Самородна сірка

Сірка являє собою приклад добре вираженого енантіотропного поліморфізму. Вона відома в трьох кристалічних модифікаціях, що входять до групи сірки: α-сірка, β-сірка (сульфур), γ-сірка (розіцкіт). Найбільш стійкою модифікацією в нормальних умовах є ромбічна (α-сірка), до якої відносяться природні кристали сірки. Друга, моноклинная модифікація (β-сірка) найбільш стійка при високих температурах. Моноклінна сірка при охолодженні до температури 95,5 ° С переходить в ромбічну. У свою чергу, ромбічна сірка при нагріванні до цієї температури переходить в моноклинную і при температурі 119 ° С плавиться. Розрізняють кристалічну і аморфну ​​сірку. Кристалічна сірка розчиняється в органічних сполуках (скипидарі, сероуглероде і гасі), тоді як аморфна сірка в сероуглероде розчиняється. Домішки аморфної сірки знижують температуру плавлення кристалічної сірки і ускладнюють її очищення.
Хімічний склад. Сірка часто зустрічається хімічно чистої, іноді містить до 5,2% селену (селениста сірка), а також телур і миш’як. Дуже часто сірка забруднена механічними домішками глинистих, а також бітумінозних речовин.

Сингония α-сірки ромбічна, вид симетрії ромбо-біпірамі-дальній – D2h – mmm (3L23PC).
Структурна осередок містить 128S. Просторова група D242h – Fddd; а0 = 10,48, b0 = 12,92 с0 = 24,55; а0: b0: с0 = 0,813: 1,1: 1,903. В основі структури ромбічної сірки лежить складна молекулярна решітка. Елементарна комірка складається з 16 електрично нейтральних молекул, об’єднаних в ланцюжок замкнутих, зигзагоподібних «зморщених» кілець з 8 атомів сірки

s – s – 2.12А, s8 – s8 = 3,30 А
Агрегати й габітус. Сірка зустрічається у вигляді з плову і землистих скупчень, а також друз кристалів, іноді у вигляді натічних форм і нальотів. Часто зустрічаються добре утворені кристали бипирамидальний (подовжено-бипирамидальний і зрізати-бипирамидальний) і тетраедрообразного габітусу, розмір яких досягає декількох сантиметрів. Головними формами на кристалах ромбічної сірки є біпіраміди {111}, {113}, призми {011}, {101} і пинакоида {001}.

Менш поширеними, але характерними для деяких родовищ, є Пинакоидальний кристали (таблітчатимі і пластинчастого вигляду). Зрідка зустрічаються двійники зрощення сірки по (111), іноді по (011) і (100). Досить часто кристали сірки утворюють паралельні зростки.
Фізичні властивості. Для сірки характерні різні відтінки жовтого кольору, рідше бурого до чорного. Колір риси жовтуватий. Блиск на гранях алмазний, на зламі – жирний. У кристалах просвічує. Спайність недосконала по (001), (110), і (111). Твердість-1-2. Тендітна. Щільність – 2,05-2,08. Сірка – хороший теплоізолятор. Має напівпровідниковими властивостями. При терті заряджається негативним електрикою.
Оптично позитивна; 2V = 69 °; ng – 2,240 – 2,245, nm – 2,038. nр = 1,951 – 1,958, ng – nр = 0,287.

Діагностичні ознаки. Кристалічні форми, колір, низька твердість і щільність, жирний блиск на зламі кристалів, низька температура плавлення – характерні ознаки сірки. Головні лінії на рентгенограмах: 3,85; 3,21 і 3,10. У НСl і H2S04 нерастворима. NH03 і царська горілка окислюють сірку, перетворюючи її в H2S04. Сірка легко розчиняється в сірковуглецю, скипидарі і гасі. П. п. Т. Легко плавиться і спалахує блакитним полум’ям з виділенням S02.
Освіта і родовища. Сірка поширена в природі, її родовища виникають: 1) при вулканічних виверженнях; 2) при поверхневому розкладанні сульфосолей і сірчистих сполук металів, 3) при раскислении сірчанокислих сполук (переважно гіпсу), 4) при руйнуванні органічних сполук (переважно багатих сіркою асфальтів і нафти), 5) при руйнуванні органічної речовини організмів і 6) при розкладанні сірководню (а також S02) на земній поверхні. Незалежно від цих процесів сірка утворюється за рахунок сірководню і іноді S02 і S03, є проміжними продуктами при розкладанні інших сірчистих утворень.

Промислові родовища сірки представлені трьома типами: 1) вулканічні родовища, 2) родовища, пов’язані з окисленням сульфідів, і 3) осадові родовища. Вулканічні родовища сірки виникають шляхом кристалізації возгонов. Сірка у вигляді добре освічених кристалів вистилає вихідні отвори фумарол і дрібні тріщини і порожнечі. Вулканічні родовища сірки відомі в Італії, Японії, Чилі та інших вулканічних районах. У Радянському Союзі вони є на Камчатці і Кавказі. Родовища сірки, пов’язані з окисленням сульфідів, характерні для зони окислення сульфідних родовищ. Їх утворення зумовлене неповним окисленням сульфідів і походите першу стадію окислення за такою можливої ​​реакції:
RS + Fe2 (S04) 3 = 2FeS04 + RS04 + S.
Найбільше значення за запасами мають родовища сірки, які виникли при формуванні осадових гірських порід. У цих родовищах вихідною речовиною для утворення сірки є сірководень. Окислення сірководню відбувається наступним чином:
2HS + 02 = 2Н20 + 2S.
Що стосується походження самого сірководню та шляхів його переходу в сірку, то більшість учених розглядає ці процеси з біохімічної точки зору, пов’язуючи їх з життєдіяльністю організмів. Наприкінці XIX сторіччя було відкрито ряд мікробів, яким властива здатність переробляти (відновлювати) сірчанокислі солі в сірководень. Разом з тим встановлено, що сірководень утворюється при гнитті білкових з’єднань і в результаті життєдіяльності деяких видів променистого грибка
Actynomicetes. Серед мікробів особливо виділяється рід Microspira, який населяє дно стоячих водойм і морських басейнів, заражених сірководнем. Ці організми знайдені також в підземних водах і нафти на глибинах до 1000-1500 м. Специфічна зв’язок сірки в найголовніших родовищах з гіпсом, нафтою та іншими бітумами (наприклад, асфальтом і озокеритом) дає підставу вважати, що вуглець органічних сполук є джерелом енергії і окислюється бактеріями за рахунок кисню, який вони отримують з сульфатів (наприклад, гіпсу). В цьому випадку весь процес утворення сірководню має такий вигляд:
Са²⁺ + SO²⁻4 + 2С + 2Н20 = H2S + Са (НС03) 2
Перехід сірководню в сірку може відбуватися або з реакції 2H2S + О2 = 2Н20 + 2S, або ж біохімічним шляхом під впливом інших бактерій, найголовнішими серед яких є Biggiatoa mirabith Thiospirillіт. Ці бактерії, поглинаючи сірководень, переробляють його в сірку, яку відкладають усередині своїх клітин у вигляді жовтих блискучих кульок. Бактерії живуть в озерах, ставках і дрібних частинах моря і, падаючи на дно разом з іншими відкладеннями, дають початок родовищам сірки.
Родовища, в яких сірка виникає одночасно з породами, які її містять, носять назву сингенетичні. Вони відомі в Сицилії, в Радянському Союзі (в Туркменії, Поволжі, Дагестані, Придністров’я та інших місцях). Особливістю сингенетичні родовищ сірки є її тісний зв’язок з певним стратиграфическим горизонтом. Коли сірка утворюється за рахунок сірководню, який циркулює по тріщинах гірських порід, виникають епігенетичні родовища. До них відносяться родовища Техасу і Луїзіани в США; в Росії – Шор-Су у Фергані, а також родовища в районі Махачкали, Казбека і Грозного. Для багатьох з цих родовищ характерні явища перекристалізації, в результаті якої виникають крупнокрісталліческіе скупчення сірки. Наприклад, в Роздільському родовищі первинна сірка представлена ​​скритокрісталліческой різницею, а вторинна (перекристаллизованного) – крупнокристалічною різницею з окремими кристалами до 5 см.
У Росії родовища сірки розвинені в Придністров’ї, де сірка зустрічається в гіпсово-вапнякової товщі верхнього Тортона у вигляді ськритокрісталлічеських скупчень у пелітоморфних вапняку (Роздол-ське і Язівського родовища), а також у вигляді великих кристалів в порожнинах в тісній асоціації з целестином і крупнокристаллическим кальцитом (Роздільське родовище). У Середній Азії (Гаурдак і Шор-Су) сірка спостерігається в тріщинах і порожнечах різних осадових порід в асоціації з бітумами, гіпсом, целестином, кальцитом і арагонітом. У Каракумах – у вигляді пагорбів, вкритих крем’янистими породами в асоціації з гіпсом, квасцами, кварцем, халцедоном і т. Д. Осадові родовища сірки відомі в Поволжі. Великі родовища сірки за кордоном відомі в Сицилії, а також в США в штатах Техас і Луїзіана, де вони пов’язані з соляними куполами.
Руйнування. Утворюючись в умовах земної поверхні, самородна сірка все ж є нестійкою і, поступово окислюючись, дає початок сульфатам (в основному гіпсу).
Практичне значення. Сірка знаходить застосування в сернокислотной, целюлозно-паперової, сірникової, кожеобрабативающей та інших галузях промисловості. Вона використовується також для виробництва вибухових речовин, при виготовленні гуми, фарб, різних сірчаних препаратів. Промисловими вважаються руди, які містять не менше 10% сірки.

Посилання на основну публікацію