Lưu huỳnh là gì? Tính chất vật lí – tính chất hóa học – Tác dụng

Lưu huỳnh là gì? Sẽ có những tính chất vật lí, tính chất hóa học nào? có tác dụng gì? Vậy thì ngay sau đây hãy cùng với chúng tôi đi tìm hiểu về chất lưu huỳnh này xem sẽ có những gì nhé.

Tham khảo

• Nitrat (NO₃) là gì?
• Công thức hóa học của Criolit (Na3AlF6)

Lưu huỳnh là gì?

– Lưu huỳnh (tên khác: Sulfur, Sulfua hay đơn giản hơn là Sunfua). Trong bảng tuần hoàn lưu huỳnh có ký hiệu là S, nguyên tử khối là 16. Nó là một phi kim phổ biến, không mùi, không vị và mang nhiều hóa trị. Lưu huỳnh có dạng gốc là tinh thể rắn màu vàng chanh.

– Lưu huỳnh được xem là một nguyên tố thiết yếu cho sự sống và chúng được tìm thấy trong 2 axit amin. Trong thương mại, chúng được sử dụng trong phân bón hoặc dùng trong thuốc súng, diêm, thuốc trừ sâu và thuốc diệt nấm,..

Lưu huỳnh có ở đâu:

• Trong tự nhiên, có thể tìm thấy chúng ở dạng đơn chất hay trong các khoáng chất sulfua và sulfat. Nó có mùi như mùi mùi trứng ung, thực chất mùi này là mùi đặc trưng của sulfua hiđrô (H₂S).
• Lưu huỳnh dạng đơn chất có thể tìm thấy ở gần các suối nước nóng và các khu vực núi lửa tại nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt dọc theo vành đai lửa Thái Bình Dương.

Đặc tính

• Vị trí: Ô thứ 16, chu kì 3, nhóm VIA
• Kí hiệu: 3216S1632S
• Cấu hình e: 1s22s22p63s23p41s22s22p63s23p4
• Độ âm điện: 2,58

Tính chất vật lí và cấu tạo của lưu huỳnh

– Ở nhiệt độ phòng, lưu huỳnh là một chất rắn xốp màu vàng nhạt. Mùi của lưu huỳnh được so sánh với mùi của trứng ung, nhưng có thể bạn chưa biết đây không phải là mùi của lưu huỳnh mà mùi này là của sulfua hidro (H₂S), còn lưu huỳnh đơn chất không có mùi.

– Lưu huỳnh có tinh thể. Tùy vào từng điều kiện khác nhau mà lưu huỳnh có các cấu trúc tinh thể khác nhau. Các tinh thể được tạo bởi các dạng thù hình gồm lưu huỳnh tà phương (Sα) và lưu huỳnh đơn tà (Sβ). Ngoài ra lưu huỳnh còn có dạng vô định hình hay còn gọi là lưu huỳnh dẻo.

Tính chất hóa học

• Các mức oxi hóa có thể có của S: -2, 0, +4, +6
• Ngoài tính oxi hóa, lưu huỳnh còn có tính khử.

– Tính khử của lưu huỳnh được thể hiện khi cho lưu huỳnh tác dụng với phi kim và tác dụng với các chất oxi hóa khác.

Tác dụng với phi kim

• Lưu huỳnh tác dụng hầu như với tất cả các phi kim, trừ nitơ và iot.
• Khi bị đốt, lưu huỳnh cháy trong không khí với ngọn lửa màu xanh, tạo ra lưu huỳnh (IV) oxit :

S + O₂ → SO₂

Tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh:

3S + 2KClO₃ → 2KCl + 3SO₂
S + 6HNO_{3 (đặc)} → H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O.
S + 2H₂SO_{4 (đặc)} → 3SO₂ + 2H₂O

Tính oxi hóa

– Các mức oxi hóa của S là -2, 0, +4, +6.

Tác dụng với kim loại.

– Lưu huỳnh dễ tạo ra hợp chất với nhiều kim loại, thường là khi đun nóng.

Fe + S → FeS

– Phản ứng giữa lưu huỳnh với nhôm hoặc với kẽm cũng xảy ra mãnh liệt kèm theo sự loé sáng. Những sợi dây đồng mảnh có thể cháy trong hơi lưu huỳnh tạo ra CuS màu đen.

– Thuỷ ngân phản ứng với lưu huỳnh ở ngay nhiệt độ thường:

Hg + S → HgS

– Hợp chất của lưu huỳnh với kim loại thuộc loại muối, gọi là sunfua. Các muối sunfua thường có màu đặc trưng, nên người ta dung để phân biệt nhận biết ví dụ như CuS, PbS, Ag₂S có màu đen, MnS có màu hồng, CdS có màu vàng….

Tác dụng với hidro

– Lưu huỳnh cũng phản ứng trực tiếp với hiđro. Khi dẫn hiđro vào ống nghiệm đứng lưu huỳnh đang sôi thì ở đầu ống dẫn khí xuất hiện khí mùi trứng thối, đó là hiđro sunfua:

H₂ + S → H₂S (350ºC)

Ứng dụng chủ yếu của lưu huỳnh

– Lưu huỳnh được dùng nhiều trong công nghiệp với các ứng dụng khác nhau. Sulfur có dẫn xuất chính là axít sulfuric (H₂SO₄), được đánh giá là một trong những nguyên tố quan trọng nhất được dùng như nguyên liệu công nghiệp và được xem là quan trọng bậc nhất với mọi lĩnh vực của kinh tế thế giới.

Một số ứng dụng chủ yếu của lưu huỳnh

• Sản xuất axít sulfuric.
• Sử dụng trong ắc quy, bột giặt, lưu hoá cao su, thuốc diệt nấm và dùng trong sản xuất phân bóng phốtphat.
• Sulfit được sử dụng để làm trắng giấy và làm chất bảo quản trong rượu vang và làm khô hoa quả.
• Với bản chất dễ cháy, nó còn được dùng trong các loại diêm, thuốc súng và pháo hoa.
• Sulfat magiê (muối Epsom) có thể được dùng như thuốc nhuận tràng, chất bổ sung cho các bình ngâm (xử lý hóa học), tác nhân làm tróc vỏ cây, hay để bổ sung magiê cho cây trồng.
• Lưu huỳnh nóng chảy còn được dùng để tạo các lớp khảm trang trí trong sản phẩm đồ gỗ.

Vai trò sinh học

• Các axít amin cystein và methionin có chứa lưu huỳnh, cũng như mọi polypeptid, protein và enzym có chứa các axít amin này, làm cho lưu huỳnh trở thành thành phần cần thiết cho mọi tế bào.
• Các liên kết disulfua giữa các polypeptid có vai trò rất quan trọng trong sự tạo thành và cấu trúc của protein. Homocystein và taurin cũng là các axít amin chứa lưu huỳnh nhưng không được mã hóa bởi ADN và cũng không phải là một phần của cấu trúc sơ cấp của các protein.
• Một số dạng vi khuẩn sử dụng sulfua hiđrô (H₂S) thay vào vị trí của nước như là chất cung cấp electron trong các tiến trình thô sơ tương tự như quang hợp.
• Thực vật cũng hấp thụ lưu huỳnh từ đất trong dạng các ion sulfat.
• Lưu huỳnh vô cơ tạo thành một phần của các cụm sắt-lưu huỳnh, và lưu huỳnh là chất cầu nối trong vị trí CuA của cytochrom c ôxidaza.
• Sulfur cũng là thành phần quan trọng của coenzym A.

Ảnh hưởng môi trường

– Than và dầu mỏ trong công nghiệp khi đốt cháy cùng các nhà máy điện giải phóng ra lượng lớn đioxit lưu huỳnh SO₂, chất này phản ứng với hơi nước và oxy có trong khi quyển tạo ra axít sulfuric tạo nên các cơn mưa axit làm giảm pH của đất, các khu vực nước ngọt, gây phong hoá hoá học với các công trình xây dựng hoặc kiến trúc.