กำมะถันเป็นธาตุอโลหะ มีสัญลักษณ์ทางเคมีคือ S และเลขอะตอม 16 กำมะถันบริสุทธิ์เป็นผลึกสีเหลือง หรือที่รู้จักกันในชื่อกำมะถันหรือกำมะถันเหลือง กำมะถันธาตุไม่ละลายในน้ำ ละลายได้เล็กน้อยในเอทานอล และละลายได้ง่ายในคาร์บอนไดซัลไฟด์ (CS)2.
1. คุณสมบัติทางกายภาพ
- กำมะถันโดยทั่วไปเป็นผลึกสีเหลืองอ่อน ไม่มีกลิ่นและไม่มีรส
- กำมะถันมีไอโซโทปหลายชนิด ซึ่งทั้งหมดประกอบด้วย S8โมเลกุลแบบวงแหวน โมเลกุลที่พบได้บ่อยที่สุดคือ ซัลเฟอร์แบบออร์โธรอมบิก (หรือที่รู้จักกันในชื่อ ซัลเฟอร์แบบรอมบิก, α-ซัลเฟอร์) และซัลเฟอร์แบบโมโนคลินิก (หรือที่รู้จักกันในชื่อ β-ซัลเฟอร์)
- กำมะถันออร์โธรอมบิกเป็นรูปแบบที่เสถียรของกำมะถัน และเมื่อให้ความร้อนถึงประมาณ 100 °C สามารถทำให้เย็นลงเพื่อให้ได้กำมะถันโมโนคลินิก อุณหภูมิการเปลี่ยนรูประหว่างกำมะถันออร์โธรอมบิกและกำมะถันโมโนคลินิกคือ 95.6 °C กำมะถันออร์โธรอมบิกเป็นรูปแบบเดียวของกำมะถันที่เสถียรที่อุณหภูมิห้อง รูปแบบบริสุทธิ์ของมันมีสีเหลืองอมเขียว (กำมะถันที่ขายในตลาดมีสีเหลืองมากกว่าเนื่องจากมีไซโคลเฮปตาซัลเฟอร์ในปริมาณเล็กน้อย) กำมะถันออร์โธรอมบิกนั้นไม่ละลายในน้ำ มีค่าการนำความร้อนต่ำ และเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดี
- กำมะถันโมโนคลินิกคือผลึกรูปเข็มจำนวนนับไม่ถ้วนที่เหลืออยู่หลังจากหลอมกำมะถันและเทของเหลวส่วนเกินออกไป กำมะถันโมโนคลินิกและกำมะถันออร์โธรอมบิกเป็นรูปแบบต่างๆ ของกำมะถันธาตุที่อุณหภูมิต่างกัน กำมะถันโมโนคลินิกจะเสถียรเฉพาะที่อุณหภูมิสูงกว่า 95.6 ℃ เท่านั้น และที่อุณหภูมินี้จะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นกำมะถันออร์โธรอมบิก จุดหลอมเหลวของกำมะถันออร์โธรอมบิกคือ 112.8 ℃ และจุดหลอมเหลวของกำมะถันโมโนคลินิกคือ 119 ℃ ทั้งสองชนิดละลายได้ดีใน CS₂2.
- นอกจากนี้ยังมีกำมะถันยืดหยุ่น กำมะถันยืดหยุ่นเป็นของแข็งสีเหลืองเข้ม ยืดหยุ่นได้ และละลายในคาร์บอนไดซัลไฟด์ได้น้อยกว่ากำมะถันในรูปไอโซโทปอื่นๆ มันไม่ละลายในน้ำและละลายได้เล็กน้อยในแอลกอฮอล์ หากเทกำมะถันหลอมเหลวลงในน้ำเย็นอย่างรวดเร็ว กำมะถันสายยาวจะกลายเป็นกำมะถันยืดหยุ่นที่คงตัวและยืดได้ อย่างไรก็ตาม มันจะแข็งตัวเมื่อเวลาผ่านไปและกลายเป็นกำมะถันโมโนคลินิก
2. คุณสมบัติทางเคมี
- กำมะถันสามารถลุกไหม้ในอากาศ โดยทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเพื่อก่อให้เกิดก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO₂)₂ก๊าซ
- กำมะถันทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนทุกชนิดเมื่อได้รับความร้อน มันจะเผาไหม้ในฟลูออรีนเพื่อสร้างซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ และกำมะถันเหลวจะทำปฏิกิริยากับคลอรีนเพื่อสร้างไดซัลเฟอร์ไดคลอไรด์ (S) ซึ่งระคายเคืองอย่างรุนแรง2Cl2เมื่อมีคลอรีนมากเกินไปและมีตัวเร่งปฏิกิริยา เช่น FeCl จะสามารถเกิดสารผสมที่อยู่ในสภาวะสมดุลซึ่งประกอบด้วยซัลเฟอร์ไดคลอไรด์สีแดง (SCl) ได้3หรือ SnI4,ถูกใช้
- กำมะถันสามารถทำปฏิกิริยากับสารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) ร้อน เพื่อก่อให้เกิดโพแทสเซียมซัลไฟด์และโพแทสเซียมไทโอซัลเฟต
- กำมะถันไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำและกรดที่ไม่ใช่กรดออกซิไดซ์ แต่จะทำปฏิกิริยากับกรดไนตริกที่ร้อนและกรดซัลฟิวริกเข้มข้น และสามารถถูกออกซิไดซ์กลายเป็นกรดซัลฟิวริกและซัลเฟอร์ไดออกไซด์ได้
3. ช่องสำหรับสมัครงาน
- การใช้งานในอุตสาหกรรม
การใช้กำมะถันหลักๆ คือ ในการผลิตสารประกอบกำมะถัน เช่น กรดซัลฟิวริก ซัลไฟต์ ไทโอซัลเฟต ไซยาเนต ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ คาร์บอนไดซัลไฟด์ ไดซัลเฟอร์ไดคลอไรด์ ไตรคลอโรซัลโฟเนตฟอสฟอรัส ฟอสฟอรัสซัลฟ์ และโลหะซัลไฟด์ มากกว่า 80% ของปริมาณการใช้กำมะถันทั่วโลกต่อปีถูกนำไปใช้ในการผลิตกรดซัลฟิวริก นอกจากนี้ กำมะถันยังถูกใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตยางวัลคาไนซ์ เมื่อยางดิบถูกวัลคาไนซ์เป็นยางวัลคาไนซ์ จะได้คุณสมบัติที่มีความยืดหยุ่นสูง ทนความร้อน แข็งแรง และไม่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ ผลิตภัณฑ์ยางส่วนใหญ่ทำจากยางวัลคาไนซ์ ซึ่งผลิตโดยการทำปฏิกิริยาของยางดิบกับสารเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิและความดันที่กำหนด กำมะถันยังจำเป็นในการผลิตดินปืนและไม้ขีดไฟ และเป็นวัตถุดิบหลักอย่างหนึ่งในการผลิตดอกไม้ไฟ นอกจากนี้ กำมะถันยังสามารถใช้ในการผลิตสีย้อมและเม็ดสีที่มีกำมะถันเป็นส่วนประกอบได้ ตัวอย่างเช่น การเผาผสมของดินขาว คาร์บอน กำมะถัน ดินเบา หรือผงควอตซ์ สามารถผลิตเม็ดสีสีน้ำเงินที่เรียกว่าอัลตรามารีนได้ อุตสาหกรรมฟอกขาวและอุตสาหกรรมยาเองก็ใช้กำมะถันในปริมาณหนึ่งเช่นกัน
- การใช้ทางการแพทย์
กำมะถันเป็นส่วนประกอบหนึ่งในยารักษาโรคผิวหนังหลายชนิด ตัวอย่างเช่น น้ำมันตังจะถูกให้ความร้อนกับกำมะถันเพื่อทำปฏิกิริยาซัลโฟเนตด้วยกรดซัลฟิวริก จากนั้นจึงทำให้เป็นกลางด้วยแอมโมเนียเพื่อให้ได้น้ำมันตังซัลโฟเนต ขี้ผึ้ง 10% ที่ทำจากน้ำมันตังซัลโฟเนตมีฤทธิ์ต้านการอักเสบและบรรเทาอาการระคายเคือง และสามารถใช้รักษาอาการอักเสบและบวมของผิวหนังต่างๆ ได้
วันที่โพสต์: 9 ธันวาคม 2024