různých tvarů, po určité době se změní v síru kosočtverečnou

H2O

S

Prudkým ochlazením roztavené síry, např. vlitím do studené vody, získáme plastickou síru, tvořenou řetězci, které se nestačily svinout do cyklických molekul.

Změny struktury síry při tavení a dalším zahřívání taveniny

Model struktury molekuly síry S8

Výskyt síry

• Čistá síra se vyskytuje na Sicílii, v Severní Americe a v Japonsku

• V sopečných plynech a některých minerálních vodách se vyskytuje jako oxid siřičitý, sulfan nebo sirné mléko

• V atmosféře je síra přítomna ve formě svých oxidů → nekontrolované spalování fosilních paliv s vysokým obsahem síry i vulkanická činnost - při erupci sopek dochází k emisi značných množství sloučenin síry

Oxidy síryOxid siřičitý:

• bezbarvý, nehořlavý a štiplavý plyn • získává se spalováním síry nebo

pražením sulfidů• používá se hlavně k výrobě kyseliny

sírové a jako redukční a konzervační prostředek

Laboratorní příprava :

Cu + 2H2SO4 (kon.) CuSO4 + SO2 + 2H2O

1

23 4

5

1 - H2SO4

2 - Na2SO3

3 - smì s ledu a soli

4 - SO2 (kapalný)

5 - roztok NaOH

Příprava kapalného oxidu siřičitého – demonstrační pokus

Na2SO3 + H2SO4 SO2 + Na2SO4 + H2O

Oxid sírový:• Existuje ve všech třech skupenstvích• V plynem stavu tvoří molekuly SO3

• V kapalném a pevném skupenství tvoří polymery

• Bezbarvá těkavá kapalina (t.v. 44,8 °C)• Prudce reaguje s vodou za vzniku

kyseliny sírové

2SO2 + O2 2SO3

V2O5

SO3 + H2O H2SO4

Kyseliny síry a jejich soliKyselina siřičitá:• Velmi slabá, nestálá dvojsytná kyselina• Vzniká sycením vody SO2

Siřičitany:• Připravíme sycením roztoků hydroxidů plynným SO2

• Významné: hydrogensiřičitany NaHSO3 siřičitany – používají se k bělení papíru nebo jako dezinfekční prostředek

O S O H

O H

Kyselina sírová:Kyselina sírová: čirá, olejovitá, těžká, hygroskopická čirá, olejovitá, těžká, hygroskopická kapalinakapalinapatří k nejsilnějším kyselinámpatří k nejsilnějším kyselinám

O

H

H

OO S

O

H2SO4 H+ + HSO4

-

HSO4- H+ + SO4

2-

Disociace:Disociace:

• zředěná kyselina sírová rozpouští stříbro a neušlechtilé kovy

• používá se k výrobě umělých hnojiv, výbušnin, barviv a.j.

Sírany:• Soli kyseliny sírové, které jsou většinou dobře

rozpustné ve vodě– Krystalizují ve formě krystalů, převážně

osmistěnů, obsahujících krystalovou vodu. – Síran draselný se používá k výrobě

kamenců a hnojiv– Síran sodný se používá ve sklářství a jako

projímadlo– Významný je síran měďnatý, který s vodou

tvoří modrou skalici.

Výroba kyseliny sírové:Výroba kyseliny sírové:

S SO2 SO3 H2SO4

V2O5

1. fáze výroby:1. fáze výroby: S + O2 SO2

2PbS + 3O2 2PbO + 2SO2

2. fáze výroby:2. fáze výroby:

2SO2 + O2 2SO3

V2O5

3. fáze výroby:3. fáze výroby:SO3 + H2O H2SO4

Bezkyslíkaté sloučeniny síry

Sulfan H2S: • bezbarvý, velmi jedovatý, nepříjemně

páchnoucí, hořlavý plyn• vyskytuje se v sopečných plynech, sirných

pramenech, vzniká při rozkladu bílku (pukavec)

• využívá se v sirných lázní k léčbě kožních chorob a revmatismu.

• používá se k moření ušlechtilých kovů na tmavo a k barvení kožešin

1

2

1 - PbS, HCl

2 - roztoky solí tì žkých kovù

Srážení sulfidů kovů (stříbrných, kademnatých, olovnatých, antimonitých)Srážení sulfidů kovů (stříbrných, kademnatých, olovnatých, antimonitých)

Sulfidy:• soli kyseliny sirovodíkové• sulfidy alkalických kovů jsou bezbarvé, ve

vodě rozpustné• sulfid zinečnatý a barnatý se používají

v zářivkách. • v přírodě tvoří sulfidy významné minerály

např.: blejna a leštěnce

Polysulfidy:• Vznikají rozpouštěním síry v roztocích

sulfidů

Další sloučeniny síryThiosírany:• Soli odvozené od dosud nepřipravené kyseliny

thiosírové H2S2O3

• Silná redukční činidla• Využívají se jako hlavní složka fotografického

ustalovače, v textilním průmyslu a koželužství• Používají se při likvidaci přebytku chlóru ve vodě• Nejvýznamnější: thiosíran sodnýKamence:• Podvojné sírany prvků s oxidačním číslem I a III

obecného vzorce: MeIMeIII(SO4)2.12H2O

• Významné: síran draselnohlinitýsíran amonnoželezitý

Použití• Síření:

– Ve vinařství se oxid siřičitý přidává do moštu nebo vína. Volná kyselina siřičitá má účinky antioxidační a baktericidní.

– Využívá se při konzervaci ovocných polotovarů plynným oxidem siřičitým nebo jeho vhodným roztokem. Konzervovadlo lze odstranit zahřáním.

– Používá se také k dezinfekci sudů, nádob a sklepních místností.

• Vulkanizace:– proces chemické technologie, při níž se plastický

kaučuk převádí na pryž

• Zápalky• Pyrotechnika

– Ve starověké Číně sloužila síra jako jedna ze složek střelného prachu.

– Jako součást různých výbušnin a zábavné pyrotechniky se síra používá dodnes

• Dezinfekce:– Síra je významnou složkou různých

prostředků působících proti růstu hub a plísní (fungicidů)

• Sirná barviva• Farmaceutické preparáty proti kožním

chorobám

Kyselý déšť• spalováním fosilních paliv

→ uvolňování oxidu siřičitého a oxidů dusíku → sloučeniny se rozpustí ve vzdušné vlhkosti → dostanou se do mraků → kyselý déšť zabíjí vegetaci a živočichy, kteří z ní žijí.

• vzhledem k velkým vzdálenostem, které „kyselé“ mraky urazí, je těžké vypátrat zdroj znečištění