RSS

referate Sulf




SULFUL – "substanţă divină"




Descriere generală
Denumire: sulf
Simbol chimic: S
Număr atomic: 16
Configuraţia electronică: 1s22s22p63s23p4
Masă atomică: 32,065 (izotopi: 32S – 94,93%, 33S – 0,76%, 34S – 4,29%, 36S – 0,02%)
Locul în sistemul periodic: Grupa a VI-a A (16) – grupa calcogenilor, perioada
                                             a 3-a (element de tip 'p', nemetal).
Aspect: solid la temperatură obişnuită, culoare galben- lămâi.
Densitate: 1960 kg/m3
Stare naturală:
            Sulful elementar se găseşte în cantităţi mari în natură.
            În litosferă  se găsesc cantităţi mari de sulf sub formă de sulfuri, mai ales de metale tranziţionale, şi de sulfaţi: pirita (FeS2), calcopirita (CuFeS2), calcozina (CuS2) galena (PbS), blenda (ZnS), argiroză (Ag2S),  realgar (As2S2), auripigment (As2S3), cinabru (HgS), molibdenită (MoS), millerit (NiS), stibină (Sb2S), cobaltină (AsCoS), mispichel (AsFeS), gips (CaSO4*2H2O), anhidrit (CaSO4), celestină (SrSO4), barita (BaSO4), kiserită (MgSO4*H2O), sarea lui Glauber (Na2SO4*10H2O), anglezită (PbSO4), glauverită (CaSO4* Na2SO4), etc.
            Apa de mare conţine sulfaţi solubili (ioni sulfat (SO4)-2) iar apele termale şi unele ape minerale contin sulfuri solubile şi hidrogen sulfurat. Combinaţii ale sulfului se mai găsesc în ţiţei, cărbuni şi gaze naturale.
            Luna planetei Jupiter numită Io este foarte frumos colorată datorită existenţei diferitelor varietăţi de sulf.
            Pe faţa întunecată a Lunii, lângă craterul Aristarchus, se află un depozit de sulf.
Obţinere:
Obţinerea sulfului se realizează prin:
a) procedee fizice, se extrage din minereuri sulful nativ prin următoarele metode:
o     topirea minereului de sulf într-un cuptor numit calcarone– procedeul calcheronelor;
o     topirea minereului de sulf în autoclave cu vapori de apă supraîncălăziţi;
o     procedeul sondelor sau procedeul Frasch care constă în topirea sulfului la adâncimea unde se află, cu vapori de apă supraîncălziţi şi apoi aducerea lui la suprafaţă cu aer comprimat.
b) Procedee chimice:
o     oxidarea sulfurilor;
o     obţinerea din gazele de iluminat sau de cocserie
o     reducerea sulfaţilor la sulfuri şi apoi oxidarea acestora.
Sulful obţinut se purifică prin distilare şi condensare şi se obţine sulf sub formă de floare (temperatura de condensare < punctul de topire) sau bastoane (temperatura de condensare > punctul de topire).
Alotropie şi forme polimorfe:
Sulful cristalin
            Sub temperatura de topire, sulful cristalizează în două forme polimorfe: sulf rombic (sulf α) stabil până la temperatura de 95,50C şi sulful monoclinic (sulful β) stabil între 95,50C şi 119,20C.
                                                            Sα ↔ Sβ
Prin determinări crioscopice s-a stabilit că moleculele sulfului sunt compuse din opt atomi. Moleculele au forma unor inele, atomii fiind aranjaţi câte patru în două planuri paralele. Distanţele interatomice fiind 2,06A0, iar unghiurile de valenţă de 1050.

Molecula S8
Sulful plastic sau amorf
            Topind sulful la peste 1900C şi turnând topitura în apă  se obţine sulful plastic (material brun, translucid, elastic). Sulful plastic prezintă elasticitate (firele de sulf plastic se pot întinde până la lungimea de zece ori mai mare decât cea iniţială); lăsate libere firele revin la lungimea iniţială, asemânăndu-se cu elastomerii. Sulful plastic nu este solubil în nici un solvent. Moleculele sale sunt formate dintr-un număr foarte mare şi nedefinit de mai multe mii de atomi –  macromolecule Sn.

Biochimia sulfului:
                        În vechime sulful se numea "theion – substanţă divină". Astăzi se ştie că sulful joacă un rol fundamental în structura organismului viu. Fără sulf procesele fiziologice fundamentale, transformările biochimice complexe ale ţesuturilor nu ar avea loc.
                        Sulful este prezent în toate celulele corpului, are rol în procesele de detoxificare, este participant direct la toate metabolismele desfăşurate în organism cât şi la respiraţia celulară. Stimulează secreţia gastrică, favorizează înlăturarea constipaţiei, creşte secreţia biliară, limitează absorbţia toxinelor, stimulează secreţia de insulină, reduce concentraţia de colesterol, creşte reactivitatea sistemului nervos, îmbunătăţeşte apărarea antiinfecţioasă a organismului, scade sensibilitatea la agenţi alergici. Menţine tonusul pielii şi conferă strălucire părului.
            Sulful este o componentă nelipsită a proteinelor (un om care cântăreşte  70kg conţine 140g sulf). Legăturile de tip S-S sunt importante pentru determinarea structurii terţiare a proteinelor. Principalele componenete ale proteinelor sunt aminoacizii. Aminoacizii care conţin în structura lor gruparea –SH se numesc tioaminoacizi.
            Tioaminoacizi:
Þ cisteina (C3H7O2NS) – se găseşte în special în epiderm; în ţesuturi se găseşte sub formă liberă sau sub forma unei tripeptide numită glutation.
o     tripeptida glutation (γ glutamil-cisteinil-glicină) a fost izolată prima oară din drojdia de bere. Se găseşte în ficat în proportie de 170mg% şi în splină 100mg%. Glutationul este un activator al multor enzime pentru că interacţionează contra metalelor sau compuşilor toxici. Experienţe efectuate pe şobolan au arătat că acesta suportă doze mai mari de cianuri dacă acestea sunt introduse simultan cu glutation. Aceeaşi acţiune de atenuare o are şi faţă de arsen şi unele substanţe toxice produse de animale şi plante: veninul de cobră, toxina tetanică, toxina difterică. Este un participant activ al sistemelor redox din pupilă reprezentănd un sistem de reglare. Conţinutul de glutation din pupilă scade cu vârsta şi la bolnavii de cataractă senilă. Joacă un rol important în acţiunea unor hormoni ai glandei pituitare şi a insulinei. La diabetici, persoanele obeze, precum şi la persoanele bolnave de gută se observă o scădre a glutationului.
Þ cistina (C6H12O4N2S2)
                                                                        +2H
                                                2 C3H7O2NS      C6H12O4N2S2
                                                                        -2H
Această reacţie reversibilă este foarte importantă în procesele redox de la nivel celular (în procesul repiraţiei) deoarece cisteina are rol de transportor de hidrogen. Cisteina e greu solubilă şi de aceea formează calculi vezicali sau renali. Ea se găseşte în mare cantitate în scleroproteinele din unghii, păr şi piele unde are rol de protecţie absorbind razele solare ultraviolete.
Þ metionina (C5H11O2NS) – a fost izolată pentru prima oară din cazeină (proteina din lapte).
            Sulful elementar este relativ inofensiv pentru organismul uman dar este foarte toxic pentru bacterii şi fungi. Sulful sub formă de pulbere irită ochii şi pleoapele.
            Unele bacterii (Thiospirillum) şi unele alge (Beggiatoa) oxidează acidul sulfhidric (H2S), transformăndu-l în sulf, pe care îl acumulează în celulele lor. Această reacţie reprezintă ”izvorul de energie vitală” pentru aceste microorganisme (aşa cum celelalte vieţuitoare oxidează compuşii organici la dioxid de carbon şi apă).
            Unele microorganisme anaerobe reduc sulfaţii la acid sulfhidric. Aceste fermentaţii sulfuroase au jucat un rol important în formarea zăcămintelor de petrol.
            Hidrogenul sulfurat în concentraţii mici favorizează metabolismul dar în concentraţii mari poate provoca moartea prin paralizarea respiraţiei (este mai toxic decât cianurile).
            Oxizii de sulf şi oxizii de azot sunt considraţi cauza ploilor acide. Acestea provoacă distrugerea pădurilor pe arii întinse (trioxidul de sulf în concentraţie mare distruge clorofila din frunze), determină fenomene de coroziune atacând unele tipuri de cabluri electrice, slăbirea organismului uman, degradarea clădirilor şi a statuilor, etc.
Sulful în industria alimentară:
            Utilizarea dioxidului de sulf drept conservant alimentar este străveche. Se foloseşte în industria alimentară sub formă de gaz rezultat prin arderea directă a sulfului sau lichefiat şi comprimat în tuburi de oţel. Deoarece dioxidul de sulf este toxic şi instabil (se oxidează în prezenţa aerului trecând în acid sulfuric) în industria alimentară se mai folosesc: sulfitul de sodiu şi potasiu (Na2SO3, K2SO3), bisulfitul de sodiu, potasiu şi calciu (NaHSO3, KHSO3, Ca(HSO3)2), metabisulfitul de sodiu şi potasiu (Na2S2O5, K2S2O5).
            Bioxidul de sulf este considerat un antiseptic deoarece acţionează asupra tuturor microorganismelor (unele drojdii sunt mai rezistente decât bacteriile lactice sau acetice proprietate folosită la prepararea vinurilor).
            Sulfitarea preprezintă tratarea produselor cu bioxid de sulf în scopul menţinerii culorii şi aromei naturale a produselor, a reducerii pierderilor de vitamine (în special vitaminele C şi A) şi a împiedicării înnegririi legumelor tăiate în contact cu aerul înainte şi în timpul uscării. 
            Cu ajutorul dioxidului de sulf se poate evita fenomenul de mucegăire al fructelor care sunt păstrate la temperatură scăzută în stare proaspătă. Se foloseşte metabisulfitul de potasiu, K2S2O5, care se introduce în lăzile cu fructe sub formă de tablete.
            Folosirea dioxidului de sulf în scopul conservării sucurilor, siropurilor, concentratelor şi pireurilor din fructe este larg răspândită în ţările cu climă caldă.
            În vinificaţie se foloseşte din ce în ce mai mult tratamentul cu dioxid de sulf in scopul inactivării florei spontane a mustului.
            În unele ţări se admite adaosul de sulfiţi în cazul cărnii, produselor de carne, peşte, păsări, crevete, etc pentru stoparea degradării datorate oxidărilor.
Întrebuinţările sulfului şi compuşilor lui:
Þ Cantităţi mari de sulf şi dioxid de sulf (obţinut prin oxidarea sulfului sau arderea piritelor) servesc la fabricarea acidului sulfuric.
Þ Este reactantul principal la vulcanizarea caciucului (prin vulcanizare cauciucul îsi îmbunătăţeste proprietăţile: i se măreşte elasticitatea pe care  şi-o menţine între limite mult mai mari de temperatură, devine mai rezistent la agenţi mecanici, la frecare, la agenţi chimici şi la apă, nu lasă gazele să treacă prin el şi dobândeşte calităţi de bun izolator electric).
Þ Sulful pulbere sau în suspensie coloidă, este un fungicid important, mult utilizat în agricultură.
Þ Din sulf şi cărbune se fabrică sulfura de carbon (CS2).
Þ Sulful serveşte pentru sinteza multor substanţe organice: acceleratori de vulcanizare, agenţi de flotaţie pentru minereuri, aditivi pentru uleiuri de uns, coloranţi, medicamente, etc.
Þ Dioxidul de sulf serveşte drept solvent selectiv în industria petrolului, iar datorită căldurii sale de vaporizare mari, se foloseşte în maşini de produs frig.
Þ Soluţii apoase de dioxid de sulf şi de bisulfiţi servesc ca agenţi decoloranţi pentru fibre textile; bisulfitul de calciu serveşte la fabricarea celulozei din lemn deoarece, la cald şi sub presiune, dizolvă lignina şi alte componente ale lemnului, lăsând celuloza neatinsă.
Þ Dioxidul de sulf gazos şi în soluţie este un insecticid şi un dezinfectant slab.
Þ Sulfura de carbon este un imporatnt solvent industrial. Acesta trebuie manipulat cu foarte mare atenţie deoarece este considerat o otravă. Vaporii săi se pot inhala uşor şi este absorbit foarte repede de piele. Această substanţă cauzează mari probleme sistemului nervos central.
Þ Acidul sulfuric (numit şi "vitriol") se fabrică în cantităţi uriaşe. Se foloseşte la fabricarea îngrăşămintelor fosfatice (superfosfaţi), în industria petrolului (la rafinare), la obţinerea alcoolilor din alchene, la fabricarea unor explozivi, coloranţi, medicamente, în industria electrotehnică (ca electrolit pentru acumulatori), ca agent de uscare pentru gaze (prezintă tendinţă mare de a absorbi apa), etc.

Tratamente  balneoclimaterice cu ape termominerale care conţin sulf
            Din punct de vedere fizico – chimic, apele minerale sunt soluţii complexe, conţinând un număr mai mare sau mai mic de săruri minerale, în concentraţii foarte diferite.
Sărurile dizolvate în apele minerale provin din spălarea straturilor de rocă pe care acestea le străbat în circulaţia lor subterană, iar temperatura lor este condiţionată de mai mulţi factori, cel mai important fiind adâncimea la care se află (apele de la Băile Felix, care provin de la 1100m, au o temperatură de 470C, iar cele de la Băile Herculane care au o temperatură de 50 – 54 0C, provin de la o profunzime de 1400–1500m).
Clasificarea apelor minerale poate fi făcută după mai multe criterii, ca: temperatura, compoziţia chimică sau concentraţia substanţelor dizolvate etc.. În mod obişnuit ele sunt împărţite în 11 clase, în funcţie de calitatea şi cantitatea substanţelor pe care le cuprind: oligometalice, carbo–gazoase,  alcaline, alcalino – teroase şi teroase, feruginoase, arsenicale, cloruro – sodice, iodurate, sulfuroase, sulfatate, radonice (radioactive).
Apele sulfuroase. Aceste ape conţin cel puţin 1mg hidrogen sulfurat H2S sau derivaţi ai acestuia la un litru. Pot fi simple sau mixte (sulfuroase cloruro – sodice, sulfuroase carbogazoase, sulfuroase alcalino – teroase şi sulfuroase termale). În contact cu aerul atmosferic apele sulfuroase sunt instabile, devin lăptoase şi îşi pierd proprietăţile farmaco – dinamice.
În cura internă, apele sulfuroase cresc secreţia gastrică şi motilitatea intestinului, stimulează drenarea căilor biliare, scad glicemia şi cresc diureza. De aceea, ele sunt recomandate în constipaţii cronice, hepatite cronice, colecistopatii cronice, diabet, gută, intoxicaţii cronice cu metale grele (mercur, bismut, plumb, zinc).
Băile cu apele sulfuroasde sunt recomandate în reumatismul cronic, în afecţiuni ale sistemului nervos periferic, ginecopatii, hipertensiune arterială, arterite, acrocianoză, psoriazis, eczeme cronice, urticarie şi altele. Administrate sub formă de inhalaţii, apele sulfuroase au efect antiseptic şi desensibilizant, indicate în bronşite cronice, astm bronşic, sinuzite cronice, etc.
Apele sulfatate. Aceste ape minerale conţin sulfat de sodiu sau de magneziu în cantitate de cel puţin 1g la litru. Apele sulfatate sodice (ape glauberiene) conţin până la 10 – 15g sulfat de sodiu la litru, iar cele magneziene (amare), până la 50 – 60g sulfat de magneziu la litru. Şi unele şi altele se folosesc numai în cură internă, având ca efect diminuarea secreţiei şi mortilităţii gastrice, şi evacuarea intestinului prin stimularea peristaltismului, stimularea secreţiei biliare, creşterea diurezei şi altele. De aceea  apele sulfatate sunt indicate în constipaţii cronice atone, hepatite cronice, colecistopatii cronice, diabet zaharat, gută, obezitate.



Ape termominerale întâlnite la Băile Herculane
                        La Băile Herculane apele minerale sunt principalul factor terapeutic şi sunt indicate în cura inernă şi externă. În prezent, în imprejurimile staţiunii Băile Herculane, sunt cunoscute 16 izvoare cu apă termominerală care au un debit de 4000 m3 în 24 ore.
                        În funcţie de compoziţia chimică apele izvoarelor termominerale din zona Băile Herculane se clasifică astfel:
1. izvoare clorosodice, bicarbonate, slab sulfuroase. Aceste izvoare au:
- mineralizare totală de 500-2600 mg/l (săruri predominante: clorura de sodiu, sulfat de calciu, bicarbonat de calciu)
- grad mare de radioactivitate (22 mμc/l)
- conţinut redus de acid sulfhidric (4-5mg/l)
2. izvoare clorosodice, bicarbonate, calcice. Aceste izvoare se caracterizează prin:
- absenţa acidului sulfhidric
- mineralizare totală de 600-35000 mg/l (săruri predominante: cloruri, sulfaţi de calciu şi magneziu (80mg/l), bicarbonaţi de calciu şi magneziu)
3. izvoare clorosodice, bromoiodurate, slab sulfuroase. Aceste izvoare au:
- mineralizare totală de 2800 mg/l (săruri predominante: cloruri de sodiu şi potasiu (1500mg/l), sulfaţi de calciu şi magneziu (110mg/l), bromuri şi ioduri (1-3mg/l))
- conţinut de acid sulfhidric 15-44mg/l
4. izvoare clorosodice, bromoiodurate, sulfuroase. Aceste izvoare au:
- mineralizare totală de 3870-7938 mg/l (săruri predominante: cloruri de sodiu şi potasiu (3500-4780mg/l), sulfaţi de calciu şi magneziu (114-214mg/l), bromuri (1-25mg/l), ioduri (0,5-0,7mg/l))
- conţinut mare de acid sulfhidric 30-60mg/l
Acţiune fiziologică:
                        Băile sulfuroase produc o stimulare generală a tuturor funcţiilor organismului şi mai ales a funcţiilor de eliminare, având în acelaşi timp o acţiune sedativă.
                        Astfel, la izvoarele sulfo-saline activitatea sulfului asupra sistemelor respirator, digestiv şi urinar a fost dovedită de-a lungul timpului. Au acţiune tonică prin modificarea atoniei ţesuturilor printr-o circulaţie mai bună (se observă modificări ale secreţiilor şi excreţiilor pielii şi mucoaselor).
                        Temperatura izvoarelor termosulfuroase variază între 45-600C. Agentul terapeutic principal al apelor minerale termosulfuroase este sulful termal.
                        Sulful termal, numit şi "sulf viu", este un sulf solubil, dizolvat în apele termale de mare adâncime care are o mare putere de pătrundere şi difuziune în organism în timpul îmbăierii. Atfel, după o baie termală, concentraţia sulfului din ţesuturile organismului creşte, în funcţie de concentraţia în sulf a apei termale, de durata imersiei şi de temperatura şi volumul apei termale.
                        Această particulariatate a apelor termale, deosebită de cea a altor ape termale sulfuroase, prin efectul lor biologic şi al acţiunii lor intense şi complexe asupra organismului a adus faima staţiunii Băile Herculane.
                        Unul dintre elementele anatomice importante – care asigură mişcarea şi deplasarea corpului – este cartilagiul articular care are un rol important în buna funcţionare a tuturor articulaţiilor. În structura acestui ţesut se întâlneşte în mare cantitate sulful. Uzura precoce a articulaţiilor începe la nivelul cartilagiului articular şi provoacă reumatismul cronic degenerativ sau artrozele. În timpul îmbăierii o anumită cantitate de sulf termal activ face să crească cantitatea sulfului din sânge. Sângele transportă o cantitate sporită de sulf la celule care au astfel capacitatea de a-şi reface cantitatea de sulf consumată în procesele vitale neîntrerupte şi deci de a-şi spori cantitatea de glutation, care asigură regenerarea celulelor. Astfel se explică efectul terapeutic pozitiv al apelor termale termosulfuroase în ameliorarea, stabilizarea şi chiar vindecarea unor boli de uzură a organismului (artrozele, arterioscleroza, etc).
                        Mecanismul prin care apele minerarale au un efect binefăcător este foarte complex dar vom încerca să îl descriem în câteva cuvinte. Se ştie că singurul sulf asimilabil din organism este sulful neoxidat. Prin cercetări îndelungate s-a stabilit că o apă minerală sulfuroasă este cu atât mai eficace cu cât sulful neoxidat pe care îl conţine se găseşte în cantitate mai mare. Sulful neoxidat parcurge prin ţesuturile organismului seria completă a fazelor şi stadiilor de oxidare progresivă pentru a juca rolul constituţional dinamic în procesele vitale de la nivelul tuturor celulelor.
                        Apele minerale au şi acţiune antitoxică având capaciatatea de a neutraliza chiar toxina tetanică şi difterică. Prin cationii lor bivalenţi sau polivalenţi apele minerale fixează şi transformă toxinele, protejând organismul împotriva acestora.
                        Pe lângă rolul lor catalitic, metabolic, endocrin, digestiv, antialergic, etc., s-a constatat că unele ape minerale au şi o puternică acţiune antimicrobiană şi antiparazitară.
                        În aceste câteva rânduri speram că v-am convins de importanţa covârşitoare pe care o are sulful în viaţa noastră; putem afirma într-adevăr ca sulful este "substanţă divină".










































Bibliografie:

1.      Neniţescu, C. D. – "Chimie generală", Editura didactică şi pedagogică", Bucureşti, 1972.
2.      Cristescu, Ilie – "Tărâmul lui Hercules. Herculane între legendă şi adevăr", Editura Hercules, 2001.
3.      Savel, Ifrim, Roşca, Ioan – "Chimie generală", Editura Tehnică, Bucureşti, 1989.
4.      Marinescu, Ion – "Adaosuri în produsele alimentare", Editura tehnică, Bucureşti, 1972.
5.      Rusu, Gh. Dumitru – "Concentrate alimentare", Editura tehnică, Bucureşti, 1968.
6.       
7.      Vernescu Mihail – "Apele minerale", Editura Tehnică, Bucureşti 1988
8.      Pricăjan Artemiu – "Apele minerale şi termale din România", Bucureşti 1972
9.      Constantin Berca – "Apa şi sănătatea", Editura Ceres, Bucureşti 1994.
10.  *** Enciclopedia of science 2.0 (CD multimedia)
11.  www. webelements.com




  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

0 comentarii:

Trimiteți un comentariu