1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.3.3.1. Lưu huỳnh [9]
1.3.3.1.1. Tính chất vật lí
- Hai dạng thù hình của lưu huỳnh
Lưu huỳnh có hai dạng thù hình: Lưu huỳnh tà phương (S) và lưu huỳnh đơn tà (S). Chúng khác nhau về cấu tạo tinh thể và một số tính chất vật lí, nhưng tính chất hóa học giống nhau.
Hai dạng lưu huỳnh S và S có thể biến đổi qua lại với nhau theo điều kiện nhiệt độ.
24 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh
Bảng 1-2.Tính chất vật lí của lưu huỳnh tà phương và lưu huỳnh đơn tà
Cấu tạo tinh thể
và tính chất vật lí Lưu huỳnh tà phương (S) Lưu huỳnh đơn tà (S)
Cấu tạo tinh thể
Khối lượng riêng 2,07 g/cm3 1,96 g/cm3
Nhiệt độ nóng chảy 113oC 119oC
Nhiệt độ bền Dưới 95,5oC Từ 95,5oC đến 119oC
- Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với cấu tạo phân tử và tính chất vật lí của lưu huỳnh Ở nhiệt độ thấp hơn 113oC, S và S là những chất rắn màu vàng. Phân tử lưu huỳnh có 8 nguyên tử liên kết cộng hóa trị với nhau tạo thành mạch vòng.
Ở nhiệt độ 119oC, S và S đều nóng chảy thành chất lỏng màu vàng, rất linh động.
Ở nhiệt độ 187oC, lưu huỳnh lỏng trở nên quánh nhớt, có màu nâu đỏ.
Ở nhiệt độ 445oC, lưu huỳnh sôi, các phân tử lưu huỳnh bị phá vỡ thành nhiều phân tử nhỏ bay hơi.
1.3.3.1.2. Tính chất hóa học
Lưu huỳnh là nguyên tố tương đối hoạt động: ở nhiệt độ thường hơi kém hoạt động nhưng khi đun nóng tương tác với hầu hết nguyên tố trừ các khí hiếm, nitơ, iot, vàng và platin.
Khi tham gia phản ứng hóa học, lưu huỳnh thể hiện tính oxi hóa hoặc tính khử.
Tác dụng với kim loại hoặc hiđro
Lưu huỳnh tác dụng với kim loại hoặc hiđro ở nhiệt độ cao, sản phẩm là muối sunfua hoặc hiđro sunfua:
2Al + 3S Al0 0 t +3 -22S3
o
H2 + S H2S
25 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh
Lưu huỳnh tác dụng với thủy ngân ở nhiệt độ thường tạo muối thủy ngân (II) sunfua:
Hg + S HgS0 0 +2 -2
Trong những phản ứng trên, lưu huỳnh thể hiện tính oxi hóa.
Tác dụng với phi kim
Ở nhiệt độ thích hợp, lưu huỳnh tác dụng được với một số phi kim như oxi, flo, clo:
S + O0 02 SOto +4 -22
S + F2 SF6
0 0 to +6 -1
Trong những phản ứng trên, lưu huỳnh thể hiện tính khử.
Tác dụng với các hợp chất khác
Ngoài ra, lưu huỳnh còn thể hiện tính khử khi tác dụng với các chất oxi hóa như KNO3, KClO3, K2Cr2O7, HNO3, H2SO4,…, thí dụ:
2KClO3 + 3S 2KCl + 3SOt 2
o
+5 0 -1 +4
+6 0 +4
2H2SO4 + S 3SO2 + 2H2O 1.3.3.1.3. Sản xuất lưu huỳnh
- Khai thác lưu huỳnh: từ quặng chứa sẵn lưu huỳnh tự do. - Sản xuất lưu huỳnh từ hợp chất
+ Đốt H2S trong điều kiện thiếu không khí:
2H2S + O2 2S + 2H2O + Dùng H2S khử SO2:
2H2S + SO2 3S + 2H2O