Väävel on mittemetalliline element keemilise sümboliga S ja aatomnumbriga 16. Puhas väävel on kollane kristall, tuntud ka kui väävel või kollane väävel. Elementaarne väävel ei lahustu vees, lahustub vähe etanoolis ja lahustub kergesti süsinikdisulfiidis (CS).2.
1. Füüsikalised omadused
- Väävel on tavaliselt kahvatukollane kristall, lõhnatu ja maitsetu.
- Väävel on palju allotroope, mis kõik koosnevad S-ist8tsüklilised molekulid. Kõige levinumad neist on ortorombväävel (tuntud ka kui rombväävel, α-väävel) ja monokliinne väävel (tuntud ka kui β-väävel).
- Ortorombiline väävel on stabiilne väävli vorm ja umbes 100 °C-ni kuumutamisel saab seda jahutada, et saada monokliinne väävel. Ortorombilise ja monokliinse väävli vahelise transformatsioonitemperatuur on 95,6 °C. Ortorombiline väävel on toatemperatuuril ainus stabiilne väävli vorm. Selle puhas vorm on kollakasroheline (turul müüdav väävel tundub tsükloheptaväävli jälgede tõttu kollasema värvusega). Ortorombiline väävel on tegelikult vees lahustumatu, halva soojusjuhtivusega ja hea elektriisolaatoriga.
- Monokliinne väävel on lugematu arv nõelataolisi kristalle, mis jäävad järele pärast väävli sulatamist ja liigse vedeliku äravalamist. Monokliinne väävel ja ortorombiline väävel on elementaarse väävli variandid erinevatel temperatuuridel. Monokliinne väävel on stabiilne ainult üle 95,6 ℃ ja temperatuuril muutub see aeglaselt ortorombiliseks väävliks. Ortorombilise väävli sulamistemperatuur on 112,8 ℃, monokliinse väävli sulamistemperatuur on 119 ℃. Mõlemad on CS-is hästi lahustuvad.2.
- Samuti on olemas elastne väävel. Elastne väävel on tumekollane elastne tahke aine, mis lahustub süsinikdisulfiidis vähem kui teised väävli allotroopid. See ei lahustu vees ja lahustub alkoholis vähe. Kui sula väävel valatakse kiiresti külma vette, muutub pika ahelaga väävel fikseeritud, venivaks elastseks väävliks. See aga kõveneb aja jooksul ja muutub monokliinseks väävliks.
2. Keemilised omadused
- Väävel võib õhus põleda, reageerides hapnikuga, moodustades vääveldioksiidi (SO₂) gaas.
- Väävel reageerib kuumutamisel kõigi halogeenidega. See põleb fluoris, moodustades väävelheksafluoriidi. Vedel väävel klooriga, moodustades tugevalt ärritava divääveldikloriidi (S2Cl2). Punast vääveldikloriidi (SCl) sisaldav tasakaalusegu võib moodustuda, kui kloori on liiga palju ja katalüsaatorit, näiteks FeCl3, kasutatakse.3või SnI4,kasutatakse.
- Väävel võib reageerida kuuma kaaliumhüdroksiidi (KOH) lahusega, moodustades kaaliumsulfiidi ja kaaliumtiosulfaadi.
- Väävel ei reageeri vee ja mitteoksüdeerivate hapetega. Väävel reageerib kuuma lämmastikhappe ja kontsentreeritud väävelhappega ning võib oksüdeeruda väävelhappeks ja vääveldioksiidiks.
3. Rakendusväli
- Tööstuslik kasutamine
Väävli peamised kasutusalad on väävliühendite, näiteks väävelhappe, sulfitite, tiosulfaatide, otsüanaatide, vääveldioksiidi, süsinikdisulfiidi, divääveldikloriidi, triklorosulfoneeritud fosfori, fosforsulfaadi ja metallsulfiidide tootmine. Üle 80% maailma aastasest väävli tarbimisest kasutatakse väävelhappe tootmisel. Väävlit kasutatakse laialdaselt ka vulkaniseeritud kummi tootmisel. Kui toorkumm vulkaniseeritakse vulkaniseeritud kummiks, saavutab see suure elastsuse, kuumakindluse, tõmbetugevuse ja lahustumatuse orgaanilistes lahustites. Enamik kummitooteid on valmistatud vulkaniseeritud kummist, mida toodetakse toorkummi reageerimisel kiirenditega teatud temperatuuridel ja rõhul. Väävlit on vaja ka musta püssirohu ja tikkude tootmisel ning see on üks peamisi ilutulestiku tooraineid. Lisaks saab väävlit kasutada väävliga töödeldud värvainete ja pigmentide tootmisel. Näiteks kaoliini, süsiniku, väävli, diatomiitmulla või kvartsipulbri segu kaltsineerimisel võib saada sinise pigmendi, mida nimetatakse ultramariiniks. Valgenditööstus ja farmaatsiatööstus tarbivad samuti osa väävlist.
- Meditsiiniline kasutamine
Väävel on üks koostisosa paljudes nahahaiguste ravimites. Näiteks kuumutatakse tungõli väävliga, et sulfoniseerida see väävelhappega, ja seejärel neutraliseeritakse ammoniaakveega, et saada sulfoonitud tungõli. Sellest valmistatud 10% salv on põletikuvastase ja leevendava toimega ning seda saab kasutada mitmesuguste nahapõletike ja tursete raviks.
Postituse aeg: 09. dets. 2024