От водорода до …? - Таубе Петр Рейнгольдович - Страница 28

Авторы приключенческих произведений также описывают «таинственные» явления, происходящие с фосфором и его соединениями. «Крыша в хижине была худая, с потолка падали дождевые капли, но в очаге слабо мерцало голубоватое пламя … концы хвороста тлели голубоватым огнем. О фосфоре, воспламеняющемся от воды, они не вспомнили, им было не до химии…» (Р. А. Штильмарк. Наследники из Калькутты). Очевидно и автору «было не до химии», ибо белый фосфор, склонный к самовоспламенению, хранят именно под водой.

Сера известна человеку со времен глубокой древности. Легендарный древнегреческий поэт Гомер, живший между XII и VIII вв. до нашей эры, автор эпических поэм «Иллиада» и «Одиссея», указывает, что сера употреблялась для курений при религиозных обрядах. Диоскорид, греческий врач из Киликии, в своей книге о лекарственных средствах, относящейся к 50 г. нашей эры, упоминает о двух сортах серы. Они употреблялись в качестве лечебного средства: «нежженая», т. е. самородная, и «жженая», или выплавленная, сера.

Сера входит в состав знаменитого в истории древнего мира греческого огня. Секретом его изготовления владели греческие цари в течение четырех веков.

В 941 г. под стенами Царьграда был уничтожен флот киевского князя Игоря. «Повесть временных лет» — летописный свод событий, составленный в Киеве, заканчивал словами очевидцев описание похода Игоря: «Словно молнию … которая на небе, Греки имеют у себя и пускали ее, сжигая нас, поэтому мы и не одолели их».

Встречаясь в виде серных жил в трещинах земли вулканических местностей (в Италии, на о. Милосе, в Греции и др.), а также внутри кратеров вулканов, сера издавна считалась продуктом деятельности подземного бога Вулкана. Красивое сине-голубое пламя серы, удушливый запах вблизи огнедышащих гор укрепляли представление о божественном происхождении серы. В представлении древних натуралистов, особенно алхимиков, сера играла особую роль. Мысль, высказанная в VIII в. арабским алхимиком и врачом Джабир-ибн-Хайяном (Гебером), о том, что все металлы состоят из серы и ртути, стала основным принципом алхимического «учения» о металлах. Формула: «Все металлы состоят из ртути и серы в изменчивых количествах» теоретически обосновывала возможность превращения неблагородных металлов в золото. По мысли алхимиков, оно состояло из самой чистой ртути, смешанной с небольшим количеством самой чистой серы. Алхимики считали, что путем простого изменения соотношения между серой и ртутью и очищения их любой металл может быть превращен в золото.

О древнейшем знакомстве человека с серой свидетельствует и происхождение ее названия, заимствованное у санскритского слова «сира», что значит светло-желтый. Химический знак — от латинского «сульфур» — сера.

Сера относится к весьма распространенным элементам. В земной коре содержание серы достигает 0,03 %. Сера встречается в самородном состоянии в Америке (штат Луизиана, США), в Италии (Сицилия), в Японии. В СССР месторождения серы были открыты в Каракумской пустыне. Есть сера на Кавказе, Урале, в Поволжье. Особенно широко распространена сера в виде многочисленных и разнообразных соединений с металлами (минералы — колчеданы, обманки, блески), а также в виде солей (ангидрит, астраханит, вантгоффит, гипс, кругит, леонит и др.). На холоду сера взаимодействует только с фтором, при нагревании легко реагирует с водородом, кислородом и со всеми металлами, исключая золото и платину. Жерла действующих вулканов часто окаймлены скоплениями алунита. Некоторые астрономы полагают, что белые ореолы и светлые лучи, которые так хорошо видны на диске Луны вокруг кратеров лунных гор, состоят из алунита. Замечательная устойчивость серы к воде и воздуху находит применение в скреплении металлов с камнем.

Сера входит в состав белков. При анализе различных белков количество серы, в пересчете на сухое вещество, колеблется от 0,3 до 2,5 %. Большое количество серы находится в белках покровных тканей, из которых образованы копыта, ногти, волосы, перья. Сера входит в состав некоторых гормонов (например, в инсулин), витаминов и ряда других органических соединений, играющих большую роль в обмене веществ.

Сейчас трудно перечислить отрасли техники и промышленности, где бы можно было обойтись без серы; она входит в состав спичечной зажигательной массы, широко используется в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и болезнями виноградников, хлопчатника и других растений. В мелко раздробленном состоянии очищенная сера применяется в медицине при энтеробиозе (заражение острицами), при лечении кожных заболеваний, в психиатрии для пирогенной (температурной) терапии.

Сера — незаменимый материал в производстве резины. Ценнейшие свойства каучука — упругость, эластичность — могут сохраняться в узком интервале температуры. Летом, в жару, изделия из каучука размягчаются и липнут. Зимой, в мороз, становятся хрупкими и ломкими. Было установлено, что каучук, соединяясь с серой при нагревании, дает резину (от французского слова — древесная смола). Жара и мороз ей не страшны. Процесс получения резины называется вулканизацией (от латинского «вулканус» — огонь).

В больших масштабах сера применяется для получения многочисленных производных — сероуглерода, сульфитной целлюлозы, фармацевтических препаратов, некоторых сортов синтетических каучуков, серной кислоты.

Важнейшим производным серы является серная кислота, которую получают при взаимодействии серного ангидрида с водой. В свою очередь серный ангидрид получают из сернистого газа. Сернистый газ под названием «паров горящей серы» известен со времен Гомера. Однако собрать эти «пары» в сосуд в чистом виде удалось спустя несколько столетий после Гомера англичанину Пристли. Он сделал это с помощью изобретенной им ртутной ванны. Сернистый газ хорошо растворяется в воде (1 объем воды при 0 °C растворяет 80 объемов газа). Сернистый газ бесцветен, ядовит, обладает резким запахом. Жертвой сернистого газа стал знаменитый естествоиспытатель античного мира Плиний Старший. Сернистый газ является одним из наиболее часто встречающихся газообразных продуктов вулканических извержений. Среди действующих вулканов больше всего сернистого газа выбрасывает самый высокий и наиболее трудно доступный вулкан Камчатки — Ключевская сопка. Сернистый газ встречается и на давно потухших вулканах. Например, по свидетельству альпинистов, запах сернистого газа ощущается на северном склоне Эльбруса — высочайшего потухшего вулкана Европы.

Сернистый газ соединяет в себе свойства окислителя и восстановителя. Обладая способностью обесцвечивать в присутствии влаги органические краски, сернистый газ применяется в текстильной промышленности для отбеливания шерсти и шелка. В некоторых случаях реакция отбеливания является обратимой, и окраска с течением времени возобновляется. Этим объясняется восстановление цвета соломенных шляп, отбеленных сернистым газом. От солнечных лучей и сухого воздуха они приобретают свою прежнюю грязно-желтую окраску.

В медицинской и ветеринарной практике сернистый газ употребляется как превосходное дезинфицирующее средство. В бумажно-целлюлозной промышленности сернистый газ используется для получения целлюлозы из древесины. При пропускании смеси сернистого газа с кислородом воздуха над нагретым катализатором образуется серный ангидрид. При температуре 44,8 °C серный ангидрид превращается в бесцветную летучую жидкость, затвердевающую при 16,8 °C.

Соединение серного ангидрида с водой сопровождается большим выделением тепла. В результате образуется серная кислота.

Огромные количества серной кислоты расходуются в производстве минеральных удобрений, применяются для очистки поверхности железа от окислов перед нанесением металлических покрытий (цинка, олова и др.). Серная кислота используется для получения медного и цинкового купороса, сернокислого алюминия, некоторых кислот, а также для очистки органических продуктов и особенно нефтепродуктов.