Sülfür

Bilgibank, Hoşgeldiniz
(Sulfur sayfasından yönlendirildi)
Gezinti kısmına atla Arama kısmına atla
Sülfür, 16S
Sülfür
Sülfür
Görünümlimon sarısı sinterlenmiş mikrokristaller
Standart atom ağırlığı Ar, std(S)[32.05932.076] Konvansiyonel: 32.06
Periyodik tablodaki Sülfür
Hidrojen (diyatomik ametal)
Helyum (soy gaz)
Lityum (alkali metal)
Berilyum (toprak alkali metal)
Bor (yarı metal)
Karbon (ametal)
Nitrojen (diyatomik ametal)
Oksijen (diyatomik ametal)
Flor (diyatomik ametal)
Neon (soy gaz)
Sodyum (alkali metal)
Magnezyum (toprak alkali metal)
Alüminyum (zayıf metal)
Silikon (yarı metal)
Fosfor (ametal)
Sülfür (ametal)
Klor (diyatomik ametal)
Argon (soy gaz)
Potasyum (alkali metal)
Kalsiyum (toprak alkali metal)
Skandiyum (geçiş metali)
Titanyum (geçiş metali)
Vanadyum (geçiş metali)
Krom (geçiş metali)
Manganez (geçiş metali)
Demir (geçiş metali)
Kobalt (geçiş metali)
Nikel (geçiş metali)
Bakır (geçiş metali)
Çinko (geçiş metali)
Galyum (zayıf metal)
Germanyum (yarı metal)
Arsenik (yarı metal)
Selenyum (ametal)
Brom (diyatomik ametal)
Kripton (soy gaz)
Rubidyum (alkali metal)
Stronsiyum (toprak alkali metal)
İtriyum (geçiş metali)
Zirkonyum (geçiş metali)
Niyobyum (geçiş metali)
Molibden (geçiş metali)
Teknesyum (geçiş metali)
Rutenyum (geçiş metali)
Rodyum (geçiş metali)
Paladyum (geçiş metali)
Gümüş (geçiş metali)
Kadmiyum (geçiş metali)
İndiyum (zayıf metal)
Kalay (zayıf metal)
Antimon (yarı metal)
Tellür (yarı metal)
İyot (diyatomik ametal)
Ksenon (soy gaz)
Sezyum (alkali metal)
Baryum (toprak alkali metal)
Lantan (lantanit)
Seryum (lantanit)
Praseodim (lantanit)
Neodimyum (lantanit)
Promethium (lantanit)
Samaryum (lantanit)
Evropiyum (lantanit)
Gadolinyum (lantanit)
Terbiyum (lantanit)
Disporsiyum (lantanit)
Holmiyum (lantanit)
Erbiyum (lantanit)
Tulyum (lantanit)
İterbiyum (lantanit)
Lutesyum (lantanit)
Hafnium (geçiş metali)
Tantal (geçiş metali)
Tungsten (geçiş metali)
Renyum (geçiş metali)
Osmiyum (geçiş metali)
İridyum (geçiş metali)
Platin (geçiş metali)
Altın (geçiş metali)
Cıva (geçiş metali)
Talyum (zayıf metal)
Kurşun (zayıf metal)
Bizmut (zayıf metal)
Polonyum (zayıf metal)
Astatin (yarı metal)
Radon (soy gaz)
fransiyum (alkali metal)
Radyum (toprak alkali metal)
Aktinyum (aktinit)
Toryum (aktinit)
Protaktinyum (aktinit)
Uranyum (aktinit)
Neptunyum (aktinit)
Plütonyum (aktinit)
Amerikyum (aktinit)
Küriyum (aktinit)
Berkelyum (aktinit)
Kaliforniyum (aktinit)
Aynştaynyum (aktinit)
Fermiyum (aktinit)
Mendelevyum (aktinit)
Nobelyum (aktinit)
Lavrensiyum (aktinit)
Rutherfordiyum (geçiş metali)
Dubniyum (geçiş metali)
Seaborgiyum (geçiş metali)
Bohriyum (geçiş metali)
Hassiyum (geçiş metali)
Meitneriyum (bilinmeyen kimyasal özellikler)
Darmstadtiyum (bilinmeyen kimyasal özellikler)
Röntgenyum (bilinmeyen kimyasal özellikler)
Kopernikyum (geçiş metali)
Ununtrium (bilinmeyen kimyasal özellikler)
Flerovyum (zayıf metal)
Ununpentium (bilinmeyen kimyasal özellikler)
Livermorium (bilinmeyen kimyasal özellikler)
Ununseptium (bilinmeyen kimyasal özellikler)
Ununoctium (bilinmeyen kimyasal özellikler)
O

S

Se
fosforsülfürklor
Atom numarası (Z)16
Grup16. grup (kalkojenler)
Periodperiyot 3
Blokp-blok
Element kategorisi  Reaktif ametal
Elektron konfigürasyonu[Ne] 3s2 3p4
Kabuk başına elektron2, 8, 6
Fiziksel özellikler
 STP de Fazkatı
Erime noktası388.36 K ​(115.21 °C, ​239.38 °F)
Kaynama noktası717.8 K ​(444.6 °C, ​832.3 °F)
Yoğunluk (r.t. yakın)alfa: 2.07 g/cm3
beta: 1.96 g/cm3
gamma: 1.92 g/cm3
sıvı olduğunda ( m.p.)1.819 g/cm3
Kritik nokta1314 K, 20.7 MPa
Isı entalpisimono: 1.727 kJ/mol
Buharlaştırma ısımono: 45 kJ/mol
Molar ısı kapasitesi22.75 J/(mol·K)
Buhar basıncı
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 375 408 449 508 591 717
Atom özellikleri
Oksidasyon durumları−2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6 (bir güçlü asidik oksit)
ElektronegatiflikPauling ölçeği: 2.58
İyonlaşma enerjisi
  • 1.: 999.6 kJ/mol
  • 2.: 2252 kJ/mol
  • 3.: 3357 kJ/mol
  • (daha fazlası)
Kovalent yarıçapı105±3 pm
Van der Waals yarıçapı180 pm

sülfür spektral çizgileri
Diğer özellikler
Kristal yapıortorombiktir
Ortorombik kristal sistemi
Termal iletkenlik0.205 W/(m·K) (amorf)
Elektriksel direnç2×1015  Ω·m (20 °C) (amorf)
Manyetik sıralamadiyamanyetik[1]
Manyetik alınganlık(α) −15.5·10−6 cm3/mol (298 K)[2]
Bulk modülü7.7 GPa
Mohs sertliği2.0
CAS Numarası7704-34-9
Tarihçe
KeşfedenÇin[3] (MÖ 2000'den önce)
Tarafından bir öğe olarak kabul edildiAntoine Lavoisier (1777)
sülfür ana izotopları
İzo­top Bol­luk Half-life (t1/2) Bozunma modu Boz­unma
32S 94.99% kararlı
33S 0.75% kararlı
34S 4.25% kararlı
35S iz 87.37 d β 35Cl
36S 0.01% kararlı
| referanslar

Sülfür veya Kükürt, sembolü S ve atom numarası 16 olan kimyasal bir elementtir. Bol, çok değerlikli ve metalik değildir. Normal koşullar altında, kükürt atomları kimyasal formül S8 ile siklik oktatomik moleküller oluşturur. Elementel kükürt, oda sıcaklığında parlak sarı, kristalimsi bir katıdır.

Sülfür, evrende kütle olarak en yaygın onuncu, Dünya'da en yaygın beşinci elementtir. Bazen saf, doğal formda bulunmasına rağmen, Dünyadaki kükürt genellikle sülfür ve sülfat mineralleri olarak ortaya çıkar. Doğal formda bol olan kükürt, antik Hindistan, antik Yunanistan, Çin ve Mısır'daki kullanımlarından bahsedildi. İncil'de kükürt, "yanan taş" anlamına gelen kükürt olarak adlandırılır. Günümüzde hemen hemen tüm element sülfürleri, sülfür içeren kirleticilerin doğal gaz ve petrolden uzaklaştırılmasının bir yan ürünü olarak üretilmektedir. Elementin en büyük ticari kullanımı sülfat ve fosfat gübreleri ve diğer kimyasal işlemler için sülfürik asit üretimidir. Kükürt elementi kibritlerde, böcek öldürücülerde ve fungisitlerde kullanılır. Birçok kükürt bileşiği kokuludur ve kokulu doğal gaz, kokarca kokusu, greyfurt ve sarımsak kokuları organosülfür bileşiklerinden kaynaklanmaktadır. Hidrojen sülfür çürüyen yumurtalara ve diğer biyolojik işlemlere karakteristik bir koku verir.

Sülfür, tüm yaşam için gerekli bir elementtir, ancak neredeyse her zaman organosülfür bileşikleri veya metal sülfitler formundadır. Üç amino asit (sistein, sistin ve metiyonin) ve iki vitamin (biyotin ve tiamin) organosülfür bileşikleridir. Birçok kofaktör, glutatyon, tioredoksin ve demir-kükürt proteinleri de dahil olmak üzere kükürt içerir. Disülfürler, S-S bağları, dış deri, saç ve tüylerde bulunan protein keratinin mekanik mukavemetini ve çözünmezliğini sağlar. Kükürt biyokimyasal işlevsellik için gerekli temel kimyasal elementlerden biridir ve tüm canlı organizmalar için elementer bir makro besleyicidir.

Özellikleri

Fiziki ozellikleri

Kükürt birkaç çok atomlu molekül oluşturur. En iyi bilinen allotrop oktasülfür, siklo-S8'dir. Siklo-S8 'in nokta grubu D4d'dir ve dipol momenti 0 D'dir. Oktasülfür, kokusuz, yumuşak, parlak sarı bir katıdır, ancak saf olmayan numuneler, eşleşmelere benzer bir kokuya sahiptir. 115.21 °C'de (239.38 °F) erir, 444.6 °C'de (832.3 °F) kaynar ve kolayca süblimleşir. 95.2 °C'de (203.4 °F), erime sıcaklığının altında, siklo-oktasülfür a-oktasülfürden P-polimorfuna dönüşür. S8 halkasının yapısı, moleküller arası etkileşimleri etkileyen bu faz değişikliği ile neredeyse değişmez. Erime ve kaynama sıcaklıkları arasında, oktasülfür yine allotropunu değiştirir, β-oktasülfürden γ-sülfüre dönüşür, yine daha düşük bir yoğunlukla birlikte polimer oluşumuna bağlı olarak artan viskozite ile birlikte. Yüksek sıcaklıklarda depolimerizasyon meydana geldikçe viskozite azalır. Erimiş kükürt, 200 °C'nin (392 °F) üzerinde koyu kırmızı bir renk alır. Kükürt yoğunluğu, allotropa bağlı olarak yaklaşık 2 g/cm3'tür; tüm kararlı allotroplar mükemmel elektrik yalıtkanlarıdır.

Kimyasal özellikler

Kükürt, boğucu ve tahriş edici bir kokuya sahip kükürt dioksit oluşumu ile mavi bir alevle yanar. Sülfür suda çözünmez ancak karbon disülfürde ve daha az bir ölçüde benzen ve toluen gibi polar olmayan organik çözücülerde çözünür. Sülfürün birinci ve ikinci iyonizasyon enerjileri sırasıyla 999.6 ve 2252 kJ/mol'dür. Bu rakamlara rağmen, +2 oksidasyon durumu nadirdir, +4 ve +6 daha yaygındır. Dördüncü ve altıncı iyonlaşma enerjileri 4556 ve 8495.8 kJ/mol, orbitaller arasında elektron transferinin neden olduğu rakamların büyüklüğü; bu durumlar sadece flor, oksijen ve klor gibi güçlü oksitleyicilerle stabildir. Sülfür, kötü şöhretli reaktif olmayan metal iridyum (hatta iridyum disülfür veren) ile bile, soy gazlar hariç neredeyse tüm diğer elementlerle reaksiyona girer. Bu reaksiyonlardan bazıları yüksek sıcaklıklara ihtiyaç duyar.

izotopları

Sülfür, bilinen dört tanesi stabil olan 23 bilinen izotopa sahiptir: 32S (% 94.99 ±% 0.26), 33S (% 0.75 ±% 0.02), 34S (% 4.25 ±% 0.24) ve 36S (% 0.01 ±% 0.01). 35S'den başka, 87 günlük yarılanma ömrüne sahip ve 40Ar kozmik ışın spallasyonunda oluşan, sülfürün radyoaktif izotoplarının yarı ömrü 3 saatten azdır.

Sülfit mineralleri çöktüğünde, katılar ve sıvı arasındaki izotopik denge, ko-genetik minerallerin δ34S değerlerinde küçük farklılıklara neden olabilir. Mineraller arasındaki farklar, dengeleme sıcaklığını tahmin etmek için kullanılabilir. Cevher oluşumu sırasında cevher taşıyan sıvının pH ve oksijen fugasitesini belirlemek için bir arada var olan karbonat mineralleri ve sülfürlerinin δ13C ve δ34S'si kullanılabilir.

Çoğu orman ekosisteminde, sülfat çoğunlukla atmosferden elde edilir; cevher mineralleri ve evaporitlerin ayrışması kükürt katkısına neden olur. Farklı izotop bileşimli kükürt kirlilik kaynaklarını belirlemek için kullanılmış ve hidrolojik çalışmalarda zenginleştirilmiş kükürt izleyici olarak eklenmiştir. Doğal bolluktaki farklılıklar, ekosistem bileşenlerinin 34S'sinde yeterli varyasyon bulunan sistemlerde kullanılabilir. Atmosferik sülfat kaynaklarının hakim olduğu düşünülen Kayalık Dağ göllerinin, havza sülfat kaynaklarının baskın olduğuna inanılan göllerden karakteristik 34S değerlerine sahip olduğu bulunmuştur.

Doğal oluşum

32S, büyük yıldızların içinde, sıcaklığın 2.5×109 K'ı aştığı bir derinlikte, bir silikon çekirdeği artı bir helyum çekirdeğinin kaynaşmasıyla oluşturulur. Bu nükleer reaksiyon, bol miktarda element üreten alfa sürecinin bir parçası olduğundan, kükürt evrendeki en yaygın 10. elementtir.

Kükürt, genellikle sülfit olarak, birçok göktaşı türünde bulunur. Sıradan kondritler ortalama %2.1 kükürt içerir ve karbonlu kondritler %6.6 kadar içerebilir. Normalde troilit (FeS) olarak bulunur, ancak serbest sülfür, sülfatlar ve diğer sülfür bileşikleri içeren karbonlu kondritlerde istisnalar vardır. Jüpiter'in volkanik ayı Io'nun ayırt edici renkleri, çeşitli erimiş, katı ve gaz halinde kükürt formlarına bağlanır.

Dünyadaki kütlece en yaygın beşinci elementtir. Elemental kükürt, dünyanın birçok yerinde, özellikle Pasifik Ateş Halkası boyunca kaplıcaların ve volkanik bölgelerin yakınında bulunabilir; bu tür volkanik yataklar Endonezya, Şili ve Japonya'da çıkarılmaktadır. Bu tortular polikristalindir ve 22×16×11 cm boyutlarında belgelenmiş en büyük tek kristaldir. Tarihsel olarak, Sicilya Sanayi Devrimi'nde önemli bir kükürt kaynağıydı. Deniz tabanında, denizaltı volkanlarla ilişkili, suyun kaynama noktasının sülfürün erime noktasından daha yüksek olduğu derinliklerde ~ 200 m çapa kadar erimiş kükürt gölleri bulunmuştur.

Doğal kükürt, tuz kubbelerinde alçı gibi sülfat mineralleri üzerinde etkili olan anaerobik bakteriler tarafından sentezlenir. Meksika Körfezi kıyılarında ve doğu Avrupa ve Batı Asya'daki evaporitlerde tuz kubbelerinde önemli birikintiler meydana gelir. Doğal kükürt sadece jeolojik süreçlerle üretilebilir. Tuz kubbelerinden fosil bazlı kükürt yatakları bir zamanlar ABD, Rusya, Türkmenistan ve Ukrayna'da ticari üretim için temel oluşturdu. Şu anda, Polonya'daki Osiek madeninde ticari üretim yapılmaktadır. Bu tür kaynaklar şimdi ikincil ticari öneme sahiptir ve çoğu artık çalışmamaktadır.

Yaygın olarak doğal olarak bulunan sülfür bileşikleri arasında pirit (demir sülfür), sinnokar (cıva sülfür), galena (kurşun sülfür), sfalerit (çinko sülfür) ve stibnit (antimon sülfür); ve alçı (kalsiyum sülfat), alunit (potasyum alüminyum sülfat) ve barit (baryum sülfat) gibi sülfat mineralleri sayılabilir. Yeryüzünde, Jüpiter'in uydusu Io'da olduğu gibi, elementel kükürt doğal olarak hidrotermal menfezlerden kaynaklanan emisyonlar da dahil olmak üzere volkanik emisyonlarda meydana gelir.

Bileşikler

Sülfürün ortak oksidasyon durumları −2 ila +6 arasındadır. Kükürt, soy gazlar hariç tüm elementlerle kararlı bileşikler oluşturur.

Allotropları

Sülfür, diğer elementlerden daha fazla 30'dan fazla katı allotrop oluşturur. S8'in yanı sıra başka halkalar da bilinmektedir. Bir atomun tepeden çıkarılması, S8'den daha koyu sarı olan S7'yi verir. "Elementel sülfür" ün HPLC analizi esas olarak S8, fakat S7 ve az miktarda S6 ile bir denge karışımı ortaya koymaktadır. S12 ve S18 dahil olmak üzere daha büyük halkalar hazırlanmıştır.

Amorf veya "plastik" kükürt, erimiş kükürdün hızlı soğutulmasıyla, örneğin soğuk suya dökülerek üretilir. X-ışını kristalografi çalışmaları, amorf formun, tur başına sekiz atomlu bir sarmal yapıya sahip olabileceğini göstermektedir. Uzun sarmal polimerik moleküller kahverengimsi maddeyi elastik hale getirir ve bu form toplu olarak ham kauçuk hissine sahiptir. Bu form oda sıcaklığında metastabildir ve yavaş yavaş artık elastik olmayan kristalin moleküler allotroplara geri döner. Bu işlem saatler ila günler arasında gerçekleşir, ancak hızla katalize edilebilir.

polikatyonlar ve polyanyonlar

Sülfür güçlü asitli bir çözelti içinde hafif oksitleyici maddelerle reaksiyona sokulduğunda kükürt polikatyonları, S82+, S42+ ve S162+ üretilir. Sülfürün oleum içinde çözülmesi ile üretilen renkli çözeltiler ilk olarak C.F. Bucholz keşfetti, ancak ilgili polikatyonlar renginin ve yapısının nedeni sadece 1960'ların sonlarında belirlendi.S82+ koyu mavi, S42+ sarı ve S162+ kırmızıdır.

Radikal anyon S3 mineral lapis lazuli'nin mavi rengini verir.

Sülfitler

Sülfürün hidrojen ile işlenmesi hidrojen sülfür verir. Suda çözündüğünde hidrojen sülfit hafif asidiktir:

H2S ⇌ HS + H+

Hidrojen sülfür gazı ve hidrosülfür anyonu, hemoglobin ve bazı sitokromların siyanür ve azide benzer bir şekilde oksijen taşıma kapasitelerini inhibe etmeleri nedeniyle memeliler için son derece toksiktir (aşağıya bakınız, önlemler altında).

Elementel sülfürün azaltılması, S merkezleri ile sonlandırılmış kükürt atomlarının zincirlerinden oluşan polisülfürleri verir:

2 Na + S8 → Na2S8

Bu reaksiyon, sülfürün ayırt edici bir özelliğini vurgular: katenleme yeteneği (zincir oluşumu ile kendine bağlanır). Bu polisülfür anyonlarının protonlanması, x = 2, 3 ve 4 olduğu H2Sx polisülfanlarını üretir. Sonuçta, sülfürün azaltılması sülfür tuzları üretir:

16 Na + S8 → 8 Na2S

Bu türlerin karşılıklı dönüştürülmesi, sodyum-kükürt bataryasında kullanılır.


Oksitler, oksoasitler ve oksoanyonlar

Başlıca kükürt oksitler, kükürt yakılarak elde edilir:

S + O2 → SO2 (sülfür dioksit)
2 SO2 + O2 → 2 SO3 (sülfür trioksit)

Çoklu sülfür oksitler bilinmektedir; sülfür açısından zengin oksitler arasında sülfür monoksit, disülfür monoksit, disülfür dioksitler ve perokso grupları içeren daha yüksek oksitler bulunur.

sülfürün, bazıları izole edilemeyen ve sadece tuzlar tarafından bilinen kükürt oksoasitleri oluşturur. Sülfür dioksit ve sülfitler (SO2−
3
), kararsız sülfürik asit (H2SO3) ile ilişkilidir. Sülfür trioksit ve sülfatlar (SO2−
4
), sülfürik asit (H2SO4) ile ilgilidir. Sülfürik asit ve SO3 birleşerek sülfürik asit içinde bir pirosülfürik asit (H2S2O7) çözeltisi olan oleum elde edilir.

Bazen "hiposülfitler" olarak adlandırılan, fotografik fiksasyonda (hipo) kullanılan ve indirgeyici ajanlar olarak kullanılan tiyosülfat tuzları (S
2
O2−
3
), iki oksidasyon durumunda sülfür içerir. Sodyum ditiyonit (Na
2
S
2
O
4
), daha yüksek oranda indirgenen ditiyonit anyonunu (S
2
O2−
4
) içerir.

Halojenürler ve okshalidler

Birkaç sülfür halojenür modern endüstri için önemlidir. Sülfür heksaflorür, yüksek voltaj transformatörlerinde bir yalıtkan gaz olarak kullanılan yoğun bir gazdır; ayrıca basınçlı kaplar için reaktif olmayan ve toksik olmayan bir itici gazdır. Sülfür tetraflorür, nadiren kullanılan ve oldukça toksik olan organik bir reaktiftir. Sülfür diklorür ve disülfür diklorür önemli endüstriyel kimyasallardır. Sülfüril klorür ve klorosülfürik asit, sülfürik asit türevleridir; tiyonil klorür (SOCl2) organik sentezde yaygın bir reaktiftir.

Pnictides

Önemli bir S–N bileşiği, kafes tetrasülfür tetranitrürdür (S4N4). Bu bileşiğin ısıtılması, herhangi bir metal atomu içermemesine rağmen metalik özelliklere sahip polimerik sülfür nitrür ((SN)x) verir. Tiyosiyanatlar SCN grubunu içerir. Tiyosiyanatın oksidasyonu, tiyosiyanojen ((SCN)2'yi NCS-SCN bağlantısı ile verir. Fosfor sülfitler çoktur, en önemlisi ticari olarak P4S10 ve P4S3 kafesleridir.

Metal sülfürler

Bakır, çinko, nikel, kobalt, molibden ve diğer metallerin ana cevherleri sülfürlerdir. Bu malzemeler, su veya hatta birçok asit tarafından kolayca saldırıya uğramayan koyu renkli yarı iletkenler olma eğilimindedir. Hidrokülfitin metal tuzları ile reaksiyonu ile hem jeokimyasal olarak hem de laboratuvarda oluşurlar. Mineral galena (PbS) ilk göstergede yarıiletkendi ve erken kristal radyolarda kedi bıyıklarında sinyal doğrultucu olarak kullanıldı. "Aptal altını" olarak adlandırılan pirit adı verilen demir sülfür, FeS2 formülüne sahiptir. Bu cevherlerin, genellikle kavurma ile işlenmesi maliyetli ve çevre açısından tehlikelidir. sülfür, lekelenme yoluyla birçok metali aşındırır.

Organik bileşikler

Örnek organosülfür bileşikleri

Sülfür içeren organik bileşiklerin ana sınıflarından bazıları şunlardır:

  • Tiyoller veya merkaptanlar (cıvaları şelatlayıcı olarak yakaladıkları için denir) alkollerin kükürt analoglarıdır; tiyollerin baz ile işlenmesi tiyolat iyonları verir.
  • Tiyoeterler eterlerin sülfür analoglarıdır.
  • Sülfonyum iyonları katyonik bir kükürt merkezine bağlı üç gruba sahiptir. Dimetilsülfoniopropionat (DMSP), deniz organik kükürt döngüsünde önemli olan böyle bir bileşiktir.
  • Sülfoksitler ve sülfonlar, sırasıyla sülfür atomuna bağlı bir ve iki oksijen atomuna sahip tiyoeterlerdir. En basit sülfoksit, dimetil sülfoksit, yaygın bir çözücüdür; yaygın bir sülfon sülfolandır.
  • Sülfonik asitler birçok deterjanda kullanılır.

Karbon-sülfür çoklu bağları olan bileşikler nadirdir, bir istisna, karbon dioksite yapısal olarak benzeyen uçucu renksiz bir sıvı olan karbon disülfürdür. Polimer rayonu ve birçok organosülfür bileşiğini yapmak için bir reaktif olarak kullanılır. Karbon monoksitten farklı olarak, karbon monosülfid sadece güneş sistemleri arasında bulunan son derece seyreltik bir gaz olarak stabildir.

Organosülfür bileşikleri, çürüyen organik maddenin hoş olmayan kokularının bir kısmından sorumludur. Evsel doğal gaz, sarımsak kokusu ve kokarca spreyinde koku verici olarak bilinirler. Tüm organik kükürt bileşikleri tüm konsantrasyonlarda hoş kokmaz: küçük konsantrasyonlarda kükürt içeren monoterpenoid (greyfurt merkaptan) greyfurtun karakteristik kokusudur, ancak daha büyük konsantrasyonlarda jenerik tiol kokusuna sahiptir. Güçlü bir vezikül olan kükürt hardalı, I. Dünya Savaşı'nda etkisizleştirme ajan olarak kullanıldı.

sülfür-sülfür bağları, proteinleri sertleştiren disülfid köprülerine benzer şekilde kauçuğu sertleştirmek için kullanılan yapısal bir bileşendir (aşağıdaki biyolojik bileşime bakınız). En yaygın endüstriyel "kürleme" veya doğal kauçuğun sertleştirilmesi ve güçlendirilmesinde, elemental kükürt, kimyasal reaksiyonların polimerin izopren birimleri arasında disülfür köprüleri oluşturduğu noktaya kadar kauçuk ile ısıtılır. 1843 yılında patentli olan bu işlem, kauçuğu özellikle otomobil lastiklerinde önemli bir endüstriyel ürün haline getirdi. Isı ve kükürt nedeniyle, süreç Roma tanrısı ve volkanizma sonra vulkanizasyon olarak adlandırıldı.

Tarihçe

Antik çaglar

20. yüzyılın ilk yarısından itibaren kükürt için ilaç kabı. Museo del Objeto del Objeto koleksiyonundan
20. yüzyılın ilk yarısından itibaren kükürt için ilaç kabı. Museo del Objeto del Objeto koleksiyonundan

Doğal formda bol miktarda bulunan sülfür eski zamanlarda biliniyordu ve Tevrat'ta (Genesis) diye anılıyor. Mukaddes Kitabın İngilizce çevirileri genellikle kükürt yakmak için "kükürt" olarak adlandırılır ve dinleyicilere inanmayan ve pişman olmayanları bekleyen ebedi lanetlerin kaderini hatırlattığı "ateş ve kükürt" vaazları anlamına gelir. İncil'in bu bölümünden cehennem “kükürt kokusu” anlamına gelir (muhtemelen volkanik aktivite ile ilişkisi nedeniyle). Ebers Papirüs'e göre, eski Mısır'da granül göz kapaklarını tedavi etmek için bir kükürt merhemi kullanıldı. Kükürt prelastik Yunanistan'da fumigasyon için kullanıldı; bu Odyssey'de belirtilmiştir. Yaşlı Pliny, Doğal Tarihinin 35. kitabında kükürdü tartışır ve en bilinen kaynağının Melos adası olduğunu söyler. Fümigasyon, ilaç ve ağartma bezi kullanımından bahseder.

Shiliuhuang (石 硫黄) olarak bilinen doğal bir kükürt formu, MÖ 6. yüzyıldan beri Çin'de biliniyordu ve Hanzhong'da bulundu. 3. yüzyılda Çinliler, sülfürün piritten çıkarılabileceğini keşfettiler. Çinli Taoistler kükürtün yanıcılığı ve bazı metallerle reaktivitesi ile ilgileniyorlardı, ancak en eski pratik kullanımları geleneksel Çin tıbbında bulundu. MS. 1044 Song hanedanı askeri incelemesinde, potasyum nitrat (KNO3), odun kömürü ve kükürtün bir karışımı olan Çin kara tozu için çeşitli formüller açıklanmıştır. Siyah barut içeriyor.

"Kimyasallar bilimi" (sanskritce rasaśāstra, रसशास्त्र) uygulayıcıları olan Hint simyagerleri, MS sekizinci yüzyıldan itibaren civa ile simya işlemlerinde kükürt kullanımı hakkında kapsamlı bir şekilde yazdılar. Rasaśāstra geleneğinde, kükürt "koklamak" (sanskritce gandhaka, गन्धक) olarak adlandırılır.

İlk Avrupalı simyacılar kükürde eşsiz bir simya sembolü, bir haç tepesinde bir üçgen verdi. Geleneksel cilt tedavisinde uyuz, saçkıran, sedef hastalığı, egzama ve akne gibi durumları hafifletmek için temel kükürt (esas olarak kremlerde) kullanıldı. Etki mekanizması bilinmemektedir - elementel kükürt, (sülfitin etkisi ile) hafif bir indirgeyici ve antibakteriyel ajan olan yavaş yavaş sülfürik aside oksitlenir.

Modern zamanlar

Volkanik kayadan kükürt elde etmek için kullanılan Sicilya fırını
Volkanik kayadan kükürt elde etmek için kullanılan Sicilya fırını

1777'de Antoine Lavoisier bilim camiasını kükürdün bir bileşik değil, bir element olduğu konusunda ikna etti.

Sicilya'daki kükürt yatakları bir asırdan uzun süredir baskın kaynaktı. 18. yüzyılın sonlarında, Leblanc işleminde kullanılmak üzere sülfürik asit üretimi için Fransa'nın Marsilya'sına yılda yaklaşık 2.000 ton kükürt ithal edildi. Britanya'yı sanayileşirken, 1824'te tuz tarifelerinin kaldırılmasıyla Sicilya'dan gelen kükürt talebi arttı. İngilizlerin kükürt madenciliği, rafine edilmesi ve taşınması üzerindeki artan kontrolü ve sömürüsü, bu kazançlı ihracatın Sicilya'nın geri ve yoksul ekonomisini dönüştürememesi ile birlikte, Kral II. Ferdinand'nin sülfür endüstrisini bir Fransız firmasına göndererek, İngiltere ile daha önceki bir 1816 ticaret anlaşmasını ihlal etti. Sonunda Fransa tarafından barışçıl bir çözüm müzakere edildi.

1867'de Louisiana ve Teksas'taki yeraltı yataklarında element kükürt bulundu. Son derece başarılı Frasch süreci bu kaynağı çıkarmak için geliştirilmiştir.

18. yüzyılın sonlarında, mobilya üreticileri zanaatlarında dekoratif dolgu üretmek için erimiş kükürt kullandılar. Sülfürün eritilmesi işlemi sırasında üretilen kükürt dioksit nedeniyle, kükürt dolgu zanaatı yakında terk edildi. Erimiş kükürt bazen çelik cıvataları zemine monte ekipman bağlantı noktaları için yüksek şok direncinin istenilen beton deliklere ayarlamak için kullanılır. Tıbbi tonik ve müshil olarak saf toz kükürt kullanıldı. Temas işleminin ortaya çıkmasıyla, bugün kükürtün çoğunluğu, geniş bir kullanım yelpazesi için, özellikle gübre için sülfürik asit yapmak için kullanılır.

Üretim

Elementel kükürt üretimi ve fiyatı (ABD pazarı)
Elementel kükürt üretimi ve fiyatı (ABD pazarı
kükürt madenciliği.
Ijen yanardağı, Doğu Java, Endonezya, geleneksel kükürt madenciliği. Bu görüntü, madencilerin zehirli duman ve yüksek damlalar da dahil olmak üzere tehlikeli ve sağlam koşullarını ve koruyucu ekipman eksikliğini göstermektedir. Üzerinde durdukları borular kükürt buharlarını yoğunlaştırmak içindir.

Kükürt kendi başına bulunabilir ve tarihsel olarak genellikle bu formda elde edilir; pirit aynı zamanda bir kükürt kaynağı olmuştur. Sicilya'daki volkanik bölgelerde, eski zamanlarda, Dünya'nın yüzeyinde bulundu ve "Sicilya süreci" kullanıldı: sülfür yatakları eğimli yamaçlara inşa edilmiş tuğla fırınlarda, aralarında hava boşlukları ile istiflendi. Daha sonra, bir miktar kükürt toz haline getirildi, yığılmış cevherin üzerine yayıldı ve tutuştu, bu da serbest sülfürün tepelerden eriymesine neden oldu. Sonunda yüzeyde taşınan tortular oluştu ve madenciler, Sicilya manzarasını labirent madenleriyle süsleyen damarları kazdılar. Madencilik mekanizmasız ve yoğundu, madenciler kayadan serbest bırakan pickmenler ve madeni veya carusi, genellikle bir mil veya daha fazla tünelden maden cevherini sepetlerinde yüzeye taşıdı. Cevher yüzeye çıktıktan sonra indirgendi ve eritme fırınlarında çıkarıldı. Sicilya kükürt madenlerindeki koşullar korkunçtu, Booker T. Washington' söyle yazdı. "Şu anda bir sonraki dünyada fiziksel bir cehenneme ne kadar inandığımı söylemeye hazır değilim, ancak Sicilya'daki bir kükürt madeni en yakın şey hakkında bu hayatta görmeyi beklediğim cehennem."

Elemental kükürt, 20. yüzyılın sonlarına kadar tuz kubbelerinden (bazen neredeyse saf halde meydana gelir) çıkarıldı. Kükürt şimdi, kükürdün istenmediği petrol arıtımı gibi diğer endüstriyel işlemlerin bir yan ürünü olarak üretilmektedir. Bir mineral olarak, tuz kubbeleri altındaki doğal kükürtün, anaerobik bakterilerin sülfat yatakları üzerindeki etkisiyle üretilen bir fosil mineral kaynağı olduğu düşünülmektedir. Esasen Frasch işlemi ile bu tür tuz-kubbe madenlerinden çıkarıldı. Bu yöntemde, aşırı ısıtılmış su, sülfürü eritmek için doğal bir kükürt yatağına pompalandı ve daha sonra basınçlı hava, %99.5 saf eritilmiş ürünü yüzeye geri verdi. 20. yüzyıl boyunca bu prosedür, daha fazla saflaştırma gerektirmeyen elementel kükürt üretti. Sınırlı sayıda kükürt birikintisi ve yüksek işletme maliyeti nedeniyle, kükürt madenciliği için bu süreç 2002'den beri dünyanın hiçbir yerinde önemli bir şekilde kullanılmamıştır.

Günümüzde kükürt, esas olarak hidrojen sülfür olarak elde edildiği petrol, doğal gaz ve ilgili fosil kaynaklarından üretilmektedir. Petroldeki istenmeyen safsızlıklar olan organosülfür bileşikleri, C–S bağlarını parçalayan hidrodesülfürizasyona tabi tutularak yükseltilebilir:

R-S-R + 2 H2 → 2 RH + H2S

Bu işlemden elde edilen hidrojen sülfür ve ayrıca doğal gazda meydana geldiği gibi, Claus işlemi ile element kükürt haline dönüştürülür. Bu işlem, bir miktar hidrojen sülfürün sülfür dioksite oksidasyonunu ve daha sonra ikisinin de orantılanmasını gerektirir:

3 O2 + 2 H2S → 2 SO2 + 2 H2O
SO2 + 2 H2S → 3 S + 2 H2O

Athabasca Petrol Kumlarının yüksek kükürt içeriği nedeniyle, bu işlemden elde edilen elementel kükürt stokları artık Kanada'nın Alberta şehrinde bulunmaktadır. Sülfürü depolamanın bir başka yolu, beton için bir bağlayıcıdır, sonuçta ortaya çıkan ürün arzu edilen birçok özelliğe sahiptir (bakınız kükürt betonu). Sülfür, Endonezya gibi yanardağları olan fakir ülkelerdeki yüzey yataklarından hala çıkarılıyor ve işçi koşulları Booker T. Washington'un günlerinden bu yana pek iyileşmedi.

2011 yılında dünyadaki kükürt üretimi 69 milyon tonu (Mt) buldu ve 15'ten fazla ülke 1 mt'dan fazla katkıda bulundu. 5 Mt'dan fazla üretim yapan ülkeler Çin (9.6), ABD (8.8), Kanada (7.1) ve Rusya'dır (7.1). Üretim 1900'den 2010'a yavaş yavaş artmaktadır; fiyat 1980'lerde ve 2010 civarında kararsızdı.

Uygulamalar

2000 yılında sülfürik asit üretimi
2000 yılında sülfürik asit üretimi

Sülfürik asit

Elementel kükürt esas olarak diğer kimyasalların öncüsü olarak kullanılır. Yaklaşık %85'i (1989) sülfürik aside (2SO4) dönüştürülür:

2 S + 3 O2 + 2 H2O → 2 H2SO4

2010 yılında, ABD diğer inorganik endüstriyel kimyasallardan daha fazla sülfürik asit üretti. Asit için temel kullanım, gübre üretimi için fosfat cevherlerinin çıkarılmasıdır. Sülfürik asidin diğer uygulamaları arasında yağ arıtma, atık su işleme ve mineral ekstraksiyonu bulunur.

Diğer önemli kükürt kimyası

Sülfür, selofan ve suni ipek üretiminde kullanılan karbon disülfür vermek üzere doğrudan metan ile reaksiyona girer. Elementel kükürt kullanımlarından biri, polisülfit zincirlerinin organik polimerleri çapraz bağladığı kauçuğun vulkanizasyonundadır. Kağıdı ağartmak ve kurutulmuş meyveleri korumak için büyük miktarlarda sülfit kullanılır. Birçok yüzey aktif madde ve deterjan (örneğin sodyum lauril sülfat) sülfat türevleridir. Kalsiyum sülfat, alçıtaşı (CaSO4·2H2O), Portland çimentosu ve gübrelerinde kullanılmak üzere her yıl 100 milyon ton ölçeğinde çıkarılır.

Gümüş esaslı fotoğrafçılık yaygın olduğu zaman, sodyum ve amonyum tiyosülfat yaygın olarak "sabitleme ajanları" olarak kullanılmıştır. Sülfür barutun ("kara toz") bir bileşenidir.

Gübre

Sülfür, gübre bileşeni olarak giderek daha fazla kullanılmaktadır. Gübre için en önemli kükürt formu mineral kalsiyum sülfattır. Element kükürt hidrofobiktir (suda çözünmez) ve doğrudan bitkiler tarafından kullanılamaz. Zamanla, toprak bakterileri onu daha sonra bitkiler tarafından kullanılabilen çözünür türevlere dönüştürebilir. Kükürt, başta azot ve fosfor olmak üzere diğer temel bitki besin maddelerinin verimliliğini artırır. Biyolojik olarak üretilen kükürt partikülleri, bir biyopolimer kaplama nedeniyle doğal olarak hidrofiliktir ve seyreltilmiş bulamaç spreyi ile arazi üzerinde dağılması daha kolaydır, bu da daha hızlı bir alım sağlar.

Sülfür için botanik gereksinimi fosfor gereksinimine eşit veya daha fazladır. Bitki büyümesi, baklagillerin kök nodülü oluşumu, bağışıklık ve savunma sistemleri için vazgeçilmez bir besindir. Avrupa'daki birçok ülkede kükürt eksikliği yaygınlaşmıştır. Kükürtün atmosferik girdileri azalmaya devam ettiğinden, kükürt gübreleri kullanılmadıkça kükürt girişindeki / çıkışındaki açık artacaktır. Asit yağmurlarını sınırlandırmak için alınan önlemler nedeniyle atmosferik kükürt girdileri azalır.

İnce kimyasallar

Organosülfür bileşikleri farmasötiklerde, boya maddelerinde ve agrokimyasallarda kullanılır. Birçok ilaç kükürt içerir; ilk örnekler sülfa ilaçları olarak bilinen antibakteriyel sülfonamidlerdir. Kükürt, birçok bakteriyel savunma molekülünün bir parçasıdır. Penisilinler, sefalosporinler ve monolaktamlar dahil çoğu β-laktam antibiyotikler kükürt içerir.

Hidratlı kristal formda iken Epsom tuzları olarak bilinen magnezyum sülfat, müshil, banyo katkı maddesi, eksfoliant, bitkiler için magnezyum takviyesi veya kurutucu olarak (susuz formda) kullanılabilir.

Mantar ilacı ve böcek ilacı

Elementel kükürt, en eski fungisitler ve böcek ilaçlarından biridir. Toz halinde elemental kükürt olan "toz kükürt", üzüm, çilek, birçok sebze ve diğer bazı ürünler için yaygın bir mantar ilacıdır. Çok çeşitli külleme hastalıklarına ve siyah noktalara karşı iyi bir etkiye sahiptir. Organik üretimde, kükürt en önemli fungisittir. Soğuk koşullarda ana hastalık elma kabuklarına karşı organik tarım elma üretiminde kullanılan tek fungisittir. Bu uygulamalar için biyosülfür (hidrofilik özelliklere sahip biyolojik olarak üretilen element sülfür) de kullanılabilir.

Standart formülasyon toz kükürt, kükürt tozu mahsullere veya tozlama uçakla ekinlere uygulanır. Islanabilir kükürt, su ile karışabilir hale getirmek için ek bileşenlerle formüle edilmiş kükürt tozunun ticari adıdır. Benzer uygulamalara sahiptir ve küf ve bitki ve toprak ile ilgili küf ile ilgili diğer sorunlara karşı mantar ilacı olarak kullanılır.

Elementel kükürt tozu kenelere ve akarlara karşı "organik" (yani "yeşil") bir insektisit (aslında bir akarisit) olarak kullanılır. Yaygın bir uygulama yöntemi, giysilerin veya uzuvların kükürt tozu ile tozlanmasıdır.

Seyreltilmiş bir kireç kükürt çözeltisi (kalsiyum hidroksitin sudaki elemental kükürt ile birleştirilmesiyle yapılır), evcil hayvanların saçkıran (mantar), uyuz ve diğer dermatozları ve parazitleri yok etmesi için bir daldırma olarak kullanılır.

Neredeyse saf kükürtlü kükürt mumları, fumigat yapılarına ve şarap fıçılarına yakıldı, ancak artık konutlar için çok toksik olarak kabul ediliyor.

Şarap yapımı ve gıdaların korunmasında bakterisit

Fermente şaraba az miktarda sülfür dioksit gazı ilavesi (veya eşdeğer potasyum metabisülfit ilavesi) (SO2'nin suyla reaksiyona girdiği zaman üretilir) ve karışımdaki sülfit tuzları üretmek için fermente edilmiş şaraba "şarap yapımında en güçlü araç" denir. Şarap yapımındaki maya fermantasyon aşamasından sonra, sülfitler oksijeni emer ve aksi takdirde etanolü şarabı ekleyen asetik aside dönüştüren aerobik bakteri büyümesini engeller. Bu koruyucu adım olmadan, ürünün tüketimden önce belirsiz bir şekilde soğutulması gerekir. Benzer yöntemler antik döneme kadar uzanıyor, ancak uygulamanın modern tarihsel sözleri on beşinci yüzyıla kadar gidiyor. Uygulama büyük sanayi şarap üreticileri ve küçük organik şarap üreticileri tarafından kullanılmaktadır.

Kükürt dioksit ve çeşitli sülfitler, gıda endüstrisinin diğer birçok bölümünde antioksidan antibakteriyel koruyucu özellikleri için kullanılmıştır. Uygulama, bazı kişilerin gıdalardaki sülfitlere karşı alerji benzeri bir reaksiyon rapor ettiğinden beri azalmıştır.

İlaç

Sülfür (özellikle oktasülfür, S8), akne ve diğer durumların tedavisi için farmasötik cilt preparatlarında kullanılır. Keratolitik bir ajan görevi görür ve ayrıca bakteri, mantar, uyuz akarları ve diğer parazitleri öldürür. Çöktürülmüş kükürt ve kolloidal kükürt, akne vulgaris, akne rozasea ve seboreik dermatit tedavisinde losyonlar, kremler, tozlar, sabunlar ve banyo katkı maddeleri şeklinde kullanılır.

Yaygın yan etkiler arasında kuruluk, batma, kaşıntı ve soyulma gibi uygulama bölgesinde cildin tahrişi bulunur.

Mobilya

Kükürt, ahşap mobilyalarda dekoratif kaplamalar oluşturmak için kullanılabilir. Bir tasarım ahşaba kesildikten sonra, erimiş kükürt içine dökülür ve daha sonra sıyrılarak kazınır. Kükürt kaplamalar özellikle Pennsylvania Alman marangoz yapımcıları arasında 18. ve 19. yüzyılın başlarında popülerdi. Uygulama, daha az toksik ve yanıcı maddeler ikame edildiğinden kullanılmıyor. Bununla birlikte, bazı modern esnaflar zaman zaman çoğaltma parçalarının yaratılmasında tekniği canlandırdı.

Biyolojik rolü

Protein ve organik kofaktörler

Sülfür, tüm canlı hücrelerin önemli bir bileşenidir. İnsan vücudunda ağırlıkça en fazla yedinci veya sekizinci elementtir, potasyuma bol miktarda eşittir ve sodyum ve klordan biraz daha büyüktür. 70 kg (150 lb) insan vücudu yaklaşık 140 gram kükürt içerir.

Bitkilerde ve hayvanlarda, sistein ve metionin amino asitleri sülfürün çoğunu içerir ve element, bu amino asitleri içeren tüm polipeptitlerde, proteinlerde ve enzimlerde bulunur. İnsanlarda metiyonin, alınması gereken esansiyel bir amino asittir. Bununla birlikte, vitaminler için tasarruf biyotin ve tiamin, sistein ve insan vücudundaki tüm kükürt içeren bileşikler metiyoninden sentezlenebilir. İnsanlarda ve hayvanlarda metionin ve sistein metabolizması için sülfit oksidaz enzimi gereklidir.

Peptit zincirlerindeki sistein kalıntıları arasındaki disülfür bağları (S-S bağları) protein montajı ve yapısında çok önemlidir. Peptit zincirleri arasındaki bu kovalent bağlar ekstra tokluk ve sertlik sağlar. Örneğin, tüylerin ve saçların yüksek mukavemeti, kısmen sistein ve kükürt ile yüksek S-S bağ içeriğinden kaynaklanmaktadır. Yumurtalar civcivlerde tüy oluşumunu beslemek için kükürt bakımından zengindir ve çürüyen yumurtaların karakteristik kokusu hidrojen sülfürden kaynaklanır. Saç ve tüylerin yüksek disülfür bağ içeriği, sindirilemezliklerine ve yandıklarında karakteristik nahoş kokularına katkıda bulunur.

Homosistein ve taurin, yapı olarak benzer olan, ancak DNA tarafından kodlanmayan ve proteinlerin birincil yapısının bir parçası olmayan diğer kükürt içeren asitlerdir. Birçok önemli hücresel enzim, asil içeren biyokimyasalları içeren reaksiyonları ele almak için -SH kısımları ile biten protez grupları kullanır: temel metabolizmadan iki yaygın örnek koenzim A ve alfa-lipoik asittir. 13 klasik vitaminden ikisi, biyotin ve tiamin, sülfür içerir, ikincisi kükürt içeriği için adlandırılır.

Hücre içi kimyada kükürt, oksidasyonun hücresel onarımı için hidrojeni ve elektronlarını azaltma taşıyıcısı olarak çalışır. Kükürt içeren bir tripeptit olan indirgenmiş glutatyon, sisteinden türetilen sülfhidril (-SH) yarımı yoluyla bir indirgeyici maddedir. Bilinen tüm yaşam için gerekli olan küçük bir protein sınıfı olan tioredoksinler, benzer etkisi olan genel protein indirgeyici ajanlar olarak çalışmak için komşu azaltılmış sistein çiftlerini kullanır.

Dünyanın metanının çoğuna giden yol olan metanojenez, karbondioksitin çok aşamalı bir biyokimyasal dönüşümüdür. Bu dönüşüm birkaç organosülfür kofaktör gerektirir. Bunlar arasında, metanın hemen öncüsü olan koenzim M, CH3SCH2CH2SO3 yer alır.

Metaloprotein ve inorganik kofaktörler

Aktif yerin kükürt atomlarına bağlı bir geçiş metali kompleksi olduğu metaloproteinler, elektron transfer işlemlerinde yer alan enzimlerin temel bileşenleridir. Örnekler arasında mavi bakır proteinler ve azot oksit redüktaz yer alır. Bu enzimlerin işlevi, geçiş metal iyonunun redoks reaksiyonlarına girebileceğine bağlıdır. Diğer örnekler demir-sülfür kümelerinin yanı sıra birçok bakır, nikel ve demir proteinini içerir. En yaygın olanları, hücrelerde elektron servisleri olarak görev yapan ferrodoksindir. Bakterilerde, önemli nitrojenaz enzimleri bir Fe-Mo – S kümesi içerir ve atmosferik azotu, proteinler, DNA, RNA, alkaloidler yapmak için mikroorganizmalar ve bitkiler tarafından kullanılabilen amonyağa dönüştürerek, azot fiksasyonunun önemli işlevini yerine getiren bir katalizördür ve yaşam için gerekli olan diğer organik azot bileşikleridir.

Fe4S4 kümeleri için redoks reaksiyonları


Sülfür metabolizması ve Sülfür döngüsü

Sülfür döngüsü, keşfedilecek ilk biyojeokimyasal döngülerdi. 1880'lerde, Beggiatoa (kükürt açısından zengin bir ortamda yaşayan bir bakteri) üzerinde çalışırken, Sergei Winogradsky, hidrojen sülfürü (H2S) bir enerji kaynağı olarak oksitlediğini ve hücre içi kükürt damlacıkları oluşturduğunu buldu. Winogradsky, bu metabolizma formuna inorgoksidasyon (inorganik bileşiklerin oksidasyonu) adını verdi. 1950'lere kadar Selman Waksman ile birlikte çalışmaya devam etti.

Sülfür oksitleyiciler enerji kaynakları olarak hidrojen sülfit, elementel sülfür, sülfit, tiyosülfat ve çeşitli politiyonatlar (örn. Tetratiyonat) dahil olmak üzere indirgenmiş sülfür bileşikleri olarak kullanılabilir. Sülfürü sülfata oksitlemek için sülfür oksijenaz ve sülfit oksidaz gibi enzimlere bağlıdırlar. Bazı litotflar, kemosentez olarak bilinen bir işlem olan şeker üretmek için kükürt bileşiklerinde bulunan enerjiyi bile kullanabilirler. Bazı bakteriler ve arkeler, kemosentezde elektron vericisi olarak su yerine hidrojen sülfür kullanırlar; bu, şeker üreten ve elektron alıcısı olarak oksijen kullanan fotosenteze benzer bir işlemdir. Fotosentetik yeşil kükürt bakterileri ve mor kükürt bakterileri ve bazı litotflar, element sülfürü (S0) üretmek için hidrojen sülfürün oksitlenmesini gerçekleştirmek için element oksijen kullanır, oksidasyon durumu = 0. Derin okyanus volkanik menfezleri etrafında yaşayan ilkel bakteriler, hidrojen sülfidi bu şekilde oksijenle oksitler; dev tüp solucanı, oksitlenecek yiyecek olarak hidrojen sülfür (bakteri yoluyla) kullanan büyük bir organizmaya örnektir.

Sülfat indirgeyen bakteriler, aksine, oksijen yerine "sülfat solur". Enerji kaynağı olarak organik bileşikler veya moleküler hidrojen kullanırlar. Elektron alıcısı olarak sülfür kullanırlar ve çeşitli oksitlenmiş sülfür bileşiklerini tekrar sülfüre, genellikle hidrojen sülfüre indirirler. Kısmen oksitlenmiş diğer kükürt bileşikleri üzerinde gelişebilirler (örneğin tiyosülfatlar, tiyonatlar, polisülfitler, sülfitler). Bu bakteriler tarafından üretilen hidrojen sülfür, bağırsak gazlarının (flatus) ve ayrışma ürünlerinin kokusundan sorumludur.

Kükürt, topraktan sülfat olarak bitki kökleri tarafından emilir ve bir fosfat ester olarak taşınır. Sülfat, sistein ve diğer organosülfür bileşiklerine dahil edilmeden önce sülfit yoluyla sülfite indirgenir.

SO42− → SO32− → H2S → cysteine → methionine

Önlemler

Element kükürt, Epsom tuzları gibi çözünür sülfat tuzlarının çoğu gibi toksik değildir. Çözünür sülfat tuzları zayıf emilir ve müshildir. Parenteral olarak enjekte edildiğinde, böbrekler tarafından serbestçe süzülür ve çok gram miktarlarında çok az toksisite ile elimine edilir.

Kükürt havada yandığında, kükürt dioksit üretir. Suda, bu gaz sülfürik asit ve sülfitler üretir; sülfitler, aerobik bakterilerin büyümesini ve az miktarda faydalı bir gıda katkı maddesini engelleyen antioksidanlardır. Yüksek konsantrasyonlarda bu asitler akciğerlere, gözlere veya diğer dokulara zarar verir. Böcek veya bitki gibi ciğerleri olmayan organizmalarda, yüksek konsantrasyondaki sülfit solunumu önler.

Sülfür trioksit (sülfür dioksitten kataliz ile yapılır) ve sülfürik asit, benzer şekilde yüksek oranda asidik ve su varlığında aşındırıcıdır. Sülfürik asit, mevcut su moleküllerini ve su bileşenlerini şeker ve organik dokudan çıkarabilen güçlü bir dehidrasyon maddesidir.

Kömür veya petrolün sanayi ve enerji santralleri tarafından yakılması, sülfürik asit (H2SO4) ve sülfürik asit (H2SO3) üretmek için atmosferik su ve oksijen ile reaksiyona giren sülfür dioksit (SO2) üretir. Bu asitler, asit yağmurunun bileşenleridir, toprak ve tatlı su kütlelerinin pH'ını düşürür, bazen çevreye ciddi zararlar verir ve heykel ve yapıların kimyasal olarak ayrışmasına neden olur. Yakıt standartları gittikçe artan bir şekilde, yakıt üreticilerinin asit yağmur oluşumunu önlemek için fosil yakıtlardan kükürt almasını gerektirmektedir. Bu özütlenen ve rafine edilmiş kükürt, kükürt üretiminin büyük bir bölümünü temsil eder. Kömürleçalışan elektrik santrallerinde, baca gazları bazen saflaştırılır. Sentez gazı kullanan daha modern enerji santralleri, gazı yakmadan önce sülfürü çıkarırlar.

Hidrojen sülfür, hidrojen siyanür kadar zehirlidir, ve aynı mekanizma ile öldürür (solunum enzimi sitokrom oksidazın inhibisyonu), ancak hidrojen sülfürün, kokusuz kokusundan dolayı solunan küçük miktarlardan sürpriz zehirlenmelere neden olma olasılığı daha düşüktür. Hidrojen sülfür, koku duyusunu çabucak yok eder ve bir kurban şiddetli semptomlar ölüme neden olana kadar artışı fark etmeden artan miktarlarda nefes alabilir. Çözünmüş sülfür ve hidrosülfür tuzları aynı mekanizma ile toksiktir.


Kaynak

  1. Lide, D. R., ed. (2005). "Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds". CRC Handbook of Chemistry and Physics (PDF) (86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. 
  2. Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. pp. E110. ISBN 0-8493-0464-4. 
  3. "Sulfur History". Georgiagulfsulfur.com. 2008-09-12 Alınmıştır. 
"Bilgibank.tk" adresinden alınmıştır.