Síra

Síra, S, je žlutý nekov, v přírodě je poměrně rozšířený. Vyskytuje se v několika alotropních modifikacích, nejběžnější je α-síra, která je tvořena osmiatomovými, cyklickými molekulami.

Vlastnosti síry
Atomové číslo 16 Počet stabilních izotopů 4
Atomová hmotnost 32,065 Elektronová konfigurace [Ne] 3s2 3p4
Teplota tání [°C] 119,21 Teplota varu [°C] 444,6
Elektronegativita 2,40 Hustota [g.cm-3] 2,070

Získává se těžbou, protože v přírodě nalézáme síru i v čistém stavu. Ložiska se nacházejí v USA, Mexiku a Polsku. Mimoto se vyskytuje ve formě sloučenin jak anorganických, tak i organických. Nejrozšířenějším minerálem síry je pyrit (FeS2).

Elementární síra

Elementární síra

Síra vytváří velké množství alotropických modifikací (v současnosti jich známe přes 30), nejběžnější modifikací je rombická α-S8, která je tvořena cyklickými osmiatomovými molekulami, je dobře rozpustná v CS2 a S2Cl2. Velice zajímavé je sledovat změny během zahřívání žluté, rombické modifikace síry. Při 95 °C přechází na monoklinickou β-S8, nad teplotou 119 °C pozorujeme tání síry. Pokud taveninu zahřátou nad 150 °C prudce ochladíme, např. vylitím do vody, získáme γ-S8. Pokud v zahřívání pokračujeme, pozorujeme vzrůst viskozity taveniny, až dojde k jejímu ztuhnutí, to je způsobeno otevíráním cyklů síry a jejich polymerací.

Oxidy síry

Síra tvoří poměrně velký počet oxidů, nejznámější a nejrozšířenější jsou oxid sírový (SO3) a siřičitý (SO2). S oxidem siřičitým se potkáváme denně v ovzduší s průmyslovým znečištěním, kromě toho vzniká i sopečnou činností. Oxid sírový je důležitý v průmyslu, při výrobě kyseliny sírové, kde se vyrábí oxidací SO2.

Kromě těchto dvou oxidů známe řadu nižších, se vzorcem SnO, které lze připravit reakcí cyklických modifikací síry s kyselinou trifluoroperoxooctovou za nízkých teplot. A také známe řadu vyšších oxidů, odvozených od oxidu sírového, např. SO4.

Halogenid-oxidy síry

Známe dvě hlavní řady halogenid-oxidů síry: dihalogenidy thionylu se vzorcem SOX2 a dihalogenidy sulfurylu se vzorcem SO2X2. Molekuly SOX2 mají tvar pyramidy, grupa symetrie Cs. Chloridy a fluoridy jsou bezbarvé kapaliny, bromid thionylu je oranžový a méně těkavý. Jodid thionyl dosud nebyl připraven v čisté podobě, proto o něm není známo mnoho informací. Je to tmavě hnědá, pevná látka, která se za laboratorní teploty rozkládá.

V praxi je nejdůležitější chlorid thionylu (SOCl2), který se využívá k sušení a dehydrataci, protože velmi ochotně reaguje s vodou podle rovnice:

SOCl2 + H2O → SO2 + 2 HCl

Dále se používá v organické syntéze jako chlorační a oxidační činidlo a jako nevodné, aprotické rozpouštědlo.

Halogenidy sulfurylu jsou těkavé plyny a kapaliny a jsou hodně reaktivní. Fluorid sulfurylu se připravuje reakcí fluoru s oxidem siřičitým nebo fluorací chloridu sulfurylu. Ve směsi chloridu a bromidu sulfurylu dochází k ligandové výměně a vznikají směsné halogenidy sulfurylu.

Oxokyseliny síry

Síra vytváří poměrně širokou škálu oxokyselin, jejich chemie je podobná chemii kyselin fosforu. Nejdůležitější kyselinou je bezesporu kyselina sírová.

Přehled základních kyselin síry a hodnoty jejich pKa najdete v tabulce.

Název Vzorec pKa
Kyselina sírová H2SO4 pKa2 = 1,92
Kyselina siřičitá H2SO3 pKa1 = 1,82
pKa2 = 6,92
Kyselina dithioničitá H2S2O4 pKa1 = 0,35
pKa2 = 2,45
Kyselina disírová H2S2O7 pKa1 = 3,1
Kyselina peroxodisírová H2S2O8
Kyselina thiosírová H2S2O3 pKa1 = 0,6
pKa2 = 1,74
Strukturní vzorce kyselin síry

Strukturní vzorce kyselin síry

NMR

Síra se v NMR využívá velmi málo, protože jediný aktivní izotop je kvadrupól, má nízké zastoupení, nízkou citlivost a poskytuje široké signály. Standardem je (NH4)2SO4.

33S
Spin 3/2
Zastoupení v přírodě [%] 0,76
Citlivost vzhledem k 1H 0,00227
Citlivost vzhledem k 13C 0,101
Rezonanční frekvence v poli 1 T 3,2717
Rozsah chemických posunů 964 ppm, -290 až 674

Chemické posuny

MoS42- 700-650
S6- 400-200
DMSO 350-320
Sírany, siřičitany 50-(-50)
(NH4)2SO4 0
S4- -220-(-300)

 Odkazy – NMR

Navigace

H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

Leave a Reply