火山喷发出的火山灰,其中含有硫元素(硫磺);危害植物和建筑物的酸雨,其中就含有硫元素(硫酸);动植物死后释放的臭气,其中含有硫元素;甚至我们屁股排出的气体中也含有硫元素……硫作为臭的代表,可以毫不过分地讲,我们所谈到的所有臭气,其中几乎都含有硫元素。虽然硫是臭的代表,但反倒给我们带来了不少福音。
特殊的气味:作指示剂大多数有毒气体都是无色无味的,那么当它们意外泄露时,我们就很难察觉到,一不小心就中毒了,这就带来了不少危险。那么如果改变这个混合气体的气味,我们能闻到,是不是就可以及时的减少上述中毒事件的发生了呢?
要改变混合气体的气味,就要加入带有特殊气味的气体。具体加入什么,也是有要求的。首先,这种气体必须在低浓度下对人体的毒性极小,它是用来提醒人们的,要确保少量这种气体对人体危害不大。其次,气体的安全要有保障。除了毒性,这种气体必须常温下不与空气反应,否则就失效了。最后,这种气体必须在低浓度下仍然容易被察觉,因此这种气体的气味必须很浓,以实现极少量换取最明显的效果。
为了寻找这种气体,人们把目光投向了硫元素。主要原因就是含硫的气体有一位很特殊,它就是最臭气味的气体,乙硫醇。乙硫醇是2000年版吉尼斯世界纪录中收录的最臭的物质。即使在500亿个空气分子中有一个乙硫醇分子,人的嗅觉也能感知到臭味。也正是由于这个原因,乙硫醇通常添加与煤气等无色无味有毒气体中。
黑球表示碳原子,黄球表示硫原子,红球表示氢原子
从另一方面分析,硫化合物本身的气味也在警示我们,周围的空气有问题了。就那腐坏的食物为例,它散发出的臭味就告诉我们这不能吃了,而一般生活中的臭气中几乎都含有硫元素。
工业上的宠儿工业上硫元素的使用通常是硫的化合物,经过化学反应得到一些稳定的盐,亦或是生产一些用途较广的气体,如二氧化硫,硫化氢等等。
一、二氧化硫:大气污染物之一,却有其用武之地
毫不夸张的说,二氧化硫在硫工业中占了50%,也算是一种小有名气的气体了。一提起酸雨,我们就能联想到它。二氧化硫是一种分子结构类似于CO2的气体,易溶于水,通常用于生产硫酸。遗憾的是,这个化学反应给环境带来了不小的麻烦,二氧化硫最终变成了亚硫酸、硫酸,增加了雨水的酸性,形成酸雨。
同时,二氧化硫在工业上也有不少用途。例如,利用它的漂白性,可以漂白一些物质,由于它物美价廉,因此一度被广泛运用于纸张的漂白。但这种漂白效果不稳定,温度一旦升高,便会恢复原样,因此当日子久了,书籍会变黄就是这个原理,黑心棉也是如此。此外,在一些葡萄酒的配料中,也能看到二氧化硫。这是因为二氧化硫还是一个良好的食品消毒剂。
二、硫化氢:臭也能阻挡不了它给工业做出的贡献
硫化氢是一种有着奇特气味的气体,如果你要问是什么味道,你就去闻闻臭鸡蛋的味道就知道了。硫化氢是一种有毒和易燃的气体,由于硫化氢中硫元素的化合价为硫的最低价,因此它常被用作还原剂。由于重金属硫化物一般难溶于水,难溶于酸,因此可以利用硫化氢与酸性物质反应,生成低毒难溶的沉淀来降低其对环境和人体的危害。例如,硫化氢可以以重金属的盐反应,生成更强的酸和硫化物沉淀。
三、硫酸:硫化学中的桥梁
硫酸可以说是正6价硫化合物中最具代表性的物质了。硫酸分稀硫酸和浓硫酸,但不管是什么浓度的硫酸,都有其特殊的用武之处。稀硫酸一般用来制取各种硫酸盐,因此几乎所有的硫酸盐在制作过程中都离不开硫酸。硫酸盐在生活中各有所长,例如:明矾作净水剂,生石膏在加热时变成熟石膏,熟石膏与水混合会变硬,通常用于医疗、建筑,重晶石用于钡餐,绿矾用于治疗贫血,无水硫酸铜对水十分敏感,遇少量水变成胆矾,因此被用于检验水的试剂……
而浓硫酸可不像稀硫酸那么温柔,浓度高了自然就危险了,从一些被浓硫酸毁容的事件,我们就意识到它的危险性了。但正是因为浓硫酸的仗势凌人,霸气十足,它才能对付一些生性冷僻的家伙。它们一般不与稀硫酸反应,就比如一些金属活动性弱的金属,铜,汞等(除铂和金)。浓硫酸还作为实验室一种常用的干燥剂。
写在最后硫的重要性还体现在蛋白质的分子结构上。硫是由人体蛋白质重要组成元素。除此之外,硫单质本身就十分活泼,它可以在常温下与一些不活泼的金属反应,银条会久置发黑就是这个原理。
通过本文的学习,你应该了解了硫元素丰富的应用:指示剂,三种重要的硫化物:二氧化硫,硫化氢与硫酸和蛋白质的重要组成元素。
参考资料:
1.张祖德.无机化学(修订版)
今天更新《元素的奥秘》的第一期:硫,下期内容为:氯。敬请期待。