.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
  • university.largereferat.info/glava-odinnadcataya-snajper-oshibaetsya-tolko-raz-jozef-ollerberg-nemeckij-snajper-na-vostochnom-fronte-1942-1945.html
  • teacher.largereferat.info/g-i-shevelyova-kontrol-kachestva-produkcii-stranica-15.html
  • uchit.largereferat.info/tehnicheskoe-zadanie-na-postavku-knizhnoj-produkcii-dlya-bibliotek-spb-guk-centralizovannaya-bibliotechnaya-sistema-vasileostrovskogo-rajona-stranica-2.html
  • thescience.largereferat.info/kibernetika-pervogo-poryadka-kniga-posvyashena-narrativnoj-povestvovatelnoj-terapii-v-osnove-kotoroj-lezhit-rabota.html
  • assessments.largereferat.info/emil-zolya-nana-stranica-10.html
  • tetrad.largereferat.info/vnutrshnj-audit-vitrat-pdprimstva-gromadskogo-harchuvannya.html
  • books.largereferat.info/bileti-chast-3.html
  • literature.largereferat.info/deyatelnost-komitetov-i-komissij-gd-vzaimodejstvie-gosdumi-s-federalnimi-organami-7.html
  • spur.largereferat.info/kontakti-dlya-turagentstv.html
  • letter.largereferat.info/mlkt-zhariya-etu-turali-resej-zhina-bank-a-eb-klientterne-arnalan-zhadinama.html
  • uchenik.largereferat.info/biznes-plan-chast-9.html
  • upbringing.largereferat.info/konkurs-informashka-145-celi-i-zadachi-konkursa-davaj-druzhit-s-informatikoj.html
  • teacher.largereferat.info/funkcionalnaya-svyaz-mezhdu-lyubimi-parami-iz-osnovnih-parametrov-referat-kompleksnij-diplomnij-proekt-na-temu-matematicheskoe.html
  • thesis.largereferat.info/pravila-elektrobezopasnosti-dlya-rabotnikov-oao-rzhd-pri-obsluzhivanii-elektrificirovannih-zheleznodorozhnih-putej.html
  • institute.largereferat.info/glavnij-specialist-po-aviacionnomu-i-radioelektronnomu-i-obshie-polozheniya.html
  • grade.largereferat.info/obshinski-svet-prie-otchet-za-prihodite-i-razhodite-po-godishniya-plan-za-privatizaciya-za-2008-g-obshinski-svet-prie-godishen-plan-za-privatizaciya-za-2009-g.html
  • thesis.largereferat.info/prilozhenie-b-informacionnoe-gost-14254-96-mek-529-89.html
  • abstract.largereferat.info/1-zakritoe-akcionernoe-obshestvo-prajsvoterhauskupers-audit-ezhekvartalnij-otchet-po-cennim-bumagam-za-2-kvartal-2004-goda.html
  • essay.largereferat.info/ekspluataciya-mashin-v-pustine.html
  • kolledzh.largereferat.info/55investicionno-strukturnaya-politika-nacionalnaya-strategiya-ustojchivogo.html
  • universitet.largereferat.info/tri-stancii-puteshestviya-dushi.html
  • uchitel.largereferat.info/rabochie-uchebnie-programmi-po-anglijskomu-yaziku-dlya-specialnostej-060101-lechebnoe-delo-060103-pediatriya-stranica-6.html
  • tetrad.largereferat.info/uchebno-metodicheskij-kompleks-dlya-studentov-napravleniya-05070062-pedagogika-profilya.html
  • learn.largereferat.info/esli-bi-poverit-voobshe-v-okonchatelnuyu-realnost-obichnogo-v-nem-uzhe-chuetsya-besspornoe-vmeshatelstvo-neobichnogo.html
  • thesis.largereferat.info/princip-povtora-lotman-yu-m-struktura-hudozhestvennogo-teksta.html
  • knigi.largereferat.info/rok-akademicki-20082009-stranica-55.html
  • reading.largereferat.info/konspekt-dosuga-v-podgotovitelnoj-gruppe-ekologicheskij-sud.html
  • desk.largereferat.info/perevodnaya-itogovaya-kontrolnaya-rabota-po-matematike-v-8-klasse.html
  • nauka.largereferat.info/vliyanie-tirozinovogo-fosforilirovaniya-na-transport-na-v-kozhe-lyagushki-rana-temporaria.html
  • college.largereferat.info/13-osnovi-mezhdunarodnoj-konkurentosposobnosti-nacionalnaya-konkurentosposobnost.html
  • learn.largereferat.info/glava-20-glamur-eto-uskolzayushaya-zagadochno-volnuyushaya-i-zachastuyu.html
  • predmet.largereferat.info/sekciya-ugolovnogo-prava-i-kriminologii-programma-xxix-nauchnoj-konferencii-sudentov-magistrantov-aspirantov.html
  • zanyatie.largereferat.info/na-postavku-tovarov-rabot-uslug-gorod-kaluga-19-24-06-09-goda-stranica-2.html
  • znanie.largereferat.info/a-i-zhuk-2010-g.html
  • portfolio.largereferat.info/plehanova-t-f-tekst-kak-dialog-monografiya-t-f-plehanova-mn-mglu-2003-251-s-stranica-9.html
  • © LargeReferat.info
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.