.RU

Круговорот серы в природе - Шестая группа периодической системы


Круговорот серы в природе.

Из всех многообразных типов неорганических соединений серы, которые можно получить в лаборатории, лишь немногие способны к сколько-нибудь продолжительному существованию в природных условиях. Наряду с громадными количествами сульфатов и сульфидов только в сравнительно редких случаях встречаются залежи самородной серы и лишь как случайные и временные образования — сероводород и сернистый газ. Таким образом, неорганическая химия серы в земной коре и на её поверхности имеет в настоящее время дело почти исключительно с тремя типами соединений: H2SO4, H2S (включая их соли) и отчасти свободной S.

Ещё проще было, по-видимому, химическое состояние серы в эпоху формирования земной коры. Так как атмосфера тех времен свободного кислорода не содержала, выделяющийся из недр Земли сероводород не окислялся. Частично он образовывал соли с некоторыми металлами (Fe и др.) поверхностных пород земной коры, большей же частью находился в свободном состоянии.

Положение изменилось лишь после появления в атмосфере свободного кислорода. Как было сказано выше, сероводород легко окисляется с выделением серы. Процесс этот идёт и непосредственно на воздухе, но ещё быстрее под воздействием особого вида бактерий (серобактерий), получающих необходимую им для жизни энергию за счёт экзотермической реакции

2 H2S + O2 = 2 H2O + S + 531 кДж

Выделяющаяся сера откладывается в телах серобактерий, причём содержание её может доходить до 95 % их общей массы. Способствуя уничтожению вредного и для животных, и для растений сероводорода, эти бактерии играют важную положительную роль в живой природе.

Действие кислорода воздуха представляет собой основной природный процесс, ведущий к окислению сероводорода. Реакция иного типа протекает только в вулканических газах, где иногда выделяющийся H2S взаимодействует с одновременно выделяющимся SO2 по схеме:

2 H2S + SO2 = 2 H2O + 3 S

Дальнейшая судьба получающейся свободной серы зависит от наличия или отсутствия кислорода. Если сероводород выделяется на данном участке земной поверхности длительно и в значительных концентрациях, то постепенно накапливающаяся сера предохраняется его присутствием от дальнейшего окисления; в результате образуются более или менее мощные её залежи.

Напротив, избытком кислорода воздуха сера постепенно переводится в серную кислоту:

2 S + 3 O2 + 2 H2O = 2 H2SO4 + 1049 кДж

По этой же экзотермической реакции окисляется и сера, накопившаяся в организмах серобактерий, если последние попадают в среду, лишенную сероводорода.

При окислении серы первоначально должна была бы образовываться сернистая кислота. Между тем в природных условиях всегда получается серная. Это кажущееся противоречие объясняется тем, что из двух последовательных реакций

2 S + 2 O2 + 2 H 2O = 2 H2SO3 + 656 кДж и

2 H2SO3 + O2 = 2 H2SO4 + 393 кДж

вторая протекает быстрее первой. Поэтому промежуточный продукт (H2SO3) и не накапливается.

Свободная H2SO4 встречается в природе крайне редко. Обычно тотчас же после своего образования она вступает в химическое взаимодействие с содержащимися в почве или воде солями более слабых кислот (главным образом углекислыми) и разлагает их по реакции, например:

CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 + CO2­ + H2O

Бóльшая часть образующихся при этом сульфатов уносится водами рек, накапливается в морях и при их усыхании создаёт пласты различных сернокислых минералов (главным образом гипса — CaSO4·2H2O).

В противовес рассматривавшимся до сих пор окислительным процессам осуществляются и природные восстановительные. Из-за геологических смещений земной коры пласты сульфатов частично попадают в более глубокие слои Земли. Здесь под действием повышенной температуры они реагируют с увлечёнными при осаждении органическими веществами, например, по схеме (в качестве простейшего органического вещества взят метан):

CaSO4 + CH4 ® CaS + CO2 + 2 H2O ® CaCO3 + H2S + H2O.

Получающийся сероводород выходит на поверхность Земли либо прямо в газообразном состоянии, либо растворившись предварительно в подземных водах. Подобные сероводородные (“серные”) источники имеются в Пятигорске, Мацесте, Тбилиси и т. д. Водами этих источников широко пользуются в медицине при лечении различных заболеваний (кожных болезней, ревматизма и др.).

Аналогичные по химизму, но протекающие под влиянием сульфатовосстанавливающих бактерий процессы имеют место также в тех случаях, когда разложение органических веществ происходит под слоем воды, содержащей растворённые сульфаты. Такое сочетание условий характерно, в частности, для Черного моря, со дна которого вследствие этого всё время выделяется сероводород. Однако до верхних слоёв воды он не доходит, так как на глубине примерно 150 м встречается с проникающим сверху кислородом и окисляется им при содействии живущих на этом уровне серобактерий.

Другой восстановительный путь проходят сернокислые соли, задерживающиеся в почве. Извлекаемые из неё растениями сульфаты претерпевают затем сложные химические превращения, в результате которых образуются содержащие серу белковые вещества. Последние частично усваиваются животными. После отмирания животных и растительных организмов их белковые вещества разлагаются, причём сера выделяется в виде сероводорода, который таким образом вновь вводится в круговорот.



Весь рассмотренный выше цикл превращений серы в природе может быть изображён приводимой схемой. Хотя наряду с окислительными процессами в природе протекают и восстановительные, однако последние полностью не компенсируют первых, так как при взаимодействии с воздухом и водой постоянно окисляются все новые и новые количества сернистых соединений. Эта неэквивалентность обоих природных процессов усугубляется ещё и тем, что своей сознательной деятельностью человек постоянно переводит природные сульфиды в сульфаты. Действительно, и при производстве серной кислоты, и при выплавке металлов из сернистых руд, и при различных применениях самородной серы конечными возвращаемыми природе продуктами неизменно являются либо серная кислота, либо её соли.

Таким образом, цикл превращений серы в природе представляет собой не просто круговорот, а вместе с тем определенный поступательный процесс, развивающийся в направлении перехода серы от более устойчивых при прежних условиях сульфидов к более устойчивым при современных условиях сульфатам.







kompleks-neobhodimih-sociologicheskih-issledovanij-regulyarnij-monitoring-smi-po-situacii-na-rinke-vokrug-kompanii-i-konkurentov-podgotovka-media-obzorov-i-dajdzhestov-dlya-rukovodstva-analiticheskie-razrabotki-i-rekomendacii.html
kompleks-obrazovatelnoj-professionalnoj-programmi-opp-ekonomista-menedzhera-po-discipline-analiz-i-diagnostika-finansovo-hozyajstvennoj-deyatelnosti-predpriyatiya-fakultet.html
kompleks-obrazovatelnoj-professionalnoj-programmi-opp-inzhenera-po-discipline-sistemi-avtomatizirovannogo-proektirovaniya-elektrooborudovaniya-fakultet.html
kompleks-obrazovatelnoj-professionalnoj-programmi-opp-specialista-po-discipline-avtomobili-i-traktori-fakultet.html
kompleks-operativnogo-upravleniya-rabotami-po-testirovaniyu-programmnogo-obespecheniya.html
kompleks-osobennostej-obekta-prestuplenij-svyazannih-s-narkotizmom-i-narkomaniej.html
  • ekzamen.largereferat.info/sh-i-azrbaycan-qzetlrinin-xlassi.html
  • paragraf.largereferat.info/zayavka-na-uchastie-zarubezh-ekspo.html
  • occupation.largereferat.info/nachalo-biohimii-kniga-a-azimova-eto-originalnoe-sochetanie-nauchnoj-dostovernosti-yarkoj-obraznosti-masterskogo-izlozheniya.html
  • obrazovanie.largereferat.info/princip-gumanizacii-vsej-zhiznedeyatelnosti-detej-kollektiva-pedagogov-i-mezhlichnostnih-otnoshenij.html
  • knigi.largereferat.info/sozdanie-sortov-i-sovershenstvovanie-tehnologii-vozdelivaniya-lukovih-kultur-v-usloviyah-srednego-urala-06-01-05-selekciya-i-semenovodstvo-06-01-06-ovoshevodstvo-stranica-3.html
  • tests.largereferat.info/koncepciya-profilnogo-obucheniya-5-koncepciya-modernizacii-rossijskogo-obrazovaniya-do-2010-g-19.html
  • tests.largereferat.info/metodicheskie-rekomendacii-dlya-aspirantov-soiskatelej-sdayushih-kandidatskij-ekzamen-po-anglijskomu-yaziku-nabor-2010-g.html
  • reading.largereferat.info/literatura-literaturovedenie-narodnoe-poeticheskoe-tvorchestvo-byulleten-novih-postuplenij-za-oktyabr-2003-goda.html
  • nauka.largereferat.info/vopros-17-osobennosti-ekonomicheskogo-razvitiya-gollandii-v-15-17-vekah.html
  • thesis.largereferat.info/prilozhenie-2-kursovaya-rabota-na-temu-ekonomiko-pravovoj-aspekt-vremennogo-vivoza-kulturnih-cennostej.html
  • vospitanie.largereferat.info/zhoba-tairibi-1-1-1-15elektrondi-oitushi-raldar.html
  • zanyatie.largereferat.info/nizhnyaya-palata-prinyala-popravki-v-ryad-statej-ugolovno-processualnogo-kodeks-stranica-22.html
  • institute.largereferat.info/gompers-guided-labor-unions-through-many-of-their-earliest-crises-the-homestead-and-pullman-strikes-the-open-shop-campaign-adverse-court-decisions-world-wa.html
  • tests.largereferat.info/metodicheskie-rekomendacii-po-realizacii-voprosov-mestnogo-samoupravleniya-v-sfere-kulturi-gorodskih-i-selskih-poselenij-municipalnih-rajonov-moskva-2005.html
  • institute.largereferat.info/glava-12-vnezemnaya-mudrost-planeti-kak-edinici-soznaniya-nauka-edinstva.html
  • literature.largereferat.info/cogito-ergo-sum-l-m-vekker-psihika-irealnost.html
  • obrazovanie.largereferat.info/pravila-rejtingovoj-sistemi-ocenivaniya-obucheniya-studentov-1-kursa-po-discipline-fizicheskaya-kultura-sportivnie-igri-2010-2011-uch-god-pp.html
  • universitet.largereferat.info/temi-referatov-dlya-postupayushih-v-aspiranturu-po-napravlennosti-hirurgiya.html
  • teacher.largereferat.info/glava-v-kniga-o-tarrege.html
  • letter.largereferat.info/metodicheskoe-pismo-osobennosti-prepodavaniya-russkogo-yazika-v-2006-2007-uchebnom-godu-v-usloviyah-vvedeniya-novih-standartov-i-bupov.html
  • literatura.largereferat.info/regionalnaya-programma-po-energosberezheniyu-i-povisheniyu-energeticheskoj-effektivnosti-na-period-do-2020-goda-stranica-8.html
  • pisat.largereferat.info/too-vikamb-rk-050012-galmati-ul-tole-bi-dom-101-konkursnaya-komissiya-v-sostave.html
  • urok.largereferat.info/predstavlenie-harakteristika.html
  • znaniya.largereferat.info/rabochaya-programma-po-discipline-ugolovno-ispolnitelnoe-pravo-dlya-specialnosti-050301-yurisprudenciya-forma-obucheniya-zaochnaya.html
  • laboratornaya.largereferat.info/programmnij-kompleks-analiz-magnitogramm-dlya-ocenki-sostoyaniya-metallurgicheskogo-oborudovaniya-dolbnya-n-e.html
  • doklad.largereferat.info/vi-schastlivci-proshlogo-i-pretendent-na-budushee-volonter-devyanosto-vtorogo-goda.html
  • letter.largereferat.info/napisana-eta-kniga-stranica-9.html
  • textbook.largereferat.info/ichaka-gajnemana-smisl-zapovedej-v-evrejskoj-religioznoj-literature-stranica-11.html
  • literature.largereferat.info/ekonomika-otrasli-metodicheskie-rekomendacii-po-organizacii-samostoyatelnoj-raboti-studentov-zaochnogo-otdeleniya.html
  • gramota.largereferat.info/www-i-u-ru-politiko-filosofskie-traktati-cicerona-stranica-3.html
  • college.largereferat.info/-kniga-tretya-stranica-50.html
  • report.largereferat.info/interferenciya-sveta-idealnaya-zhidkost-voobrazhaemaya-zhidkost-lishyonnaya-vyazkosti-i-teploprovodnosti-v-i-zh-otsutstvuet.html
  • assessments.largereferat.info/burzhi-et-linterprtation-sotrique.html
  • crib.largereferat.info/isasha-anitama-kartasi-ktaphanalara-krspe.html
  • upbringing.largereferat.info/materiali-dlya-samostoyatelnoj-raboti-studentov-kraevedcheskij-aspekt-uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-kultura-rossii.html
  • © LargeReferat.info
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.