Siarka (S)

Siarka w układzie okresowym

Pierwiastek leży w trzecim okresie, czyli w trzecim poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 3 powłokach. Znajduje się w 16 grupie (blok p — elektrony walencyjne zapełniają podpowłokę p). W tej samej grupie stoją: Tlen, Selen, Tellur, Polon, Liwermor — pierwiastki z jednej grupy mają podobną liczbę elektronów walencyjnych, dlatego zachowują się chemicznie podobnie. W temperaturze pokojowej Siarka jest ciałem stałym (topnieje w 115,21 °C, wrze w 444,6 °C).

Siarka — co to za pierwiastek

Żółte bryły z okolic wulkanów; przemysł robi z niej kwas siarkowy, najważniejszy odczynnik świata.

Właściwości pierwiastka Siarka

W temperaturze pokojowej siarka to kruche, cytrynowożółte ciało stałe bez zapachu — woń zgniłych jaj daje dopiero siarkowodór. Nie przewodzi prądu i nie rozpuszcza się w wodzie. Topi się już w 115,21 °C, wrze w 444,6, a jej gęstość to 2,07 grama na centymetr sześcienny. Występuje w kilku odmianach alotropowych: rombowej, jednoskośnej i plastycznej, którą otrzymuje się, wlewając stopioną siarkę do zimnej wody. Jej cząsteczka ma postać pierścienia złożonego z ośmiu atomów, zapisywanego jako S₈. Pali się bladoniebieskim płomieniem, dając duszący dwutlenek siarki. Łączy się bezpośrednio z większością metali, tworząc siarczki — z opiłkami żelaza reaguje po ogrzaniu bardzo gwałtownie. Pyły siarki drażnią drogi oddechowe, a dwutlenek siarki jest toksyczny i odpowiada za kwaśne deszcze.

Zastosowanie pierwiastka Siarka

Największa część wydobywanej siarki trafia do produkcji kwasu siarkowego(VI), a ten w większości do nawozów fosforowych — superfosfatu i fosforanów amonu. Kwas siarkowy pracuje też w samochodowych akumulatorach ołowiowych oraz przy wytwarzaniu barwników, detergentów i tworzyw sztucznych. Druga duża dziedzina to wulkanizacja: siarka dodana do kauczuku spina jego łańcuchy mostkami i zamienia lepką masę w sprężystą gumę, z której powstają opony, uszczelki i podeszwy. W rolnictwie sproszkowana siarka jest jednym z najstarszych środków grzybobójczych, stosowanym w sadach i winnicach, dopuszczonym także w uprawach ekologicznych. Siarczyny konserwują wino, soki i suszone owoce, hamując rozwój drobnoustrojów. W medycynie siarka wchodzi w skład maści na trądzik, łupież i świerzb. Główki zapałek i czarny proch zawierają ją jako składnik palny, a przemysł papierniczy używa jej związków przy roztwarzaniu drewna metodą siarczanową. Dziś większość siarki nie pochodzi z kopalń, lecz z odsiarczania ropy naftowej i gazu ziemnego — jest produktem ubocznym, którego mamy pod dostatkiem.

Siarka — najważniejsze związki chemiczne

Najważniejszy jest kwas siarkowy(VI), H₂SO₄ — gęsta, oleista ciecz, która chciwie pochłania wodę i zwęgla cukier oraz papier. Powstaje z dwutlenku siarki, SO₂, przez utlenienie go do tritlenku, SO₃. Siarkowodór, H₂S, to trujący gaz o zapachu zgniłych jaj. Sole kwasu siarkowego(VI), czyli siarczany, są wszędzie: gips to uwodniony siarczan wapnia, CaSO₄ z wodą krystalizacyjną, sól gorzka to siarczan magnezu, MgSO₄, a siarczan baru, BaSO₄, podaje się do wypicia przed prześwietleniem przewodu pokarmowego jako środek cieniujący. Najpospolitszy minerał siarki to piryt, FeS₂, zwany złotem głupców. Sole kwasu siarkowego(IV) to siarczyny, na przykład Na₂SO₃, stosowane jako konserwanty żywności, a najprostszym siarczkiem otrzymywanym wprost z pierwiastków jest siarczek żelaza(II), FeS.

Siarka — gdzie go spotykasz

• wulkany
• kwas siarkowy
• opony
• leki
• zapałki

Siarka w szkole — co trzeba wiedzieć

Siarka stoi w 16. grupie, czyli wśród tlenowców, w 3. okresie i w bloku p. Konfiguracja [Ne] 3s² 3p⁴ oznacza sześć elektronów walencyjnych, stąd wartościowość II, IV i VI oraz stopnie utlenienia −2, +4 i +6. Najczęstsza pomyłka na sprawdzianie to mylenie dwóch kwasów: H₂SO₃ to kwas siarkowy(IV), a H₂SO₄ kwas siarkowy(VI) — cyfra rzymska podaje stopień utlenienia siarki, a nie liczbę atomów tlenu. Tak samo z solami: siarczan(IV) sodu to Na₂SO₃, siarczan(VI) sodu to Na₂SO₄. Warto mieć w pamięci trzy równania: S + O₂ → SO₂, SO₂ + H₂O → H₂SO₃ oraz Fe + S → FeS. Druga częsta pomyłka: to nie siarka śmierdzi zgniłymi jajami, tylko siarkowodór. W zadaniach o kwaśnych deszczach winowajcami są tlenki siarki i azotu.

Siarka — historia odkrycia

Siarki nie odkrył nikt konkretny — ludzie znali ją od starożytności, bo w okolicach wulkanów i gorących źródeł leży wprost na powierzchni w postaci żółtych brył. Palono ją, żeby odkażać pomieszczenia i wybielać tkaniny, a jej duszący dym uchodził za środek odpędzający zarazę; w tekstach religijnych ogień i siarka są obrazem kary. W Chinach stała się jednym z trzech składników czarnego prochu. Nazwa wywodzi się z sanskryckiego sulvere i łacińskiego sulphurium. Dopiero pod koniec XVIII wieku, gdy Lavoisier uporządkował chemię, uznano ją oficjalnie za pierwiastek, a nie za mieszaninę czy zasadę. W Polsce wielkie złoża siarki w okolicach Tarnobrzega przez dziesięciolecia były ważnym towarem eksportowym.

Siarka — skąd wzięła się nazwa

sanskr. sulvere / łac. sulphurium

Siarka — izotopy

siarka-32 dominuje

Siarka — bezpieczeństwo

Pyły drażniące; dwutlenek siarki toksyczny i tworzy kwaśne deszcze.

Ciekawostki o pierwiastku Siarka

• Zapach zgniłych jaj to nie siarka, a jej związek z wodorem.
• Stopiona siarka zachowuje się przekornie: przy dalszym ogrzewaniu ciemnieje i gęstnieje, zamiast stawać się rzadsza, bo pierścienie S₈ pękają i łączą się w długie łańcuchy.
• Bakterie żyjące przy kominach hydrotermalnych na dnie oceanu czerpią energię z utleniania związków siarki, a nie ze światła słonecznego.
• Siarka wchodzi w skład dwóch aminokwasów budujących nasze białka — cysteiny i metioniny; to mostki siarkowe między nimi decydują o tym, czy włos jest prosty, czy kręcony.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Siarka