Властивості сірки

Схема досліду

У цьому досліді досліджують властивості сірки. Для цього в першій частині досліду (моноклінна і ромбічна сірка) сірку нагрівають до розплавлення і під час охолодження спостерігають габітус кристалів, що утворюються.
У другій частині досліду (викристалізовування ромбічних кристалів із розчину сірки) сірку розчиняють у сірковуглеці, а потім спостерігають викристалізовування сірки при випаровуванні розчинника.
У третій частині досліду (поведінка розплаву при подальшому нагріванні та при раптовому охолодженні) спостерігають властивості аморфної сірки, що утворюється.

Попередні знання

Учні та студенти вже мали опрацювати на уроках властивості та особливості сірки.

Принцип

Через зміни температури виявляють різні властивості сірки.

Навчальна мета

Учні та студенти досліджують різні властивості сірки.

Завдання

Учні та студенти нагрівають сірку, розчиняють сірку і нагрівають сірку, щоб раптово її охолодити, та спостерігають за реакціями.

• Одягніть рукавички та захисні окуляри!
• Сірковуглець - легколетка, високозаймиста і отруйна рідина. Вона подразнює шкіру, очі та дихальні шляхи і всмоктується через шкіру. Діє переважно як нервова отрута.
• Роботи із сірковуглецем (= карбон дисульфідом) обов'язково виконувати у витяжній шафі! Слід уникати будь-якого контакту зі шкірою (одягати захисні рукавички).
• Щодо H- і P-фраз, будь ласка, звертайтеся до відповідних паспортів безпеки.
• Для цього досліду діють загальні вказівки щодо безпечного експериментування на уроках природничих наук.

Дослід 1: моноклінна і ромбічна сірка

• Згідно з рисунком праворуч невелику мензурку (150 мл, висока форма) закріплюють універсальним затискачем на штативі.
• У мензурку кладуть більший шматок сірки і повільно доводять його до розплавлення середнім за розміром газовим полум'ям.
• За допомогою термометра (-10...+150 °C), який водночас використовують як мішалку, стежать за температурою під час плавлення. Вона по змозі не має перевищувати 130 °C, щоб розплав лишався світло-оранжево-жовтим.

Схема досліду

Дослід 1: моноклінна і ромбічна сірка (2/2)

• Коли сірка розплавилася, нагрівання припиняють і спостерігають за розплавом під час охолодження, яке починається одразу.
• Щойно температура наближається до температури плавлення (119 °C), від дна мензурки, від бічних стінок і від поверхні в розплав починають рости кристали.
• Коли кристали виростуть завдовжки приблизно 10-20 мм, ще рідку частину сірки швидко зливають із мензурки у велику пробірку (рис. праворуч), щоб у мензурці лишилися тільки вже вирослі кристали.

Вирослі кристали мають лишитися

Дослід 2: викристалізовування ромбічних кристалів із розчину сірки

• У пробірці розчиняють менший шматок сірки (не використовувати сублімовану сірку!) у сірковуглеці (= карбон дисульфіді). Сірковуглець отруйний. Працювати у витяжній шафі!
• Одержаний розчин виливають у половинку чашки Петрі й дають розчиннику повільно випаруватися у витяжній шафі. На швидкість випаровування можна трохи впливати, накриваючи половинку чашки Петрі кришкою повніше або менш повно.

Роботи слід виконувати у витяжній шафі

Дослід 3: поведінка розплаву при подальшому нагріванні та при раптовому охолодженні

• Сірку, злиту в пробірку після досліду 1, після досліду 2 знову розплавляють (велику пробірку при цьому тримають універсальним затискачем) і нагрівають далі, вище за температуру плавлення.
• Темну сірку, яка поблизу температури кипіння (444,6 °C) знову стає рідкотекучою, згідно з рисунком праворуч швидко виливають тонким струменем у велику мензурку (600 мл) з холодною водопровідною водою. Потім так загартовану сірку виймають із мензурки і перевіряють її твердість та міцність на розтяг.

Загартовану сірку перевіряють на твердість і міцність на розтяг

Спостереження

Дослід 1:
Кристали, що утворилися, голчасті, тонкі й довгі. Вони росли переважно від холодніших зовнішніх поверхонь до середини розплаву. Вони прозорі, наче скло.

Дослід 2:
Сірка викристалізовується у вигляді коротких, не голчастих кристалів типового жовтого кольору.

Дослід 3:
Спочатку розплав оранжево-жовтий і рідкотекучий. При подальшому нагріванні він стає дедалі темнішим і густішим, аж поки врешті не витікає навіть із пробірки, повернутої отвором донизу. Та якщо нагрівати ще далі, розплав повільно знову стає рідкотекучим, зберігаючи при цьому свій темний колір. Загартована сірка пластично деформується. Її можна стискати й розтягувати. Лише дуже повільно, протягом кількох годин чи навіть кількох днів, вона знову стає твердою і міцною. Спершу вона має темний колір розплаву, проте протягом тижнів поступово переходить у жовту ромбічну модифікацію.