Что за минерал сера: удивительные свойства, применение и описание камня жизни

Чистая желтая сера

Сера

— минерал из класса самородных элементов. Сера представляет собой пример хорошо выраженного энантиоморфного полиморфизма. В природе образует 2 полиморфные модификации: a-сера ромбическая и b-сера моноклинная. При атмосферном давлении и температуре 95,6°С a-сера переходит в b-серу. Сера жизненно необходима для роста растений и животных, она входит в состав живых организмов и продуктов их разложения, ее много, например, в яйцах, капусте, хрене, чесноке, горчице, луке, волосах, шерсти и т.д. Она присутствует также в углях и нефти.

1. Структура
2. Свойства
3. Морфология
4. Происхождение
5. Применение
6. Классификация
7. Физические свойства
8. Оптические свойства
9. Кристаллографические свойства

Смотрите так же:

Кварц

— структура и физические свойства

Химический состав

Нередко самородная сера является практически чистой. Сера вулканического происхождения часто содержит небольшие количества As, Se, Те и следы Тi. Сера многих месторождений загрязнена битумами, глиной, разными сульфатами и карбонатами. В ней наблюдаются включения газов и жидкости, содержащей маточный раствор с NaCl, СаСЬ, Na2SO4 и др. Содержит иногда до 5,18% Se (селенистая сера)

Разновидности 1. Волканит — (селенистая сера) оранжево-красного, красно-бурого цвета.

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Ромбическая.

Класс. Дипирамидальный. Некоторые авторы считали, что сера кристаллизуется в ромбо-тетраэдрический класс так как иногда она имеет вид сфеноидов, но эта форма, по Руайе, объясняется влиянием асимметрической среды (активных углеводородов) на рост кристаллов.

Кристаллическая структура серы

Структура серы молекулярная: 8 атомов в решетке входят в одну молекулу. Молекула серы образует восьмерные кольца, в которых атомы чередуются на двух уровнях (вдоль оси кольца). 4 атома S одного уровня образуют квадрат, повернутый относительно другого квадрата на 45°. Плоскости квадратов параллельны оси с. Центры колец располагаются в ромбической ячейке по «алмазному» закону: в вершинах и центрах граней гранецентрированной ячейки и в центрах четырех октантов из восьми, на которые делится элементарная ячейка. В структуре серы выдержан принцип Юма-Розери, требующий для элементов менделеевской группы V1б координации 2 (= 8 — 6). В структуре теллура — селена, а также в моноклинной сере это достигается спиральным расположением атомов, в структуре ромбической серы (а также синтетических β-селене и β -теллуре) — их кольцевым расположением. Расстояние S — S в кольце равно 2,10 А, что в точности совпадает с расстоянием S — S в радикале S2пирита (и ковеллина) и немного больше расстояния S—S между атомами S из разных колец (3,3 А).

СТРУКТУРА

Кристаллическая структура и две сингонии серы

Самородная сера обычно представлена a-серой, которая кристаллизуется в ромбической сингонии, ромбо-дипирамидальный вид симметрии. Кристаллическая сера имеет две модификации; одну из них, ромбическую, получают из раствора серы в сероуглероде (CS2) испарением растворителя при комнатной температуре. При этом образуются ромбовидные просвечивающие кристаллы светложелтого цвета, легко растворимые в CS2. Эта модификация устойчива до 96° С, при более высокой температуре стабильна моноклинная форма. При естественном охлаждении расплавленной серы в цилиндрических тиглях вырастают крупные кристаллы ромбической модификации с искаженной формой (октаэдры, у которых частично «срезаны» углы или грани). Такой материал в промышленности называется комовая сера. Моноклинная модификация серы представляет собой длинные прозрачные темножелтые игольчатые кристаллы, также растворимые в CS2. При охлаждении моноклинной серы ниже 96° С образуется более стабильная желтая ромбическая сера.

Физические свойства

Оптические

• Цвет серно-желтый, соломенно- и медово-желтый, желто-бурый, от примесей красноватый, зеленоватый, серый; иногда от примесей битумов цвет коричневый или почти черный.
• Черта бесцветная.
• Блеск алмазный
• Отлив смолистый до жирного.
• Прозрачность. Прозрачна до просвечивающей.

Механические

• Твердость 1—2. Хрупка.
• Плотность 2,05—2,08.
• Спайность по (001), (110), (111) несовершенная. Отдельность по (111).
• Излом раковистый до неровного.

Бытовое использование

Сера в основном используется в качестве прекурсора для других химических веществ. Примерно 85% продукта превращается в серную кислоту. Поскольку она имеет важное значение для мировой экономики, ее производство и потребление являются показателем промышленного развития страны.

Основным применением кислоты является добыча фосфатных руд для производства удобрений. Ее также используют для переработки нефти, обработки сточных вод и добычи полезных ископаемых. Сера реагирует непосредственно с метаном, образовывая сероуглерод, который используется для производства целлофана и вискозы.

Одним из важных применений минерала является вулканизация резины, где полисульфиды образуют связанные органические полимеры. Они нашли широкое применение в отбеливании бумаги и в качестве консервантов в сушеных фруктах. Многие поверхностно-активные вещества и производные, например, лаурилсульфат натрия, является производным сульфатов.

Несмотря на то, что минерал нерастворим в воде, он является одним из самых универсальных элементов для образования соединений. Сера реагирует и образует соединения со всеми химическими элементами, кроме золота, йода, иридия, азота, платины, теллура и инертных газов.

Химические свойства

Растворяется в сероуглероде, скипидаре, керосине.

Прочие свойства

Электропроводность при обычной температуре почти равна нулю. При трении сера электризуется отрицательно. В ультрафиолетовых лучах пластинка толщиной 2 мм непрозрачна. При атмосферном давлении температура плавл. 112,8°; температура кипения + 444,5°. Теплота плавления при 115° 300 кал/г-атом. Теплота испарения при 316° 11600 кал/г-атом. При атмосферном давлении при 95,6° α-сера переходит в β-серу с увеличением объема.

Сера фумарольная. Россия. Камчатка

Искусственное получение

Получается путем возгона или кристаллизацией из раствора.

Диагностические признаки

Легко узнается по желтому цвету, хрупкости, блеску и легкости воспламенения.

Сопутствующие минералы. Гипс, ангидрит, опал, ярозит, асфальт, нефть, озокерит, газообразный углеводород, сероводород, целестин, галит, кальцит, арагонит, барит, пирит.

История (мифология)

Будучи легкодоступным, минерал был известен в древние времена и даже упоминался в Библии. В тексте Святого Писания сера упоминается в связи с “огненной проповедью”, в которой прихожанам напоминается о вечном проклятии для неверующих и нераскаивающихся.

Согласно папирусу Эберса (одна из старейших сохранившихся рукописей медицинского содержания), в Древнем Египте серная мазь использовалась для лечения зернистых век. В “Одиссее” Гомера упоминается, что полезное ископаемое применяли для обеззараживания. В 35 книге “Естественной истории” Плиний Старший рассматривает минерал, упоминая, что лучшие источники находятся на острове Мелос. Он указал, что его используют для обеззараживания, в медицине и для отбеливания одежды.

Самородная сера в своей природной форме известна в Китае с VI века до н.э. Там ее впервые обнаружили в Ханьчжун. К III веку китайцы обнаружили, что минерал можно добывать из пирита.

Ранние алхимики дали минералу свой собственный алхимический символ — крест с треугольником на вершине.

В традиционном досовременном лечении кожи полезное ископаемое использовалось в кремах для облегчения таких состояний, как чесотка, стригущий лишай, псориаз, экзема и акне.

Происхождение и нахождение в природе

Самородная сера встречается только в самой верхней части земной коры. Образуется при разнообразных процессах.

Большую роль в образовании месторождений серы играют животные и растительные организмы, с одной стороны, как аккумуляторы S, а с другой, как способствующие распаду H2S и других сернистых соединений. С деятельностью бактерий связывают образование серы в водах, илах, почвах, болотах и в нефтях; в последних она частью содержится в виде коллоидных частиц. Сера может выделяться из вод, содержащих H2S, под влиянием кислорода воздуха. В приморских районах местами сера выпадает при смешении пресной воды с соленой (из H2S морской воды, под действием кислорода, растворенного в пресных водах). Из некоторых природных вод сера выделяется в виде белой мути (р. Молочная в Куйбышевской обл, и др.). Из вод серных источников и из болотных вод, содержащих H2S и S, сера выпадает в северных районах России в зимний период в процессе вымораживания. Главным источником образования серы во многих месторождениях так или иначе является H2S, какого бы происхождения он ни был.

Значительные скопления серы наблюдаются в вулканических областях, в зоне окисления некоторых месторождений и среди осадочных толщ; месторождения последней группы служат основными источниками самородной серы, добываемой для практических целей. В вулканических областях сера выделяется как при извержениях вулканов, так и из фумарол, сольфатар, горячих источников и газовых струй. Иногда из кратера вулкана выливается расплавленная масса серы в виде потока (в Японии), причем сначала образуются β- или γ-сера превращающиеся позднее в α-серу с характерной зернистой структурой. При вулканических извержениях сера главным образом возникает при воздействии выделяющегося H2S на сернистый ангидрид или при окислении сероводорода кислородом воздуха; она может также возгоняться с парами воды. Пары S могут захватываться газами фумарол, струями углекислоты. Наблюдаемое впервые стадии вулканических извержений голубое пламя представляет облака горящей серы (Вулкано, на Липарских о-вах, Италия). Сероводородная стадия фумарол и сольфатар, сопровождающаяся образованием самородной серы, следует после стадии выделения фтористых и хлористых соединений и предшествует стадии углекислых выделений. Из сольфатар сера выделяется в виде рыхлых туфообразных продуктов, которые ветром и атмосферными осадками легко переносятся, образуя вторичные месторождения (Ков-Крик, шт. Юта в США).

Сера. Кристаллы в гипсе

МОРФОЛОГИЯ

Самородная сера

Образует усечённо-дипирамидальные, реже дипирамидальные, пинакоидальные или толстопризматические кристаллы, а также плотные скрытокристаллические, сливные, зернистые, реже тонковолокнистые агрегаты. Главные формы на кристаллах: дипирамиды (111) и (113), призмы (011) и (101), пинакоид (001). Также сростки и друзы кристаллов, скелетные кристаллы, псевдосталактиты, порошковатые и землистые массы, налёты и примазки. Для кристаллов характерны множественные параллельные срастания.

Месторождения

Месторождения серы вулканического происхождения обычно невелики; они имеются на Камчатке (фумаролы), на горе Алагез в Армянии, в Италии (сольфатары Слит Поццуоли), в Исландии, Мексике, Японии, США, на Яве, на Липарских о-вах и т. д. Выделение серы в горячих источниках сопровождается отложением опала, СаСО3, сульфатов и др. Местами сера замещает известняки около горячих источников, иногда выделяется в виде тончайшей мути. Горячие источники, отлагающие серу, наблюдаются в вулканических областях и в районах молодых тектонических нарушений, например, в России — на Кавказе, в Средней Азии, на Дальнем Востоке, на Курильских о-вах; в США — в Иеллоустонском национальном парке, в Калифорнии; в Италии, Испании, Японии и др. Нередко самородная сера образуется в процессе гипергенных изменений при разложении сульфидных минералов (пирита, марказита, мельниковита, галенита, антимонита и др.). Довольно большие скопления найдены в зоне окисления колчеданных залежей, например, в Сталинском месторождении Свердловской обл. и в Блявинском месторождении Оренбургской обл.; в последнем сера имеет вид плотной, но хрупкой массы слоистой текстуры, различной окраски. В месторождении Майкаин в Павлодарской области (Казахстан) крупные скопления самородной серы наблюдались между зоной ярозитов и зоной колчеданных руд. В небольших количествах самородная сера встречается в зоне окисления очень многих месторождений. Известно образование серы в связи с каменноугольными пожарами при самовозгорании пирита или марказита (порошковатая сера в ряде месторождений Урала), при пожарах в месторождениях нефтеносных сланцев (например, в Калифорнии).

.render({ blockId: «R-A-248885-7», renderTo: «yandex_rtb_R-A-248885-7», async: true }); }); t = d.getElementsByTagName(«script»)[0]; s = d.createElement(«script»); s.type = «text/javascript»; s.src = «//an.yandex.ru/system/context.js»; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(this, this.document, «yandexContextAsyncCallbacks»);

В черном морском иле сера образуется при его посерении на воздухе за счет изменения находящегося в нем односернистого железа.

Наиболее крупные промышленные месторождения серы находятся среди осадочных пород, главным образом третичного или пермского возраста. Их образование связано с восстановлением серы сульфатов, преимущественно гипса, реже — ангидрита. Вопрос о происхождении серы в осадочных образованиях является спорным. Гипс под влиянием органических соединений, бактерий, свободного водорода и др. восстанавливается сначала, возможно, до CaS или Ca(HS)2, которые под действием углекислоты и воды переходят в кальцит с выделением сероводорода; последний при взаимодействии с кислородом дает серу. Скопления серы в осадочных толщах иногда имеют пластовый характер. Часто они приурочены к соляным куполам. В этих месторождениях сера сопровождается асфальтом, нефтью, озокеритом, газообразными углеводородами, сероводородом, целестином, галитом, кальцитом, арагонитом, баритом, пиритом и другими минералами. Известны псевдоморфозы серы по волокнистому гипсу (селениту). В России такого типа месторождения имеются в районе Средней Волги (Сюкеевское Татарстан, Алекееевское, Водинское Самарская обл. и др.), в Туркменистане (Гаурдак, Каракумы), в Урало- Эмбенском р-не Казахстана, где ряд месторождений приурочен к соляным куполам, в Дагестане (Аварская и Махачкалинская группы) и в других районах. Вне России крупные месторождения серы, приуроченные к осадочным толщам, имеются в Италии (Сицилия, Романья), в США (шт. Луизиана и Техас), Испании (около Кадиса) и в других странах.

Биологическая роль

Сера — один из биогенных элементов. Сера входит в состав некоторых аминокислот (цистеин, метионин), витаминов (биотин, тиамин), ферментов. Сера участвует в образовании третичной структуры белка (формирование дисульфидных мостиков). Также сера участвует в бактериальном фотосинтезе (сера входит в состав бактериохлорофилла, а сероводород является источником водорода). Окислительно-восстановительные реакции серы — источник энергии в хемосинтезе.

В человеке содержится примерно 2 г серы на 1 кг массы тела.

Биологической действие

Чистая сера не ядовита, все же летучие серосодержащие соединения ядовиты (сернистый газ, серный ангидрид, сероводород и др.).

Серное мыло

Практическое применение серы

Применяется в целом ряде производств: в сернокислотном, бумажно-целлюлозном, резиновом, красочном, стекольном, цементном, спичечном, кожевенном и др. Большое значение сера имеет в сельском хозяйстве как инсектофунгисид для борьбы с вредителями на плантациях .винограда, чая, табака, хлопка, свеклы и пр. В виде сернистого ангидрида находит применение в холодильном деле, служит для беления тканей, для протравы в красильном деле и как дезинфицирующее средство.

Содержание

• 1 Изотопы
• 2 История и происхождение названия 2.1 Происхождение названия
• 2.2 История открытия

Преимущества разных овощей, содержащих серу

Чеснок, лук, шалот, порей и другие овощи из этой группы растений содержат разные соединения серы. Например, сульфур, полученный из чеснока, обладает противораковыми свойствами. По крайней мере, так убеждают ученые после нескольких лабораторных исследований. А вещество из лука улучшает толерантность к глюкозе у диабетиков.

Сульфорафан, сероорганическое соединение, содержащееся в брокколи, белокочанной капусте, брюссельской и цветной, усиливает активность глутатиона, снижает митохондриальную проницаемость и уменьшает в организме оксидативный стресс (по сути, массированное образование свободных радикалов).

Довольно интересными результатами исследования поделились ученые, проводившие опыт в одной из китайских провинций (с довольно высоким уровнем загрязнения атмосферы). Именно неблагоприятные условия внешней среды называют причиной частых возникновений рака печени у местного населения. Однако, люди, регулярно употребляющие брокколи, обладают, так сказать, иммунитетом против свободных радикалов. Также было замечено, что брокколи снижает оксидативный стресс и у больных сахарным диабетом 2 типа.

А соединения серы, представленные во всех видах крестоцветных, обладают мощными противораковыми свойствами, противодействуют канцерогенным веществам, в том числе и транс-жирам.