Сера самородная. Сера самородная Вулканическая сера

Чистая природная сера — твердое кристаллическое вещество желтого цвета. В природе сера встречается в самородном виде, образуя большие залежи. Коллекционным материалом являются хорошо образованные и ярко окрашенные кристаллы серы с алмазным и матовым блеском размером 1,5-15 см и более, а также щетки и друзы таких кристаллов.

Сера изревле широко использовалась в опытах алхимиков, в медицине. При горении она испускает сильный характерный запах. Ее аромат и цвет послужили для людей поводом использовать серу в магии в течение столетий. Ее часто сжигали, чтобы отвести «демонов» и «дьяволов». Это было связано с представлением, согласно которому положительные силы будут привлечены приятными ароматами, в то время как отрицательные силы ненавидят неприятные запахи и будут бежать от них. Позже серу сжигали, чтобы защитить животных и остановить «очарование» или магическое порабощение.

Сера — постоянная составная часть растений, содержится в них в виде различных неорганических и органических соединений. Неорганическая сера обнаружена в виде сернокислых солей. Известны концентрирующие ее бактерии. Некоторые из микроорганизмов образуют в качестве продуктов жизнедеятельности специфические соединения серы; например, грибки рода Penicillinum синтезируют серосодержащий антибиотик пенициллин.

Сера, подобно азоту, входит в состав белков, в силу чего белковый обмен является одновременно азотистым и серным. В тканях сера находится в виде сложных органических соединений — сульфатов либо в сочетании с углеводами, либо в виде сульфатидов в сочетании с фосфатидами в так называемых липоидах, входящих в состав мозгового вещества.

Сера обнаружена в инсулине, и некоторые исследователи приписывают гипогликемическое действие инсулина содержащейся в нем сере.

Сера содержится в антиневралгическом витамине В-тиамине, что отличает этот витамин от других. В белках сера содержится в аминокислотах: цистеине, цистине, которые участвуют в окислительно-восстановительных реакциях организма. Цистеин входит в состав глютатиона, белкового вещества, которым богаты эритроциты, печень, надпочечники и особенно ткани эмбриона, окислительные процессы в которых происходят весьма интенсивно.

Участвуя в окислительно-восстановительных процессах, сера играет в тканевом дыхании ту же роль, что гемоглобин и оксигемоглобин в газообмене легких.

Элементарная сера не обладает выраженным токсическим действием, но все ее соединения токсичны. Принятые внутрь 3 — 5 г, элементарной серы действуют как слабительное вследствие образования сероводорода в кишечнике, стимулирующего перистальтику. Но при ежедневном приеме малых доз серы от 1,0-2,5-10 мг в течение 1-2 недель появляются головные боли, головокружение, утомляемость, потливость, учащение пульса, запоры, боли в животе, изменение в обмене веществ и т. д.

Сера и ее неорганические соединения применяются в медицине с древнейших времен при кожных заболеваниях, заболеваниях суставов, при отравлениях тяжелыми металлами и в качестве слабительного.

Окуривание серой останавливает насморк. С уксусом и медом ее прикладывают на размозженное ухо.

Лечебные свойства серы используются весьма широко в бальнеологии. Действие серных вод обусловлено содержащимся в них сероводородом. Всасываясь через кожу и легкие, сероводород вызывает покраснение кожи от расширения мельчайших сосудов кожи, замедление пульса на 10-15 ударов, понижение систолического и диастолического давления на 5-10 мм. Лечение серными водами используется при различного рода заболеваниях: хронических артропатиях ревматической и подагрической этиологии, при заболеваниях сердечной мышцы типа кардиосклероза, при остеомиелитах с рецидивирующими свищами, при хронических женских заболеваниях, при хронических кожных болезнях, при отравлениях ртутью, свинцом на производстве.

Противопоказанием к лечению серными водами являются острые и подострые заболевания сердца, суставов, женских органов, гипертония с явлениями нефросклероза, костные анкилозы, фурункулезы, все пиодермические заболевания.

Из неорганических соединений серы в настоящее время применяются следующие:

Natrium hyposulfurosum, тиосульфат натрия (гипосульфат), применяется (по методу Демьяновича) как наружное средство для лечения чесотки и некоторых грибковых заболеваний кожи.

Sulfur depuratum, очищенная сера (Flos sulfurise, серный цвет), применяется как слабительное при запорах (на прием по 0,5-1,0 г) и для лечения энтеробиоза (заражение острицами). Входит в состав сложного лакричного порошка (Pulvis Glycyrrhisae compositae). В 1926 г. датским психиатром К. Шредером было предложено лечение внутримышечными инъекциями 1%-ной очищенной серы таких заболеваний, как невролюэс, табес, параличи, шизофрения.

Наружно применяется в Вилькинсоновой мази и простой серной.

Calcium sulfuricum, сульфат кальция, при нагревании выделяет воду и превращается в жженый гипс, применяемый в хирургии для повязок.

За последние 20 лет медицина стала широко пользоваться органическими препаратами серы. В 1935 г. немецкий ученый Домагк предложил препарат пронтозил, содержащий сульфогруппу 802. Это средство оказалось эффективным в борьбе с микробами. Фармацевтическая промышленность создала большое количество сульфаниламидных препаратов. Самым простым по химическому строению является белый стрептоцид. Все другие сульфаниламидные препараты являются производными белого стрептоцида. Таковы сульфадин, сульфазол, норсульфазол, сульфазин, сульфадимезин, уросульфан, дисульфан, сульгин, фталазол, сульфозин и др. Все эти препараты являются высокоактивными средствами в борьбе с тяжелейшими заболеваниями, вызываемыми кокками и бациллами, на которых они

производят бактериостатическое действие, но содержание в них, помимо бензола, амидо- и сульфогрупп может вести к появлению побочных явлений.

В гомеопатии применяется как элементарная сера, так и ее различные соединения, но во главе всех соединений серы стоит элементарная сера — Sulfur. Сера была неоднократно испытана Ганеманом, В ней он видел главное средство против основного страдания человечества — «псоры». Этим термином Ганеман объединял все кожные заболевания, выражающиеся зудом, сыпями, бородавками и другими кожными изменениями. Опыт показал, что именно сера является средством, без которого редко можно обойтись в лечении тяжелых острых заболеваний и никогда — в лечении хронических.

Сера — сильнейший активатор различных расстройств серного (белкового) обмена и, действительно, является лекарственным средством первостепенного значения. Избирательность серы к коже издавна сделала ее главным лечебным средством при кожных болезнях. Сера применяется также при заболеваниях центральной нервной системы, что легко объяснимо: кожа и нервная система связаны общностью происхождения.

Но применение серы, даже в гомеопатических дозах, требует большой осторожности, особенно у людей с нарушенным серным обменом или страдающих аллергическими заболеваниями — астмой, экземой, отеком Квинке. В подобных случаях сера может вызвать сильное обострение.

минерал Сера Самородная

Сера в отличие от других самородных элементов имеет молекулярную решетку, что определяет ее низкую твердость (1,5-2,5), отсутствие спайности, хрупкость, неровный излом и обусловленный им жирный плеск; лишь на поверхности кристаллов наблюдается стеклянный блеск. Удельный вес 2,07 г/см 3 . Сера обладает плохой электропроводимостью, слабой теплопроводностью, невысокой температурой плавления (112,8°С) и воспламенения (248°С). Сера загорается от спички и горит голубым пламенем; при этом образуется сернистый газ, имеющий резкий удушливый запах. Цвет у самородной серы светло-жёлтый, соломенно-желтый, медово-желтый, зеленоватый; сера, содержащая органические вещества, приобретают бурую, серую, черную окраску. Вулканический сера ярко-желтая, оранжевая, зеленоватая. Местами обычно с желтоватым оттенком. Встречается сера в виде сплошных плотных, натечных, землистых, порошковатых масс; также бывают наросшие кристаллы, желваки, налеты, корочки, включения и псевдоморфозы по органическим остаткам. Сингония ромбическая.

Отличительные признаки: для самородной серы характерны: неметаллический блеск и то, что сера загорается от спички и горит, выделяя сернистый газ, имеющий резкий удушливый запах. Наиболее характерным цветом для самородной серы является светло-желтый.

Разновидность

Вулканит (селенистая сера). Оранжево-красного, красно-бурого цвета. Происхождение вулканическое.

Химические свойства

Загорается от спички и горит голубым пламенем, при этом образуется сернистый газ, имеющий резкий удушливый запах. Легко плавится (я (температура плавления 112,8° С). Температура Воспламенения 248°С. Сера растворяется в сероуглероде.

Происхождение серы

Встречается самородная сера естественного и вулканического происхождений. Серобактерии живут в водных бассейнах, обогащенных сероводородом за счет разложения органических остатков, - на дне болот, лиманов, мелких морских заливов. Лиманы Черного моря и залив Сиваш являются примерами таких водоемов. Концентрация серы вулканического происхождения приурочена к жерлам вулканов и к пустотам вулканических пород. При вулканических извержениях выделяются различные соединения серы (H 2 S, SО 2), которые окисляются в поверхностных условиях, что приводит к восстановлению ее; кроме того, сера возгоняется непосредственно из паров.

Иногда при вулканических процессах сера изливается в жидком виде. Это бывает тогда, когда сера, ранее осевшая на стенках кратеров, при повышении температуры расплавляется. Отлагается сера также из горячих водных растворов в результате распада сероводорода и сернистых соединений, выделяющихся в одну из поздних фаз вулканической деятельности. Эти явления сейчас наблюдаются около жерл гейзеров Йеллоустонского парка (США) и Исландии. Встречается совместно с гипсом, ангидритом, известняком, доломитом, каменной и калийной солями, глинами, битуминозными отложениями (нефть, озокерит, асфальт) и пиритом. Также встречается на стенках кратеров вулканов, в трещинах лав и туфов, окружающих жерла вулканов как действующих, так и потухших, вблизи серных минеральных источников.

Спутники. Среди осадочных пород: гипс, ангидрит, кальцит, доломит, сидерит, каменная соль, сильвин, карналлит, опал, халцедон, битумы (асфальт, нефть, озокерит). В месторождениях, образовавшихся в результате окисления сульфидов, - главным образом пирит. Среди продуктов вулканического возгона: гипс, реальгар, аурипигмент.

Применение

Сера широко используется в химической промышленности. Три четверти добычи серы идет на изготовление серной кислоты. Применяется она также для борьбы с сельскохозяйственными вредителями, кроме того, в бумажной, резиновой промышленности (вулканизация каучука), в производстве пороха, спичек, в фармацевтике, стекольной, пищевой промышленности.

Месторождения серы

На территории Евразии все промышленные месторождения самородной серы поверхностного происхождения. Некоторые из них находятся в Туркмении, в Поволжье и др. Породы, содержащие серу, тянутся вдоль левого берега Волги от г. Самара полосой, имеющей ширину в несколько километров, до Казани. Вероятно, сера образовалась в лагунах в пермский период в результате биохимических процессов. Месторождения серы находятся в Раздоле (Львовская область, Прикарпатье), Яворовске (Украина) и в Урало-Эмбинском районе. На Урале (Челябинская обл.) встречается сера, образовавшаяся в результате окисления пирита. Сера вулканического происхождения имеется на Камчатке и Курильских островах. Основные запасы серы капиталистических стран находятся в Ираке, США (штаты Луизиана и Юта), Мексике, Чили, Японии и Италии (о. Сицилия).

Свойства минерала

Удельный вес: 2 - 2,1
Форма выделения: радиально-лучистые агрегаты
Форма выделения: радиально-лучистые агрегаты
Классы по систематике СССР: Металлы
Химическая формула: S
Сингония: ромбическая
Цвет: Серно-желтый, желто-оранжевый, желто-бурый, серовато-желтый, серовато-бурый.
Цвет черты: Серно-желтая, соломенно-желтая
Блеск: жирный
Прозрачность: просвечивает мутный
Спайность: несовершенная
Излом: раковистый
Твердость: 2
Хрупкость: Да
Дополнительно: Легко плавится (при 119°С) и сгорает синим пламенем, превращаясь в SO3. Поведение в кислотах. Не растворяется (в воде также), но растворима в CS2.

Фото минерала

Статьи по теме

Характеристика химического элемента №16
История открытия элемента. Сера (англ. Sulfur, франц. Sufre, нем. Schwefel) в самородном состоянии, а также в виде сернистых соединений известна с самых древнейших времен.
Сера, Sulfur, S (16)
С запахом горящей серы, удушающим действием сернистого газа и отвратительным запахом сероводорода человек познакомился, вероятно, еще в доисторические времена.
Сера самородная
Примерно половина производимой в мире серы добывается из природных запасов

Месторождения минерала Сера Самородная

Водинское месторождение
Алексеевское месторождение
Россия
Самарская область
Боливия
Украина
Новояворовск. Львовская обл.

Сера является распространенном самородном минералом, который еще в древние времена использовался в медицинских и производственных целях.

Она образовывается в соляных шахтах, в качестве отложений вокруг вулканов и внутри осадочных слоев. Серная кислота, основное производное серы, — это наиболее важное неорганичное химическое вещество, которое используется в торговле, химии и производстве удобрений. Раньше считалось, что потребление кислоты является одним из лучших показателей промышленного развития страны.

Цвет минерала схож с цветом поверхности спутника Юпитера Ио, что объясняется вулканическими процессами, в следствии которых образовывается сера.

Английское название сульфур (sulfur) происходит от латинского слова, которое в переводе значит “сера”.

По классификации Dana Class принадлежит к классу самородных элементов с полуметаллическими и неметаллическими элементами, группа полиморфов.

Классификация

Подвидом серы является росицкит - необычный полиморф минерала. Он кристаллизуется в моноклинной системе, тогда как кристаллы серы - орторомбические.

Химический состав

Самородная сера состоит из одноименного химического элемента (S8). В периодической системе химических элементов имеет атомный номер 16. Молекулярный вес составляет 256,53 г.

Физические свойства

твердость по шкале твердости минералов Мооса: 2 (схож с гипсом);
удельный вес: 2;
плотность: 2,05-2,09 (средний показатель - 2,06);
прозрачность: от прозрачных до полупрозрачных самородков;
цвет: желтый, коричнево- или зелено-желтый, оранжевый, белый;
цвет черты: белый;
блеск от стеклянного до земляничного;
расщепление (излом): конхоидальный (раковистый), неровный;
габитус: призматический, порошкообразный, имеет форму почки (как, например, гематит);
люминесцентность: не флуоресцентный.

Оптические показатели

Следует отметить, что низкий коэффициент электропроводности влияет на хрупкость минерала при нагревании.

Добыча (месторождение)

Первичная добыча самородной серы в основном происходит из отложений горных пород соляных куполов, содержащих минерал. Она также образуется из пирита (сульфид железа, FeS2), из песчаных месторождений в Канаде и извлекается в качестве побочного продукта на плавильных заводах, промышленных предприятиях, при переработке нефти, бензина и природного газа.

Общая мировая добыча серы в 2013 году составила 69 млн. тонн, из них примерно 50% было получено, как побочный продукт, при разработке месторождений нефти и природного газа. Непосредственная доля добычи минерала - 30% объема продукции.

Сера широко распространена, как самородные месторождения вблизи вулканов и горячих источников. Она является компонентом сульфидных минералов, например, галенита, пирита, сфалерита и др., а также встречается в метеоритах. Значительные депозиты расположены вдоль побережья Мексиканского залива, а также в крупных месторождениям эвапоритовых групп отложений в Восточной Европе и Западной Азии, которые, скорее всего, являются результатом бактериального разрушения сульфатных минералов.

Шахта Ваниль в провинции Кадис, Андалусии, Испания, является историческим европейским депозитом минерала.

Два других - рудник Мучав, Тарнобжег, Польша и Воинское месторождение, Самарская область, Россия.

Депозиты минерала находятся вблизи горячих источников и вулканических районов во многих частях мира, особенно вдоль Тихоокеанского огненного кольца. Такие месторождения в настоящее время разрабатываются в Индонезии, Чили и Японии. эти отложения является поликристаллическими, а размеры самого крупного экземпляра составляли 22*16*11 см.

Исторически сложилось, что Сицилия была крупным поставщиком ископаемого во времена промышленной революции. На Земле, как и на спутнике Юпитера Ио, элемент образовывается во время вулканических выбросов, в том числе, выбросов из гидротермальных каналов.

В течение 2015 года по всему миру было произведено 70 млн. тонн серы. Топ-12 стран-производителей минерала включает Китай, США, Россию, Канаду, Германию, Японию, Саудовскую Аравию, Индию, Казахстан, Иран, ОАЭ и Мексику.

История (мифология)

Будучи легкодоступным, минерал был известен в древние времена и даже упоминался в Библии. В тексте Святого Писания сера упоминается в связи с “огненной проповедью”, в которой прихожанам напоминается о вечном проклятии для неверующих и нераскаивающихся.

Согласно папирусу Эберса (одна из старейших сохранившихся рукописей медицинского содержания), в Древнем Египте серная мазь использовалась для лечения зернистых век. В “Одиссее” Гомера упоминается, что полезное ископаемое применяли для обеззараживания. В 35 книге “Естественной истории” Плиний Старший рассматривает минерал, упоминая, что лучшие источники находятся на острове Мелос. Он указал, что его используют для обеззараживания, в медицине и для отбеливания одежды.

Самородная сера в своей природной форме известна в Китае с VI века до н.э. Там ее впервые обнаружили в Ханьчжун. К III веку китайцы обнаружили, что минерал можно добывать из пирита.

Ранние алхимики дали минералу свой собственный алхимический символ - крест с треугольником на вершине.

В традиционном досовременном лечении кожи полезное ископаемое использовалось в кремах для облегчения таких состояний, как чесотка, стригущий лишай, псориаз, экзема и акне.

Сфера и область применения

Основное коммерческое использование минерала заключается в производстве серной кислоты H2SO4. Она же, в свою очередь, используется для производства удобрений и является основой многих производственных процессов. Другие виды применения:

фунгициды;
инсектициды;
компонент артиллерийского пороха.

Чистая сера не имеет запаха, а характерный запах гнилых яиц, которой связывают с минералом, образуется, когда порошок смешивают с водой, в результате чего производится сероводородный газ (H2S).

Лечебные свойства

Сера играет решающую роль в детоксикации, так как входит в состав одного из важнейших антиоксидантов, который производи тело - глутатион.

Сера является частью некоторых аминокислот в организме человека, участвует в синтезе белка, а также в нескольких ферментных реакциях. Он участвует в производстве коллагена, вещества, которое образует соединительные ткани, клетки и стенки артерий. Кроме того, он входит в состав кератина, который придает силу волосам, коже и ногтям.

Артрит

По данным Университета штата Мэриленд, США, пищевая добавка серы позитивно влияет на лечение остеоартрита, ревматоидного и псориатического артрита. Серные или грязевые ванны облегчают опухлость, вызванную артритом. Нанесения крема, в состав которого входит диметилсульфоксид, может уменьшить боль при некоторых типах артрита. Прием внутрь пищевой добавки с 6 мг метилсулфлнилметаном серы облегчает артритные боли, а в сочетании с глюкозамином ее эффект только возрастает.

Кожные заболевания

Доказан положительный эффект применения серы при болезнях кожи, в том числе акне, псориаз, бородавки, перхоть, экзема и фолликулит. Кремы, лосьоны и мыло, содержащие серу, используются для устранения отеков и покраснений, вызванных акне. Дерматит и чесотку лечат специализированной сульфидной мазью.

Диетические добавки

Специфических требований по дополнительному приему серы в пище нет, так как необходимый объем усваивается вместе с обычной едой. Она входит в состав богатых на животные белки продукты, такие как молочные продукты, яйца, говядина, птица и морепродукты. В частности, желтки яиц являются одним из высококачественных источников серы. Также ее употребление можно увеличить добавляя в еду лук, чеснок, репу, капусту, морские водоросли и малину. Орехи - дополнительный источник сульфура растительного происхождения.

Ученые признают, что недостаток элемента в организме может быть одной из причин болезни Альцгеймера, количество заболевших которой возрастает с каждым годом.

Следует отметить, что без достаточного количества серы нарушается метаболизм. Это в свою очередь приводит к повреждению мышечных и жировых клеток и, как результат, становится причиной не толерантности к глюкозе. Опасное состояние организма, известное, как метаболический синдром, происходит из-за то, что организм компенсирует дефектный метаболизм глюкозы и набирает вес.

Некоторые исследователи связывают нехватку серы в организме с распространением сердечных заболеваний.

Влияние на здоровье употребления продуктов с серой

Страны, населения которых употребляет большее количество серы в пищу, находятся в рейтинге здоровых стран

Греция, Италия и Япония являются первичными поставщиками серы для всего мира. Разве не случайно, что именно в этих странах процент сердечных заболеваний и ожирения населения - один из самых низких? Скорее всего, нет. Жители Исландии менее всего подвержены депрессии, ожирению, диабету и сердечно-сосудистым заболеваниям.

Некоторые исследователи связывают эти показатели с вулканическим поясом страны. Периодические извержения покрывают грунт сульфатосодержащими камнями. Эта обогащенная почва позволяет выращивать растения и животных. В свою очередь жители страны, которые употребляют мытные продукты в пищу, значительно улучшают свое здоровье.

Раньше считалось, что диета исландцев защищает их от хронических заболеваний благодаря рыбе. Однако теория не получила подтверждения, так как исландцы, которые переехали в Канаду и продолжили употреблять большое количество рыбы, были более подвержены заболеваниям, по сравнению с не эмигрировавшим населением. Таким образом, исландская почва, обогащенная серой, отыгрывает решающую роль в обеспечении иммунитета и получении организмом достаточного количества минерала.

Бытовое использование

Сера в основном используется в качестве прекурсора для других химических веществ. Примерно 85% продукта превращается в серную кислоту. Поскольку она имеет важное значение для мировой экономики, ее производство и потребление являются показателем промышленного развития страны.

Основным применением кислоты является добыча фосфатных руд для производства удобрений. Ее также используют для переработки нефти, обработки сточных вод и добычи полезных ископаемых. Сера реагирует непосредственно с метаном, образовывая сероуглерод, который используется для производства целлофана и вискозы.

Одним из важных применений минерала является вулканизация резины, где полисульфиды образуют связанные органические полимеры. Они нашли широкое применение в отбеливании бумаги и в качестве консервантов в сушеных фруктах. Многие поверхностно-активные вещества и производные, например, лаурилсульфат натрия, является производным сульфатов.

Несмотря на то, что минерал нерастворим в воде, он является одним из самых универсальных элементов для образования соединений. Сера реагирует и образует соединения со всеми химическими элементами, кроме золота, йода, иридия, азота, платины, теллура и инертных газов.

Приведенная ниже информация убедит каждого о том, что минерал распространен и присутствует буквально повсюду:

занимает 11 место по количеству в человеческом организме;
находится на 6 месте состава морской воды;
14 — по распространенности в земной коре и 9 — на планете;
замыкает десятку самых распространенных элементов солнечной системы и Вселенной.

Уход за камнем

При намокании образцы полезного ископаемого образуют сероводород, который вызывает их разрушение. Чтобы предотвратить это, не рекомендуется хранить минерал во влажных условиях. Теплая вода может вызвать разрушение самородков.

При воздействии тепла образцы могут растрескиваться. При работе с минералом следует избегать излишнего контакта с ним, а также хранить в темном помещении.

Сера... Самый что ни на есть адский минерал! В преисподней, как известно, в половине котлов кипит смола, а в половине – расплавленная сера. И дело тут не только в том, что температура кипения серы втрое выше температуры кипения смолы. Разогретая сера легко окисляется, давая на редкость едкий дым – недаром в погребах, нуждающихся в дезинфекции, сжигают серные шашки. Дым горящей серы - дополнительная, так сказать, воспитательная мера для грешников...

Есть все основания полагать, что в мифический подземный мир люди поместили серу задолго до изобретения сколько-нибудь структурированной религии. Минерал этот в самородном виде обнаружен человеком невероятно давно, и в течение многих веков пытливые умы стремились найти – и находили! – применение сере.

Судя по всему, самородная сера входила в состав так называемого «греческого огня» - самовоспламеняющегося смолоподобного состава, с успехом использовавшегося в военном деле. Изобретая порох, китайцы не могли обойтись без серы. Врачеватели прошлого – как, впрочем, и медицина современности – широко использовали разнообразные соединения серы.

Смерть Плиния Старшего, знаменитого историка, современника Христа, случилась от серы... В 79-м году Плинию довелось стать свидетелем извержения Везувия. В процессе эвакуации местных жителей Плиний надышался вулканическим газом, полным сероводорода и сернистого газа, и, не в силах выдерживать развившийся астматический приступ, приказал рабу убить себя.

Сера в природе

В чистом виде природная сера встречается нечасто – хотя в земной коре её содержится не менее полупроцента (1,4∙1017 тонн). Это много! В большинстве случаев геологам приходится иметь дело с рудами, изобилующими прослойками серы.

В современной науке существует несколько гипотез образования месторождений серы – причем взаимоисключающих. Высокая химическая активность элемента предполагает многократное его связывание и выделение в процессах формирования верхних слоев земной коры – но как идут реакции, точно неизвестно.

Интересными представляются теории биогенного происхождения серных отложений: на планете, оказывается, есть несколько разновидностей бактерий, использующих соединения серы в пищу. По другим представлениям, сера – продукт вымывания сульфатов из глубинных углеводородов.

Учеными исследуются самые разные версии замещения элементов в породах земной коры, приводящие к выделению и накоплению серы. Однако окончательного понимания законов появления самородной и рудной серы пока нет.

Физические и химические свойства серы

Детальные исследования свойств серы состоялись лишь в XVIII веке. Провел их знаменитый французский естествоиспытатель Антуан Лавуазье. Он выяснил, что сера охотно кристаллизуется из расплава, причем поначалу кристаллы принимают игольчатый вид – но эта форма неустойчива, и при снижении температуры происходит перекристаллизация с образованием объемных полупрозрачных сростков золотистого или лимонно-желтого цвета.

Очень необычно поведение серы при нагревании. Расплавленная сера (t ≥ 113°C), будучи вылитой в холодную воду, превращается в резиноподобную пластичную массу. Требуется несколько суток, чтобы в серной массе начались процессы кристаллизации.

Нагревание серы до температур значительно выше точки плавления ведет к повышению вязкости вещества. Начинается «уплотнение» при 155°С, а при 187°С сера делается почти твердой. Лишь при 300°С к сере возвращается текучесть, а при 445°С она закипает (привет грешникам).

Разогретая до газообразного состояния, сера продолжает удивлять своими свойствами. При сравнительно невысоких температурах в молекуле газообразной серы содержится восемь атомов. При достижении почти двукратной температуры кипения в молекуле летучей серы остается два атома. Одноатомным газом сера становится лишь при 1700°С.

Добыча серы

Обычная добыча серы осуществляется карьерным способом – с использованием огромных экскаваторов, большегрузных самосвалов и обогатительных фабрик. Остроумный метод извлечения серы из недр был предложен Германом Фрашем в конце ХIХ века. Американский химик предложил закачивать под землю горячую воду, и через скважины выкачивать расплавленную серу.

Правда, температура плавления серы почти на 13°С выше температуры кипения воды, однако подача раствора под высоким давлением решает проблему. Итогом внедрения процесса стало получение достаточно чистой серы на первом же этапе производства.

В ХХ веке был предложен метод расплавления серы, находящейся под землей, токами высокой частоты с последующим извлечением расплава через скважины. Нагнетание горячего сжатого воздуха в серные пласты помогает подъему разжиженного минерала.

В нашей стране разработан чрезвычайно рациональный способ эксплуатации серных месторождений. Подземная залежь поджигается, на поверхность выкачивается сернистый газ, который затем транспортируется на химические заводы по трубопроводам.

Использование серы

Человечество уверенно конкурирует с преисподней за серу. Для изготовления одной резиновой покрышки для легкового автомобиля требуется почти 3 кг серы. Отбеливание килограмма бумаги происходит при расходовании ста граммов серы. Огромное количество серы мы сжигаем вместе со спичками. Немного меньше серы мы съедаем в виде лекарств...

Серная кислота широко используется в промышленности. Минеральная сера – известный и эффективный активатор фосфорных удобрений. Скоростная металлообработка – и та не обходится без серы! Эмульсии, применяемые для смазки и охлаждения обрабатываемых деталей, порой на одну пятую состоят из серы!

Между прочим, порошковая сера – первое средство для обеззараживания ртутных разливов. При контакте ртути и серы образуется сульфид металла, издавна называемый киноварью и являющийся весьма устойчивым веществом. Из киновари ртуть не испаряется – стало быть, простого опыления серой места разлива ртути достаточно для устранения опасности отравления ртутными парами.

Представляет собой пример хорошо выраженного энантиотропного полиморфизма. Она известна в трех кристаллических модификациях, входящих в группу серы: α-сера, β-сера (сульфурит), γ-сера (розицкит). Наиболее устойчивой модификацией в нормальных условиях является ромбическая (α-сера), к которой относятся естественные кристаллы серы. Вторая, моноклинная модификация (β-сера) наиболее устойчива при высоких температурах. Моноклинная при охлаждении до температуры 95,5° С переходит в ромбическую. В свою очередь, ромбическая при нагревании до этой температуры переходит в моноклинную и при температуре 119° С плавится. Различают кристаллическую и аморфную серу. Кристаллическая сера растворяется в органических соединениях (скипидаре, сероуглероде и керосине), тогда как аморфная сера в сероуглероде не растворяется. Примеси аморфной серы снижают температуру плавления кристаллической серы и затрудняют ее очистку.

Химический состав . Сера часто встречается химически чистой, иногда содержит до 5,2% селена (селенистая сера), а также и . Очень часто сера загрязнена механическими примесями глинистых, а также битуминозных веществ.

Структурная ячейка содержит 128S. Пространственная группа D 242h - Fddd; а 0 = 10,48, b 0 =12,92 с 0 = 24,55; а 0: b 0: с 0 = 0,813: 1,1: 1,903. В основе структуры ромбической серы лежит сложная молекулярная решетка. Элементарная ячейка состоит из 16 электрически нейтральных молекул, объединенных в цепочку замкнутых, зигзагообразных «сморщенных» колец из 8 атомов серы

s - s - 2.12А, s 8 - s 8 = 3,30 А

Агрегаты и габитус . Сера встречается в виде с плова и землистых скоплений, а также друз кристаллов, иногда в виде натечных форм и налетов. Часто встречаются хорошо образованные кристаллы бипирамидального (удлиненно-бипирамидального и срезанно-бипирамидального) и тетраэдрообразного габитуса, размер которых достигает нескольких сантиметров. Главными формами на кристаллах ромбической серы являются бипирамиды {111}, {113}, призмы {011}, {101} и пинакоид {001}.

Менее распространенными, но характерными для некоторых месторождений, являются пинакоидальные кристаллы (таблитчатого и пластинчатого облика). Изредка встречаются двойники срастания серы по (111), иногда по (011) и (100). Довольно часто кристаллы серы образуют параллельные сростки.

Физические свойства . Для серы характерны разные оттенки желтого цвета, реже бурого до черного. Цвет черты желтоватый. Блеск на гранях алмазный, на изломе - жирный. В кристаллах просвечивает. Спайность несовершенная по(001),(110), и (111). Твердость-1-2. Хрупкая. Плотность - 2,05-2,08. Сера - хороший теплоизолятор. Обладает полупроводниковыми свойствами. При трении заряжается отрицательным электричеством.

Оптически положительная; 2V = 69° ; ng - 2,240 - 2,245, nm - 2,038. nр = 1,951 - 1,958, ng - nр = 0,287.

Диагностические признаки . Кристаллические формы, цвет, низкая твердость и плотность, жирный блеск на изломе кристаллов, низкая температура плавления - характерные признаки серы. Главные линии на рентгенограммах: 3,85 ; 3,21 и 3,10. В НСl и H 2 S0 4 нерастворима. NH0 3 и царская водка окисляют серу, превращая ее в H 2 S0 4 . Сера легко растворяется в сероуглероде, скипидаре и керосине. П. п. т. легко плавится и загорается голубым пламенем с выделением S0 2 .

Образование и месторождения . Сера широко распространена в природе, ее месторождения возникают: 1) при вулканических извержениях; 2) при поверхностном разложении сульфосолей и сернистых соединений металлов, 3) при раскислении сернокислых соединений (главным образом гипса), 4) при разрушении органических соединений (преимущественно богатых серой асфальтов и нефти), 5) при разрушении органического организмов и 6) при разложении сероводорода (а также S0 2) на земной поверхности. Независимо от этих процессов сера образуется за счет сероводорода и иногда S0 2 и S0 3 , являющихся промежуточными продуктами при разложении других сернистых образований.

Промышленные месторождения серы представлены тремя типами: 1) вулканические месторождения, 2) месторождения, связанные с окислением сульфидов, и 3) осадочные месторождения. Вулканические месторождения серы возникают путем кристаллизации возгонов. Сера в виде хорошо образованных кристаллов выстилает выходные отверстия фумарол и мелкие трещины и пустоты. Вулканические месторождения серы известны в Италии, Японии, Чили и других вулканических районах. В Советском Союзе они имеются на Камчатке и Кавказе. Месторождения серы, связанные с окислением сульфидов, характерны для зоны окисления сульфидных месторождений. Их образование обусловлено неполным окислением сульфидов и происходите первую стадию окисления по такой возможной реакции:

RS + Fe 2 (S0 4 ) 3 = 2FeS0 4 + RS0 4 + S.

Наибольшее значение по запасам имеют месторождения серы, которые возникли при формировании осадочных горных пород. В этих месторождениях исходным веществом для образования серы является . Окисление сероводорода происходит следующим образом:

2HS + 0 2 = 2Н 2 0+2S.

Что касается происхождения самого сероводорода и путей его перехода в серу, большинство ученых рассматривает эти процессы с биохимической точки зрения, связывая их с жизнедеятельностью организмов. В конце XIX столетия был открыт ряд микробов, которым свойственна способность перерабатывать (восстанавливать) сернокислые соли в . Вместе с тем установлено, что образуется при гниении белковых соединений и в результате жизнедеятельности некоторых видов лучистого грибка

Actynomicetes. Среди микробов особенно выделяется род Microspira, который населяет дно стоячих водоемов и морских бассейнов, зараженных сероводородом. Эти организмы найдены также в подземных водах и нефти на глубинах до 1000-1500 м. Специфическая связь серы в главнейших месторождениях с гипсом, нефтью и другими битумами (например, асфальтом и озокеритом) дает основание считать, что органических соединений является источником энергии и окисляется бактериями за счет кислорода, который они получают из сульфатов (например, гипса). В этом случае весь процесс образования сероводорода имеет такой вид:

Са²⁺+SO²⁻ 4 + 2С +2Н 2 0 = H 2 S+Са(НС0 3 ) 2

Переход сероводорода в серу может происходить или по реакции 2H 2 S+ О 2 = 2Н 2 0 + 2S, или же биохимическим путем под влиянием других бактерий, главнейшими среди которых являются Biggiatoa mirabith Thiospirillит. Эти бактерии, поглощая сероводород, перерабатывают его в серу, которую откладывают внутри своих клеток в виде желтых блестящих шариков. Бактерии живут в озерах, прудах и мелких частях моря и, падая на дно вместе с другими отложениями, дают начало месторождениям серы.

Месторождения , в которых сера возникает одновременно с породами, которые ее содержат, носят название сингенетических. Они известны в Сицилии, в Советском Союзе (в Туркмении, Поволжье, Дагестане, Приднестровье и других местах). Особенностью сингенетических месторождений серы является ее тесная связь с определенным стратиграфическим горизонтом. Когда сера образуется за счет сероводорода, который циркулирует по трещинам горных пород, возникают эпигенетические месторождения. К ним относятся месторождения Техаса и Луизианы в США; в России - Шор-Су в Фергане, а также месторождения в районе Махачкалы, Казбека и Грозного. Для многих из этих месторождений характерны явления перекристаллизации, в результате которой возникают крупнокристаллические скопления серы. Например, в Роздольском месторождении первичная сера представлена скрытокристаллической разностью, а вторичная (перекристаллизованная) - крупнокристаллической разностью с отдельными кристаллами до 5 см.

В России месторождения серы развиты в Приднестровье, где сера встречается в гипсово-известняковой толще верхнего тортона в виде скрытокристаллических скоплений в пелитоморфном известняке (Роздоль-ское и Язовское месторождения), а также в виде крупных кристаллов в пустотах в тесной ассоциации с целестином и крупнокристаллическим кальцитом (Роздольское месторождение). В Средней Азии (Гаурдак и Шор-Су) сера наблюдается в трещинах и пустотах разных осадочных пород в ассоциации с битумами, гипсом, целестином, кальцитом и арагонитом. В Каракумах - в виде холмов, покрытых кремнистыми породами в ассоциации с гипсом, квасцами, кварцем, халцедоном и т. д. Осадочные месторождения серы известны в Поволжье. Крупные месторождения серы за границей известны в Сицилии, а также в США в штатах Техас и Луизиана, где они связаны с соляными куполами.