Сера использование. Польза и вред серы. Физические свойства ромбической и моноклинной аллотропных форм

Сера является элементом периодической системы Д. И. Менделеева, ее атомный номер - шестнадцать. Обладает неметаллическими свойствами. Обозначается латинской буквой S. Название, предположительно, имеет индоевропейский корень - «гореть».

Исторический ракурс

Когда была открыта сера и начата ее добыча, не выяснено. Известно лишь то, что о ней древние люди знали задолго до нашей эры. Ранние жрецы применяли ее при своих культовых обрядах, включали в состав окуривающих смесей. Минерал серу относили к продукту, который производили боги, в основном обитающие в подземном мире.

С давних пор, о чем свидетельствуют исторические документы, она использовалась как составляющий элемент горючих смесей, которые применялись в военных целях. Гомер также не обошел своим вниманием минерал серу. В одном из своих произведений он описал «испарения», которые оказывали пагубное воздействие на человека при горении.

Историки предполагают, что сера была составляющим элементом в так называемом «греческом огне», который наводил страх на врагов.

В восьмом веке в Китае ее стали применять для приготовления пиротехнических смесей, в том числе и в горючих веществах, напоминающих порох.

В средние века она была одним из трех главных элементов у алхимиков. Они активно применяли минерал самородную серу в своих изысканиях. Зачастую это приводило к тому, что опыты с ней приравнивались колдовству, а это в свою очередь приводило к гонениям со стороны инквизиции древних химиков и их последователей. Именно с тех времен, со средних веков и эпохи Возрождения, запах горящей серы, их газы, стали ассоциировать с деяниями нечистой силы и дьявольскими проявлениями.

Свойства

Самородный минерал сера имеет молекулярную решетку, какой нет у иных подобных элементов. Это приводит к тому, что у нее низкая твердость, отсутствует спайность, это достаточно хрупкий материал. Удельный вес серы составляет 2,7 граммов на сантиметр кубический. Минерал имеет плохую электро-, слабую теплопроводность и невысокую температуру плавления. Свободно загорается при воздействии открытого пламени, в том числе от спички, цвет пламени - голубой. Хорошо воспламеняется при температуре около 248 градусов Цельсия. При горении выделяет сернистый газ, который обладает резким удушливым запахом.

Описания минерала серы разнообразны. Она имеет оттенки светло-желтые, соломенные, медовые, зеленоватые. В сере, которая имеет в своей структуре органические вещества, наличествует бурая, серая или черная окраска. На фото минерал сера в твердом, чистом, кристаллическом виде всегда притягивает взгляд и легко узнаваем.

Вулканическая сера ярко-желтая, зеленоватая, оранжевая. В природе можно встретить ее в виде различных масс, плотных, землистых, порошковых. Встречаются в природе и кристаллические наросшие серные кристаллы, но достаточно редко.

Сера в природе

Природная сера в чистом состоянии встречается редко. Но в земной коре ее запасы очень значительны. В основном это руды, где в большом количестве присутствует серные прослойки.

До настоящего времени наука не определилась с причиной возникновения месторождений серы. Некоторые версии является взаимоисключающими. С учетом того, что сера проявляет высокую химическую активность, предполагается, что в процессе формирования поверхности земной коры она многократно связывалась и выделялась. Как шли эти реакции, доподлинно не установлено.

По одной из версий предполагается, что сера является следствием вымывания сульфатов, которые стали продуктами жизнедеятельности отдельных бактерий. Последние используют соединения минерала как пищу.

Исследователи рассматривают различные версии о процессах замещения серы в земной коре, которые приводят к ее выделению и накоплению. Но однозначно понять природу возникновения пока не получается.

Физические и химические свойства серы

Первые научные исследования были произведены лишь в XVIII веке. Тщательное изучение свойств минерала серы осуществил французский ученый Антуан Лавуазье. Так, он установил, что она кристаллизуется из расплавов, первоначально принимая игольчатые виды. Однако эта форма не стойкая. При уменьшении температуры сера перекристаллизуется, образуя объемные полупрозрачные образования лимонно-желтого или золотистого оттенка.

Месторождения, добыча серы

Основным источником добычи минерала серы являются месторождения. По расчетам исследователей-геологов следует, что ее мировые запасы насчитывают около 1,4 млрд тонн.

Древние люди, а также рудокопы Средневековья, добывали серу путем закапывания на глубину большой глиняной емкости. На нее помещали другую, в которой имелось отверстие в днище. Верхнюю емкость наполняли породой, в которой содержалось сера. Эту конструкцию нагревали. Сера начала плавиться и стекать в нижний сосуд.

В настоящее время добыча происходит путем открытой выработки, а также с применением способов выплавки из-под земли.

Крупные месторождения серы на территории Евразии имеются в Туркмении, в Поволжье, иных местах. Значительные залежи в России обнаружены на левых берегах реки Волги, которые протянулись от Самары до Казани.

При разработке минерала серы особое внимание уделяется безопасности. Это связано с тем, что руде всегда сопутствует скопление сероводорода, который очень вреден для дыхания. Сам минерал имеет свойство возгораться и образовывать взрывчатые составы.

Наиболее распространенный способ добычи - открытый. При этом горной техникой снимается верхняя часть пород. Взрывными работами осуществляется дробление рудной части. Потом фракции отправляются на предприятие для проведения процесса обогащения, а затем - на заводы по выплавке для получения чистой серы.

Если минерал залегает глубоко и объемы его значительны, используют для добычи метод Фраша.

В конце 1890 года инженером Фрашем было предложено осуществлять плавление серы под землей, а после превращения ее в жидкое состояние - выкачивать наружу. Процесс этот сопоставим с добычей нефти. С учетом достаточно невысокой идея инженера успешно прошла испытания и началась промышленная добыча этого минерала таким способом.

Во второй половине XX века активно начал использоваться метод для добычи посредством использования токов высокой частоты. Их воздействие также приводит к расплавлению серы. Последующее нагнетание сжатого горячего воздуха позволяет ускорить подъем ее в жидком состоянии на поверхность.

В больших объемах сера содержится в природных газах. Для ее добычи подходит метод Клауса. Используются специальные серные ямы, в которых осуществляется дегазация. В результате получается твердый модифицированный продукт с большим серным содержанием.

Применение

Около половины всей добываемой серы идет на производство серной кислоты. Также этот минерал нужен для изготовления каучука, лекарств, в качестве фунгицидов в сельском хозяйстве. Нашел применение минерал и как структурный элемент в популярном сероасфальте и заменителе портландцемента - серобетоне. Активно используют при изготовлении различных пиротехнических составов, в производстве спичек.

Биологическая роль

Сера является важным биогенным элементом. Входит в состав значительного числа аминокислот. Составной элемент при образовании белковых структур. В бактериальном фотосинтезе минерал принимает участие в окислительно-восстановительных реакциях организма, является источником энергии. В человеческом теле на один килограмм веса приходится около двух граммов серы.

Сера в чистом виде ядовитым веществом не является, в отличие от летучих газов, к которым относится ангидрид, сероводород и так далее.

Пожароопасные свойства

Сера - это пожароопасный минерал. Тонко измельченные ее фракции способны самовозгораться в присутствии влаги, при наличии контактов с окислителями, а также при создании смесей с углем, жирами, маслами. Тушат серу распыленной водой и воздушно-механической пеной.

Сера – один из наиболее важных микроэлементов для человека, отвечает за хороший внешний вид ногтевых пластин, прядей, кожных покровов. Этот элемент присутствует в составе лекарственных и косметологических препаратов, избежать дефицита поможет правильно составленный рацион.

Сера — важный элемент для организма человека

Что такое сера

Сера – обязательный элемент всех белковых соединений в организме человека, участвует в процессах обмена и регенерации, её пользу и влияние на здоровье сложно переоценить.

Для чего нужна сера:

создание клеток, хрящей и костей, синтез коллагена;
отвечает за внешний вид ногтей и прядей, здоровый цвет лица, предотвращает появление морщин;
ушная сера защищает органы слуха от инфекций, очищает их от пыли и грязи;
элемент входит в состав аминокислот, некоторых гормонов, ферментов, требуется для хорошей свёртываемости крови;
поддерживает баланс кислорода, уровень сахара.

Через кожу сера проникает в более глубокие слои, распадается на сульфаты и сульфиты, попадает в кровоток, разносится во все внутренние органы, но и принимать её внутрь тоже необходимо. Вещество выводится из организма через почки.

Полезные свойства серы

Серу используются в лечебных и косметологических целях. Основная задача серы – противоаллергенное и иммуномодулирующее действие, улучшение работы нервной системы, очищение организма от токсичных элементов и шлаков.

Воздействие серы на организм:

защищает от болезнетворных микроорганизмов;
поддерживает необходимый уровень жёлчи, что способствует лучшему усвоению пищи;
защищает клетки от негативного воздействия радиации и других вредных внешних факторов;
останавливает развитие суставных патологий;
предотвращает развитие анемии, обеспечивает нормальное поступление в ткани кислорода.

Сера взаимодействует с витаминами группы B, H, липоевой кислотой, обеспечивает энергией клетки головного мозга, способствует лучшему усвоению мышцами глюкозы.

Сера поддерживает нормальный уровень желчи в организме

Где применяется

Аптечную серу используют для лечения различных заболеваний, лекарственные средства на основе этого микроэлемента позволяют быстро устранить проявление суставных и дерматологических патологий.

От чего помогает сера:

аллергия и дерматологические заболевания;
бронхиальная астма;
артриты, сколиоз, бурсит, остеоартроз, миозит, растяжения;
судороги;
в качестве противовоспалительного и обезболивающего средства;
для укрепления иммунитета, скорейшего восстановления после длительных заболеваний;
для снижения потребности организма в инсулине при сахарном диабете.

В косметологии продукцию с серой используют для предупреждения раннего старения, улучшения внешнего вида кожи, придания силы и блеска волосам, укрепления ногтевых пластин.

Сера применяется в косметологии

Для наружных лечебных препаратов практикуют осаждённую (очищенную, горючую) серу, она входит в состав серной мази, которую назначают для лечения чесотки, себореи, псориаза. В сочетании с ланолином, вазелином, стеариновой кислотой микроэлемент обладает противоглистным, отшелушивающим и противовоспалительным действием – подобные препараты назначают для устранения розовых угрей, поражения лишаём волосистой части головы.

Очищенную серу в виде таблеток применяют в лечении энтеробиоза, при запорах, в качестве наружного средства для лечения дерматологических патологий. В виде порошка жёлтого цвета продукт применяют в народной и традиционной медицине, его можно применять внутрь, готовить лекарственные средства.

Гомеопатическая сера обладает слабовыраженным терапевтическим действием, её выпускают в форме гранул, принимать препарат нужно длительное время под наблюдением специалиста.

Сера полезна не только для людей, но и для животных – кормовой продукт включают в состав витаминов для животных. Используют этот микроэлемент и для обогащения удобрений в сельском хозяйстве, в производстве стали и каучука, взрывчатых веществ, пиротехники.

В каких продуктах содержится сера

Суточная потребность в сере – 0,5–1,2 г, при сбалансированном меню, наличии в рационе достаточного количества белковых продуктов необходимое количество можно получать ежедневно из пищи. Больше всего её содержится в продуктах животного происхождения, в небольших количествах его можно встретить в растительной пище.

Таблица продуктов с высоким содержанием серы

Продукт	Содержание серы (мг)
Мясо кролика, курицы, индейки	180–240
Щука, окунь, сардина, горбуша, камбала	190–210
Соя	240–250
Зелёный горох	180–190
Сырой фундук, миндаль	170–190
Яйца куриные	170–180
Яйца перепелиные	120–130
Сгущённое молоко	70–75
Перловая, пшеничная, овсяная крупа	70–100
Репчатый лук	60–70
Рис, манка	60–70
Молоко	30–35
Капуста, картофель	30–40
Помидоры, баклажаны	12–15
Малина, земляника, крыжовник	12–18
Дыня, цитрусовые плоды	10–12

Повышенное количество серы до 3 г в сутки требуется при чрезмерных физических и умственных нагрузках, подросткам в период интенсивного роста, спортсменам.

Инструкция по применению серы

Перед применением серосодержащих препаратов следует обязательно проконсультироваться со специалистом. Только врач сможет подобрать оптимальные и безопасные дозировки препарата.

Серная мазь

Серную мазь следует наносить 1–3 раза в сутки на сухую очищенную кожу, продолжительность лечения –5–10 дней.

Порошок серы для внутреннего применения

Очищенная сера в виде порошка помогает при энтеробиозе, ожирении, проблемах с кроветворением, можно использовать и осаждённый продукт, но он часто провоцирует развитие метеоризма.

Медицинскую серу нужно принимать во время еды

Сера лучше всего усваивается при совместном употреблении её с железом и фтором. Барий, свинец, селен, молибден снижают процент всасываемости микроэлемента.

В аптеке можно приобрести витаминные пищевые добавки на основе дрожжей и серы – Эвисент, АМТ, Биотерра, они содержит все необходимые элементы для улучшения состояния волос, ногтей, для омоложения кожи лица, поддержания здоровья.

Показания к применению:

проявления нехватки витаминов группы B;
период восстановления после оперативных вмешательств и длительной болезни;
истощение организма, увлечение строгими диетами;
патологии эндокринного характера – сахарный диабет, нарушений в работе щитовидной железы, ожирение, гормональный дисбаланс;
болезни пищеварительной системы, ухудшение свёртываемости крови;
нервное, физическое, умственное переутомление;
для профилактики сердечно-сосудистых болезней;
дерматологические заболевания – угри, акне, фурункулёз.

Пивные дрожжи с серой оздоровляют кожу, волосы и ногти

Таблетки следует принимать по 6–15 шт. ежедневно в 3 приёма на протяжении 2–3 месяцев, после чего необходимо сделать перерыв на полгода.

Препараты на основе серы противопоказаны при беременности и лактации, не используют их и для лечения детей младше трёх лет.

На начальном этапе использования препаратов на основе серы могут появиться высыпания, кожа начинает сильно шелушиться, иногда наблюдается слабительный эффект – это не побочные реакции, такая реакция спровоцирована сильными антисептическими и противовоспалительными свойствами микроэлемента, все патогенные микроорганизмы вытягиваются наружу через кожные покровы.

Натуральная альтернатива жевательным резинкам, полностью состоит из смолистых соединений лиственницы, обладает антимикробным действием. Жевательная сера возвращает зубной эмали естественный цвет, предотвращает развитие кариеса, пародонтоза, пародонтита, воспалительных процессов в ротовой полости, помогает справиться с зубной болью, незаменима при стоматите, ангине. Специалисты рекомендуют жевать серу дважды в сутки по 30 минут.

Лиственничная жвачка помогает бросить курить, избежать переедания.

Жевательная сера помогает избавиться от болезней ротовой полости

Сера в народной медицине

Сера помогает избавиться от колик, предотвратить появление грыжи у детей – порошок на кончике ножа нужно добавлять в молоко или другую еду. Предварительно обязательно следует проконсультироваться с хирургом или .

Порошок очищенной серы принимают по 1 г трижды в день при дерматологических проблемах. Для лечения диатеза у детей можно приготовить мазь из равного количества серы и жирной сметаны, смазывать поражённые участки 1–2 раза в сутки после водных процедур. Смесь можно использовать даже для новорождённых после предварительной консультации с педиатром.
Рецепт универсальной болтушки для устранения воспалительных процессов на лице – соединить 50 мл борной кислоты с этиловым спиртом, добавить 7 г медицинской серы, 1 таблетку ацетилсалициловой кислоты. Взболтать, перелить в ёмкость из тёмного стекла, хранить в холодильнике, протирать воспалённые участки утром и вечером.

Сметана и сера хорошо подходят для лечения кожных болезней у детей

Чем опасны недостаток или избыток серы

Избыток и дефицит серы наблюдаются в организме редко. От недостатка микроэлементы страдают люди, которые употребляют мало белка, переизбыток может свидетельствовать о нарушении обменных процессов.

При недостатке серы развивается гипертония, тахикардия, кожные покровы становятся сухими, начинают шелушиться, волосы теряют блеск, ногти слоятся, ухудшается работа печени. О нехватке элемента свидетельствуют частые аллергические реакции, повышение уровня сахара, суставные и мышечные боли, запоры.

Признаки переизбытка серы:

кожа становится жирной, появляются прыщи, зуд;
светобоязнь, повышенное слезотечение, частые конъюнктивиты, ощущение присутствия инородного тела в глазах;
повышенная утомляемость, мигрень;
ухудшение аппетита, тошнота, нарушения в работе пищеварительной системы;
бронхит с признаками астмы;
снижение уровня гемоглобина.

При переизбытке серы появляются прыщи и кожа становится жирной

Накопление серы не возникает при чрезмерном употреблении продуктов, которые богаты этим микроэлементом. Отравление возможно только при длительном контакте с сернистым газом, сероводородом.

Избыток серы может привести к развитию серьёзных психических патологий, судорог, при сильном отравлении возможна потеря сознания.

Сера – незаменимый микроэлемент для красоты и крепкого здоровья. Получить её можно с продуктами питания, а при серьёзных заболеваниях приобрести в аптеке серный порошок, мази или таблетки на его основе. Нехватка и избыток элемента проявляются в виде различных патологий.

минерал Сера Самородная

Сера в отличие от других самородных элементов имеет молекулярную решетку, что определяет ее низкую твердость (1,5-2,5), отсутствие спайности, хрупкость, неровный излом и обусловленный им жирный плеск; лишь на поверхности кристаллов наблюдается стеклянный блеск. Удельный вес 2,07 г/см 3 . Сера обладает плохой электропроводимостью, слабой теплопроводностью, невысокой температурой плавления (112,8°С) и воспламенения (248°С). Сера загорается от спички и горит голубым пламенем; при этом образуется сернистый газ, имеющий резкий удушливый запах. Цвет у самородной серы светло-жёлтый, соломенно-желтый, медово-желтый, зеленоватый; сера, содержащая органические вещества, приобретают бурую, серую, черную окраску. Вулканический сера ярко-желтая, оранжевая, зеленоватая. Местами обычно с желтоватым оттенком. Встречается сера в виде сплошных плотных, натечных, землистых, порошковатых масс; также бывают наросшие кристаллы, желваки, налеты, корочки, включения и псевдоморфозы по органическим остаткам. Сингония ромбическая.

Отличительные признаки: для самородной серы характерны: неметаллический блеск и то, что сера загорается от спички и горит, выделяя сернистый газ, имеющий резкий удушливый запах. Наиболее характерным цветом для самородной серы является светло-желтый.

Разновидность

Вулканит (селенистая сера). Оранжево-красного, красно-бурого цвета. Происхождение вулканическое.

Химические свойства

Загорается от спички и горит голубым пламенем, при этом образуется сернистый газ, имеющий резкий удушливый запах. Легко плавится (я (температура плавления 112,8° С). Температура Воспламенения 248°С. Сера растворяется в сероуглероде.

Происхождение серы

Встречается самородная сера естественного и вулканического происхождений. Серобактерии живут в водных бассейнах, обогащенных сероводородом за счет разложения органических остатков, - на дне болот, лиманов, мелких морских заливов. Лиманы Черного моря и залив Сиваш являются примерами таких водоемов. Концентрация серы вулканического происхождения приурочена к жерлам вулканов и к пустотам вулканических пород. При вулканических извержениях выделяются различные соединения серы (H 2 S, SО 2), которые окисляются в поверхностных условиях, что приводит к восстановлению ее; кроме того, сера возгоняется непосредственно из паров.

Иногда при вулканических процессах сера изливается в жидком виде. Это бывает тогда, когда сера, ранее осевшая на стенках кратеров, при повышении температуры расплавляется. Отлагается сера также из горячих водных растворов в результате распада сероводорода и сернистых соединений, выделяющихся в одну из поздних фаз вулканической деятельности. Эти явления сейчас наблюдаются около жерл гейзеров Йеллоустонского парка (США) и Исландии. Встречается совместно с гипсом, ангидритом, известняком, доломитом, каменной и калийной солями, глинами, битуминозными отложениями (нефть, озокерит, асфальт) и пиритом. Также встречается на стенках кратеров вулканов, в трещинах лав и туфов, окружающих жерла вулканов как действующих, так и потухших, вблизи серных минеральных источников.

Спутники. Среди осадочных пород: гипс, ангидрит, кальцит, доломит, сидерит, каменная соль, сильвин, карналлит, опал, халцедон, битумы (асфальт, нефть, озокерит). В месторождениях, образовавшихся в результате окисления сульфидов, - главным образом пирит. Среди продуктов вулканического возгона: гипс, реальгар, аурипигмент.

Применение

Сера широко используется в химической промышленности. Три четверти добычи серы идет на изготовление серной кислоты. Применяется она также для борьбы с сельскохозяйственными вредителями, кроме того, в бумажной, резиновой промышленности (вулканизация каучука), в производстве пороха, спичек, в фармацевтике, стекольной, пищевой промышленности.

Месторождения серы

На территории Евразии все промышленные месторождения самородной серы поверхностного происхождения. Некоторые из них находятся в Туркмении, в Поволжье и др. Породы, содержащие серу, тянутся вдоль левого берега Волги от г. Самара полосой, имеющей ширину в несколько километров, до Казани. Вероятно, сера образовалась в лагунах в пермский период в результате биохимических процессов. Месторождения серы находятся в Раздоле (Львовская область, Прикарпатье), Яворовске (Украина) и в Урало-Эмбинском районе. На Урале (Челябинская обл.) встречается сера, образовавшаяся в результате окисления пирита. Сера вулканического происхождения имеется на Камчатке и Курильских островах. Основные запасы серы капиталистических стран находятся в Ираке, США (штаты Луизиана и Юта), Мексике, Чили, Японии и Италии (о. Сицилия).

Свойства минерала

Удельный вес: 2 - 2,1
Форма выделения: радиально-лучистые агрегаты
Форма выделения: радиально-лучистые агрегаты
Классы по систематике СССР: Металлы
Химическая формула: S
Сингония: ромбическая
Цвет: Серно-желтый, желто-оранжевый, желто-бурый, серовато-желтый, серовато-бурый.
Цвет черты: Серно-желтая, соломенно-желтая
Блеск: жирный
Прозрачность: просвечивает мутный
Спайность: несовершенная
Излом: раковистый
Твердость: 2
Хрупкость: Да
Дополнительно: Легко плавится (при 119°С) и сгорает синим пламенем, превращаясь в SO3. Поведение в кислотах. Не растворяется (в воде также), но растворима в CS2.

Фото минерала

Статьи по теме

Характеристика химического элемента №16
История открытия элемента. Сера (англ. Sulfur, франц. Sufre, нем. Schwefel) в самородном состоянии, а также в виде сернистых соединений известна с самых древнейших времен.
Сера, Sulfur, S (16)
С запахом горящей серы, удушающим действием сернистого газа и отвратительным запахом сероводорода человек познакомился, вероятно, еще в доисторические времена.
Сера самородная
Примерно половина производимой в мире серы добывается из природных запасов

Месторождения минерала Сера Самородная

Водинское месторождение
Алексеевское месторождение
Россия
Самарская область
Боливия
Украина
Новояворовск. Львовская обл.

Сера – химический элемент, располагается в периодической системе Менделеева под номером 16 и обозначается символом S (от лат. sulfur). Элементарная природы серы была установлена в 1777 году французским ученым и химиком Антуаном Лавуазье. Сера закипает при температуре в 444 градусов по Цельсию. При плавке переходит из твердого состояния в жидкое, меняя постепенно свой окрас, в зависимости от градации температуры плавления. К примеру, достигая отметки в 160 градусов Цельсия, этот химический элемент меняет свой окрас из желтого цвета в бурый, а нагреваясь до отметки в 190 градусов – цвет изменяется на темно-коричневый. Достигая температурного режима в 190 градусов, сера утрачивает вязкость структуры, понемногу становясь более жидкой. Окончательно жидкотекучим элемент становится при нагреве его до 300 градусов.

Помимо возможности переходить из твердого состояния в жидкое сера имеет ряд иных интересных особенностей. Так, она имеет отрицательную теплопроводимость и совершенно не проводит электрический ток. Абсолютно не растворяется в воде, однако отлично растворяется в жидкостях, не имеющими в своей структуре молекул воды (например, в аммиаке). Хорошо взаимодействует с растворителями и сероуглеродом, которые характеризуются органической природой. Также, к описанию сульфура можно добавить ее химическую изюминку. По своей природе, сера активна и может отлично вступать в химическую реакцию при нагреве с любым химическим элементом. Может взаимодействовать с такими веществами как:

– при комнатной температуре, вступает с ней в реакцию;
с металлами – создает сульфиды и является в то же время окислителем;
кислород – нагреваясь до температурной отметки в 280 градусов Цельсия, образовывает объединения оксидов;
фтор – в тандеме с этим веществом, сера показывает себя как восстановитель;
фосфор или углерод – в условиях отсутствия подачи воздуха, сера показывает себя как окислитель.

Исторические сведения

Химический элемент сера в своем самородном состоянии или в виде сернистых соединений, была известна человечеству еще много тысяч лет назад. Её уникальные свойства упоминаются не только на священных страницах Библии и Торы, но в поэмах Гомера и других источниках. Благодаря своим свойствам, серу использовали при всевозможных ритуальных и религиозных обрядах. Сера была одним из немаловажных компонентов «священных» курений, которые использовали как для изгнания духов, так и для их призыва. Ее использовали чтобы «одурманивать пришедших», используя серу в соединении со ртутью, древние шаманы полагали, что в горящем состоянии она способна отталкивать и изгонять демонов, духов и прочую нечистую силу.

Сера стала неотъемлемой частицей в создании и использовании «греческого огня», применяемого в создании зажигательных смесей для военных целей. В Китае, около 8 века, серу использовали как пиротехническое средство, ее точную формулу держали под запретом, ее распространение каралось смертной казнью.

Бытовало мнение, что сера (как начало горючести) и ртуть (как символ начала металличности) являются основными составляющими всех металлов. Такая гипотеза имела место в арабской алхимии.

Кроме того, Серой длительное время лечили кожные заболевания, считая такой метод наиболее эффективным в медицине.

Применение серы

Сфера применения серы достаточна многогранна и разнообразна. В первую очередь, сера используется в химической промышленности для создания серной кислоты; в сельском хозяйстве (для создания средств, помогающих в борьбе с вредителями и болезнями растений, в основном винограда и хлопчатника). Нашла свое применение сера также в производстве резины, она используется при изготовлении спичек, входит в состав красителей и люминесцентных составов. В медицине серу используют в грязевых ваннах; так называемая бальнеотерапия (от латинского «замачивать в воде») – помогает в лечении артрита и кожных заболеваний. Научно не доказано, но также серу применяют для лечения астмы, хотя многие ученые полагают, что именно пары серы способны провоцировать появление заболеваний дыхательных путей.

Сера в продуктах питания

Серой богаты такие продукты, как например:

крыжовник,
виноград,
хлебобулочные изделия,
чеснок,
спаржа,
капуста,
постная говядина,
куриные яйца,
молочные продукты,
злаковые культуры и т.д.

Недостаток серы в организме

Недостаток серы в человеческом организме (при суточной норме потребления в 4-6 мг) проявляется в виде таких заболеваний как:

выпадение волос или полное облысение,
болезни почек,
различные аллергии,
тусклость и ломкость волос,
боли в суставах,
запоры,
ломкость ногтей,
тахикардия.

Интересные и познавательные факты о сере

Сера является важнейшим элементом в организме человека, так как принимает участие в строении клеток, хрящевой ткани, нервных волокон. Также участвует в обменных процессах. Показывает себя как отличный стабилизатор работы и координации нервной системы. Сульфур уравновешивает уровень сахара в крови, что очень полезно для людей страдающих от диабета.

Сера уменьшает боли в суставах и хрящах, помогает выводить желчь. Также оказывает на организм противовоспалительный эффект, используется для регенерации тканей. Помогает укреплению мышечной ткани растущего организма.

Сама по себе сера не имеет запаха, однако при соединении с другими компонентами выделяет запах протухших яиц.

Как мы можем видеть, такая незаметная и обыденная на первый взгляд сера является незаменимым компонентом в полноценной жизни человека благодаря своему широкому спектру применения. Без серы, наша жизнь утратила свои блага, здоровье стало б не столь крепким.

Сера в самородном состоянии, а также в виде сернистых соединений известна с древнейших времен. Она упоминается в Библии, поэмах Гомера и других. Сера входила в состав "священных" курений при религиозных обрядах; считалось, что запах горящей Серы отгоняет злых духов. Сера давно стала необходимым компонентом зажигательных смесей для военных целей, например "греческого огня" (10 в. н. э.). Около 8 века в Китае стали использовать Серу в пиротехнических целях. Издавна Серой и ее соединениями лечили кожные заболевания. В период арабской алхимии возникла гипотеза, согласно которой Сера (начало горючести) и ртуть (начало металличности) считали составными частями всех металлов. Элементарную природу Серы установил А. Л. Лавуазье и включил ее в список неметаллических простых тел (1789). В 1822 году Э. Мичерлих обнаружил аллотропию Серы.

Распространение Серы в природе. Сера относится к весьма распространенным химическим элементам (кларк 4,7·10 -2); встречается в свободном состоянии (самородная сера) и в виде соединений - сульфидов, полисульфидов, сульфатов. Вода морей и океанов содержит сульфаты натрия, магния, кальция. Известно более 200 минералов Серы, образующихся при эндогенных процессах. В биосфере образуется свыше 150 минералов Сера (преимущественно сульфатов); широко распространены процессы окисления сульфидов до сульфатов, которые в свою очередь восстанавливаются до вторичного H 2 S и сульфидов. Эти реакции происходят при участии микроорганизмов. Многие процессы биосферы приводят к концентрации Серы - она накапливается в гумусе почв, углях, нефти, морях и океанах (8,9·10 -2 %), подземных водах, в озерах и солончаках. В глинах и сланцах Серы в 6 раз больше, чем в земной коре в целом, в гипсе - в 200 раз, в подземных сульфатных водах - в десятки раз. В биосфере происходит круговорот Серы: она приносится на материки с атмосферными осадками и возвращается в океан со стоком. Источником Сера в геологическом прошлом Земли служили главным образом продукты извержения вулканов, содержащие SO 2 и H 2 S. Хозяйственная деятельность человека ускорила миграцию Серы; интенсифицировалось окисление сульфидов.

Физические свойства Серы. Сера - твердое кристаллическое вещество, устойчивое в виде двух аллотропических модификаций. Ромбическая α-S лимонно-желтого цвета, плотность 2,07 г/см 3 , t пл 112,8 °С, устойчива ниже 95,6 °С; моноклинная β-S медово-желтого цвета, плотность 1,96 г/см 3 , t пл 119,3 °С, устойчива между 95,6 °С и температурой плавления. Обе эти формы образованы восьмичленными циклическими молекулами S 8 с энергией связи S-S 225,7 кдж/моль.

При плавлении Сера превращается в подвижную желтую жидкость, которая выше 160 °С буреет, а около 190 °С становится вязкой темно-коричневой массой. Выше 190 °С вязкость уменьшается, а при 300 °С Сера вновь становится жидкотекучей. Это обусловлено изменением строения молекул: при 160 °С кольца S 8 начинают разрываться, переходя в открытые цепи; дальнейшее нагревание выше 190 °С уменьшает среднюю длину таких цепей.

Если расплавленную Серу, нагретую до 250-300 °С, влить тонкой струей в холодную воду, то получается коричнево-желтая упругая масса (пластическая Сера). Она лишь частично растворяется в сероуглероде, в осадке остается рыхлый порошок. Растворимая в CS 2 модификация называется λ-S, а нерастворимая - μ-S. При комнатной температуре обе эти модификации превращаются в устойчивую хрупкую α-S. t кип Серы 444,6 °С (одна из стандартных точек международной температурной шкалы). В парах при температуре кипения, кроме молекул S 8 , существуют также S 6 , S 4 и S 2 . При дальнейшем нагревании крупные молекулы распадаются, и при 900 °С остаются лишь S 2 , которые приблизительно при 1500 °С заметно диссоциируют на атомы. При замораживании жидким азотом сильно нагретых паров Серы получается устойчивая ниже -80 °С пурпурная модификация, образованная молекулами S 2 .

Сера - плохой проводник тепла и электричества. В воде она практически нерастворима, хорошо растворяется в безводном аммиаке, сероуглероде и в ряде органических растворителей (фенол, бензол, дихлорэтан и других).

Химические свойства Серы. Конфигурация внешних электронов атома S 3s 2 Зр 4 . В соединениях Сера проявляет степени окисления -2, +4, +6. Сера химически активна и особенно легко при нагревании соединяется почти со всеми элементами, за исключением N 2 , I 2 , Au, Pt и инертных газов. С О 2 на воздухе выше 300 °С образует оксиды: SO 2 - сернистый ангидрид и SO 3 - серный ангидрид, из которых получают соответственно сернистую кислоту и серную кислоту, а также их соли сульфиты и сульфаты. Уже на холоду S энергично соединяется с F 2 , при нагревании реагирует с Cl 2 ; с бромом Сера образует только S 2 Br 2 , иодиды серы неустойчивы. При нагревании (150-200 °С) наступает обратимая реакция с Н 2 с получением сернистого водорода. Сера образует также многосернистые водороды общей формулы H 2 S Х, так называемые сульфаны. Известны многочисленные сераорганические соединения.

При нагревании Сера взаимодействует с металлами, образуя соответствующие сернистые соединения (сульфиды) и многосернистые металлы (полисульфиды). При температуре 800-900 °С пары Серы реагируют с углеродом, образуя сероуглерод CS 2 . Соединения Серы с азотом (N 4 S 4 и N 2 S 5) могут быть получены только косвенным путем.

Получение Серы. Элементарную Сера получают из серы самородной, а также окислением сернистого водорода и восстановлением сернистого ангидрида. Источник сернистого водорода для производства Серы - коксовые, природные газы, газы крекинга нефти. Разработаны многочисленные методы переработки H 2 S; наибольшее значение имеют следующие: 1) H 2 S извлекают из газов раствором моногидротиоарсената натрия:

Na 2 HAsS 2 O 2 + H 2 S = Na 2 HAsS 3 O + Н 2 О.

Затем продувкой воздуха через раствор осаждают Сера в свободном виде:

NaHAsS 3 O + ½O 2 = Na 2 HAsS 2 O 2 + S.

2) H 2 S выделяют из газов в концентрированном виде. Затем его основные масса окисляется кислородом воздуха до Серы и частично до SO 2 . После охлаждения H 2 S и образовавшиеся газы (SO 2 , N 2 , CO 2) поступают в два последовательных конвертора, где в присутствии катализатора (активированный боксит или специально изготовляемый алюмогель) происходит реакция:

2H 2 S + SO 2 = 3S + 2Н 2 О.

В основе получения Сера из SO 2 лежит реакция восстановления его углем или природными углеводородными газами. Иногда это производство сочетается с переработкой пиритных руд.

Сорта Серы. Выплавленная непосредственно из серных руд Сера называется природной комовой; полученная из Н 2S и SO 2 - газовой комовой. Природная комовая Сера, очищенная перегонкой, называется рафинированной.

Сконденсированная из паров при температуре выше точки плавления в жидком состоянии и затем разлитая в формы - черенковой Серой. При конденсации Серы ниже точки плавления на стенках конденсационных камер образуется мелкий порошок Серы - серный цвет. Особо высоко дисперсная Сера носит название коллоидной.

Применение Серы. Сера применяется в первую очередь для получения серной кислоты; в бумажной промышленности (для получения сульфитцеллюлозы); в сельском хозяйстве (для борьбы с болезнями растений, главным образом винограда и хлопчатника); в резиновой промышленности (вулканизующий агент); в производстве красителей и светящихся составов; для получения черного (охотничьего) пороха; в производстве спичек.

Сера в организме. В виде органических и неорганических соединений Сера постоянно присутствует во всех живых организмах и является важным биогенным элементом. Ее среднее содержание в расчете на сухое вещество составляет: в морских растениях около 1,2%, наземных - 0,3%, в морских животных 0,5-2%, наземных - 0,5%. Биологическая роль Серы определяется тем, что она входит в состав широко распространенных в живой природе соединений: аминокислот (метионин, цистеин), и следовательно белков и пептидов; коферментов (кофермент А, липоевая кислота), витаминов (биотин, тиамин), глутатиона и других. Сульфгидрилъные группы (-SH) остатков цистеина играют важную роль в структуре и каталитической активности многих ферментов. Образуя дисульфидные связи (-S-S-) внутри отдельных полипептидных цепей и между ними, эти группы участвуют в поддержании пространственной структуры молекул белков. У животных Сера обнаружена также в виде органических сульфатов и сульфокислот - хондроитинсерной кислоты (в хрящах и костях), таурохолиевой кислоты (в желчи), гепарина, таурина. В некоторых железосодержащих белках (например, ферродоксинах) Сера обнаружена в форме кислотолабильного сульфида. Сера способна к образованию богатых энергией связей в макроэргических соединениях.

Неорганические соединения Сера в организмах высших животных обнаружены в небольших количествах, главным образом в виде сульфатов (в крови, моче), а также роданидов (в слюне, желудочном соке, молоке, моче). Морские организмы богаче неорганическими соединениями Серы, чем пресноводные и наземные. Для растений и многих микроорганизмов сульфат (SO 4 2-) наряду с фосфатом и нитратом служит важнейшим источником минерального питания. Перед включением в органические соединения Сера претерпевает изменения в валентности и превращается затем в органических форму в своем наименее окисленном состоянии; таким образом Сера широко участвует в окислительно-восстановительных реакциях в клетках.

В клетках сульфаты, взаимодействуя с аденозинтрифосфатом (АТФ), превращаются в активную форму - аденилилсульфат.

Катализирующий эту реакцию фермент - сульфурилаза (АТФ:сульфат -аденилилтрансфераза) широко распространен в природе. В такой активированной форме сульфонильная группа подвергается дальнейшим превращениям - переносится на другой акцептор или восстанавливается.

Животные усваивают Серу в составе органических соединений. Автотрофные организмы получают всю Серу, содержащуюся в клетках, из неорганических соединений, главным образом в виде сульфатов. Способностью к автотрофному усвоению Серы обладают высшие растения, многие водоросли, грибы и бактерии. (Из культуры бактерий был выделен специальный белок, осуществляющий перенос сульфата через клеточную мембрану из среды в клетку.) Большую роль в круговороте Серы в природе играют микроорганизмы - десульфурирующие бактерии и серобактерии. Многие разрабатываемые месторождения Серы - биогенного происхождения. Сера входит в состав антибиотиков (пенициллины, цефалоспорины); ее соединения используются в качестве радиозащитных средств, средств защиты растений.