»   »  Síra

Síra

český názevSíra
latinský názevSulphur
anglický názevSulfur
chemická značkaS
protonové číslo16
relativní atomová hmotnost32,066
perioda3
skupinaVI.A
zařazenínekovy
rok objevu -
teplota tání [°C]115,21
teplota varu [°C]444,6
kritická teplota [°C]1040
kritický tlak [MPa]20,7
hustota [g cm-3]2,07
hustota při teplotě tání [g cm-3]1,819
elektronegativita2,58
oxidační stavy-II, II, IV, VI
elektronová konfigurace[Ne]3s2 3p4
atomový poloměr [pm]88
kovalentní poloměr [pm]102
specifické teplo [J g-1K-1]0,71
slučovací teplo [kJ mol-1]1,7175
tepelná vodivost [W m-1 K-1]0,205
elektrická vodivost [S m-1]5.10-14
1. ionizační potenciál [eV]10,36
2. ionizační potenciál [eV]23,33
3. ionizační potenciál [eV]34,83
tvrdost podle Mohse2
skupenství za norm. podmíneks

Chemické vlastnosti síry

Chemický prvek síra se vyskytuje v několika polymorfních modifikacích. Známá je žlutá kosočtverečná α-S8, bezbarvá monoklinická β-S8, žlutohnědá plastická γ-S∞ (síra katena) a síra koloidní. Síra je značně reaktivní chemický prvek, s většinou ostatních prvků se slučuje přímo, zejména za vyšší teploty.

Reakce a sloučeniny síry

S kovy reaguje síra za vzniku sulfidů silně exotermicky, s alkalickými kovy se slučuje již při teplotě okolo 100°C, s kovy alkalických zemin, hliníkem, zinkem nebo rtutí se začíná slučovat při teplotě okolo 150°C, s lanthanoidy i řadou dalších kovů reaguje od teploty 500°C, ale např. s berylliem se slučuje na sulfid beryllnatý BeS až při teplotě nad 1200°C.

Ochotně reaguje i s nekovy, s halogeny se slučuje za vzniku SF6, S2Cl2 a S2Br2, pouze s jodem nevytváří žádné stabilní sloučeniny. Kromě těchto běžných halogenidů síry existuje i řada dalších obdobných sloučenin, např. S2F10, SF4, SF2, S2F2, SCl4 a SCl2, s chlorem a bromem tvoří i velkou řadu dichlorpolysulfanů a dibrompolysulfanů typu SnX2. S vodíkem tvoří monosulfan H2S od teploty 150°C, kromě monosulfanu vytváří s vodíkem i řadu dalších sulfanů, např. disulfan H2S2, trisulfan H2S3 apod. S uhlíkem se slučuje na sirouhlík CS2 při teplotě nad 700°C. S dusíkem přímo nereaguje, ale nitridy i další dusíkaté sloučeniny síry je možné získat různými reakcemi s amoniakem. Většina nitridů síry má explozivní vlastnosti, naproti tomu imidy síry jsou relativně stálé. Síra tvoří velkou řadu oxidů, přímou reakcí s kyslíkem vzniká oxid siřičitý SO2, ostatní oxidy např. oxid sírový SO3, oxid sirnatý SO, sequioxid S2O3, nestabilní oxid sirný S2O nebo oxid cyklo-hexa síry S6O i peroxidy síry S2O7 a SO4 je možné připravit různými nepřímými reakcemi.

Síra reaguje s koncentrovanou kyselinou dusičnou za vzniku kyseliny sírové a vývoje oxidu dusičitého, s koncentrovanou kyselinou sírovou reaguje za vývoje oxidu siřičitého:

S + 6HNO3 → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
S + 2H2SO4 → 3SO2 + 2H2O

Síra reaguje s koncentrovanými roztoky alkalických hydroxidů nebo siřičitanů za vzniku thiosíranů:

4S + 6NaOH → Na2S2O3 + 2Na2S + 3H2O
S + K2SO3 → K2S2O3

Se zředěnými roztoky alkalických kyanidů síra reaguje při laboratorní teplotě za vzniku alkalických isothiokyanatanů. S vodní párou reaguje za vzniku sulfanu a oxidu siřičitého při teplotě nad 400°C:

S + KCN → KNCS
3S + 2H2O → 2H2S + SO2

Oxokyseliny síry

Síra vytváří celkem 17 oxokyselin:

Většina kyselin obecného vzorce H2S2On je nestálá, stále jsou však jejich soli, které nalézají široké praktické využití. Thiosíran sodný Na2S2O3 se používá jako fotografický ustalovač, dithioničitan sodný Na2S2O4 je hlavní složkou odbarvovače DUHA, disiřičitan sodný Na2S2O5 se používá jako antioxidant ve fotografických vývojkách, peroxodisíran sodný Na2S2O8 je dezinfekční činidlo. Nejstálejší sodnou solí je dithionan sodný Na2S2O6, který odolává i silným oxidačním a redukčním činidlům.

Výskyt síry v přírodě

Průměrný obsah síry v zemské kůře je 0,035 %. V přírodě se síra vyskytuje volná a vázaná ve sloučeninách. Elementární síra se nalézá ve vulkanogenních ložiscích, kde vzniká pneumatolýzou ze sopečných exhalací, pro průmyslovou těžbu mají větší význam sedimentární ložiska síry, ve kterých je uložena síra, vzniklá ze sulfátů biochemickou činnosti mikroorganismů. Přírodní síra je vždy znečištěna izomorfními příměsemi selenu a telluru.

Nejrozšířenějšími minerály síry jsou sulfidy a sulfáty, naopak přírodní sulfity jsou poměrně vzácné, např. skotlandit Pb(SO3)2, hanebachit CaSO3·H2O nebo gravegliait MnSO3·3H2O, velmi vzácně se vyskytuje síra ve formě thiosulfátů, např. sidpietersit Pb4(SO3)SO2(OH)2. Nejvyšší obsah síry (71,57 % S) ze všech nerostů má minerál patronit VS4, celkem je známo téměř 1000 minerálů s obsahem síry. Přírodní síra je směsí 4 stabilních izotopů, nejvyšší podíl 95,02 % zaujímá izotop 32S. Uměle bylo připraveno dalších 14 nestabilních izotopů síry s nukleonovými čísly od 27 do 45.

Výroba a využití síry

Síra se získává vytavováním z hornin (Fraschův proces získávání síry) a různými postupy z technických plynů. Důležitou reakcí při výrobě síry je Clausův proces získávání síry ze sulfanu. Dvoustupňový Clausův proces parciální oxidace sulfanu znázorňují rovnice:

2H2S + O2 → S2 + 2H2O
2H2S + SO2 → 3/8 S8 + 2H2O

V roce 2012 byla celosvětová výroba síry 70 Mt, největším producentem síry je Čína (9,7 Mt), USA (9 Mt), Rusko (7,3 Mt), Kanada (6,6 Mt), Německo (3,7 Mt), Saudská Arábie (4,6 Mt) a Japonsko (3,2 Mt). Celkové světové zásoby síry se odhadují na 5 miliard t.

Elementární síra nachází uplatnění ve farmacii a při vulkanizaci kaučuku. Jako velmi perspektivní se jeví využití síry v nových lithium-síro-uhlíkových akumulátorech. V minulosti spotřebovala značná kvanta síry výroba černého střelného prachu.

Mnohem větší význam mají sloučeniny síry. Kyselina sírová je jednou z nejzákladnějších a nejdůležitějších chemikálií vůbec, využívá se v ohromném počtu chemických výrob, značné množství kyseliny sírové se v minulosti spotřebovalo pro hydrochemickou těžbu uranu.

Vodný roztok sirovodíku H2S a sulfidu amonného (NH4)2S slouží jako základní laboratorní činidla k analytickému důkazu řady kationtů, viz tabulka důkazu kationtů.

Zdroje

fosfor ← síra → chlor

TOPlist