Transcript Sērs un skābeklis (1,47MB, PPT, Renārs, Roberts, 11.kl.)

SĒRS UN
SKĀBEKLIS
Renārs Rūja un Roberts Briška
SĒRA ATRAŠANĀS DABĀ.

Sērs dabā ir ļoti izplatīts. Brīvā veidā (tīrradņu sērs) lielos
daudzumos sastopams Itālijā (Sicīlijas salā) un ASV. Sērs
bieži sastopams savienojumos ar citiem elementiem.
Svarīgākie dabā sastopamie ir metālu sulfīdi un sērskābes
sāļi. Ar vulkānu gāzēm izdalās sēra dioksīds un
sērūdeņradis, kas vēl bez tam sastopams arī minerālavotu
ūdeņos (Macestā, Pjatigorskā) un Melnajā jūrā (dziļumā,
kas pārsniedz 200m). Sēra bioloģiskā nozīme ir ļoti liela –
tas ietilpst augu un dzīvnieku olbaltumvielu sastāvā.
Sērūdeņradis, kas izdalās, pūstot gaļai, zivīm, olām, ir
olbaltumvielu sadalīšanās prodikts, Sērs ietilpst cilvēka
matu sastāvā, kā arī dzīvnieku vilnā, nagos un ragos. Sēru
saturošie savienojumi piešķir raksturīgo rūgto garšu un aso
smaku mārrutkiem, sīpoliem, ķiplokiem un citiem augiem.
Sēra organiskie savienojumi ir arī naftā.
SĒRA PĀRSTRĀDE

Tīrradņu sēra pārstrāde ir tā atdalīšana no citu iežu
piemaisījumiem (smiltis, māli, kaļķakmens u. tml.) .
Sēru kausē slēgtos traukos – autoklāvos. Autoklāvā
iepilda sēra koncentrātu, kas samitrināts ar ūdeni, un
zem 6 atmosfēru liela spiediena laiž cauri pārkarsētu
ūdens tvaiku, kura temperatūra 140-150°C.
Izkusušais sērs uzkrājas autoklāva apakšdaļā, un pa
speciālām atverēm to izvada formās. Ar kausēšanu
iegūto sēru sauc par gabalu sēru, tas satur daudz
piemaisījumu. Lai sēru attīrītu to pārtvaicē speciālās
krāsnīs, kas savienotas ar ķieģeļu kamerām. Verdošā
sēra tvaiki nokļūst kamerā, atdziest, pāriet cietā
stāvoklī un nosēžas uz aukstajām kameras sienām.
SĒRA FIZIKĀLĀS ĪPAŠĪBAS.

Sērs ir cieta, trausla viela dzeltenā krāsā. Sērs
ūdenī praktiski nešķīst, bet labi šķīst sērogleklī,
anilīnā un dažos citos šķīdinātājos. Tas vāji vada
siltumu un elektrisko strāvu. Sēram ir vairākas
alotropiskās modifikācijas. 444°C temperatūrā
sērs vārās, veidojot tumši brūnus tvaikus. Ja
tvaikus strauji atdzesē, rodas smalks pulveris –
sēra ziedi, kas sastāv no ļoti maziem sēra
kristāliņiem. Blīvums: 2070 kg/m3 Kušanas
temperatūra: 388,36 K (115,21 °C) Viršanas
temperatūra: 717,87 K (444,6 °C)
SĒRA ĶĪMISKĀS ĪPAŠĪBAS.

Ķīmiskā ziņā sērs ir tipisks nemetāls. Tas
savienojas ar daudziem metāliem, veidojot
metālu sulfīdus. Sērs reaģē arī ar daudziem
nemetāliem – ar fluoru (aukstumā), bromu,
skābekli un ūdeņradi (karsējot). Sēra atomam ir
neaizpildīts ārējais enerģijas līmenis, tāpēc tas
var pievienot divus elektronus un uzrādīt
oksidēšanās pakāpi –2. Parastos apstākļos cieta
sēra molekula sastāv no 8 atomiem, kas savā
starpā saistījušies noslēgtā gredzenā. Ķīmiskā
saite ir kovalentā.
SĒRA IZMANTOŠANA.




To lieto kā rūpniecībā, tā arī lauksaimniecībā.
Rūpniecībā Sēra ziedus izmanto cīņai pret vīnogulāju
un kokvilnas augu slimībām, lai iznīcinātu
lauksaimniecības kaitēkļus un slimību ierosinātājus,
augus apputina ar malto sēru vai sēra ziediem.
Sadedzinot sēru ar sēra dioksīdu izdūmo elevatorus
un noliktavas, lai iznīcinātu kaitēkļus. Veterinārijā
no sēra izgatavo ziedes ādas slimību ārstēšanai. Sērs
ietilpst daudzos medicīniskajos preparātos,
piemēram, sulfidīnā, sulfazolā u.c.
Apmēram pusi iegūtā sēra patērē sērskābes
ražošanai.
Milzīgus sēra daudzumus izlieto gumijas rūpniecībā
kaučuka vulkanizācijai.
Sērs nepieciešams arī melnā pulvera, sēroglekļa,
sērkociņu un dažu krāsvielu ražošanai.
SĒRS KĀ REDUCĒTAJS







Istabas temperatūrā sērs reaģē kā reducētājs ar
fluoru, hloru un koncentrētām oksidējošām skābēm
(HNO3, H2SO4):
S + 3F2 → SF6
S + Cl2 → SCl2
S + 6HNO3 → H2SO4 + 6NO2 ↑ + 2H2O
S + 2H2SO4 → 3SO2 ↑ + 2H2O
Gaisā sērs deg, veidojot gāzi ar asu smaku - sēra
dioksīdu:
S + O2 → SO2
SKĀBEKĻA VISPĀRĪGS RAKSTUROJUMS
Ķīmiskā elementa simbols O
 Vienkāršas vielas ķīmiskā formula O2
 Atomu molmasa Mo =16 g/mol

SKĀBEKĻA SAVIENOJUMI.

Savienojumos skābeklis parasti ir divvērtīgs.
Skābekļa blīvums (p=1,429 gl-1) ir nedaudz
lielāks par gaisa blīvumu. Skābeklis ir
bezkrāsaina gāze bez smakas un garšas. Tas
slikti šķīst ūdenī, nedeg, taču tas uztur degšanu
un reaģē ar degošo vielu (oksidēšanās). Skābeklis
ir ļoti reaģētspējīga viela. Skābeklis ir
visizplatītākais ķīmiskais elements.
SKĀBEKLIS DABĀ.

Skābeklis Zemes un atmosfērā ir visvairāk
izplatīts elements. Gaisa skābekļa O2 masas daļa
ir 23%, tilpumdaļa – 21%. Skābeklis ietilpst
gandrīz visu to vielu sastāvā, kuras atrodas ap
mums (piemēram, ūdens H2O, smiltis SiO2,u. c.).
Elements skābeklis ir arī organisko vielu sastāvā
(piemēram, olbaltumvielās, taukos un
ogļhidrātos, u. c.).
SKĀBEKĻA RIŅĶOJUMS DABĀ.

Dienā augi fotosintēzes procesā ražo to augšanai
nepieciešamo enerģiju. Auga zaļās daļas uztver
saules gaismu, ūdeni un oglekļa dioksīdu, lai
veidotu jaunas šūnas, un izdala skābekli. Tā
skābeklis nepārtraukti nonāk gaisā un izzūd no
tā.
ELPOŠANA.

Mūsu organismam ir nepieciešams skābeklis, lai
ražotu enerģiju, kuru patērējam muskuļu darbā.
Skābeklis, ko mē ieelpojam, tiek izmantots, lai
“sadedzinātu” apēsto barību un veidotos enerģija,
kas ir nepieciešama cilvēka eksistencei. Skābekļa
uzņemšanas procesu sauc par elpošanu. Skābekli
no plaušām, kas to uzņem no gaisa, asinis pārnes
uz muskuļiem, kur tas ir nepieciešams enerģijas
ražošanai.
SKĀBEKĻA
IEGŪŠANA. (LABRATORIJĀ)


Laboratorijā skābekli var iegūt, sadalot dažādas
vielas, kuru sastāvā ir skābeklis, piemēram, sadalot
ūdeni vai ūdeņraža peroksīdu.
līdzstrāva

2 H2O  2 H2 + O2

ūdens

MnO2
ūdeņradis skābeklis

2 H2O2  2 H2O + O2

ūdeņraža peroksīds ūdens

skābeklis
Skābekli var arī iegūt no KMnO4 , no KClO3 , no HgO
un vēl no citām vielām
RŪPNIECĪBĀ.

Rūpniecībā skābekli iegūst no gaisa, kas ir
dažādu gāzu maisījums. Lai iegūtu skābekli,
gaisu paaugstinātā spiedienā sašķidrina. Tad no
sašķidrinātā gaisa slāpeklis iztvaiko vispirms,
bet pāri paliek skābeklis. Gāzveida skābekli
uzglabā tērauda balonos 15 MPa spiedienā.
SKĀBEKĻA IZMANTOŠANA.





Medicīnā skābekli bieži izmanto, lai glābtu ar tvana
gāzi vai citām indīgām gāzēm saindējušos cilvēkus.
Skābeklis ir nepieciešams arī slimniekiem, kuriem ir
traucēta normālā elpošana.
Ķīmiskās rūpniecības nozarēs, piemēram,
metalurģijā, lai kāpinātu čuguna ieguves ražīgumu.
Metālu metināšanai un griešanai, jo tiem
nepieciešama augsta temperatūra. Ja izmanto
speciālus degļus, skābeklī sadedzina acetilēnu C2H2
vai ūdeņradi H2, tad liesmas temperatūra sasniedz ~
3000-3500 oC.
Aviācijā (lidmašīnās, kosmosa kuģos, u.c.).
Bioloģiskos procesos, jo skābeklis dzīvos
organismus nodrošina ar enerģiju.
FAKTI.
Cilvēks elpojot 1 minūtē vidēji patērē 0,5 dm3
skābekļa, dienā – 720 dm3, bet gadā – 262,8 m3
skābekļa.
 Visas planētas iedzīvotāji (~6 miljardi) gada
laikā elpošanas procesā patērē ~1577
miljardus kubikmetru skābekļa.
 Kopējā skābekļa masa uz Zemes ir 1015 tonnas.


Lai iekšdedzes dzinējos sadedzinātu 38 litrus
benzīna, patērē 77 000 litrus skābekļa.
IZMANTOTĀ LIETERATŪRA.
“Ķīmijas rokasgrāmata” K. Zommers
 “Vai ķīmija ir nesaprotama?” J. Avotiņš
 “Ķīmiķi, kuru vārdi jāzina” J. Strazdiņš
 “Ķīmija” G. Rudzītis, F. Feldmanis
 “Ķīmija 8. un 9. klasei” Modris Drille
 “Ķīmija lauksaimniecības tehnikumiem” I.
Citovičs
 “Ķīmija augstskolu reflektantiem” G. Homčenko
