گوگرد یا سولفور با نماد شیمیایی S نام یک عنصر شیمیایی است که در گروه ششم (VIA) و دورهٔ سوم از جدول تناوبی عنصرها جای گرفته‌است. این عنصر در خانوادهٔ اکسیژن قرار دارد، پیش از آن فسفر، پس از آن کلر، در بالای آن اکسیژن و پایین آن سلنیوم جای گرفته‌است نماد شیمیایی آن S و عدد اتمی آن ۱۶ است.اکتشاف این عنصر به پیش از تاریخ بازمی‌گردد

گوگرد یک نافلز بی‌بو، بی‌مزه و چند ظرفیتی است که بیشتر به شکل بلورهای زرد رنگ موجود در کانی‌های سولفید و سولفات شناخته شده‌است. گوگرد عنصری مهم برای همهٔ موجودات زنده‌است برای نمونه می‌توان به حضور گوگرد در ساختار اسید آمینوها و پروتئین‌ها اشاره کرد. این عنصر به صورت اولیه در کودها استفاده می‌شود؛ ولی به صورت گسترده‌تر در باروت، ملیّن‌ها، کبریت‌ها و حشره‌کش‌ها نیز به کار گرفته می‌شود.

پیشینه

 
 

گوگرد که اسم لاتین آن Sulphur می‌باشد از زمان‌های باستان شناخته شده بوداین عنصر با نام Brimstone در اسفار پنجگانه کتاب مقدس آمده‌است هومر نیز گوگرد حشره‌کش را در قرن ۹ قبل از میلاد ذکر کرده بود. در سال ۴۲۴ قبل از میلاد قبیله Bootier دیوارهای یک شهر را با سوزاندن مخلوطی از ذغال و گوگرد سوزانیده و خراب کردند. زمانی نیز در قرن ۱۲ در چین باروت که مخلوطی از نیترات پتاسیم KNO3 کربن و گوگرد بود کشف شد.

کیمیاگران اولیه برای گوگرد نماد مثلثی که در بالای یک خط قرار داشت در نظر گرفته بودند. این کیمیاگران از روی تجربه می‌دانستند که عنصر جیوه می‌تواند با گوگرد ترکیب شود.

سوگند یا سئوکند در اصل به معنای گوگرد بوده‌است. در دوران گذشته یکی از روش‌های نهایی اثبات اتهام یا برائت متهمان، خوراندن آب گوگرد به آنان بوده‌است. چنانچه متهم بعد از خوردن گوگرد یا همان سوگند زنده می‌ماند، حکم به برائت وی می‌دادند. اصطلاح سوگند خوردن که تأکید شخص بر صحت گفته‌هایش است، در اصل از همین آیین گرفته شده‌است

در اواخر دهه ۱۷۷۰ آنتوان لاووازیه توانست مجامع علمی را متقاعد کند که گوگرد یک عنصر است و نه یک ترکیب

ویژگی‌ها

 

ظاهر این نافلز به رنگ زرد کمرنگ می‌باشد که بسیار سبک و نرم است. این عنصر به هنگام ترکیب با هیدروژن بوی مشخصی داشته که مشابه بوی تخم‌مرغ فاسد شده‌است.گوگرد با شعله آبی رنگ سوخته و بوی عجیبی از خود ساطع می‌کند (بنگرید به تصویر روبه‌رو). گوگرد در آب حل نمی‌شود ولی در دی‌سولفید کربن (سولفور دو کربن) حل می‌شود حالت‌های معمول اکسیداسیون این عنصر ۲-و۲+و۴+و۶+ است که ۲- و ۴+ کاهنده‌اند و تمایل رسیدن به ۶+ که پایدارتر است را دارند و حالت‌های ۴+ و ۶+ از قاعده هشت‌تایی (اشاره به ساختار گوگرد) پیروی نمی‌کنندگوگرد در تمام حالت‌های مایع، جامد و گاز شکل‌های چندگانه دارد که ارتباط بین آنها هنوز کاملاً درک نشده‌است. گوگرد کریستالی به صورت حلقه گوگردی S8 نشان داده می‌شود.

نیترید گوگرد پلیمری خواص فلزی دارد و این در حالی است که هیچ گونه اتم فلزی در خود ندارد(شبه فلز است این عنصر همچنین خواص نوری و الکتریکی غیر معمول دارد. گوگرد غیر متبلور یا پلاستیک با عمل سرد کردن سریع کریستال گوگرد حاصل می‌شود. مطالعات در زمینه اشعه ایکس نشان می‌دهد که گونه غیر متبلور و بی‌نظم ممکن است که ۸ اتم در هر ساختار پیچشی ستاره مانند داشته باشد.

گوگرد می‌تواند به دو حالت کریستالی بدست آید به صورت اورتورومبیک (گوگرد هشت وجهی) یا بلور مونو کلینیک که اولی در دماهای معمولی پایدارتر می‌باشد

ایزوتوپ‌ها

 

گوگرد ۱۸ ایزوتوپ دارد که چهار عدد از آنها پایدار هستند

شیمی عنصر

 
 

از آنجایی که گوگرد یک نافلز است انواع ترکیبات یونی به وجود می‌آورد:

ترکیبات معدنی سولفید

  • گالن یک که نام علمی آن سولفید سرب است نیز یک ترکیب مشتق از گوگرد است که در صنایع نیمه‌رساناها کاربرد دارد.
  • سولفید آهن
  • سولفید روی
  • کربونیل سولفید – COS
  • کربن دی‌سولفید – CS۲
  • مس (I) سولفید – Cu۲S
  • مس (II) سولفید – CuS
  • ژرمانیوم (II) سولفید – GeS
  • ژرمانیوم (IV) سولفید– GeS۲
  • طلا (I) سولفید – Au۲S
  • سولفید هیدروژن – H۲S
  • سرب (II) سولفید – PbS
  • جیوه (II) سولفید – HgS
  • مولیبدنیوم دی‌سولفید – MoS۲
  • پنتاسولفید آنتیموان – Sb۲S۵
  • پتاسیم سولفید – K۲S
  • سولفید نقره – Ag۲S
  • سدیم هیدروسولفید – NaSH
  • سولفان – H۲S
  • ایتریوم (III) سولفید – Y۲S۳

سولفات

 
  • سولفات لیتیم
  • سولفات روی
  • سولفات آلومنیوم – Al۲(SO۴)۳
  • آمونیوم سولفات – (NH۴)۲SO۴
  • باریوم سولفات – BaSO۴
  • کادمیوم سولفات – CdSO۴
  • کلسیم سولفات (گچ) – CaSO۴
  • سریوم (IV) سولفات – Ce(SO۴)۲
  • کبالت (II) سولفات – CoSO۴

سولفیت

  • سولفیت سدیم – Na۲SO۳

ترکیبات آلی

سم‌های فسفاته آلی در طول جنگ جهانی دوم در آلمان گسترش یافتند. سم دی‌ایزوپزوپیل فلوئور فسفات (DFP) یک معرف بسیار سمی است. پاراتیون و مالاتیون ترکیبات آلی فسفره هستند و به عنوان حشره‌کش موثر و کم‌دوام گسترش یافته‌اند.. در ساختمان شیمیایی پنی سیلین نیز گوگرد موجود است.

در تخم‌مرغ هیدروژن سولفید وجود دارد این ماده در آب حل می‌شود و اسید تولید می‌کند

نقش بیولوژیکی

 

اسید آمینه‌های سیستئین (به انگلیسی: Cysteine)‏ متیونین (به انگلیسی: Methionine)‏،هوموسیستئین (به انگلیسی: Homocysteine)‏، تائورین (به انگلیسی: Taurine)‏ و همچنین برخی از آنزیم‌ها حاوی گوگرد هستند

نزدیک به ۰٫۲۵ درصد از وزن بدن انسان را گوگرد تشکیل می‌دهد. گوگرد در کراتین که در ساختار مو و ناخن است، جز عناصر اصلی محسوب می‌شود همچنین ترکیبات گوگرددار (VSC) باعث ایجاد بوی بد در دهان می‌گردند

ترکیبات دی‌سولفیدی مابین پلی‌پپتیدها(پلی‌پپتید از به هم پیوستن چندین پپتید حاصل می‌گردد) در ساختار پروتئینی بسیار مهم می‌باشند. برخی از گونه‌های باکتری از سولفید هیدروژن بجای آب در فرایند فتوسنتز خود استفاده می‌کنند

کانی‌ها

عنصر گوگرد در طبیعت به صورت طبیعی و خالص، یا به صورت ترکیبات سولفید و سولفات همراه با دیگر عناصر فلزی و نافلزی یافت می‌شود. گوگرد سرد و خالص، زرد رنگ می‌باشد ولی بیشتر به سبب حرارت بالا یا ناخالصی‌ها تغییر رنگ می‌دهد. بنا به سیستم تبلور، این نوع گوگرد به صورت گوگرد آلفا (رومبیک یا اکتاهدرال) گوگرد بتا (مونوکلینیک یا منشوری)، گوگرد گاما (پلاستیک) و گوگرد بی‌شکل (کلوئیدی) می‌باشد.

عنصر گوگرد به همراه عناصر دیگر در کانی‌های مختلفی یافت می‌شود که مهمترین آنها، پیریت، مارکاسیت، پیروتیت، کالکوپیریت، کالکوزیت، کوولیت، بورنیت، اسفالریت، انیدریت، ژیپس و... است

منابع معدنی

عنصر گوگرد به صورت ترکیبات مختلف در کانسارهای بسیاری قابل پی جویی و اکتشاف است.

  • کانسارهای گوگرد آزاد:

در این گونه کانسارها گوگرد به صورت طبیعی یافت می‌شود و براساس خاستگاه آنها، خود به چهار گروه تقسیم می‌شوند:

    • کانسارهایی با خاستگاه زیستی:

که باکتریها در تشکیل آنها نقش اصلی را داشته و معمولاً رسوبی هستند.

    • کانسارهایی با خاستگاه آتشفشانی:

گوگرد در سنگ‌های آسمانی، در مجاورت چشمه‌های جوشان و همچنین آتش‌فشانهاو مخروطهای آتشفشانی و یا به صورت رگه‌های گوگردی در داخل سنگهای آتشفشانی یافت می‌شود.

 
    • کانسارهایی با خاستگاه اکسیداسیون و احیا

اینگونه ذخایر معمولاً کوچک هستند و کاوک‌ها و شکاف‌های سنگ‌ها را پر می‌کنند.

    • کانسارهایی با خاستگاه گرمابی:

گوگرد در این کانسارهای از واکنش شیمیایی بین هیدروکربنها و انیدریت در حرارت و فشار زیاد ایجاد می‌گردد

  • کانسارهای سولفیدی گوگرد:
    • کانسارهای سولفورهای آهن:

گوگرد به صورت ترکیبی همراه با دیگر عناصر به صورت سولفید (مانند:پیریت یافت می‌شود. گوگرد در این کانسارها، از کانی‌های غیرآهنی همراه با پیریت و پیروتیت بدست می‌آید. همچنین در کانسارهای رسوبی آهن لایه‌ای که دارای زون سولفیدی می‌باشند، گوگرد یافت می‌شود.

    • کانسارهای سولفورهای فلزی غیر آهنی:

گوگرد همراه با کانی‌های سولفوره مانند اسفالریت بازیابی می‌شود.

  • کانسارهای سولفاتی:

از بزرگترین منابع گوگرد به شمار می‌روند. گوگرد در این نوع کانسارهای همراه با مواد معدنی مانند گچ(CaSO4·2H2O)و انیدریت است. همچنین همراه با سولفات باریوم یافت می‌شود.

 
  • گاز طبیعی و نفت:

مهمترین ذخایر گوگرد در جهان امروز به شمار می‌آیند. از این منابع، گاز طبیعی بهمراه گاز ترش یا هیدروژن سولفوره گازی (H2S) استخراج شده و گوگرد آزاد بعنوان محصول همراه بازیابی می‌گردد. گوگرد همچنین در نفت خام و گازهای طبیعی وجود دارد. از جهتی دیگر نکته شایان ذکر در مورد وجود ترکیبات گوگرددار در مواد نفتی قابلیت خورندگی آنها و صدمه زدن به تجهیزات توزیع است

  • ماسه‌های قیری و نفتی:

گوگرد به صورت کمپلکس آلی در آنها وجود داشته و به عنوان محصول همراه به هنگام پالایش آنها، بدست می‌آید.

  • زغال سنگ و شیل نفتی:

این عنصر در مقادیر کم نیز از زغال سنگ و نفت که در هنگام سوختن دی‌اکسید گوگرد تولید می‌کنند بدست می‌آیداستانداردهای سوختی بصورت فزاینده‌ای به گوگرد برای استخراج سوختهای فسیلی نیاز دارند، لیکن دی اکسید گوگرد با قطرات آب ترکیب شده و باعث بوجود آمد باران اسیدی می‌شود

  • اقیانوس ها:

گوگرد در آب اقیانوسها به صورت سولفات‌های محلول کلسیم، منیزیم و پتاسیم وجود دارد

بنا بر آمار سال ۲۰۰۱ میلادی، کشورهای کانداا هلند، اسپانیا، چین و آمریکابیشترین میزان ذخایر گوگرد دنیا را بخود اختصاص داده‌اند

کانسارهای گوگرد در ایران

بیشتر کانسارهای گوگرد ایران به صورت ترکیب با گازهای ترش و منابع نفتی همراه‌است که امروزه از این منابع مقادیر نسبتاً زیادی گوگرد تولید و صادر می‌گردد.

از مهمترین کانسارهای دگرگونی گوگرد در ایران می‌توان به کانسار بستانه در غرب بندر لنگه (ذخیره ۵۰۰ هزار تن)، کانسار خمیر در شمال غرب بندر خمیر (ذخیره ۴۰۰ هزار تن)، کانسار دستکده در پایانه غربی جزیره قشم (ذخیره ۲۵ هزار تن)، کانسار لاتیدان در غرب بندرعباس (ذخیره ۶ هزار تن)، کانسار غرب بندرعباس (ذخیره ۱۲۰ هزار تن) و کانسار دلازیان در جنوب شرق سمنان(ذخیره ۱ میلیون تن) اشاره نمود.

تعداد کانسارهای معدنی گوگرد ایران حدود ۵۰ واحد است که از این تعداد هیچ معدنی فعال نیست. ذخیره اعلام شده این معادن حدود ۵،۷ میلیون تن می‌باشد

کاربردها

گوگرد به صورت آزاد و به صورت ترکیبی موارد مصرف بسیاری دارد ولی بیشترین کاربرد آن برای ساخت ترکیبات شیمیایی و فرآورده‌های میانی در چرخه صنعت است. بیشترین مصرف گوگرد در سال‌های پیشین در صنایع کشاورزی و تهیه کودهای فسفاتیک بوده‌است

 

گوگرد یکی از اجزای باروت می‌باشد. همچنین گوگرد برای جوشکاری لاستیک به کار می‌رود گوگرد به عنوان ماده از بین برنده قارچ و همچنین ضدعفونی کننده و کود به کار می‌رود گوگرد برای تهیه اسید سولفوریک نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد گوگرد همچنین برای ساختن چندین نوع کاغذ، ماده سفیدکننده و به عنوان عایق الکتریکی مورد استفاده‌است.

ترکیبات گوگرد بسیار سمی است، برای مثال مقدار کمی سولفید هیدروژن می‌تواند متابولیسم بدن را دگرگون کند اما مقادیر بیشتر آن می‌تواند به سرعت باعث مرگ از راه فلج تنفسی شود. سولفید هیدروژن با سرعت حس بویایی را از بین می‌برد. دی‌اکسید گوگرد آلوده‌کننده مهم جوی می‌باشداین عنصر برای استفاده‌های صنعتی مانند تولید (H2SO4)اسید سولفوریک برای باتریها تولید باروت و حرارت دادن لاستیک تولید می‌شود. گوگرد در فرآیند تولید کودهای فسفاتی به عنوان ماده ضد قارچ عمل می‌کند. سولفاتها در کاغذهای شستشو و خشک‌بار نیز کاربرد دارند. همچنین گوگرد در ساخت کبریت و در آتش‌بازی نیز به‌کار گرفته می‌شود. تیوسولفات آمونیوم یا سدیم به عنوان عامل ثابت کننده در عکاسی کاربرد دارد. سولفات منیزیم می‌تواند به عنوان ماده ضد خشکی و ملین که یک مکمل منیزیم گیاهی است به کار گرفته شود

بهره برداری و تولید

 

بر حسب نوع کانسارها، گوگرد را هم به روش روباز و هم زیرزمینی می‌توان بدست آورد. روشهای استخراج و کانه آرایی گوگرد با دیگر مواد معدنی تفاوت دارد و روش و تکنولوژی مخصوص به خود را دارد.

در کانسارهای گوگرد طبیعی (آزاد) از روش‌های معدنکاری سنتی جهت استخراج این ماده معدنی استفاده می‌شود.

استخراج گوگرد از گنبدهای نمکی بیشتر با روش فراش Frasch انجام می‌گیرد. در این روش آب داغ را از طریق چاه به بخش گوگرد دار تزریق می‌کنند، سپس گوگرد به صورت مایع از داخل زمین به خارج رانده می‌شود

در مرحله فرآوری گوگرد، با استفاده از روشهای مختلف پرعیارسازی (تغلیظ) اقدام به عنی سازی ماده معدنی می‌نمایند. این روشها شامل موارد زیر است:

  • پرعیار سازی نسبی با فلوتاسیون و سپس پالایش گوگرد
  • ذوب توسط اتوکلاو، قبل یا بعد از پرعیارسازی نسبی و سپس پالایش
  • ذوب و پالایش بدون پرعیارسازی نسبی و صاف کردن
  • تقطیر سنگهای معدنی در ظروف چدنی و انصال آنها به اتاق کندانسه در بیرون از محیط کوره و تهیه گوگرد در اتاق کندانسه (کاربرد در ژاپن

اقتصاد معدنی

گوگرد در ۷۰ کشور پراکنده در سطح جهان تولید می‌شود.

آرژانتین با تولید کمتر از هزار تن در سال کوچک‌ترین تولیدکننده در جهان است. ۱۱ کشور عمده تولیدکننده گوگرد به ترتیب حجم تولید عبارت‌اند از ایالات متحده، کانادا، روسیه، عربستان سعودی، ژاپن، آلمان، امارات متحده عربی، قزاقستان، ایران، مکزیک و لهستان که در مجموع در سال ۲۰۰۲ مقدار ۳۴ میلیون تن گوگرد تولید نموده‌اند که ۷۹ درصد کل تولید جهانی گوگرد در سال مذکور است

گوگرد عنصری حیاتی است که در بخش‌های کشاورزی و صنعت در تمامی کشورهای جهان مصارف گوناگون دارد. ۱۲ کشور عمده مصرف کننده (به ترتیب مقدار مصرف) عبارت‌اند از: ایالات متحده، چین، مراکش، روسیه، هندوستان برزیل، تونس، کانادا، ژاپن، مکزیک، آلمان و استرالیا که در جمع در برگیرنده ۷۰ درصد میانگین جهانی مصرف گوگرد در سه سال گذشته بوده‌اند. ایران با مصرف ۲۷۶ هزار تن گوگرد در سال ۱۳۸۱ در رده ۲۱ فهرست کشورهای مصرف کننده گوگرد قرار داشت. تا سال ۲۰۰۶ بیش از ۶۵ درصد (معادل ۲/۸ میلیون تن) به گوگرد مازاد بر مصرف در منطقه خاورمیانه افزوده شده‌است.

اقسام گوگردهای صنعتی

  • گوگرد آلی: حاوی ۶۰ درصد گوگرد و ۴۰ درصد مواد آلی (مواد کمپوست شده، کود حیوانی ـ مرغی
  • بیوفسفات طلایی: حاوی ۶۰ درصد خاک فسفات تغلیظ شده، ۲۰ درصد گوگرد، ۱۶ درصد مواد آلی، ۴ درصد روی و ۳۰۰ گرم مایه تلقیح تیوباسیلوس است. این کود در ایران مورد استفاده‌است
/ 1 نظر / 8 بازدید
یه دوست

بدون خرید CD یا سرمایه گذاری از اینترنت درآمد کسب کنید حداقل 500 هزار تومان در ماه کاملا قانونی ( شرکت ثبت شده ) 7 سال سابقه