Lưu huỳnh là một nguyên tố phi kim loại có ký hiệu hóa học là S và số nguyên tử là 16. Lưu huỳnh nguyên chất là tinh thể màu vàng, còn được gọi là lưu huỳnh hoặc lưu huỳnh vàng. Lưu huỳnh nguyên tố không tan trong nước, tan ít trong etanol và dễ tan trong cacbon disulfuaCS2.
1. Tính chất vật lý
- Lưu huỳnh thường là tinh thể màu vàng nhạt, không mùi và không vị.
- Lưu huỳnh có nhiều dạng thù hình, tất cả đều được cấu tạo từ S8phân tử vòng. Những loại phổ biến nhất là lưu huỳnh trực thoi (còn gọi là lưu huỳnh thoi, α-lưu huỳnh) và lưu huỳnh đơn nghiêng (còn gọi là β-lưu huỳnh).
- Lưu huỳnh trực thoi là dạng lưu huỳnh ổn định, và khi đun nóng đến khoảng 100 °C, nó có thể được làm lạnh để thu được lưu huỳnh đơn nghiêng. Nhiệt độ chuyển đổi giữa lưu huỳnh trực thoi và lưu huỳnh đơn nghiêng là 95,6 °C. Lưu huỳnh trực thoi là dạng lưu huỳnh ổn định duy nhất ở nhiệt độ phòng. Dạng tinh khiết của nó có màu vàng lục (lưu huỳnh được bán trên thị trường có màu vàng hơn do có một lượng nhỏ cycloheptasulfur). Lưu huỳnh trực thoi thực sự không tan trong nước, có độ dẫn nhiệt kém, là chất cách điện tốt.
- Lưu huỳnh đơn nghiêng là vô số tinh thể hình kim còn sót lại sau khi lưu huỳnh nóng chảy và đổ hết chất lỏng dư thừa. Lưu huỳnh đơn nghiêng lưu huỳnh trực thoi là các biến thể của lưu huỳnh nguyên tố ở các nhiệt độ khác nhau. Lưu huỳnh đơn nghiêng chỉ ổn định ở nhiệt độ trên 95,6 ℃ và ở nhiệt độ này, nó từ từ chuyển thành lưu huỳnh trực thoi. Điểm nóng chảy của lưu huỳnh trực thoi là 112,8 ℃, điểm nóng chảy của lưu huỳnh đơn nghiêng là 119 ℃. Cả hai đều hòa tan cao trong CS2.
- Ngoài ra còn có lưu huỳnh đàn hồi. Lưu huỳnh đàn hồi là chất rắn màu vàng sẫm, đàn hồi, ít tan trong cacbon disulfua hơn các dạng thù hình lưu huỳnh khác. Nó không tan trong nước và tan ít trong rượu. Nếu nhanh chóng đổ lưu huỳnh nóng chảy vào nước lạnh, lưu huỳnh mạch dài sẽ là lưu huỳnh đàn hồi cố định, có thể kéo giãn. Tuy nhiên, nó sẽ đông cứng theo thời gian và trở thành lưu huỳnh đơn nghiêng.
2. Tính chất hóa học
- Lưu huỳnh có thể cháy trong không khí, phản ứng với oxy tạo thành lưu huỳnh đioxit (SO₂) khí.
- Lưu huỳnh phản ứng với tất cả các halogen khi đun nóng. Nó cháy trong flo để tạo thành lưu huỳnh hexafluoride. Lưu huỳnh lỏng với clo để tạo thành disulfur dichloride gây kích ứng mạnh (S2Cl2). Một hỗn hợp cân bằng chứa lưu huỳnh điclorua đỏ (SCl) có thể được hình thành khi clo dư và chất xúc tác, chẳng hạn như FeCl33hoặc SnI4,được sử dụng.
- Lưu huỳnh có thể phản ứng với dung dịch kali hydroxit (KOH) nóng tạo thành kali sunfua và kali thiosunfat.
- Lưu huỳnh không phản ứng với nước và axit không oxy hóa. Lưu huỳnh phản ứng với axit nitric nóng và axit sunfuric đậm đặc và có thể bị oxy hóa thành axit sunfuric và lưu huỳnh đioxit.
3.Lĩnh vực ứng dụng
- Sử dụng công nghiệp
Công dụng chính của lưu huỳnh là sản xuất các hợp chất lưu huỳnh như axit sunfuric, sunfit, thiosunfat, ocyanat, lưu huỳnh đioxit, cacbon đisunfua, disulfur dichloride, phốt pho trichlorosulfonat, phốt pho sunfua và sunfua kim loại. Hơn 80% lượng tiêu thụ lưu huỳnh hàng năm của thế giới được sử dụng để sản xuất axit sunfuric. Lưu huỳnh cũng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất cao su lưu hóa. Khi cao su thô được lưu hóa thành cao su lưu hóa, nó có được độ đàn hồi cao, độ bền kéo chịu nhiệt và không tan trong dung môi hữu cơ. Hầu hết các sản phẩm cao su đều được làm từ cao su lưu hóa, được sản xuất bằng cách phản ứng cao su thô với chất xúc tiến ở nhiệt độ và áp suất nhất định. Lưu huỳnh cũng cần thiết trong sản xuất thuốc súng và diêm đen, và là một trong những nguyên liệu chính để sản xuất pháo hoa. Ngoài ra, lưu huỳnh có thể được sử dụng trong sản xuất thuốc nhuộm và chất tạo màu lưu huỳnh. Ví dụ, nung hỗn hợp kaolin, carbon, lưu huỳnh, đất diatomit hoặc bột thạch anh có thể tạo ra sắc tố màu xanh lam gọi là ultramarine. Ngành công nghiệp thuốc tẩy và ngành công nghiệp dược phẩm cũng tiêu thụ một phần lưu huỳnh.
- Sử dụng y tế
Lưu huỳnh là một trong những thành phần trong nhiều loại thuốc chữa bệnh ngoài da. Ví dụ, dầu trẩu được đun nóng với lưu huỳnh để sulfonat với axit lưu huỳnh rồi trung hòa bằng nước amoniac để thu được dầu trẩu sulfonat. Thuốc mỡ 10% làm từ dầu trẩu có tác dụng chống viêm và làm khô và có thể được sử dụng để điều trị nhiều loại viêm da và sưng tấy.
Thời gian đăng: 09-12-2024