גופרית היא יסוד לא מתכתי עם הסמל הכימי S ומספר אטומי של 16. גופרית טהורה היא גביש צהוב, המכונה גם גופרית או גופרית צהובה. גופרית יסודית אינה מסיסה במים, מסיסה מעט באתנול ומסיסה בקלות בפחמן דיסולפיד CS2.
1. מאפיינים פיזיים
- גופרית היא בדרך כלל גביש צהוב חיוור, חסר ריח וחסר טעם.
- לגופרית יש אלוטרופים רבים, שכולם מורכבים מ-S8מולקולות מחזוריות. הנפוצים שבהם הם גופרית אורתורהומבית (הידועה גם כגופרית מעוינת, α-סולפור) וגופרית מונוקלינית (ידועה גם כ-β-סולפור).
- גופרית אורתורהומבית היא צורה יציבה של גופרית, וכאשר היא מחוממת לסביבות 100 מעלות צלזיוס, ניתן לקרר אותה כדי להשיג גופרית מונוקלינית. טמפרטורת הטרנספורמציה בין גופרית אורתורומבית לגופרית מונוקלינית היא 95.6 מעלות צלזיוס. גופרית אורהומבית היא הצורה היציבה היחידה של גופרית בטמפרטורת החדר. צורתו הטהורה היא צהוב-ירוק (הגופרית הנמכרת בשוק נראית צהובה יותר בשל נוכחותם של כמויות קורט של cycloheptasulfur). גופרית אורתורהומבית למעשה אינה מסיסה במים, בעלת מוליכות תרמית ירודה, היא מבודד חשמלי טוב.
- גופרית מונוקלינית היא אינספור הגבישים דמויי המחטים שנותרו לאחר המסת הגופרית ושפיכת הנוזל העודף. גופרית מונוקלינית אורתורומבית גופרית הם וריאנטים של גופרית אלמנטרית בטמפרטורות שונות. גופרית מונוקלינית יציבה רק מעל 95.6 ℃, ובטמפרטורה היא הופכת לאט לגופרית אורתורומבית. נקודת ההיתוך של גופרית אורתורומבית היא 112.8 ℃, נקודת ההיתוך של גופרית מונוקלינית היא 119 ℃. שניהם מסיסים מאוד ב-CS2.
- יש גם גופרית אלסטית. גופרית אלסטית היא מוצק צהוב כהה ואלסטי המסיס פחות בפחמן דיסולפיד מאשר גופרית אלוטרופיים אחרות. הוא אינו מסיס במים ומסיס מעט באלכוהול. אם גופרית מותכת מוזגת במהירות למים קרים, הגופרית ארוכת השרשרת היא גופרית אלסטית קבועה וניתנת למתיחה. עם זאת, הוא יתקשה עם הזמן ויהפוך לגופרית מונוקלינית.
2. מאפיינים כימיים
- גופרית יכולה להישרף באוויר, להגיב עם חמצן ליצירת דו תחמוצת הגופרית (SO₂) גז.
- גופרית מגיבה עם כל ההלוגנים בחימום. זה נשרף בפלואור ליצירת הקספלואוריד גופרית. גופרית נוזלית עם כלור ליצירת הדיכלוריד הדי-גופרית המגרה מאוד (S2Cl2). תערובת שיווי משקל המכילה את הגופרית האדומה (SCl) יכולה להיווצר כאשר יש עודף כלור וזרז, כגון FeCl3או SnI4,נעשה שימוש.
- גופרית יכולה להגיב עם תמיסת אשלגן הידרוקסיד חמה (KOH) ליצירת אשלגן גופרתי ואשלגן תיוסולפט.
- גופרית אינה מגיבה עם מים וחומצות שאינן מחמצנות. גופרית מגיבה עם חומצה חנקתית חמה וחומצה גופרתית מרוכזת וניתן לחמצן לחומצה גופרתית וגופרית דו חמצנית.
3. שדה יישום
- שימוש תעשייתי
השימושים העיקריים של גופרית הם בייצור של תרכובות גופרית כגון חומצה גופרתית, סולפיטים, תיוסולפטים, אוסיאנטים, דו תחמוצת הגופרית, פחמן די גופרית, דיכלוריד דיסולפוני, זרחן טריכלורוסולפוני, גופרית זרחנית וגופרית מתכת. יותר מ-80% מצריכת הגופרית השנתית בעולם משמשת לייצור חומצה גופרתית. גופרית גם בשימוש נרחב בייצור גומי מגופר. כאשר גומי גולמי מגופר לגומי מגופר, הוא מקבל גמישות גבוהה, חוזק מתיחה עמידות בחום וחוסר מסיסות בממיסים אורגניים. רוב מוצרי הגומי עשויים מגומי מגופר, המיוצר על ידי תגובה של גומי גולמי עם ומאיצים בטמפרטורות ולחצים מסוימים. גופרית נחוצה גם בייצור אבקה שחורה וגפרורים, והיא אחת הגולמיות העיקריות לזיקוקים. בנוסף, ניתן להשתמש בגופרית בייצור של צבעים ופיגמנטים מגופרים. לדוגמה, קלצינה של תערובת של קאולין, פחמן, גופרית, אדמה דיאטומית או אבקת קוורץ יכולה לייצר פיגמנט כחול הנקרא אולטרה-מרין. גם תעשיית האקונומיקה ותעשיית התרופות צורכות מנת גופרית.
- שימוש רפואי
גופרית היא אחד המרכיבים בתרופות רבות למחלות עור. לדוגמה, שמן טונג מחומם עם גופרית לסולפונט עם חומצה גופרית ולאחר מכן מנוטרל עם מי אמוניה לקבלת שמן טונג סולפפני. למשחה 10% העשויה ממנו יש השפעות אנטי דלקתיות וחלקות וניתן להשתמש בה לטיפול בדלקות ונפיחות עור שונות.
זמן פרסום: דצמבר 09-2024