Перегляд вихідного коду сторінки Сірка

{{Otheruses|Сірка (значення)}}
{{Хімічний елемент|Сірка (S)<!--Назва-->|16<!--Атомний номер-->|світло-жовта, в чистому <br />вигляді без запаху[[Файл:Sulfur - El Desierto mine, San Pablo de Napa, Daniel Campos Province, Potosí, Bolivia.jpg|ліворуч|200пкс|]]|32,065<!--Атомна маса-->|127<!--Радіус атома-->|999,0(10,35)<!--Енергія іонізації-->|[Ne] 3s<sup>2</sup> 3p<sup>4</sup><!--Електронна конфігурація-->|102<!--Ковалентний радіус-->|30 (+6e) 184 (-2e)<!--Радіус іона-->|2,58<!--Електровід'ємність-->|0<!--Електродний потенціал-->|6, 4, 2, -2<!--Степені окислення-->|2,070<!--Густина-->|23,4<!-- Питома теплоємність-->|0,27<!--Теплопровідність-->|388.36<!--Температура плавлення-->|1,23<!--Теплота плавлення -->|717,824<!--Температура кипіння-->|10,5<!--Теплота випаровування-->|15,5<!--Молярний об'єм-->|орторомбічна<!--Структура решітки-->|10,470<!--Період решітки-->|n/a<!--Відношення c/a-->|n/a<!--Температура Дебая-->}}
'''Сі́рка''', ''су́льфур''<ref name=ДСТУ>{{ДСТУ 2439:2018|с=2}}</ref> ({{lang-la|sulfur}}, [[хімічний знак]]&nbsp;— <chem>S</chem>)&nbsp;— [[хімічний елемент]] з [[Атомний номер|атомним номером]] '''16''', що належить до [[Група 16 періодичної системи елементів|16-ї групи]], [[Період 3 періодичної системи елементів|3-го періоду]] [[Періодична система хімічних елементів|періодичної системи хімічних елементів]].<br/> [[Проста речовина]]&nbsp;— '''сі́рка''', [[неметал]], жовта кристалічна речовина. Трапляється в природі в самородному стані та у вигляді сульфідів важких металів, [[пірит]]у та інших. Сірку застосовують переважно у хімічній промисловості для виробництва [[Сірчана кислота|сірчаної кислоти]], синтетичного волокна, сірчистих барвників, димного пороху, у гумовій промисловості, також у сільському господарстві, фармацевтиці тощо.

Завдяки здатності створювати [[Дисульфідний зв'язок|дисульфідні зв'язки]], сірка виконує важливу роль у складі [[Білки|білків]]. [[Ртуть]] порушує ці зв'язки, тому вона є токсичною<ref>{{Cite book
|title=Jonathan G. Melnick, Kevin Yurkerwich, Gerard Parkincorresponding - On the Chalcogenophilicity of Mercury: Evidence for a Strong Hg–Se Bond in [TmBut]HgSePh and its Relevance to the Toxicity of Mercury.
}}</ref>.  

== Історія ==
Елементарну природу сірки встановив [[Антуан Лавуазьє]] в своїх дослідах зі спалювання.

== Загальна характеристика ==
Сірка має [[Атомна маса|атомну масу]] 32,06. У природі існує 4 стабільних ізотопи з [[Масове число|масовими числами]] 32-34 і 36. Науковцям вдалось отримати нестабільні ізотопи сірки з атомною масою 49<ref>{{cite web | url = https://phys.org/news/2018-07-heaviest-calcium-atom-rare-isotopes.html | title = Researchers discover heaviest known calcium atom; eight new rare isotopes discovered in total | publisher = Phys.org | date = 2018-07-12 | accessdate = 16 липня 2018 | archive-date = 16 липня 2018 | archive-url = https://web.archive.org/web/20180716140635/https://phys.org/news/2018-07-heaviest-calcium-atom-rare-isotopes.html }}</ref><ref>{{Cite news|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.121.022501|title=Discovery of Ca 60 and Implications For the Stability of Ca 70|first1=O. B.|last1=Tarasov|first2=D. S.|last2=Ahn|first3=D.|last3=Bazin|first4=N.|last4=Fukuda|first5=A.|last5=Gade|first6=M.|last6=Hausmann|first7=N.|last7=Inabe|first8=S.|last8=Ishikawa|first9=N.|last9=Iwasa|first10=K.|last10=Kawata|date=2018-07-11|pages=|language=en|work=[[Physical Review Letters]]|volume=121|doi=10.1103/PhysRevLett.121.022501|pmc=|pmid=|issue=2|issn=0031-9007|access-date=2024-12-20}}</ref>.

Сірка належить до [[Халькогени|халькогенів]], за новою класифікацією до 16-ї, а за старою до VI групи елементів періодичної таблиці. Сірка є неметалом.

Відомі кілька алотропних форм сірки. За звичайних умов стабільною є ромбічна сірка&nbsp;— блідо-жовтого кольору, з густиною 2070 кг/м³, t<sub>плав</sub> = 112,8&nbsp;°С, t<sub>кип</sub> = 444,6&nbsp;°С. У всіх рідких і твердих станах сірка діамагнітна. Термодинамічні та інші властивості сірки різко змінюються при 160&nbsp;°C, що пов'язано зі зміною молекулярної будови рідкої сірки. В'язкість сірки з підвищенням температури сильно зростає (від 0,0065 Па•с при 155&nbsp;°C до 93,3 Па•с при 187&nbsp;°C), а потім падає (до 0,083 Па•с при 444,6&nbsp;°C).

Сірка реагує майже з усіма [[метал]]ами.

== Поширення в природі ==
Сірка&nbsp;— досить поширений елемент, на нього припадає близько 0,1&nbsp;% маси земної кори. Середній вміст сірки в [[Земна кора|земній корі]] 4,7•10<sup>−2</sup> мас.&nbsp;%, при цьому основна кількість природної сірки зосереджена в осадових [[Гірська порода|гірських породах]] (0,3 мас.&nbsp;%). У інших гірських породах середній вміст сірки такий: [[дуніт]]и, [[перидотит]]и, [[піроксеніти]]&nbsp;— 0,01&nbsp;%; [[базальт]]и, габронорити, [[діабаз]]и&nbsp;— 0,03&nbsp;%; [[діорит]]и, [[андезит]]и&nbsp;— 0,02&nbsp;%.

В природі сірка зустрічається як у вільному стані&nbsp;— так звана [[самородна сірка]], але значно частіше зустрічається в зв'язаному вигляді, тобто у вигляді різних сполук. Найважливіші з них&nbsp;— [[залізний колчедан]], або [[пірит]] FeS<sub>2</sub>, [[цинкова обманка]] ZnS, [[свинцевий блиск]] PbS, [[мідний блиск]] Cu<sub>2</sub>S, [[гіпс]] CaSO<sub>4</sub> · 2H<sub>2</sub>O, [[мірабіліт]] Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> ·10H<sub>2</sub>O тощо.

Сірка міститься в кам'яному вугіллі і нафті, а також в усіх рослинних і тваринних організмах, оскільки входить до складу білків.

Вміст сірки в нафті і природному газі оцінюється в 2•10<sup>9</sup> т, тобто більше, ніж запаси природної сірки. Сірка в нафті присутня у різній формі, від елементної сірки і [[Сірководень|сірководню]] до сірчистої органіки, що включає понад 120 сполук. Основні сірковмісні речовини вуглеводневої сировини&nbsp;— сірководень, [[меркаптани]] та інші сіркоорганічні сполуки. Сировинною базою для одержання сірки є, як правило, гази з вмістом сірководню не менше 0,1&nbsp;%.

Зазвичай самородна сірка зустрічається суцільною масою, заповнюючи тріщини і порожнини в гірських породах, або у вигляді натічних, кулястих і гніздоподібних аґреґатів, сталактитів, сталагмітів, нальотів, вицвітів, землистих порошкуватих скупчень. Нерідко вона утворює кристали, які часто згруповуються в зростки, друзи, щітки.

Сірка присутня і на деяких інших [[Планета|планетах]] [[Сонячна система|Сонячної системи]]. Так, 30 травня 2024 року, роботизований ровер [[К'юріосіті|«Curiosity»]] виявив на поверхні Марсу в каналі Гедіз Валліс у [[Ґейл (кратер)|кратері Ґейла]] кристали сірки в чистому вигляді<ref>[https://krivbass.city/news/view/vipadkove-naukove-vidkrittya-marsohid-curiosity-viyaviv-kristali-sirki-na-marsi Випадкове наукове відкриття: Марсохід Curiosity виявив кристали сірки на Марсі. // Автор: Олена Гриценко. 25.07.2024, 17:45]</ref>.

'''Див. також''' [[Родовища самородної сірки]].
[[Файл:Sulfur - El Desierto mine, San Pablo de Napa, Daniel Campos Province, Potosí, Bolivia.jpg|thumb|left|Сірка самородна]]
[[Файл:Native sulfur02.jpg|thumb|left|Сірка самородна]]

== Фізичні властивості ==
[[Файл:Soufresicile3.jpg|thumb|left|Кристали сірки.]]
[[Файл:Soufresicile2.jpg|thumb|left|Кристали сірки.]]
Сірка&nbsp;— кристалічна речовина жовтого кольору. Вона дуже крихка і легко розтирається в дрібнесенький порошок. Густина 2070 кг/м³. t<sub>плав</sub> = 112,8&nbsp;°С, t<sub>кип</sub> = 444,6&nbsp;°С. У всіх рідких і твердих станах сірка діамагнітна.

Зустрічається в трьох алотропних формах: дві кристалічні ([[ромбічна]] і [[моноклінна]], за способом сполучення атомів у кристалі) і [[аморфна речовина|аморфна]].

* α-S (ромбічна) кристалічна модифікація, t<sub>плав</sub> = 112,8&nbsp;°C, стійка до 95,6&nbsp;°C, лимонно-жовта;
* β-S кристалічна модифікація, t<sub>плав</sub> = 119&nbsp;°C, стійка при 95,6-119&nbsp;°C, медово-жовта. До 160&nbsp;°C [[Молекула|молекули]] 8-атомні, в парах&nbsp;— 2-атомні (парамагнітна сірка), 4-, 6-, і 8-атомні.
* Вище 160&nbsp;°C утворюються спіральні ланцюги μ-S пластичної сірки.

Електричного струму і тепла сірка майже не проводить. Пари сірки при дуже швидкому охолодженні переходять у твердий стан у вигляді дуже тонкого порошку (сіркового цвіту), минаючи рідкий стан. У воді сірка не розчиняється і не змочується водою, але в [[бензол]]і C<sub>6</sub>H<sub>6</sub> і особливо в [[сірковуглець|сірковуглеці]] CS<sub>2</sub> розчиняється добре.

== Хімічні властивості ==
Маючи в зовнішньому шарі шість електронів: (+ 16), 2,8,6&nbsp;— атоми сірки проявляють властивості окисника і, приєднуючи від атомів інших елементів два електрони, яких їм не вистачає до повністю заповненої зовнішньої оболонки, перетворюються в негативно двовалентні іони: S<sup>0</sup> + 2е = S<sup>2-</sup>.
Але сірка&nbsp;— менш активний окисник, ніж кисень, оскільки її валентні електрони віддаленіші від ядра атома і слабіше з ним зв'язані, ніж валентні електрони атомів кисню.
На відміну від кисню сірка може проявляти властивості і відновника: S<sup>0</sup>&nbsp;— 6e = S<sup>6+</sup> або S<sup>0</sup>&nbsp;— 4e = S<sup>4+</sup>. Відновні властивості сірки виявляються при взаємодії з сильнішим від нього окисником, тобто з речовинами, атоми яких мають більшу спорідненість до електрона.

Сірка може безпосередньо реагувати майже з усіма металами (за винятком благородних), але переважно при нагріванні. Так, якщо суміш порошків сірки й заліза нагріти хоч в одному місці, щоб почалася реакція, то далі вся суміш сама собою розжариться (за рахунок теплоти реакції) і перетвориться в чорну крихку речовину&nbsp;— [[моносульфід заліза]]:
: Fe + S = FeS
Суміш порошків сірки й [[цинк]]у при підпаленні реагує дуже бурхливо, зі спалахом. Внаслідок реакції утворюється [[сульфід цинку]]:
: Zn + S = ZnS
Із ртуттю сірка реагує навіть при звичайній температурі. Так, при розтиранні [[Ртуть|ртуті]] з порошком сірки виникає чорна речовина&nbsp;— [[сульфід ртуті|сульфід ртуті (ІІ)]]:
: Hg + S = HgS
При високій температурі сірка реагує також з воднем з утворенням сірководню:
: H<sub>2</sub> + S = H<sub>2</sub>S.

При взаємодії з металами і воднем сірка відіграє роль окисника, а сама відновлюється до іонів S<sup>2-</sup> Тому в усіх сульфідах сірка негативно двовалентний.
Сірка порівняно легко реагує і з киснем. Так, підпалена сірка горить на повітрі з утворенням [[Діоксид сірки|діоксиду сірки]] SO<sub>2</sub> (сульфітного ангідриду) і в дуже незначній кількості [[Триоксид сірки|триоксиду сірки]] SO<sub>3</sub> (сульфатного ангідриду).
* S + O<sub>2</sub> = SO<sub>2</sub>
* 2S + 3O<sub>2</sub> = 2SO<sub>3</sub>
При цьому окисником є кисень, а сірка&nbsp;— відновником. У першій реакції атом сірки втрачає чотири, а в другій&nbsp;— шість валентних електронів, внаслідок чого сірки у сполуці SO<sub>2</sub> позитивно чотиривалентний, а в SO<sub>3</sub>&nbsp;— позитивно шестивалентний.

=== Сполуки сірки ===

==== Органічні похідні ====
{{Main article|Сульфурорганічні сполуки}}
Головними класами органічних похідних сірки є:

[[тіол]]и RSH, (їх ще називають меркаптанами),

[[тіоетер]]и R-S-R',

[[сульфоксид]]и R-S(=O)-R',

похідні сульфатної кислоти R-O-SO2-O-R',

сірковмісні гетероциклічні сполуки.

<gallery caption="Приклади органічних сполук сірки">
File:Cysteine.svg| (''R'')-[[Цистеїн]], [[амінокислота]] що містить тіольну групу
File:Methionin - Methionine.svg|[[Метіонін]],  [[амінокислота]] що містить тіоетерну групу
File:Diphenyl disulfide.svg|[[Дифеніл дисульфід]], типова сполку з дисульфідним зв'язком
File:SDS-2D-skeletal.svg|[[Додецилсульфат натрію]], [[детергент]], що застосовується в багатьох мийних засобах

File:Dimethyl sulfate.svg|[[Диметилсульфат]], сильно канцерогенний метилюючий агент, приклад диестеру сульфурної кислоти
File:P-Toluenesulfonyl chloride structure.svg|[[Тозилхлорид]], приклад сульфонілхлориду
File:Dimethylsulfoxid.svg|[[Диметилсульфоксид]], полярний апротонний розчинник, приклад [[сульфоксид]]у
File:Dibenzothiophen - Dibenzothiophene.svg|[[Дибензотіофен]], компонент сирої нафти, приклад сірковмісної ароматичної гетероциклічної сполуки
File:Penicillin core.svg|[[Пеніцилін]], [[антибіотик]], приклад сірковмісної аліфатичної гетероциклічної сполуки
File:Ethanethiol-skeletal.svg|[[Етантіол]], сильнопахнуча речовина яку додають в природний газ для створення запаху
</gallery>

Сірка входить до складу білків, сірковмісних амінокислот (цистеїн, цистин, метионін), є складовою частиною сульфгідрильних груп (<math>\mathrm{HS-}</math>), гормонів (інсулін), вітамінів (вітамін В1). Багато сірки у каротині волосся, шерсті, кістках, нервовій тканині тощо. У організмі сірка окислюється з утворенням ендогенної сірчаної кислоти, яка бере участь у нейтралізації отруйних сполук, які утворюються у кишечнику з амінокислот (фенол, крезол, скатол, індол), а також чужорідних сполук, наприклад лікарських препаратів. Тіоли <math>R-\mathrm{SH}</math> проявляють захисні властивості відносно окисників й активних радикалів. При м'якому окисленні тіолів відбувається утворення дисульфідів:
[[Файл:Cistin.svg|центр|безрамки|532x532пкс]]
Цистеїнвмісткі білки утворюють дисульфідні зв'язки, внаслідок чого змінюються їх конформація та біологічна функція. Для захисту таких білків у організмі існують та звані тіолові протектори: глутатіон <math>\mathrm{(G-SH)-}</math>трипептид, який містить цистеїн, і дигідроліпоєва кислота. Окислюючись самі, вони захищають від окислення білків, тобто «беруть удар» на себе. Оскільки процес окислення є зворотним, то у організмі підтримується тіол-дисульфідна рівновага, яка дозволяє регулювати активність ферментів, гормонів та згортання крові, проникність мембран<ref>{{Cite book
|title=Michael C Yi, Chaitan Khosla - Thiol-Disulfide Exchange Reactions in the Mammalian Extracellular Environment.
}}</ref><ref>{{Cite book
|title=Lars I Leichert, Ursula Jakob - Global methods to monitor the thiol-disulfide state of proteins in vivo.
}}</ref><ref>{{Cite book
|title=Е.В.Калинина, Н.Н.Чернов, М.Д.Новичкова - Роль глутатиона, глутатионтрансферазы и глутаредоксина в регуляции редокс-зависимых процессов.
}}</ref>. Тіолові протектори захищають організм від радіаційного ураження. Тіоли є також нуклеофільними реагентами, завдяки високій поляризовуваності сірки, тому у організмі вони активно взаємодіють із алкілуючими реагентами, у тому числі й з отруйними речовинами, нейтралізуючи їх дію.

Внаслідок великої спорідненості йонів срібла <math>\mathrm{Ag}^{+}</math> до тіолових груп, нітрат срібла (І) використовують у титриметричному аналізі для якісного визначення <math>\mathrm{SH-}</math>груп, що дозволяє оцінювати буферну ємність антиоксидантної системи організму.

При процесах нагноєння рослинних й білкових речовин під дією мікроорганізмів утворюється сполука сірки&nbsp;— сірководень, який має запах гниючого білка й є дуже токсичним, оскільки є інгібітором ферменту цитохромоксидази (який переносить електрони у дихальному ланцюгу, зв'язуючи йони міді у її складі). Він блокує перенесення електронів з цитрохромоксидази на кисень. При вмісті у повітрі <math>6\cdot 10^{-3}</math> мг/л сірководню виникають головний біль, біль у очах, а при вмісті 1 мг/л&nbsp;— судоми, втрата свідомості й параліч дихання.

== Одержання ==
Сірку одержують з самородних руд, а також у вигляді побічного продукту при переробці поліметалічних руд, з сульфатів при їх комплексній переробці, з природних газів і горючих копалин при їх очищенні. Частка сірки отримана з сірководню зростає. Для відокремлення сірки від сторонніх домішок її виплавляють в [[автоклав]]ах. Автоклави&nbsp;— це залізні циліндри, в які завантажують руду і нагрівають перегрітим водяним паром до 150&nbsp;°С під тиском 6 атмосфер. Розплавлена сірка стікає вниз, а пуста порода залишається. Виплавлена з руди сірка ще містить певну кількість домішок.

Цілком чисту сірку одержують перегонкою у спеціальних печах, сполучених з великими камерами. Пари сірки в холодній камері відразу переходять в твердий стан і осідають на стінках у вигляді дуже тонкого порошку ясно-жовтого кольору. Коли ж камера нагрівається до 120&nbsp;°С, то пари сірки перетворюються в рідину. Розплавлену сірку розливають у дерев'яні циліндричні форми, де вона і застигає. Таку сірку називають черенковою.
[[Файл:Схематическая структура производства-потребления серы и серной кислоты.png|thumb|Схематична структура виробництва-споживання сірки і сірчаної кислоти]]

== Застосування ==
Сірка широко застосовується у різних галузях народного господарства, переважно у хімічній промисловості для виробництва [[сірчана кислота|сульфатної кислоти]] H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> (майже половина сірки, що добувається в світі), [[сірковуглець|сірковуглецю]] CS<sub>2</sub>, деяких барвників, і інших хімічних продуктів. Значні кількості сірки споживає гумова промисловість для вулканізації [[каучук]]у, тобто для перетворення каучуку в [[Гума|гуму]].

Сірку використовують у хімічній промисловості при виробництві фосфорної, хлоридної та інших кислот, в ґумовій промисловості, виробництві барвників, димного пороху тощо. Самородну сірку використовують у сільському господарстві (інсектициди, мікродобрива, як дезінфекційний засіб у тваринництві).

Технічна сірка, що застосовується для виробництва сірчаної кислоти, повинна містити не менше 95&nbsp;% сірки, арсену і селену не повинно бути зовсім, а вміст органічних речовин не повинен перевищувати 1&nbsp;%. Виробництво штучного волокна (віскози) в хімічній промисловості є іншим споживачем сірки. У сільському господарстві сірку застосовують як засіб боротьби з шкідниками, частково як добриво, для дезінфекції при лікуванні тварин. У паперовому виробництві сірку у вигляді SO<sub>2</sub> використовують при обробці деревної маси (бісульфатний метод). Сірка використовується при вулканізації гуми, у скляній, шкіряній промисловості. Незначні кількості сірки високої чистоти використовуються в хіміко-фармацевтичній промисловості. Сірку використовують також для виробництва ультрамарину. Текстильна, харчова, крохмальна і патокова галузі промисловості застосовують сірку або її сполуки для вибілювання і прояснення, при консервації фруктів, у холодильній справі.

Сірку використовують також у сірниковому виробництві, у [[Піротехніка|піротехніці]], у виробництві чорного пороху тощо. У медицині сірка йде для виготовлення сіркової [[Мазь|мазі]] при лікуванні шкіряних хвороб. У сільському господарстві сірковий цвіт застосовують для боротьби зі шкідниками [[бавовник]]у й [[виноград]]ної лози.

[[Безелектродний розряд]] у плазмі сірки випромінює потужне світло зі [[спектр]]ом, близьким до спектра сонячного світла, майже без [[Інфрачервоне випромінювання|інфрачервоної]] і [[Ультрафіолетове випромінювання|ультрафіолетової]] складових. Це використовується в [[Сірчана лампа|сірчаній лампі]].

== Вплив на людину ==
Сірчаний пил подразнює органи дихання, слизові оболонки. ГДК&nbsp;— 2 мг/м. куб. од

== Див. також ==
* [[Передкарпатський сірконосний басейн]]
* [[Полісульфіди натрію]]
* [[Розицькіт]]
* [[Сірка у вугіллі]]
* [[Сірка (мінерал)]]
* [http://most-41rus.livejournal.com/7320.html Добування сірки в кратері вулкана]{{ref-ru}}
* [[Сірчані руди]]
* [[Сірчана промисловість]]
* [[Самородна сірка]]

== Примітки ==
{{reflist}}

== Література ==
* Глосарій термінів з хімії // Й.&nbsp;Опейда, О.&nbsp;Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л.&nbsp;М.&nbsp;Литвиненка НАН України, Донецький національний університет.&nbsp;— Донецьк: Вебер, 2008.&nbsp;— 758&nbsp;с.&nbsp;— ISBN 978-966-335-206-0
* {{МГЕ}}
* {{книга|автор=Деркач Ф. А. |частина= |посилання частина= |заголовок=Хімія |оригінал= |посилання= |відповідальний= |видання= |місце=Львів |видавництво=Львівський університет |рік=1968 |том= |сторінки= |сторінок=312 |серія= |isbn= |тираж=}}

== Посилання ==
* {{УСЕ-4|[http://slovopedia.org.ua/29/53409/20663.html Сірка]}}
* [http://www.pharmencyclopedia.com.ua/article/551/sirka СІРКА] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160803145638/http://www.pharmencyclopedia.com.ua/article/551/sirka |date=3 серпня 2016 }} //[[Фармацевтична енциклопедія]]
* {{УМЕ14|частина=Сірка|сторінки=1748}}
[[Категорія:Хімічні елементи]]
[[Категорія:Органогени]]
[[Категорія:Сірка| ]]
[[Категорія:Надпопулярні статті]]
[[Категорія:Неорганічні полімери]]
[[Категорія:Матеріали запалювання вогню]]
[[Категорія:Період 3 періодичної системи елементів]]