Минеральные вещества | Tervisliku toitumise informatsioon

В человеческом организме установлено наличие более 70 химических элементов. Достоверно установлена потребность в более чем 20 биоэлементах. Для обеспечения достаточного количества этих элементов крайне важно, чтобы питание было разнообразным.

Встречающиеся в организме минеральные вещества можно условно разделить на две группы:

• Содержание макроэлементов в организме составляет более 0,01%. Ими являются фосфор (P), кальций (Ca), натрий (Na), калий (K), магний (Mg), сера (S), хлор (Cl) (см Таблица 1).
• Содержание микроэлементов – менее 0,01%, у некоторых даже 0,00001.

Потребность в некоторых микроэлементах установлена, это железо (Fe), цинк (Zn), медь (Cu), йод (I), селен (Se) , марганец (Mn), молибден (Mo), фтор (F), хром (Cr), кобальт (Co), кремний (Si), ванадий (V), бор (B), никель (Ni), мышьяк (As) и олово (Sn).

Помимо них в организме обнаружен целый ряд элементов, функция которых пока не ясна, их появление в организме может быть обусловлено загрязнением окружающей среды и частым соприкосновением с ними. Например, люди, работающие в теплицах, постоянно контактируют с химическими веществами, различные элементы могут быть признаком разного рода заболеваний. В числе таких элементов алюминий (Al), стронций (Sr), барий (Ba), рубидий (Rb), палладий (Pd), бром (Br).

В организм могут попадать и тяжелые, т.е. ядовитые металлы, такие как кадмий (Cd), ртуть (Hg) или свинец (Pb).

Минеральные вещества в нашем организме являются важными компонентами скелета, биологических жидкостей и энзимов и способствуют передаче нервных импульсов.

Люди и животные получают различные биологические элементы из пищи, воды и окружающего воздуха, самостоятельно синтезировать минеральные вещества живые организмы не могут. В растениях минеральные вещества накапливаются из почвы, и их количество зависит от места произрастания и наличия удобрений. В питьевой воде также имеются минеральные вещества, и их содержание зависит от места, откуда получают воду.

Несмотря на то, что человек нуждается в небольших количествах минеральных веществ (макроэлементов в миллиграммах и граммах, микроэлементов – в милли- и микрограммах), в его организме, тем не менее, отсутствуют достаточные запасы минеральных веществ, чтобы нормально перенести их долговременный дефицит. Потребность в минеральных веществах зависит также от возраста, пола и прочих обстоятельств (см Таблица 2). Например, повышенная потребность в железе у женщин связана с менструациями и беременностью, а спортсменам требуется больше натрия, потому что он интенсивно выводится с потом.

Чрезмерные количества минеральных веществ могут привести к сбоям в работе организма, потому что, будучи компонентами биоактивных соединений, они оказывают влияние на регуляторные функции. Получать чрезмерные количества минеральных веществ (за исключением натрия) с пищей практически невозможно, однако это может произойти при чрезмерном употреблении биологически активных добавок и обогащенных минеральными веществами продуктов.

Усвоению минеральных веществ могут препятствовать:

• злоупотребление кофе,
• употребление алкоголя,
• курение,
• некоторые лекарства,
• некоторые противозачаточные таблетки,
• определенные вещества, встречающиеся в некоторых продуктах, например, в ревене и шпинате.

Потери минеральных веществ при тепловой обработке продуктов питания значительно меньше, чем потери витаминов. Однако при рафинировании или очистке часть минеральных веществ удаляется. Поэтому важно есть больше цельнозерновых и нерафинированных продуктов. Минеральные вещества могут образовывать соединения с другими веществами, содержащимися в продуктах питания (например, с оксалатами в ревене), в результате чего организм не может их усвоить.

Таблица 1

Названия и источники важнейших минеральных веществ

* Количество, содержащееся в 100 г продукта, покрывает не менее 10% суточной потребности взрослой женщины

Таблица 2

Рекомендуемые в зависимости от возраста суточные нормы потребления важнейших минеральных веществ

* Для 18–20-летних рекомендуемая суточная доза составляет 900 мг кальция и 700 мг фосфора.
** Потребность в железе зависит от потери железа при менструациях. Для женщин в постменопаузе рекомендуемая дневная доза железа составляет 10 мг.
*** Для достижения сбалансированного содержания железа во время беременности в организме женщины должны иметься запасы железа как минимум на 500 мг больше, чем до беременности. В двух последних триместрах беременности, в зависимости от уровня железа в организме, может потребоваться дополнительный прием железа.
**** На самом деле, селена можно потреблять больше указанной в таблице рекомендованной дозы, поскольку селен по-разному всасывается из разных источников и происходит постоянное обеднение им поверхности, т.е. таблицы питательной ценности продуктов «не поспевают» за истинным положением дел (в них зачастую указываются значения больше реальных).

Максимальные разовые безопасные дозы минеральных веществ и пищевых добавок:

* Только из биоактивных добавок или обогащенной пищи

Медь | справочник Пестициды.

ru

Показать все

Содержание:

• Физические и химические свойства
• Содержание в природе
• В почве различают
• Содержание меди в различных типах почв
• Базальты
• Андезиты
• Граниты
• Валунные суглинки, известняки и пески
• Глины и лессы
• Желтоземы и красноземы
• Засоленные почвы и черноземы
• Дерново-подзолистые, серые лесные, сероземы и каштановые
• Верховые торфяники и дерново-карбонатные
• Почвы тундры
• Торфянисто-болотные
• Подвижная медь
• Роль в растении
• Биохимические функции
• Недостаток (дефицит) меди в растениях
• Избыток меди
• Содержание меди в различных соединениях
• Способы применения медьсодержащих удобрений
• Сернокислая медь (медный купорос)
• Суперфосфат с медью
• Пиритные огарки
• Шлаки цинкоэлектролитных и медеплавильных заводов
• Низкопроцентные, окисленные медные руды
• Порошок, содержащий медь
• Эффект от применения медьсодержащих удобрений
• Зерновые, лен, кормовые культуры
• Корнеплоды сахарной свеклы
• Многолетние травы (Латвия)
• Картофель
• Томаты
• Морковь

Медь известна человечеству очень давно. Когда-то из нее даже делали оружие, правда, из-за того, что этот металл очень мягкий, в военном деле он перестал применяться еще в третьем тысячелетии до нашей эры. Сложно сказать, сколько именно названий сменила медь за то огромное количество лет, на протяжении которых ее использует человек, однако последнее имя – Сuprum– было дано ей в честь острова Кипр, где в III в. до н.э. велись интенсивные разработки медных рудников.

Несмотря на то, что на Кипре уже очень давно не ведется добыча этого металла, остров до сих пор известен в качестве месторождения меди. Дело в том, что такие рудники – явление достаточно редкое. Хотя в природе и встречаются медные самородки (самый крупный из добытых весил 420 тонн), основную часть металла добывают из руд и минералов. Кстати, раньше ее получали преимущественно из малахита – того самого, который ныне используется в изготовлении украшений и других декоративных вещиц. Он представляет собой основной карбонат меди, который образуется в карбонатных породах, а также может формироваться на воздухе в присутствии воды и углекислого газа. Пример последнего мы можем наблюдать воочию: оказывается, зеленые крыши домов старой Праги покрыты не яркой краской, а медными листами, на поверхности которых под действием времени образовалась тонкая пленка малахита…

Каждый год по всему миру выплавляется порядка 10 миллионов тонн меди, которая самостоятельно или в составе сплавов используется с самыми разными целями, от изготовления мельхиоровых ложек до производства антисептиков. Медь нужна практически в любой сфере производства, а также в здравоохранении и сельском хозяйстве.^[9]

Медная руда

Медная руда

Порода, содержащая медь. 

Использовано изображение:^[11]

Физические и химические свойства

Медь (Cuprum) Cu – химический элемент I группы побочной подгруппы периодической системы Менделеева. Атомный номер – 29. Атомная масса – 63,54. Природная медь состоит из смеси двух стабильных изотопов с массовым числом 63 (69,1 %) и 65 (30,9 %)

Медь – металл красного, в изломе розового цвета. При просвечивании в тонких слоях заметен зеленовато-голубой оттенок. Температура плавления – 1083°C, температура кипения – 2600°C.

В химическом отношении медь является промежуточным элементом между элементами первой плеяды VIII и щелочными металлами I группы химической системы Менделеева. Так же, как железо, кобальт и никель, она склонна к комплексообразованию, образует окрашенные соединения, нерастворимые сульфиды и др. Сходство по химическим свойствам с элементами главной подгруппы первой группы незначительно.

В химических соединениях медь обычно присутствует в двухвалентном состоянии, но известны вещества, в которых медь трехвалентна.^[5]

Содержание в природе

В земной коре содержится 0,01 % меди. Распространение в природе сравнительно низкое. Встречается в свободном состоянии в виде самородков, иногда очень значительных размеров. Но руды самородной меди распространены сравнительно мало – их не более 5 % от общей добычи в мире.

Медь – один из элементов, образующих халькосферу, которая располагается между литосферой и земным ядром. В связи с выдавливанием халькофилов в литосферу вследствие магматических и гидротермальных процессов подавляющая часть меди (около 80 %) присутствует в земной коре в соединениях с серой, 15 % меди – в виде кислородных соединений: окислов, карбонатов, силикатов и прочих. Данные соединения являются продуктами выветривания первичных сульфидных медных руд.

Медь образует до 240 различных минералов, но только около 40 из них имеют промышленное значение.

Важнейшие для промышленности минералы – халькопирит (медный колчедан), халькозин (медный блеск), ковеллин, борнит, малахит, азурит, хризаколла, брошантит. Обычны арсениды, антимониды и сульфоарсениды меди. ^[5]

Повышенное содержание меди свойственно средним и основным горным породам, а пониженное – карбонатным. Наибольшее распространение имеют простые и сложные сульфиды (первичные минералы). Они довольно легко растворяются при выветривании и высвобождают ионы меди. Кроме того, катионы меди обладают разнообразными свойствами и склонны к химическому взаимодействию с органическими и минеральными веществами. Они легко осаждаются различными анионами: сульфидом, карбонатом, гидроксидом. По этой причине медь в почвах относительно малоподвижна, и ее суммарное содержание в почвенных профилях варьирует незначительно.^[3]

Начальным состоянием распределения меди в почвах управляют два фактора: процессы почвообразования и материнская порода. Обычной чертой распределения меди в почвенном профиле является ее аккумуляция в верхних слоях. Это отражает ее биоаккумуляцию и влияние антропогенных факторов.^[3]

следующие формы меди: обменные (поглощенные органическими и минеральными коллоидами), водорастворимые, труднорастворимые медные соли, медьсодержащие минералы, комплексные органические соединения. Подвижность меди и доступность растениям зависит от комплексообразования и адсорбции. Ионы меди способны адсорбировать практически все минералы почвы. Адсорбция зависит от заряда поверхности адсорбента, контролируемого величиной кислотности среды. Растворимость катионных и анионных форм меди понижается при pH 7–8.

Ключевая реакция содержания меди в почве – комплексообразование с органическими соединениями. Гуминовые вещества образуют с медью растворимые и нерастворимые соединения.

Наиболее доступны для растений обменносорбированные и водорастворимые соединения меди.^[2]

Содержание меди в различных типах почв

Содержание меди в почвах стран СНГ колеблется в достаточно широких пределах – от 1 до 100 мг/кг и выше.

Очень высоко содержание меди в почвах, образовавшихся на богатых медью породах и в районах концентрации медных месторождений. Значительное обогащение почв медью отмечается при частой обработке растений инсектофунгицидами с содержанием меди. ^[4]

Содержание данного элемента в почве непосредственно связано с его содержанием в почвообразующих породах:

– содержат больше всего меди.

– несколько меньше, чем базальты.

– низкое содержание меди.

– особенно бедны медью

– самые богатые медью среди осадочных пород.^[4]

Общее содержание меди различается в зависимости от типа почв:

– наиболее богатые медью.

так же богаты медью, но здесь ее меньше, чем в красноземах.

почвы – содержат более низкие концентрации данного металла.

типы почв прибалтийских районов – самые бедные по общему содержанию меди.

– так же бедны медью, как и предыдущие типы почв. ^[4]

и некоторые минеральные почвы песчаного и супесчаного механического состава содержат количество меди, не способное обеспечить нормальный уровень питания растений данным элементом. При этом надо отметить, что торфянисто-болотные почвы значительно различаются по содержанию меди.^[4]

. Для сельского хозяйства важно не только общее содержание меди в почве, но и форма нахождения и степень доступности растениям. Формы меди подразделяются на четыре группы:

• медь в кристаллической решетке первичных и вторичных минералов;
• медь в соединениях с органическим веществом почвы;
• медь в поглощенном состоянии на поверхности коллоидных частиц почвы;
• водорастворимые формы меди.

Содержание водорастворимых соединений обычно мало и составляет менее 1 % от общего ее количества. При этом, они представлены как минеральными, так и органическими кислотами. Водорастворимые соединения меди подвержены вымыванию из почв. Это значимо для супесчаных и песчаных почв с малой емкостью поглощения.

Кроме водорастворимых соединений, легко усваиваемыми формами соединений меди являются обменно-сорбированные. Медь поглощается органическими и минеральными коллоидами и глинистыми минералами почв.

Содержание доступной для растений меди в почвах колеблется от 1,1 до 7,8 мг/г.^[3]

Роль в растении

Биохимические функции

Формы нахождения и поведения меди в растениях делятся на шесть групп:

1. Медь присутствует в комплексных соединениях с протеинами и низкомолекулярными органическими веществами.
2. Медь обнаруживается в составе энзимов – жизненно важных для растений веществ с неисследованными функциями.
3. Медь играет немаловажную роль в процессах дыхания, фотосинтеза, перераспределения углеводов, фиксации и восстановления азота, метаболизма клеточных стенок и протеинов.
4. Медь влияет на проницаемость сосудов ксилемы для воды и контролирует баланс влаги.
5. Медь контролирует образование ДНР и РНК.
6. Медь оказывает значительное влияние на механизмы устойчивости к различным заболеваниям. Однако при избытке или повышенном содержании меди в растениях они становятся менее устойчивы к некоторым заболеваниям.^[3]

По биохимическим свойствам и функциям медь схожа с железом и способна как образовывать стабильные комплексы, так и изменять валентность с двухвалентной на одновалентную. Одновалентная медь нестабильна, в отличие от двухвалентной. Вопрос о том, в какой форме – Cu (II) или Cu (III) – медь поглощается растениями, в настоящее время остается открытым. До 99 % меди в растениях присутствует в виде комплексных форм, а концентрация свободных одно- и двухвалентных ионов предельно низка. Для меди характерно большее сродство к аминокислотам, чем к органическим кислотам, и средняя мобильность во флоэме.

Большинство функций меди в растениях связано с ее непосредственным участием в ферментативных окислительно-восстановительных реакциях. Существует несколько важнейших Cu-ферментов:

1. Пластоцианин. Участвует в процессе фотосинтеза. Свыше 50 % меди в хлоропластах связано с пластоцианином. На 1000 молекул хлорофилла приходится три-четыре молекулы этого вещества.
2. Цитохлоромоксидаза – оксидаза митохондриальной ЭТЦ. Включает в себя два атома меди и два атома железа в гемовой конфигурации. Атомы меди взаимодействуют с молекулой кислорода, при условии недостатка меди активность фермента снижается.
3. Полифенолоксидаза. Отвечает за перенос фенолов на молекулярный кислород. Фермент участвует в биосинтезе лигнина, алкалоидов, меланина. Эти вещества ингибируют прорастание спор и рост грибов. При недостатке меди снижается активность фермента.
4. Супероксиддисмутаза – изофермент. Играет важную роль в детоксикации супероксидного радикала, образуемого в процессе фотосинтеза. Изофермент присутствует в цитозоле, митохондриях, глиоксисомах, хлоропластах.
5. Аскорбатоксидаза. Катализирует окисление аскорбиновой кислоты до дегидроаскорбиновой. Содержит до пяти атомов меди на молекулу. Локализуется в клеточных стенках и цитоплазме. При недостатке меди активность фермента снижается. Используется как показатель оценки обеспеченности растений медью.
6. Диаминоксидаза. Катализирует деградацию путресцина. Локализован в апопласте эпидермиса и ксилемы зрелых тканей. В условиях дефицита меди активность фермента снижается.^[2]

Недостаток (дефицит) меди в растениях

Болезнь, вызываемая недостатком меди, называется белокосицей, белой чумой или болезнью обработки.^[8] Дефицит меди провоцирует задержку роста, хлороз, потерю тургора и, как следствие, увядание растений, а также задержку цветения и гибель урожая. У злаков при острой нехватке меди белеют кончики листьев и не развивается колос. Плодовые страдают суховершинностью.^[10]

Дефицит меди, как правило, возникает у растений на кислых песчаных и торфянистых почвах. Критический уровень недостатка меди наблюдается при содержании меди в вегетативных частях растений 1–5 мг/кг сухой массы. Типичные анатомические нарушения, возникающие вследствие дефицита меди, непосредственно связаны с нарушением лигнификации клеточных стенок. В наибольшей степени это проявляется в склеренхиме клеток стеблей. Это явление может наблюдаться даже при незначительном снижении уровня меди и может быть использовано с целью диагностики.

При недостатке меди отмечается снижение активности медьсодержащих ферментов, участвующих в процессах дыхания и фотосинтеза. Как следствие, в растениях снижается уровень растворимых углеродов. При низком их содержании нарушается формирование пыльцы, что приводит к снижению фертильности, а у бобовых подавляется азотофиксация. Недостаток меди больше влияет на развитие семян, зерен, чем на рост вегетативной массы. Таким образом, для нормального образования и функционирования генеративных органов растениям требуется гораздо больше меди, чем для формирования вегетативных частей растения.

Вызванные недостатком меди нарушения процессов фотосинтеза и дыхания отражаются на энергетическом обмене растения, что провоцирует каскад вторичных физиологических эффектов. ^[2]

Растения испытывают недостаток меди, а почвы считаются бедными по содержанию данного элемента при содержании меди в почвах Нечерноземья менее 1,5–2,0 мг/кг почвы, а в Черноземье – менее 2,0–5,0 мг.^[10]

Избыток меди

При избытке меди наблюдается проявление симптомов отравления растений (фитотоксичность). Это хлороз молодых листьев, при этом, жилки остаются зелеными; хлороз нижних листьев. Последний сопровождается появлением коричневой пятнистости и опадением листьев.^[8]

Содержание меди в различных соединениях

Источниками промышленного получения медьсодержащих удобрений являются различные медные руды. По минералогическому составу они делятся на три категории: самородные, окисленные и сульфидные. Основной сопутствующий минерал сплошных сульфидных руд – пирит. Содержание меди в рудах колеблется от 0,7 до 3 %. Медные руды – комплексное сырье. В зависимости от основного спутника меди, подразделяются на медноцинковые, медноникелевые, медномолибденовые и меднокобальтовые. Кроме того, медные руды содержат серу, селен, золото, серебро, платину и многие другие элементы.^[5]

Значительное количество меди и ее соединений может быть получено при переработке вторичных цветных металлов.^[2]

Способы применения медьсодержащих удобрений

применяется для некорневых подкормок и обработки семян. ^[2]

используют для внесения в почву, для предпосевной обработки семян и некорневой подкормки растений.^[6]

применяют для внесения в почву.^[6]

используют для внесения в почву.^[6]

применяют для внесения в почву.^[6]

, применяется для опудривания семян.^[7]

Недостаток меди

Недостаток меди

Симптомы недостатка меди у пшеницы: срученность верхушек листев.

Использовано изображение:^[12]

Эффект от применения медьсодержащих удобрений

Эффективность применения медьсодержащих удобрений зависит от вида растения и типа почвы.

на осушенных болотных и других почвах. Медные удобрения высокоэффективны, способствуют повышению урожайности и улучшению качества продукции. ^[1] Опытным путем установлено, что внесение медных удобрений повышает урожай пшеницы на 2–5 ц/га, ячменя – на 2–3 ц/га, овса – на 4–6 ц/га, зеленой массы кукурузы – на 21 %, а початков – на 9–13 %.^[6]

на дерново-подзолистой почве. Внесение медных удобрений приводит к повышению урожайности на 43–45 %. Та же культура при внесении Сu на дерново-карбонатных почвах с достаточным содержанием подвижной меди прибавки в урожае не дает.

. После внесения медных удобрений повышается урожайность зеленой массы, улучшается кормовое качество трав.

на дерново-подзолистых почвах.Внесение меди при определенных условиях способствует не только увеличению урожайности и улучшению качества корнеплодов, но и повышает сопротивляемость растения к фитофторозу и черной ножке.

Сера

Зона данных | Открытие | Факты | Внешний вид и характеристики | Использование | Изобилие и изотопы | Ссылки

16

S

32. 06

Химический элемент сера классифицируется как халькоген и неметалл. Оно известно с древних времен. Его первооткрыватель и дата открытия неизвестны.

Зона данных

Реакции, Соединения, Радиусы, Проводимости»>Показать больше, в том числе: Теплота, Энергия, Окисление,
Реакции, Соединения, Радиусы, Проводимости

Атомный объем:	15,5 см 3 /моль
Структура:	S 8 кольца
Твердость:	2 месяца
Удельная теплоемкость	0,71 Дж г -1 К -1
Теплота плавления	1,7175 кДж моль -1
Теплота распыления	279 кДж моль -1
Теплота парообразования	9,8 кДж моль -1 из S 2
1 ст энергия ионизации	999,6 кДж моль -1
2 nd энергия ионизации	2251 кДж моль -1
3 rd энергия ионизации	3360,6 кДж моль -1
Сродство к электрону	200,4144 кДж моль -1
Минимальная степень окисления	-2
Мин. общее окисление нет.	-2
Максимальная степень окисления	6
Макс. общее окисление нет.	6
Электроотрицательность (шкала Полинга)	2,58
Объем поляризуемости	2,9 Å 3
Реакция с воздухом	энергичный, вес/вт ⇒ SO 2
Реакция с 15 M HNO 3	энергичный, ⇒ H 2 SO 4 , NO x
Реакция с 6 М HCl	нет
Реакция с 6 М NaOH	нет
Оксид(ы)	ТАК 2 , ТАК 3
Гидрид(ы)	H 2 S (сероводород)
Хлорид(ы)	S 2 Кл 2 , Кл 2
Атомный радиус	100 вечера
Ионный радиус (1+ ион)	–
Ионный радиус (2+ ион)	–
Ионный радиус (3+ ион)	–
Ионный радиус (1-ион)	–
Ионный радиус (2-ионный)	170 вечера
Ионный радиус (3-ионный)	–
Теплопроводность	0,205 Вт·м -1 К -1
Электропроводность	5,0 x 10 -14 S см -1
Температура замерзания/плавления:	115,2 или С, 388,4 К

Отложения серы вокруг кратера вулкана

Большая часть пользы для здоровья от лука и чеснока связана с соединениями серы.

Серные равнины вокруг вулканического спутника Юпитера, Ио. Фото: НАСА

Древняя переработка серы: Серная руда нагревается в котлах с плотно закрывающимися крышками, чтобы ограничить выброс SO ₂ . (Современный предел кратковременного воздействия для SO ₂ составляет 5 частей на миллион. ⁽¹²⁾ ) Жидкая сера собирается под горшками. Георгиус Агрикола, 1556 г.

Открытие серы

Доктор Дуг Стюарт

Сера известна с древних времен. В Библии его называют серой. Его можно найти в элементарном состоянии вокруг жерл вулканов.

Название могло быть получено из арабского «суфра», что означает желтый, или санскритского «шулбари», что означает враг (ари) меди (шулба). ⁽¹⁾

Вариант на санскрите привлекателен, потому что он несет в себе сообщение о давних знаниях людей в области химии: сера действительно легко реагирует со многими металлами, включая медь. (Санскрит — один из древнейших индоевропейских языков, ему более 3000 лет. Несмотря на это, это человеческий язык, наиболее совместимый с искусственным интеллектом. ⁽²⁾ )

При горении серы образуется диоксид серы, ядовитый газ. Когда-то этот газ применялся в Нью-Йорке для фумигации зданий, в которых распространялись инфекционные заболевания. ⁽³⁾

Использование горения серы для окуривания началось несколько тысяч лет назад. В «Одиссее» Гомера, которой около 2800 лет, Одиссей говорит: «Принеси серу, старая кормилица, которая очищает от всякой скверны, и принеси мне огонь, чтобы я мог очистить дом серой…» ⁽⁴⁾

В 808 году китайский текст дает нам, возможно, первый рецепт пороха, содержащий селитру, серу и углерод. ⁽⁵⁾

Также считается, что сера была компонентом «греческого огня», оружия, похожего на огнемет, использовавшийся в Византийской империи. ^{(6), (7)}

Сера стала признанным химическим элементом в 1789 году, когда Антуан Лавуазье включил ее в свой знаменитый список элементов. ⁽⁸⁾

В 1823 году немецкий химик Эйльхард Мичерлих открыл аллотропию серы: он показал, что форма кристаллов серы, полученная при охлаждении расплавленной серы, отличается от формы, полученной при кристаллизации элемента из раствора. ⁽⁹⁾

Сера, полученная из расплавленной серы, называется моноклинной серой, а сера, полученная при кристаллизации раствора, называется ромбической серой. Обе формы состоят из колец S ₈ . Разница между формами заключается в том, как кольца расположены внутри кристалла.

В то время понятие аллотропии – различных структурных форм одного и того же элемента – не стало формальной частью химии. Только в 1841 году Берцелиус ввел этот термин для объяснения моноклинной и ромбической форм серы. ⁽¹⁰⁾

К 1800-м годам сера в форме серной кислоты стала лучшим способом судить о богатстве страны. Страны даже воевали из-за серы.

Вот что сказал об этом великий немецкий химик Юстус Либих примерно в 1843 году:

«Не будет преувеличением сказать, что мы можем справедливо судить о коммерческом благополучии страны по количеству потребляемой ею серной кислоты.

(цена на серу влияет на цену…) отбеленных и набивных хлопчатобумажных тканей, мыла, стекла и т. д., и помня, что Великобритания снабжает ими Америку, Испанию, Португалию и Восток, обменивая их на хлопок-сырец, шелк, вина, изюма, индиго и т. д., мы можем понять, почему английское правительство решило прибегнуть к войне с Неаполем (в 1839 г.) для того, чтобы отменить монополию на серу, которую последняя держава недавно пыталась установить». ⁽¹¹⁾

Интересные факты о сере

• Сера составляет почти 3% массы Земли. Если вы думаете, что это немного, в следующий раз, когда вы посмотрите на небо и увидите луну, подумайте вот о чем: земля содержит достаточно серы, чтобы образовалась не одна новая луна, а две!
• Когда шекспировский Отелло просит о наказании, он упоминает одну возможность: «…поджарь меня в сере!»
• Сера горит очень приятным голубым пламенем — ее старое название — сера, что означает «горящий камень» или «горящий камень».
• Чистая сера не имеет запаха, но многие ее соединения воняют! Например, соединения серы, называемые меркаптанами, придают скунсам их ужасный запах. Тухлые яйца (и большинство бомб-вонючек) получают свой характерный аромат благодаря сероводороду, H ₂ S.
• Некоторые пещерные бактерии переваривают сероводород и производят в пещерах снотиты (подумайте о слизистых сталактитах). Эти сопляки капают серной кислотой с нулевым рН — этого достаточно, чтобы прожечь дыры в вашей одежде, если вы встанете под нее. Бактерии сноттита процветают в районах, где есть залежи серы или серосодержащие минералы или углеводороды. Серная кислота, которую они выделяют, создает под землей новые пещерные системы, растворяя камни.
• В ядре Земли доля серы гораздо выше, чем в ее коре — примерно в 100 раз больше.
• Пенициллин — природный антибиотик на основе серы.

Кольцо серы 8.

Сера очень энергично реагирует с цинком. Вот пробный пуск серно-цинковой ракеты.

Кристаллизация жидкой серы.

Внешний вид и характеристики

Вредные эффекты:

Элементарная сера считается малотоксичной.

Такие соединения, как сероуглерод, сероводород и диоксид серы, являются токсичными. Например, при концентрации 0,03 части на миллион мы чувствуем запах сероводорода, но он считается безопасным в течение восьми часов воздействия. При 4 ppm это может вызвать раздражение глаз. При 20 ppm воздействие более минуты вызывает серьезное повреждение глазных нервов. При 700 ppm дыхание останавливается. Если не будет быстрого спасения, наступит смерть. Это может привести к необратимому повреждению головного мозга. ⁽¹⁴⁾

Характеристики:

Сера представляет собой мягкое хрупкое твердое вещество бледно-желтого цвета без запаха. Нерастворим в воде, но растворим в сероуглероде. Горит голубым пламенем, окисляясь до диоксида серы.

Сера существует в нескольких кристаллических и аморфных аллотропах. Наиболее распространенной формой является желтая орторомбическая альфа-сера, содержащая сморщенные кольца S ₈ .

Сера многовалентна и сочетается с валентностью 2, 4 или 6 почти со всеми другими элементами. Наиболее известным соединением серы является сероводород (H ₂ S). Это ядовитый газ с запахом тухлых яиц; запах используется в бомбах-вонючках, многие из которых выделяют небольшое количество сероводорода.

Использование серы

Сера в основном используется в коммерческих целях в качестве реагента при производстве серной кислоты (H ₂ SO ₄ ). Серная кислота является основным химическим веществом номер один в промышленно развитых странах, которое требуется в больших количествах для свинцово-кислотных аккумуляторов для автомобилей.

Сера также используется при вулканизации натурального каучука, в качестве фунгицида, в черном порохе, в моющих средствах и в производстве фосфорных удобрений.

Сера является жизненно важным элементом для всех форм жизни. Он является компонентом двух аминокислот, цистеина и метионина.

Изобилие и изотопы

Изобилие в земной коре: 350 частей на миллион по весу, 225 частей на миллион по молям

Изобилие в Солнечной системе: 400 частей на миллион по весу, 10 частей на миллион по молям за 100 г

Стоимость, навалом: $ за 100 г

Источник: Залежи серы естественным образом встречаются в районах вокруг горячих источников и в вулканических районах. Он также широко встречается в природе в виде железного пирита (сульфид железа), галенита (сульфид свинца), гипса (сульфат кальция), солей Эпсома (сульфат магния) и многих других минералов.

Сера добывается в коммерческих целях из подземных месторождений с использованием процесса Фраша – перегретая вода и пар закачиваются под землю, где они расплавляют серу, позволяя перекачивать ее на поверхность. Серу также получают в промышленных масштабах как побочный продукт переработки сырой нефти.

Изотопы: Сера имеет 18 изотопов с известным периодом полураспада с массовыми числами от 27 до 45. Встречающаяся в природе сера представляет собой смесь своих четырех стабильных изотопов, и они находятся в указанных процентах: ³² S (95,0%), ³³ S (0,8%), ³⁴ S (4,2%) и ³⁶ S (0,02%).

Ссылки

1. Г. Эггерт, М. Вейхерт, Х. Эйлер, Б. Барбье, Некоторые новости о черных пятнах., 2004, Proceedings of Metal, стр. 142 (скачать в формате pdf).
2. Рик Бриггс, Представление знаний на санскрите и искусственный интеллект., Журнал AI, том 6, номер 1, 1985 г., стр. 32.
3. Сайрус Эдсон, Дезинфекция жилых помещений с помощью двуокиси серы, Папская республика общественного здравоохранения, 1889 г., 15: с65-68.
4. Томас Ф. Глик, Стивен Джон Ливси, Фейт Уоллис, Диоксид, Средневековая наука, технология и медицина: энциклопедия., 2005, стр. 211, Routelidge.
5. Гомер, Одиссея, стр. 270.
6. Чарльз Стефенсон, Секретное оружие адмирала: лорд Дандональд и истоки химической войны, стр. 93, Boydell Press.
7. Эрик Кродди, Химическая и биологическая война., стр. 128, Copernicus Books
8. Антуан Лавуазье, Элементы химии в Project Gutenberg 1790, Перевод оригинального французского 1789 года Роберта Керра.
9. Ганс-Вернер Шютт, Эйльхард Мичерлих, принц прусской химии, стр. 98, Фонд химического наследия.
10. Уильям Б. Дженсен, Происхождение термина аллотроп., J. Chem. образования, 2006, 83 (6), стр. 838.
11. Юстус Фрайхерр фон Либих, Знакомые письма по химии., 1843.
12. Двуокись серы в атмосфере на рабочем месте Управление по безопасности и гигиене труда
13. Почему при нарезании лука вы плачете? , Библиотека Конгресса.
14. Токсичность газообразного сероводорода.

Процитировать эту страницу

Для онлайн-ссылки скопируйте и вставьте один из следующих элементов:

 Sulphur
 

или

  chemicool.com/elements/sulfur.html">Факты об элементе серы
 

Чтобы процитировать эту страницу в академическом документе, используйте следующую ссылку в соответствии с MLA:

 «Сера». Химическая периодическая таблица. Chemicool.com. 18 октября 2012 г. Интернет.
. 

Sulphur (S) — Chemical properties, Health and Environmental effects

1. Home
2. Periodic table
3. Elements
4. Sulfur

9002 Электронная оболочка 9002 9002 Atomic number 16 Atomic mass 32.06 g.mol -1 Electronegativity according to Pauling 2.5 Density 2. 07 g. см -3 при 20 °C 0002 Boiling point 445 °C Vanderwaals radius 0.127 nm Ionic radius 0.184 (-2) nm ; 0,029 (+6) Изотопы 5 Электронная раковина 0016 [Ne] 3s 2 3p 4 Energy of first ionisation 999.3 kJ.mol -1 Energy of second ionisation 2252 KJ.MOL -1 Энергия ионизации тирда 3357 KJ. MOL -1 СТАНДА ДЛЯ ДЕЙСТВИЯ .0017 — 0.51 V Discovered by The ancients