موسوعة العلوم - جيولوجيا - علم المعادن ( الكبريت )



علم المعادن ( الكبريت )

الكبريت هو عنصر كيميائي لا فلزي رمزه الكيميائي S وعدده الذري (16), ولون الكبريت أصفر. ويوجد في الطبيعة بشكل خام ويدخل في صناعة البارود وعيدان الثقاب.

يوجد في النفط المستخرج وهو النفط الحمضي الحاوي على غاز H2S وللاستفادة من هذا النفط في التصدير أو المصافي يستوجب التخلص من هذا الغاز وبالتالي يمكن استخراج الكبريت من هذا الغاز ويكون على شكلين أما على شكل كتل وبودرة صفراء اللون أو على شكل شرائح صفراء اللون.

عنصر الكبريت لا فلزي وهو من أملاح المعادن. الكبريت ثالث أكبر معدن في جسم الإنسان، ويحتوي الجسم على 14 غرام منه إنه مكون في كل خلية

خصائصه

- يساعد البروتينات في المحافظة على تركيبتها ويساعد الشعر على التجعد. - يشترك في عمل بعض الانزيمات. - يساعد الجسم على استعمال الطاقة. - يساعد على إخراج المواد الضارة من الجسم. - ينظم عملية تخثر الدم. - يدخل في تركيب بعض الفيتامينات من المجموعة B وفي تركيب الانسولين والكولاجين.

التاريخ

عُرف الكبريت منذ أقدم العصور وذلك لانة يوجد في الطبيعة على هيئة حرة طليقة ومتبلورة، وقد استخدم المصريون القدماء الكبريت في تبيض الأقمشة وفي بعض الصناعات الأخرى منذ حوالي 2000 سنة قبل الميلاد، كما استخدمه الصينيون بد ذلك في صناعة مسحوق البارود، واستخدمه الكيميائيون العرب في إنتاج حامض الكبريتيك الذي أطلقوا عليه زيت الزاج.

يوجد الكبريت بكميات كبيرة على حالة منفردة خصوصا في الأماكن البركانية نتيجة لتفاعل غازى كبريتيد الهدروجين وثاني اكسيد الكبريت اللذان يتصاعدان ضمن الغازات الأخرى:

x2H2S + SO2 --------> 3S + 2H2O

كما يوجد الكبريت في حالة اتحاد مع كثير من الفلزات مكوناً كبريتيداتها واكثرها انتشاراً هو : بيريت الحديد FeS2 وبيريت الحديد والنحاس ويعرف بالشالكوبيريت CuFeS2 والجاليناPbS وبلند الخارصينZnS ويوجد كذلك على هيئة كبريتات أهمها كبريتات الكاليسوم المائية وهى الجبس CaSO4.2H2O ويكون الكبريت حوالى 0.03% بالوزن من القشرة الأرضية وتحتوى المحيطات على حوالى 0.09 % من الكبريت على هيئة كبريتات وكثيرا ماتحتوى الشهب على بعض كبريتيد الحديد ويحتوى الفحم الحجرى على حوالى (1- 1.5%) من الكبريت على هيئة مركبات عضوية أو على هيئة بيريت. كما وجد الكبريت على سطح آيو أكبر أقمار المشتري وهو أحد أكثر الأقمار نضارة في المنظومة الشمسية. ويعود لونه الأصفر البرتقالي الزاهي إلى فيض الكبريت من براكينه الثائرة والتي تم اكتشافها بواسطة السوابر الفضائية حديثاً.

استخلاص الكبريت من خاماته

يفصل الكبريت من المواد المعدنية المختلطة بسهولة وذلك لانخفاض درجة انصهاره وتعتمد طريقة الاستخلاص على نوع الخام ومكان وجوده.

الخام الموجود على سطح الأرض

في هذه الحالة يجمع الخام في أكوام بها فتحات عمودية لخروج الغازات على أرض مائلة وتشعل الكومة من أعلى فيحترق بعض الكبريت مكوناً ثاني أكسيد الكبريت وتصهر الحرارة الناتجة من التفاعل الكبريت المتبقي فيسيل على الأرض المائلة ويجمع في قوالب خاصة، وتستغرق هذه العملية من شهر إلى ثلاثة أشهر حسب حجم الكومة، ويتراوح الناتج بين 50 – 70 % من الكبريت الموجود أصلاً في الخام وذلك لأن نسبة كبيرة منه تتحول إلى ثاني أكسيد الكبريت. وينقى الكبريت المستخلص بالطريقة السابقة بالتقطير في معوجات من الحديد متصلة بحجرات للتكثيف، ويكثف البخار الناتج على جدرانها على هيئة مسحوق يسمى (زهر الكبريت) ويستمر تكثفه على هذه الصورة طالما كانت درجة الحرارة أقل من 112 درجة مئوية فإذا زادت عن ذلك تحول الكبريت إلى سائل حيث يجمع في قوالب على هيئة (كبريت العمود).

الخام الموجود تحت سطح الأرض

يستخلص الكبريت في هذه الحالة بطريقة فراش (Frasch) فقد اكتشف هيرمان فراش، المهندس الكيميائي الأمريكي، عام 1891م، أن بالإمكان صهر الكبريت وهو في باطن الأرض، وذلك باستخدام جهاز يتكون من ثلاثة أنابيب داخل بعضها البعض ويدفع بخار الماء المسخن إلى درجة 130 درجة مئوية في الأنبوبة الخارجية فينصهر الكبريت ويرفع إلى أعلى بدفع الهواء المضغوط في الأنبوبة الداخلية فيخرج مصهور الكبريت من الأنبوبة الوسطى مختلطاً ببعض فقاعات الهواء،. وأغلب الكبريت المنتج بهذه الطريقة له درجة نقاء تتراوح ما بين 99,5% و99.9 % ولا داعي إلى تنقيته بالتقطير.

خواص الكبريت

الكبريت عنصر لا فلزي ذو لون أصفر زاهٍ لاطعم له ولارائحة، تتراوح صلادة الكبريت من 1.5 إلى 2.5 على مقياس موز، وهو هش ويتكسر بسهولة والكبريت ردئ التوصيل للحرارة جداً لدرجة أن مسكه باليد وتقريبه من الأذن يؤدي إلى سماع طقطقة ناتجة من تمدد السطح الخارجي بحرارة اليد دون تأثر الأجزاء الداخلية مما يؤدي إلى حدوث تشققات دقيقة يوجد الكبريت في أشكال عدّة تُسمى المتآصلات، وأكثر المتآصلات شيوعًا هو:

الكبريت معيِّني الشكل

وهو مادة متبلِّورة صفراء ليمونيّة اللّون وثابتة عند درجة حرارة الغرفة. يتألف جزئ الكبريت المعيني من ثماني ذرات. وتتطابق جزيئات هذا الشكل معاً بإحكام.

ثابت فقط ما بين درجة 94°م و120°م. وتوجد كبلورات إبريّة طويلة عديمة اللّون تقريبًا. يتألف جزئ الكبريت أحادي الميل من ثماني ذرات الفسحات بينها أوسع مما هي عليه في الشكل المعيني.

الكبريت غير المتبلر أو البلاستيكي

ناعم وليّن ولزج ويتمدد كالمطاط. وكلا النوعين ـ الكبريت أحادي الميل والكبريت غير المتبلر ـ يتحولان إلى الكبريت معيني الشكل عند درجة حرارة الغرفة.

عنوان وصلة== استخدامات الكبريت ==

يستخدم الكبريت في صناعة الثقاب والبارود كما يستخدم في الزراعة لمعادلة قلوية التربة. اما أهم استخدامات الكبريت هو استخدامه في تحضير حمض الكبريتيك، وهو مركب كبريتي، ويُعد أهم مادة كيميائية تجارية في العالم. ويستخدم في إنتاج الأصباغ والدهانات (الطلاء)، والورق والمنسوجات وعدد من الكيميائيات الصناعية. كما يُستخدم أيضًا في إنتاج الفلزات وفي تكرير النفط. أما المنتجات الأخرى المحتوية على الكبريت، فتشمل بعض أنواع الأسمدة، والمتفجرات ومبيدات الفطر والحشرات، والمطاط، والشامبو، والبطاريات (المراكم) وكذلك المواد الكيميائية المستخدمة في أفلام التصوير. كما يدخل الكبريت في صناعة الأدوية كواحد من المكونات, حيث يستخدم لعلاج بعض الأمراض الجلدية كما يستخدم زهر الكبريت في علاج اضطرابات الهضم. كما يمكن استخدام الكبريت في إنشاء الطرق بدلاً من الأسفلت.