硫
基本信息
物理性質(zhì)
熔點(diǎn)
正交硫:112.8 ℃(1 atm)
單斜硫:119 ℃(1 atm)
水溶性
易溶于二硫化碳、四氯化碳等溶劑,微溶于乙醇、乙醚,不溶于水
原子性質(zhì)
硫是人體內(nèi)必不可少的一種元素,基本氨基酸中蛋氨酸( 甲硫氨酸 )、 半胱氨酸 、 胱氨酸 均包含硫元素,這幾種氨基酸參與多種重要蛋白質(zhì)的形成。 除此之外,硫及其化合物的應(yīng)用廣泛,在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、食品領(lǐng)域具有重要作用。硫一方 面可以從自然礦中提取,另一方面也可以從天然氣、煤氣等工業(yè)廢氣中回收獲得。 硫?qū)儆诙?jí)易燃固體,本身無(wú)毒,但燃燒后放出的有毒和刺激性氣體,如二氧化硫等則會(huì)造成更多的人員傷亡和撲救困難。硫單質(zhì)也具有一定的刺激性,直接接觸可能會(huì)造成皮膚刺激。
發(fā)現(xiàn)歷史 硫的拉丁名稱“Surphur”源自于梵文“Sulvere”,原義為“鮮黃色”。 硫以游離態(tài)的形式存在于世界上的多個(gè)地區(qū),因此在遠(yuǎn)古時(shí)代硫就被世界上各個(gè)民族所認(rèn)識(shí)和使用了。大約在4000年前,埃及人已經(jīng)會(huì)將硫燃燒形成的 二氧化硫 用于漂白布匹,古希臘人也將其作為熏蒸劑焚燒或用于漂白布和保存葡萄酒。公元前九世紀(jì), 古羅馬 著名詩(shī)人 荷馬 (Homer)在他的著作中講述了硫燃燒時(shí)有消毒和漂白的作用。硫磺在《 圣經(jīng) 》中也多次被提到,最著名的 是它摧毀了 所多瑪 和 蛾摩拉 。 中國(guó)很早就把硫列為重要的藥材,在中國(guó)古代第一部藥物學(xué)專著《 神農(nóng)本草經(jīng) 》中載錄有石硫黃(即硫)。中國(guó)對(duì)火藥的研究大概始于公元七世紀(jì),當(dāng)時(shí)的 黑火藥 是由 硝酸鉀 、硫和 木炭 三者組成的,是人類最早使用的一種火藥。 1746年英國(guó) 科學(xué)家 羅巴克 (J.Roebuck)發(fā)明了 鉛室法 制造硫酸。1777年化學(xué)家 拉瓦錫 (A.L.Lavoisier)認(rèn)為硫是一種元素。1808年,法國(guó)化學(xué)家 蓋-呂薩克 (Louis-Josef Gay-Lussac)和瑟納德(Louis-Jac ques Thénard)證明了硫是一種元素。至此以后,硫就迅速成為工業(yè)中最為重要的元素之一。
化學(xué)結(jié)構(gòu)
電子結(jié)構(gòu) 硫的原子序數(shù)為16,其 核外電子數(shù) 也為16,核外電子排布為1s 2s 2p 3s 3p 。當(dāng) 原子軌道 處于全空、半充滿、充滿的狀態(tài)下比較穩(wěn)定,所以硫原子易得到2個(gè)電子而形成陰離子S 。
同素異形體 單質(zhì)硫有多種同素異形體,有鏈狀的也有環(huán)狀的。其中分子式為S 8 的單質(zhì)硫最穩(wěn)定,以S 8 環(huán)在空間的不同排列得到幾種單質(zhì)硫的同素異形體中,其中最為常見的是正交硫(orthorhombic)和單斜硫(monoclinic)。正交硫,又稱 α-硫 ,呈黃色,熔點(diǎn)為112.8 ℃,密度為2.07 g/cm3,在一般情況下,正交硫是室溫下硫單質(zhì)穩(wěn)定存在的形式。單斜硫,又稱β-硫,呈淺黃色,熔點(diǎn)為119 ℃,密度為1.94 g/cm3。在95.6 ℃下,這兩種變體處于平衡狀態(tài),正交硫與單斜硫均能溶于二硫化碳等非極性溶劑,都不溶于水。 在已知的所有晶態(tài)硫的同素異形體中,三方硫的密度是最大的,晶態(tài)硫的密度和熔點(diǎn)如下 :
晶態(tài)硫
熔點(diǎn) / ℃
密度 / g/cm3
正交硫(Sα)
112.8
2.07
單斜硫(Sβ)
119
1.94
單斜硫(Sγ)
116.8
-
三方硫(Sp)
-
2.21
Sz(正交晶系)
39
2.09
S??(正交晶系)
145
2.04
分布情況 世界硫資源分布廣泛,主要分布在北美、中東、歐洲、東亞等地區(qū)。硫在地殼中的含量為0.048%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),在自然界中,硫以單質(zhì)硫和化合態(tài)硫兩種形式存在。 在地殼中硫約占340 ppm,在元素豐度序列中居第16位。硫的三種最重要工業(yè)資源分別來(lái)源于蒸發(fā)巖礦層、天然氣、 原油 中和煤中的 有機(jī)硫化合物 以及硫鐵礦。 在火山周圍的地域中,常蘊(yùn)藏有單質(zhì)硫的礦床,這種礦床可能是由于地下的硫化物礦與高溫水蒸氣作用生成了 硫化氫 ,進(jìn)而硫化氫與 氧 或 二氧化硫 反應(yīng)形成單質(zhì)硫。火山生成的游離硫資源分布于 太平洋 沿岸山脈,在墨西哥、日本、意大利、智利、 秘魯 和 菲律賓 等國(guó)的火山地區(qū)附近,都有這種單質(zhì)硫礦床,同時(shí)還存在于冰島和地中海地區(qū)。除了單質(zhì)硫外,硫的第二種主要自然來(lái)源為天然氣中的硫化氫,現(xiàn)從天然氣中提取硫的技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟。硫及其化合物的第三種來(lái)源為硫化物礦,所有硫化礦中以 黃鐵礦 的豐度最大,它是單質(zhì)硫的主要來(lái)源,黃鐵礦常以大規(guī)模的扁平礦體存在,但也出現(xiàn)在礦脈或分散地區(qū),最大的工業(yè)礦層是從西班牙的塞維利亞向西延伸到葡萄牙,位于西班牙韋爾瓦?。≒rovincia de Huelva)的一個(gè)扁平礦床,其長(zhǎng)度為1.5 km、寬240 m,含硫達(dá)48%,其他大的礦床分布在俄羅斯、日本、意大利、 塞浦路斯 等地。 海洋中也存在有極大量不易開采的硫資源,它們以Mg、Ca、K的可溶性 硫酸鹽 形式存于海水中,據(jù)計(jì)算全世界海洋中每 立方千米 海水大約含有100萬(wàn)噸硫酸鹽形式的化合態(tài)硫。 除此之外,硫元素也存在于許多人體、植物以及動(dòng)物的蛋白中,如半胱氨酸、 光氨酸 和甲硫氨酸這三種主要的氨基酸中均含有硫,這幾種氨基酸參與多種重要蛋白質(zhì)的形成。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì) 硫是一種無(wú)味的淡黃色晶體,單質(zhì)硫具有多種 同素異構(gòu)體 ,如正交晶體硫、斜單晶硫等。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,正交晶體硫的熔點(diǎn)為112.8 ℃,斜晶體硫的熔點(diǎn)為119 ℃。單質(zhì)硫的沸點(diǎn)為444.6 ℃, 臨界點(diǎn)溫度 為1041 ℃, 臨界點(diǎn)壓力 為20.7 MPa, 熔化熱 為1.7175 kJ/mol, 汽化熱 為45 kJ/mol, 比熱容 為0.932 kJ/(kg·K)。單質(zhì)硫難溶于水,可溶于 二硫化碳 。硫的密度與硫存在的形式有關(guān)。
同位素 已知硫有25種同位素,其中有4種同位素能夠在自然界中穩(wěn)定存在,6種同位素具有放射性。穩(wěn)定同位素的相對(duì)豐度分別為S-32(95.02%)、S-33(0.75%)、S-34(4.21%)、S-36(0.02%),通常情況下僅研究S-32和S-34的豐度比,只有研究 地外物質(zhì) 時(shí)才考慮S-33和S-36。在放射性同位素中,S-35的 半衰期 最長(zhǎng)。
化學(xué)性質(zhì) 硫有多種同素異形體,但一般參與化學(xué)反應(yīng)的大多都是環(huán)八硫S 8 。硫是一種十分活潑的元素,不僅可以與除鉑、金以外的金屬和大多數(shù)的非金屬反應(yīng)形成化合物,而且還可以與酸、堿反應(yīng),具有氧化性的酸可以將硫單質(zhì)氧化。
硫與鹵素反應(yīng) 硫的性質(zhì)活潑,能與氟、氯等鹵素反應(yīng)形成化合物,甚至在室溫下,硫能與氟直接發(fā)生反應(yīng)。但是需要注意的是,硫不可以與碘發(fā)生反應(yīng)。
3F 2 +S=SF 6
3Cl 2 +S=SCl 6
硫與金屬反應(yīng) 在加熱條件下,除金、鉑等金屬外,硫幾乎可以與所有的金屬反應(yīng)。 如以下與金屬鋁、鐵的反應(yīng):
硫與非金屬反應(yīng) 除稀有氣體、碘、氮等元素外,硫也可以與幾乎所有的非金屬反應(yīng)。 如以下硫和氫氣的反應(yīng):
若在常溫下的潮濕空氣中,硫可被氧緩慢地氧化成 硫酸 。 2S+3O 2 +2H 2 O=2H 2 SO 4
若在空氣中加熱時(shí),硫燃燒生成二氧化硫,并伴隨著藍(lán)色火焰。
S(s)+O 2 (g)=SO 2 (g)
硫與酸反應(yīng) 硫可以與 氧化性酸 反應(yīng),如同 濃硝酸 反應(yīng)生成硫酸。 S+6HNO 3 =H 2 SO 4 +6NO 2 +2H 2 O
S(s)+2H 2 SO 4 (l)=3SO 2 (g)+2H 2 O(l)
硫與堿反應(yīng) 3S+6 NaOH =Na 2 SO 3 +2Na 2 S+3H 2 O
硫與鹽類反應(yīng) 硫和亞硫酸鈉溶液共沸,可轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>硫代硫酸鈉 : S+Na 2 SO 3 =Na 2 S 2 O 3
硫與有機(jī)化合物反應(yīng) 8S+2C 5 H 10 NH (C 5 H 10 N) 2 S 7 +H 2 S
化合物 硫的價(jià)態(tài)十分豐富,呈現(xiàn)出了多種價(jià)態(tài),其價(jià)態(tài)有-2價(jià)(如硫化鈉Na?S)、-1價(jià)(如 硫化亞鐵 FeS?)、0價(jià)(單質(zhì)S)、+1價(jià)(如 二氯化二硫 S? Cl? )、+2價(jià)(如硫代硫酸鈉Na?S? O? )、+3價(jià)(如 二氧硫酸鈉 Na?S?O?)、+4價(jià)(如二氧化硫SO?)、+5價(jià)(如 二硫酸鈉 Na?S?O?)、+6價(jià)(如硫酸H?SO?),因此硫可以形成多類型的化合物,以下介紹幾種常見的硫化合物。
硫化氫 硫化氫(H?S)是硫的氫化物中最簡(jiǎn)單的一種,在常溫常壓下,硫化氫是一種有惡臭和有毒性的無(wú)色氣體。硫化氫分子的幾何形狀和 水分子 相類似,為彎曲 形,因此,它和水分子一樣,也是一個(gè) 極性分子 ,但它的極性比水弱得多,以致分子間幾乎不存在 氫鍵 ,所以硫化氫的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都很低。
金屬硫化物 金屬硫化物分為輕金屬硫化物和重金屬硫化物,輕金屬硫化物包括 堿金屬 、 堿土金屬 和鋁的硫化物,它們易溶于水,易水解,堿金屬硫化物水解而使溶液呈強(qiáng)堿性。例如硫化鈉就為實(shí)驗(yàn)室常用的輕金屬硫化物,白色晶體,熔點(diǎn)為1172 ℃,在空氣中易 潮解。重金屬硫化物一般具有特征顏色且難溶于水。
硫的氧化物 一氧化硫 為無(wú)色氣體,有類似于硫化氫的臭味,很易發(fā)生聚合作用。一氧化硫是一個(gè)雙 游離基 ,性質(zhì)極為活潑,它能和水猛烈地作用,生成單質(zhì)硫、硫化氫和 亞硫酸 ,當(dāng)有堿類物質(zhì)存在時(shí),則生成 硫代酸鹽 ,一氧化硫能溶于 三氯甲烷 和 四氯化碳 中成黃色的溶液。在一氧化硫分子中,S-O鍵的鍵長(zhǎng)為148 pm。 二氧化硫分子呈V形結(jié)構(gòu),是一種有強(qiáng)烈刺激性氣味的無(wú)色氣體,密度是空氣的2.26倍。是極性分子,熔點(diǎn)為-75.5 ℃,沸點(diǎn)為-10.05 ℃,較易液化,二氧化硫易溶于水,在通常情況下1 dm3水能溶解40 dm3二氧化硫。二氧化硫具有氧化性,能將強(qiáng)還原劑氧化。
二氧化硫也是一種大氣污染物,在高空,二氧化硫能與空氣中的水蒸氣及氧氣反應(yīng)生成硫酸,硫酸含在雨水中,即形成酸雨,酸雨會(huì)加速橋梁等建筑物的腐蝕速率,并且逐步降低了水和土壤的pH,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的顯著改變,二氧化硫具有毒性,若吸入一定量的二氧化硫會(huì)引起食欲喪失、便秘和氣管炎癥等疾病,因此空氣中SO?含量不得超過0.02 mg/dm3。
純凈的三氧化硫是無(wú)色、易揮發(fā)的固體,熔點(diǎn)為16.8 ℃,沸點(diǎn)為44.5 ℃,用氧氣氧化二氧化硫時(shí)反應(yīng)的活化能較高,需要有催化劑存在才能生成三氧化硫:
亞硫酸及其鹽 二氧化硫溶于水生成亞硫酸,亞硫酸與堿反應(yīng)可形成 正鹽 (MSO?)和 酸式鹽 (MHSO?),例如亞硫酸鈉(Na?SO?)和亞硫酸氫鈉(NaHSO?),除堿金屬及銨的 亞硫酸鹽 極易溶于水外,其他亞硫酸鹽均難溶或微溶于水,但它們都能溶于強(qiáng)酸, 亞硫酸氫鹽 的溶解度大于相應(yīng)的正鹽。 亞硫酸很不穩(wěn)定,只存在于水溶液中。亞硫酸能與一些有機(jī)色素結(jié)合成無(wú)色有機(jī)化合物,如 品紅溶液 與亞硫酸反應(yīng)變?yōu)闊o(wú)色。
硫酸及其鹽 硫酸具有高沸點(diǎn)、酸性強(qiáng)、 吸水性 和 脫水性 強(qiáng)等特點(diǎn),因此濃硫酸是最常用的 干燥劑 ,用來(lái)干燥不與濃硫酸起反應(yīng)的各種物質(zhì),如 氯氣 、 氫氣 和二氧化碳等。 硫酸是 二元酸 ,能生成正鹽和酸式鹽,在酸式鹽中,只有堿金屬元素Na和K能形成穩(wěn)定的固態(tài)鹽。酸式鹽大多易溶于水、易帶結(jié)晶水并且容易形成 復(fù)鹽 。
硫代硫酸及其鹽 硫代硫酸可以看作是硫酸分子中一個(gè)端基 氧原子 被硫原子取代而得的產(chǎn)物,硫代硫酸極不穩(wěn)定,硫代硫酸鹽的熱穩(wěn)定性能較好,但在溶液中易被氧化。
硫的含氧酸的衍生物 亞硫酰氯是無(wú)色液體,其熔點(diǎn)為-101 ℃,沸點(diǎn)為75.6 ℃,在亞硫酰氯分子中S原子為sp3雜化,在S原子上保留有一對(duì) 孤電子對(duì) ,分子構(gòu)型為三角錐形。 硫酰氯是無(wú)色發(fā)煙的液體,其熔點(diǎn)為-51 ℃,沸點(diǎn)為69.4 ℃,在硫酰氯分子中S原子為sp3雜化, 分子構(gòu)型 為四面體形。
生產(chǎn)方法 硫是世界上最為重要的元素之一,具有相當(dāng)多的消耗領(lǐng)域,如硫酸,特種硫磺等,因此硫的生產(chǎn)提取工藝十分重要。硫不僅可從自然硫礦床、有色金屬硫化物等中提取,也可以從酸性天然氣、工業(yè)廢氣中回收硫資源。以下列舉幾種典型的單質(zhì)硫的生產(chǎn)方法和提純方法。
從自然的礦床提取 從硫的天然礦床提取硫,常用的 弗拉施法 (Frasch法)和 西西里法 (Sicilian法)。Frasch法是在1891年發(fā)展起來(lái)的一種重要提取硫的方法,該法是從地面到含硫的 方解石 沉積層打一口豎井,然后將三根不同口徑的套管插于其中,直達(dá)礦床。提取時(shí),將過熱的水和過熱的蒸汽從最大口徑的管子壓進(jìn)礦床,使硫熔融為液態(tài)。再?gòu)淖钚】趶降墓茏哟蜻M(jìn)熱的壓縮空氣將液態(tài)硫、水和空氣的混合物從中等口徑管子壓出地面。從井中出來(lái)的硫,經(jīng)在容器中冷卻后,即為成品。這種方法具有工藝簡(jiǎn)單安全、投資少、建設(shè)快、開采深度大、污染問題較少等優(yōu)點(diǎn),但硫的回收率低。 Sicilian法也能從含硫的礦石中提取硫,該法是把含硫礦石堆集成一個(gè)大丘狀的煉硫窯,并將處于頂部的礦石引燃,以利用上層含于礦石中的硫燃燒時(shí)所釋放的熱,使下層的硫熔融為液態(tài),將液態(tài)硫?qū)肽>咧?,?jīng)冷卻凝固后,即為成品。用Sicilian法從一堆礦石提取硫,常需費(fèi)時(shí)數(shù)月,得到的硫一般只占礦石原含硫量的60%左右,純度都較低,常需提純。
用二硫化碳萃取法也能從含單質(zhì)硫的礦石中分離出硫來(lái),生產(chǎn)時(shí),先用二硫化碳處理礦石,以溶解其中的硫。然后用過熱水蒸氣加熱萃取液,以蒸出二硫化碳供循環(huán)使用,蒸發(fā)結(jié)束后,將留于蒸餾容器底部熔融的液態(tài)硫放出,導(dǎo)入模具中冷卻鑄型,即得成品。
從黃鐵礦石提取 將黃鐵礦石和 焦炭 混合,置于煉硫爐中,使混合物在有限的空氣中燃燒,便可從中分離出硫來(lái)。將液態(tài)硫?qū)肽>咧欣鋮s鑄型,即為成品:
從天然氣、煤氣和工業(yè)廢氣中回收 與氣體凈化和保護(hù)環(huán)境相結(jié)合,除去含于天然氣和煤氣中的硫化氫或處理工業(yè)廢氣中的硫化氫,每年也可回收到較多的硫。含有硫化氫的工業(yè)廢氣主要來(lái)源于硫化染料的制造、含硫原油的精煉、化學(xué)工業(yè)和制藥工業(yè)中硫化物與酸的反應(yīng)等化工過程。
可以用 克勞斯法 (Claus法)將以上氣體中的硫化氫以單質(zhì)硫的形式回收時(shí)。該方法過程為先將硫化氫導(dǎo)入一燃燒室中,以化學(xué)計(jì)算量的氧氣與其反應(yīng),使大部分的硫化氫轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)硫。然后,將在燃燒室中生成的二氧化硫和剩余的硫化氫先后導(dǎo)入兩個(gè)或三個(gè)放有 催化劑 的反應(yīng)室中,使它們?cè)诖呋瘎┑拇呋?,相互作用而成為單質(zhì)硫。
硫的提純
蒸餾法提純硫 工業(yè)上為了得到較純凈的硫,常用蒸餾法精煉。 蒸餾 時(shí),將 硫蒸氣 導(dǎo)入一磚石室中,硫蒸氣即在室壁上凝結(jié)為微細(xì)結(jié)晶的粉狀硫,叫做 硫華 。如果把磚石室的溫度保持在硫的熔點(diǎn)以上且沸點(diǎn)以下,則硫蒸氣便冷凝為 液態(tài)硫 ,將液態(tài)硫?qū)肽>咧欣鋮s、鑄型,即得成品,常把這種形式的硫叫做 棒狀硫 。 同時(shí),硫還可以通過液體獨(dú)特的動(dòng)態(tài)熱解過程得到純化,稱之為 硫裂解純化機(jī)理 。通過熱解和蒸餾的結(jié)合來(lái)凈化硫是非常有吸引力的,但是由于硫的液體粘度-溫度關(guān)系使熱解方法變得復(fù)雜。例如,1992年美國(guó)科學(xué)家蘇斯曼(Sherman Susman)等人利用一種結(jié)合氣泡和搖動(dòng)來(lái)克服擴(kuò)散限制動(dòng)力學(xué)的裝置,分離或剝離含硫材料得到高度純化的硫。
實(shí)驗(yàn)室提純硫 在實(shí)驗(yàn)室中,如需純度較高的硫,可用工業(yè)產(chǎn)品為原料,對(duì)其作進(jìn)一步的提純。提純硫的方法很多,例如結(jié)晶法、蒸餾法、聯(lián)合法等方法,應(yīng)根據(jù)預(yù)定的要求加以選擇 。 硫最常見的實(shí)驗(yàn)室提純方法是二硫化碳重結(jié)晶法。提純時(shí),在室溫下以硫與二硫化碳約為3:7的比例,將硫溶于二硫化碳中,過濾,流液置于密閉的容器內(nèi),放在冰水中冷卻,濾出析出的硫,再用相同的方法重結(jié)晶幾次,最后,把得到的結(jié)晶體在363-373 K下干燥數(shù)小時(shí),即可得到純度較高的硫,但在其中常含有少量的二硫化碳、硫化氫和二氧化硫。
硫的另一較普通的實(shí)驗(yàn)室提純方法是常壓蒸餾法,可以根據(jù)硫的沸點(diǎn)選擇收集合適溫度范圍內(nèi)的液體。具體過程為先將鋼管中的含硫固體加熱,使硫變成蒸汽,然后經(jīng)冷凝重新變?yōu)楣腆w后收集于另一容器的過程。經(jīng)兩次蒸餾后,所得的硫的有機(jī)碳含量極低,但對(duì)純度要求較高時(shí),常壓蒸餾法并不是一個(gè)理想的提純方法。
應(yīng)用領(lǐng)域
硫的生理作用 硫是人體內(nèi)必不可少的一種元素,人體內(nèi)的基本氨基酸中蛋氨酸(甲硫氨酸)、半胱氨酸、胱氨酸均包含硫元素,這幾種氨基酸參與多種重要蛋白質(zhì)的形成。 除此之外的,部分蛋白質(zhì)中還含有 巰基 和 二硫鍵 ,均存在硫元素,這些蛋白質(zhì)在人體內(nèi)起到關(guān)鍵性位置。例如 金屬硫蛋白 與鋅(MTs)等金屬結(jié)合時(shí),能夠促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)與增值、消除自由基與氧化應(yīng)激保護(hù)。
在醫(yī)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用 藥物分子中,硫元素同樣扮演著重要角色。硫是作為藥物分子中第5個(gè)常見元素,僅位列 碳 、 氫 、 氧 、 氮 之后。硫化合物活性的研究已經(jīng)證明了它們的抗炎特性,并用于治療疾病,如 阿爾茨海默氏癥 、帕金森氏癥和艾滋病毒。此外,已知含硫元素的活性藥物包括 氨苯砜 、 奎硫平 、 青霉素 、 普羅布考 和 奈非那韋 等。 不僅如此,硫及其化合物也可以制備藥物。如硫單質(zhì)也可以用于制備疥癬藥 ,硫代硫酸鈉在臨床上常作為氰化物及砷劑等中毒的搶救藥。
在化工領(lǐng)域的應(yīng)用 硫及其化合物的應(yīng)用十分廣泛,可以制造硫系染料、橡膠硫化劑、做 漂白劑 、制備重金屬離子沉淀劑等。如二氧化硫和亞硫酸可以用作紙張、草編制品等的漂白劑,硫化鈉是化學(xué)工業(yè)中常用的重金屬離子沉淀劑, 多硫化物 是分析化學(xué)常用試劑, 二硫化二鈉 可在制革工業(yè)中用作原皮的脫毛劑,硫酰氯常作為工廠中的 氯化劑 和 氯磺化 劑, 焦硫酸 一種是良好的磺化劑,硫代硫酸鈉被用作攝影過程的 定影液 , 硫代乙醇酸 多在石油鉆井時(shí)作為 緩蝕劑 。
在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用 硫是植物和農(nóng)作物生長(zhǎng)必需的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素之一,在植物和農(nóng)作物的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)、解毒、防衛(wèi)和抗逆等方面中起到一定的作用,甚至?xí)绊戅r(nóng)作物的品質(zhì),而多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的土壤中缺硫或潛在缺硫,因此硫及其化合物還可以作為硫肥為植物提高硫元素。常見的硫肥有 石膏 、硫磺、 硫酸鉀 、 硫酸鈣 等
在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用 在制備混凝土?xí)r,加入硫百分之二十到四十而成的硫混凝土凝固迅速,密致堅(jiān)硬,表面平整光滑,能防水分滲透,能耐酸、堿和普通溶劑,非常適用于預(yù)制可雕刻的和裝飾性的建筑構(gòu)件。也可以把硫加入 瀝青 也可大大改進(jìn)性能,硫?yàn)r青具有較高的強(qiáng)度和優(yōu)良的耐久性,用來(lái)鋪筑路面,非常堅(jiān)固耐用。把硫加入交通劃線用的熱溶油漆,容易冷卻,凝固迅速,劃線時(shí)不需要交通改道。
在電子領(lǐng)域的應(yīng)用 硫及其化合物也可以應(yīng)用于電子器件中,例如過渡金屬二硫族化合物(TMDS)是一類典型的二維納米材料,適合應(yīng)用于半導(dǎo)體器件中。 例如 鋰硫電池 ,這是一種以單質(zhì)硫作為電池正極,金屬鋰作為負(fù)極的一種鋰電池。鋰硫電池是一種潛在的高能電池,具有成本低、綠色環(huán)保、高比能量等特點(diǎn),但在實(shí)際應(yīng)用中存在壽命短等缺點(diǎn)。目前大多鋰硫電池均處于研究階段,商業(yè)化仍需進(jìn)一步的探索。 硫的鹵化物 六氟化硫 (SF?)優(yōu)良的絕緣和滅弧介質(zhì),常常用作高壓互輸線、 高壓變壓器 、斷路器 的絕緣材料。
安全事宜
消防安全 當(dāng)由硫引發(fā)的火災(zāi)時(shí),可以使用泡沫、二氧化碳、干粉型滅火劑滅火,當(dāng)遇過大時(shí)可用霧狀水滅火。切勿將水流直接射至著火點(diǎn),以免引起嚴(yán)重的流淌火和與產(chǎn)生的有毒氣體二氧化硫形成酸雨。
硫磺屬于二級(jí)易燃固體,本身無(wú)毒,但燃燒后放出的有毒和刺激性氣體,如二氧化硫等則會(huì)造成更多的人員傷亡和撲救困難。
硫磺在生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)倪^程中產(chǎn)生的小粒徑粉塵很可能在電器設(shè)備產(chǎn)生的高熱或靜電的激發(fā)下引發(fā)燃爆事故,而硫磺粉塵較低的爆炸下限質(zhì)量濃度、較高的放熱量和爆炸超壓則能加劇爆炸的危害程度,因此在硫磺生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)過程中要避免摩擦產(chǎn)生小顆粒硫磺粉塵。同時(shí),對(duì)于產(chǎn)生的硫磺粉塵要及時(shí)去除,從根本上杜絕火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生。
健康安全 硫單質(zhì)燃燒會(huì)生成有毒氣體二氧化硫(SO?),在短時(shí)間接觸少量SO?后,可能會(huì)導(dǎo)致死亡或永久傷害。SO?會(huì)與顆粒物從口、鼻等途徑進(jìn)入人體并沉積于氣管、細(xì)支氣管、終末細(xì)支氣管和肺泡腔內(nèi),會(huì)導(dǎo)致哮喘發(fā)作,肺功能異?;蛐难芗膊』颊叩娘L(fēng)險(xiǎn)更大。人體若暴露在1000 ppm的SO?環(huán)境中,會(huì)在10分鐘到數(shù)小時(shí)內(nèi)因呼吸抑制導(dǎo)致死亡。
單質(zhì)硫雖然是動(dòng)物正常發(fā)育的必要成分,但由于海底沉積物造成的硫濃度升高對(duì)水生生物是有害的。
中藥在產(chǎn)地加工和儲(chǔ)藏中熏硫?qū)Ψ乐瓜x蛀、霉變作用顯著,但是用硫磺熏蒸中藥可能對(duì)人體肝、腎等臟器造成較嚴(yán)重危害。