גופרית היא יסוד אל-מתכתי עם הסמל הכימי S ומספר אטומי 16. גופרית טהורה היא גביש צהוב, המכונה גם גופרית או גופרית צהובה. גופרית יסודית אינה מסיסה במים, מסיסה במקצת באתנול, ומסיסה בקלות בפחמן דיסולפיד.2.
1. תכונות פיזיות
- גופרית היא בדרך כלל גביש צהוב חיוור, חסר ריח וחסר טעם.
- לגופרית יש אלוטרופים רבים, כולם מורכבים מ-S8מולקולות מחזוריות. הנפוצות ביותר הן גופרית אורתורומבית (הידועה גם כגופרית מעוינית, α-גופרית) וגופרית מונוקלינית (הידועה גם כβ-גופרית).
- גופרית אורתורומבית היא צורה יציבה של גופרית, וכאשר מחממים אותה לטמפרטורה של כ-100 מעלות צלזיוס, ניתן לקרר אותה כדי לקבל גופרית מונוקלינית. טמפרטורת הטרנספורמציה בין גופרית אורתורומבית לגופרית מונוקלינית היא 95.6 מעלות צלזיוס. גופרית אורתורומבית היא הצורה היציבה היחידה של גופרית בטמפרטורת החדר. צורתה הטהורה היא צהובה-ירוקה (הגופרית הנמכרת בשוק נראית צהובה יותר עקב נוכחות כמויות זעירות של ציקלוהפטגופרית). גופרית אורתורומבית אינה מסיסה במים, בעלת מוליכות תרמית ירודה, והיא מבודדת חשמלית טובה.
- גופרית מונוקלינית היא אינספור גבישים דמויי מחט שנותרים לאחר המסת גופרית ושפיכת הנוזל העודף. גופרית מונוקלינית וגופרית אורתורומבית הן גרסאות של גופרית יסודית בטמפרטורות שונות. גופרית מונוקלינית יציבה רק מעל 95.6 ℃, ובטמפרטורה היא הופכת באיטיות לגופרית אורתורומבית. נקודת ההיתוך של גופרית אורתורומבית היא 112.8 ℃, ונקודת ההיתוך של גופרית מונוקלינית היא 119 ℃. שניהם מסיסים מאוד ב-CS.2.
- ישנה גם גופרית אלסטית. גופרית אלסטית היא מוצק צהוב כהה ואלסטי, שפחות מסיס בפחמן דיסולפיד מאשר גופרית אלוטרופית אחרת. היא אינה מסיסה במים ומסיסה במקצת באלכוהול. אם גופרית מותכת נשפכת במהירות למים קרים, הגופרית ארוכת השרשרת היא גופרית אלסטית קבועה ומתיחה. עם זאת, היא תתקשה עם הזמן ותהפוך לגופרית מונוקלינית.
2. תכונות כימיות
- גופרית יכולה להישרף באוויר, להגיב עם חמצן ליצירת גופרית דו-חמצנית (SO₂) גז.
- גופרית מגיבה עם כל ההלוגנים בחימום. היא נשרפת בפלואור ליצירת גופרית הקספלואוריד. גופרית נוזלית עם כלור ליצירת די-גופרית דיכלוריד (S2Cl2תערובת שיווי משקל המכילה את הגופרית הדיכלוריד האדומה (SCl) יכולה להיווצר כאשר יש כלור בעודף וזרז, כגון FeCl3או SNI4,משמש.
- גופרית יכולה להגיב עם תמיסת אשלגן הידרוקסיד (KOH) חמה ליצירת אשלגן גופרתי ואשלגן תיוסולפט.
- גופרית אינה מגיבה עם מים וחומצות שאינן מחמצנות. גופרית מגיבה עם חומצה חנקתית חמה וחומצה גופרתית מרוכזת ויכולה להתחמצן לחומצה גופרתית וגופרית דו-חמצנית.
3. שדה יישום
- שימוש תעשייתי
השימושים העיקריים של גופרית הם בייצור תרכובות גופרית כגון חומצה גופרתית, סולפיטים, תיוסולפטים, אוציאנטים, גופרית דו-חמצנית, פחמן די-גופרתי, די-גופרתי דיכלוריד, זרחן טריכלורוסולפונטי, זרחן גופרתי וסולפידים מתכתיים. יותר מ-80% מצריכת הגופרית השנתית בעולם משמשת לייצור חומצה גופרתית. גופרית נמצאת בשימוש נרחב גם בייצור גומי מגופר. כאשר גומי גולמי מגופר לגומי מגופר, הוא רוכש גמישות גבוהה, חוזק מתיחה עמיד בחום וחוסר מסיסות בממסים אורגניים. רוב מוצרי הגומי עשויים מגומי מגופר, המיוצר על ידי תגובה של גומי גולמי עם מאיצים בטמפרטורות ולחצים מסוימים. גופרית נדרשת גם בייצור אבק שחור וגפרורים, והיא אחד מחומרי הגלם העיקריים לזיקוקים. בנוסף, ניתן להשתמש בגופרית בייצור צבעים ופיגמנטים מגופרים. לדוגמה, חימום תערובת של קאולין, פחמן, גופרית, אדמה דיאטומית או אבקת קוורץ יכול לייצר פיגמנט כחול הנקרא אולטרמרין. תעשיית האקונומיקה ותעשיית התרופות צורכות גם הן חלק מגופרית.
- שימוש רפואי
גופרית היא אחד המרכיבים בתרופות רבות למחלות עור. לדוגמה, שמן טונג מחומם עם גופרית כדי להפוך אותו לסולפונטי עם חומצה גופרתית ולאחר מכן מנוטרל עם מי אמוניה כדי לקבל שמן טונג סולפונט. למשחה 10% העשויה ממנו יש השפעות אנטי דלקתיות ומקלות וניתן להשתמש בה לטיפול בדלקות ונפיחות שונות בעור.
זמן פרסום: 09-12-2024