По какому индикатору отслеживают индустриальную мощь стран, роль серы в поддержании климата, как погибли Содом и Гоморра и что может послужить полимерной заменой золоту в электронике.
Представляем краткий разбор серы: свойства, история, применение, перспективы, производство, цена.
Свойства
Чистая сера (S) представляет собой неметаллическое вещество (как правило, порошок) жёлтого цвета, без вкуса и запаха. Нетоксична. В воде не растворяется. Электропроводность низкая. На воздухе горит синим пламенем.
Один из самых реакционноспособных элементов. S вступает в реакцию со всеми металлами (кроме платины и золота), а также другими элементами.
Соединения серы могут быть токсичны и иметь резкий неприятный запах (например, сероводород).
История
Люди каменного века использовали серу для наскальной живописи, а также в виде лечебного средства.
В Священном Писании она упоминается в самой первой Книге Бытия. Посредством горящей серы были уничтожены Содом и Гоморра. Как полагают некоторые учёные, скорее всего, над указанными городами взорвался крупный болид (в исследованных метеоритах доля серы может доходить до 12%).
Элемент присутствует в письменных источниках большинства древних цивилизаций: Индия, Китай, Египет, Месопотамия, Греция и Рим.
Происхождение русского названия (как, впрочем, и английского) теряется в глубине веков.
Древнегреческие воины использовали серу для зажигательных смесей ещё в V веке до н. э. (прототип «греческого огня»). Кроме того, она применялась как дезинфицирующее средство (окуривание помещений), а также в качестве консерванта для вин и средства для отбеливания тканей. Целебное действие горячих серных источников также хорошо известно с незапамятных времён.
Во времена промышленной революции XVIII-XIX веков потребление серы резко подскочило. Крупнейшие действующие месторождения того времени располагались на Сицилии. Условия, в которых велась добыча, были чудовищными.
Применение
В настоящее время большая часть получаемой серы (до 90%) уходит на производство серной кислоты – главного продукта (по количеству) мировой химической промышленности. Тоннаж и динамика производства H2SO4 является одним из важных индикаторов состояния индустриального сектора того или иного государства.
Производство серной кислоты в РФ, по последним доступным данным Росстата, на графике ниже.
К слову, в 1992 году, в первый год после распада СССР, было произведено 9,7 млн. тонн H2SO4.
Серная кислота, в свою очередь, используется для производства фосфорных удобрений, добычи полезных ископаемых, обеззараживания сточных вод, выпуска свинцово-кислотных аккумуляторов, моющих средств, пигментов и во многих других областях.
Элементарная сера применяется для вулканизации каучука, отбеливания бумаги и консервации сухофруктов, а также при производстве цемента, пестицидов, красителей, фармацевтических препаратов и специальных удобрений.
Соединения серы с резким запахом добавляются в природный газ для быстрого обнаружения утечек.
Одна из перспективных разработок – литий-серные аккумуляторные батареи с высокой плотностью энергии и потенциально более низкой себестоимостью.
Производство
Ключевыми производителями серы в мировом масштабе являются нефтеперерабатывающие, газоперерабатывающие и коксохимические предприятия.
Поскольку производство серы сконцентрировано (в виде побочного продукта) на предприятиях по переработке ископаемого топлива, то она может извлекаться совсем не в тех странах, в которых была добыта. Например, сера, произведенная в США, может иметь канадское или венесуэльское происхождение.
Нефть марки Brent содержит 0,4-0,5% серы, нефть марки Urals – 1,3%, Arctic Oil (ARCO) – 2,3%.
Дефицита резервов в обозримом будущем не предвидится. Сера является десятым по распространённости элементом во Вселенной и пятым на нашей планете. S составляет около 3% массы Земли. Это больше, чем масса Ганимеда, самого крупного спутника в Солнечной системе (в 2 раза больше Луны).
В самородной (несвязанной) форме S встречается в соляных куполах и вулканических выбросах. Вулканические месторождения разрабатываются в Индонезии, Чили и Японии.
Сера является важным элементом организма млекопитающих. В теле взрослого человека содержится в среднем 140 грамм S.
Цена
В 2022 году цена на серу резко выросла и составила порядка $150 за 1 тонну.
Для сравнения, средняя цена 2021 года - $92,3/т; 2020 г. – $24,6/т.
Росту цен способствовало увеличение спроса. Главный драйвер – повышение объёмов добычи и переработки никеля, а также санкции, введённые против России (наша страна – традиционный нетто-экспортёр серы).
В июне 2023 года S торгуется по цене $100-120 за 1 тонну.
Роль в регулировании климата
Сера оказывает огромное влияние на естественное регулирование климата.
Морские бактерии вырабатывают диметилсульфид (DMS) – летучее вещество с сильным едким запахом (именно его мы идентифицируем как «запах моря»). DMS окисляется до диоксида серы и затем образуются частицы серной кислоты (в виде аэрозоли). Последние служат ядром образования новых облаков.
Надо ли говорить какое значение имеют облака для саморегуляции всей живой системы планеты.
Политиазил
Политиазил - одно из соединений серы и азота (двух неметаллов), проявляющее свойства, характерные для металлов.
Это электропроводный пластичный материал жёлтого цвета с металлическим блеском. При низких температурах становится сверхпроводником.
Политиазил находит своё применение в электронике (транзисторы, светодиоды и т. п.) и в этом качестве может служить альтернативой золоту.
Подобные материалы (их ещё называют «синтетические металлы») могут создаваться и из других элементов. Не менее перспективным является полиацетилен (на основе углерода и водорода).
Возможно, вам также будет интересно:
Если узнали что-то новое, просьба оставить лайк. Подпишитесь на канал, и мы обещаем ещё много интересного.
