Inlämnings uppgift i Kemi i åk 2 Teknisk linje
SVAVEL
SVAVEL FAKTARUTA
Kemisksymbol: S
Atomnummer: 16
Vanliga isotoper: 32S 33S 34S 36S
Atommassan för den naturliga isotopblandningen: 32,064
Grupp: 6B, Syregruppen
Kokpunkt(101,3kPa): 445°C
Smältpunkt(101,3kPa): 119°C
Densitet: 1957kg/m3
Elektronkonfiguration: K=2 L=8 M=6
Elektronnegativitet(Pauling): 2,5
Specifik värme entalpitet: 0,74 kJ/kg/K
0,048% av jordskorpan består av svavel. 55% av världens svavelutvinning fås som fritt svavel. Det fria svavlet förekommer i regel insprängt i den svavel förenade bergarten och erhålls därifrån genom utsmältning eller destillation. Direkt brytning av svavel sker på Sicilien, Japan och uppe i Anderna. Vid Mexikanska golfen finns också svavelförekomster men de är täckta av flera hundra meter tjocka skikt av lera och sand, vilket gör att det blir oekonomiskt med direkt brytning. Svavlet förekommer då insprängt
i kalksten som är lagrad mellan täta bergarter. Man använder sig då av den sk Frasch metoden vilket innebär att man hettar upp svavlet med varmt vatten och pressar sedan upp det smälta svavlet till ytan med hjälp av tryckluft. Man utvinner också svavel u
r svavelkis, anhydrit och man får det som biprodukt vid olje raffinering.
Av den totala svavelutvinningen används 80% för tillverkning av svavelsyra. De största producenterna av svavel är USA och Mexiko. I Sverige utvinns svavel ur svavelkis, men det täcker endast 2/3 av landets behov så vi måste alltså importera. Det finns olika former av fast svavel. En form är rombiskt svavel (alfa-svavel) som är en gul, stabil kristall. En annan variant är prismiskt svavel(beta-svavel) som även den är en gul, stabil kristall.
SVAVELOXIDER
Svavel kan, som så många andra ämnen bilda oxider. I och med att svavel är en icke metall räknas dess oxider till sura oxider. Det gör de pga om man blandar svaveloxiden med vatten sjunker pH kraftigt i vattnet.
Svaveldioxid
Den vanligaste oxiden av svavel är svaveldioxid S02. Svaveldioxiden är en skadlig gas redan vid låga halter(0,2ppm). Gasen är färglös och har en stickande lukt. Den används främst till framställning av svavelsyra, men används också vid
framställning av pappersmassa.
Svaveldioxid bildas enligt formeln:
S + O2 -> SO2
Man kan helt enkelt förbränna svavel i luft. Svavlet brinner då med en svag blå låga nästan osynlig. Ett annat sätt att framställa svaveldioxid är genom att låta koncentrerad svavelsyra droppa ned i Natriumvätesulfit:
HSO 3- + H+ -> H2SO3 -> H2O + SO2
Då man skall framställa svaveldioxid industriellt upphettar man svavelkis, FeS2 med mycket syre:
4 FeS2 + 11 O2 -> 2 Fe2O3 + 8 SO2
Svaveltrioxid
Svaveltrioxid är ett mycket giftigt ämne. Den bildar vita kristaller i rumstemperatur. Denna oxid räknas till de starkt sura oxiderna, då den under häftig reaktion med vatten bildar svavelsyra.
Svaveltrioxid bildas genom oxidation av svaveldioxid:
2 SO2 + O2 -> 2 SO3
Man använder vanligen vanadinpentoxid(V2O5) som katalysator vid reaktionen. Detta kallas kontaktmetoden. Ett annat sätt att framställa svaveltrioxid är genom att ta bort vattnet ur svavelsyra med hjälp av fosforsyre
anhydrid:
H2SO4 + P2O5 -> SO3 + H2O * P2O5
SVAVELSYRLIGHET
Svavelsyrlighet bildas då svaveldioxid får reagera med vatten. Man kan inte framställa svavelsyrlighet i renform. Om man tar bort vattnet faller syran sönder till vatten och svaveldioxid igen. Svavelsyrlighet är en medelstark syra. Den används till blekning, konservering och som desinfektionsmedel.
SVAVELSYRA
Svavelsyran är en stark två protonig syra. Koncentrerad svavelsyra är färglös och luktlös. Den har en hög densitet. Svavelsyran är mycket starkt frätande och reagerar med de flesta ämnena. Varm koncentrerad svavelsyra löser t o m koppar och silver.
Industriellt framställs svavelsyra genom reaktion mellan svaveltrioxid och vatten:
SO3 + H2O -> H2SO4
Man kan också använda den sk blykammarprocessen, vilken innebär att man använder kväveoxider:
2 SO2 + H2O + NO + NO2 + O2 -> 2 NO * HSO4
2 NO * HSO4 + H2O -> NO + NO2 + 2 H2SO4
Svavelsyran används bla till konstgödsel(superfosfat) där cirka 1/3 av svavelsyra produktionen förbrukas. Man använder den också till läkemedel, sprängämnen, färgämnen, tvättmedel och raffinering av råolja.
DIVÄTESULFID (H2S)
Gasen framställs vanligen genom inverkan av utspädd saltsyra på svaveljärn. I Vatten har H2S en svagt sur reaktion. Divätesulfiden har den egenskapen att den reducerar svaveldioxid till svavel enligt formeln:
2 H2S + SO2 -> 2 H2O + 3 S
H2S är mycket giftig. Det råder ingen större risk med förgiftning eftersom divätesulfiden har en mycket karakteristisk lukt (ruttna ägg). Men gasen är emellertid så giftig att långvarig inandning av luft som innehåller så lite som 0,03
5% H2S kan leda till döden. Det finns ofta stora förekomster av divätesulfid vid svavelkällor och i naturen bildas det vid förruttnelse och förmultning av växter och djur.
Avloppsvatten som släpps ut i vattendragen innehåller många organiska ämnen. Normalt sett bryts dessa ämnen ner av aeoroba (syrekrävande) mikroorganismer. Allt för stora utsläpp av organiskt material gör att syret i vattnet inte räcker till för nedbrytnin
gen. Syrebristen leder till att aneoroba
( ej syrekrävande) bakterier tar överhand vid nedbrytningen. Då sker en ofullständig nedbrytning och det bildas bla metan och divätesulfid. Den giftiga egenskapen hos divätesulfiden gör att många organismer dör.
SULFATER
Kalciumsulfat (CaSO4 * 2 H2O) eller med ett annat ord , gips. Den är färglöst till svagt gulfärgad. Om man värmer upp kalciumsulfatet till 120°C går 75% av kristallvattnet bort. Då erhålls ett vitt pulver som kan rö
ras ut till en formbar massa som sedan används för gipsgjutning.
Ett annan viktig svavelförening är natriumtiosulfat (Na2S2O3) som används vid fixering av fotografier. Man motverkar då att korten bleks.
SVAVLETS KRETSLOPP
Växterna tar upp svavel i form av sulfatjoner (SO4 2-) . Dessa används för uppbyggnad av proteiner. Det är av dessa växtproteiner djuren får sitt svavelbehov täckt. Vid nedbrytningen av växter och djur frigörs svavlet som divätesulfid.
Detta används av svavelbakterier som oxiderar divätesulfiden till sulfat. Därmed är kretsen sluten och växterna kan åter igen ta upp svavlet.
MILJÖ EFFEKTER
Fossilabränslen och biobränslen var tidigare levande växter och djur. Växter och djur är bla uppbyggda av proteiner. Ett av ämnena som ingår i proteiner är svavel. Detta svavel frigörs när man eldar fossila och biobränslen. Därför kommer mängder av svavel
från villornas oljepannor och från kolkraftverken.
När man eldar reagerar svavlet i tex oljan med syre som bildar svaveldioxid. När denna gas når molnen reagerar svaveldioxiden med vattendropparna och bildar svavelsyrlighet. Svavelsyra bildas också genom att svaveldioxiden oxideras ytterligare. Svavelsyra
n kommer sedan tillbaka till marken med regnet. Detta kallar man surt regn. Svavelsyran hamnar då i mark, sjöar och grundvatten.
Surt vatten är i sig inte speciellt farligt att förtära(i små mängder, vilket det rör sig om här), men syran löser ämnen ur marken som inte är lika hälsosamma. Särskilt om man har egen brunn och bor på kalkfattig jord. Ämnen som syran tar med sig från marken är tex aluminium. Aluminium kan leda till alzheimers sjukdom. För surt vatten löser också en del koppar ur vattenledningarna som ger skador på levern. Där emot minskar mängden kalcium och magnesium vilka är viktiga spårämnen för människan.
För att minska svavelutsläppen har man satt in åtgärder för att minska svavelhalten i olja. I januari 1991 införde riksdagen en skatt på svavelinnehållet i kol, olja och torv. Man fick betala 30kr per kilo svavel. Jämfört med året innan sjönk svavelhalten
med ungefär 30%.
KÄLLFÖRTECKNING
Anderssson, "Gymnasie kemi 1", Uppsala 1990
Smith, "Lärobok i oorganiska undervisnings expriment", Lund 1941
"Bra Böckers Lexicon", Belgien 1987
Rosborg, "Värna vattnet!", Falun 1991
Nyholm, "Gymnasie biologi", Uppsala 1990
"Focus uppslagsbok", Stockholm 1958
"Sveriges Natur", Nr 3, 1994
av Martin Jacobsson i klass T2
Tillbaka