กำมะถันเป็นธาตุในระบบธาตุของ ดี.ไอ. เมนเดเลเยฟ เลขอะตอมของมันคือสิบหก มีคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะ เขียนแทนด้วยอักษรละติน S ชื่อนี้น่าจะมีรากอินโด-ยูโรเปียน - "เผา"
มุมมองทางประวัติศาสตร์
เมื่อค้นพบกำมะถันและเริ่มสกัดไม่ชัดเจน เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าคนโบราณรู้เรื่องนี้มาช้านานแล้วก่อนยุคของเรา นักบวชยุคแรก ๆ ใช้มันในพิธีกรรมทางศาสนารวมถึงส่วนผสมในการรมควัน แร่กำมะถันเกิดจากผลิตภัณฑ์ที่ผลิตโดยพระเจ้า ส่วนใหญ่อาศัยอยู่ในนรก
หลักฐานทางประวัติศาสตร์ที่ใช้เป็นหลักฐานเป็นเวลานาน มันถูกใช้เป็นส่วนประกอบของสารผสมที่ติดไฟได้ซึ่งใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการทหาร โฮเมอร์ยังไม่ได้ละเลยแร่กำมะถัน ในงานชิ้นหนึ่งของเขา เขาอธิบาย "การระเหย" ที่ส่งผลเสียต่อบุคคลเมื่อถูกไฟไหม้
นักประวัติศาสตร์แนะนำว่ากำมะถันเป็นองค์ประกอบที่เรียกว่า "ไฟกรีก" ซึ่งทำให้เกิดความกลัวต่อศัตรู
ในจีนสมัยศตวรรษที่ 8 ถูกนำมาใช้ทำดอกไม้ไฟสารผสม รวมทั้งสารที่ติดไฟได้คล้ายดินปืน
ในยุคกลาง มันเป็นหนึ่งในสามองค์ประกอบหลักของนักเล่นแร่แปรธาตุ พวกเขาใช้แร่กำมะถันพื้นเมืองอย่างแข็งขันในการวิจัย บ่อยครั้งสิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าการทดลองกับเธอนั้นถูกบรรจุด้วยเวทมนตร์และสิ่งนี้นำไปสู่การกลั่นแกล้งนักเคมีโบราณและผู้ติดตามของพวกเขาโดยการสอบสวน จากสมัยนั้น ตั้งแต่ยุคกลางและยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา กลิ่นของกำมะถันที่แผดเผา ก๊าซของพวกมัน เริ่มสัมพันธ์กับการกระทำของวิญญาณชั่วร้ายและการแสดงออกของปีศาจ
คุณสมบัติ
แร่กำมะถันพื้นเมืองมีตาข่ายโมเลกุลที่ไม่มีองค์ประกอบอื่นที่คล้ายคลึงกัน นี้นำไปสู่ความจริงที่ว่ามันมีความแข็งต่ำไม่มีความแตกแยกมันเป็นวัสดุที่ค่อนข้างเปราะบาง ความถ่วงจำเพาะของกำมะถันคือ 2.7 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร แร่มีค่าการนำไฟฟ้าและความร้อนต่ำและมีจุดหลอมเหลวต่ำ ติดไฟได้อิสระเมื่อสัมผัสกับเปลวไฟ รวมทั้งจากไม้ขีด สีของเปลวไฟจะเป็นสีน้ำเงิน มันจุดไฟได้ดีที่อุณหภูมิประมาณ 248 องศาเซลเซียส เวลาไหม้จะปล่อยซัลเฟอร์ไดออกไซด์ออกมาซึ่งมีกลิ่นฉุนจนหายใจไม่ออก
คำอธิบายแร่กำมะถันมีหลากหลาย มีเฉดสีเหลืองอ่อน ฟาง น้ำผึ้ง สีเขียว ในกำมะถันซึ่งมีสารอินทรีย์อยู่ในโครงสร้างจะมีสีน้ำตาล เทา หรือดำ ในภาพ แร่กำมะถันในรูปแบบผลึกที่แข็งและบริสุทธิ์ดึงดูดสายตาได้เสมอและง่ายดายจำได้
ภูเขาไฟกำมะถันมีสีเหลืองสด เขียวอมส้ม ในธรรมชาติคุณสามารถหามันได้ในรูปแบบของมวลต่างๆ, หนาแน่น, เป็นดิน, เป็นผง นอกจากนี้ยังมีผลึกกำมะถันที่รกในธรรมชาติด้วย แต่ค่อนข้างหายาก
กำมะถันในธรรมชาติ
กำมะถันธรรมชาติในสภาพบริสุทธิ์นั้นหายาก แต่ในเปลือกโลก ปริมาณสำรองของมันมีความสำคัญมาก ส่วนใหญ่เป็นแร่ซึ่งมีชั้นกำมะถันในปริมาณมาก
จนถึงขณะนี้ วิทยาศาสตร์ยังไม่ได้ตัดสินใจเกี่ยวกับสาเหตุของการเกิดการสะสมของกำมะถัน บางรุ่นจะไม่เกิดร่วมกัน โดยคำนึงถึงความจริงที่ว่ากำมะถันแสดงกิจกรรมทางเคมีสูง สันนิษฐานว่าในระหว่างการก่อตัวของพื้นผิวของเปลือกโลก มันถูกผูกมัดและปล่อยซ้ำแล้วซ้ำอีก ปฏิกิริยาเหล่านี้ดำเนินไปอย่างไรยังไม่ได้รับการยืนยัน
ตามเวอร์ชั่นหนึ่ง สันนิษฐานว่ากำมะถันเป็นผลมาจากการชะล้างของซัลเฟต ซึ่งกลายเป็นของเสียของแบคทีเรียแต่ละตัว อย่างหลังใช้แร่ธาตุเป็นอาหาร
นักวิจัยกำลังพิจารณากระบวนการเปลี่ยนกำมะถันในเปลือกโลกในรูปแบบต่างๆ ซึ่งนำไปสู่การปลดปล่อยและการสะสม แต่ยังไม่สามารถเข้าใจธรรมชาติของเหตุการณ์ได้อย่างแจ่มชัด
คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของกำมะถัน
การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรกเกิดขึ้นในศตวรรษที่สิบแปดเท่านั้น การศึกษาคุณสมบัติของแร่กำมะถันอย่างละเอียดดำเนินการโดย Antoine Lavoisier นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ดังนั้น เขาจึงพบว่ามันตกผลึกจากการหลอมเหลว เริ่มแรกเป็นรูปเข็มชนิด อย่างไรก็ตาม แบบฟอร์มนี้ไม่เสถียร เมื่ออุณหภูมิลดลง กำมะถันจะตกผลึกอีกครั้ง ก่อตัวเป็นสีเหลืองมะนาวหรือสีทองโปร่งแสงโดยปริมาตร
เงินฝาก การขุดกำมะถัน
แหล่งผลิตแร่กำมะถันหลักคือแหล่งแร่ จากการคำนวณของนักธรณีวิทยา พบว่าปริมาณสำรองของโลกอยู่ที่ 1.4 พันล้านตัน
คนโบราณเช่นเดียวกับคนงานในยุคกลาง ขุดกำมะถันโดยการขุดภาชนะดินเหนียวขนาดใหญ่จนถึงระดับความลึก อีกอันวางอยู่บนนั้นซึ่งมีรูอยู่ด้านล่าง ภาชนะด้านบนเต็มไปด้วยหินซึ่งมีกำมะถัน โครงสร้างนี้ถูกทำให้ร้อน กำมะถันเริ่มละลายและไหลลงสู่ภาชนะด้านล่าง
ปัจจุบันทำเหมืองโดยการขุดแบบเปิดและใช้วิธีถลุงแร่จากใต้ดิน
แหล่งกำมะถันจำนวนมากในอาณาเขตของยูเรเซียอยู่ในเติร์กเมนิสถาน ในภูมิภาคโวลก้า และที่อื่นๆ พบเงินฝากจำนวนมากในรัสเซียบนฝั่งซ้ายของแม่น้ำโวลก้า ซึ่งทอดยาวจากซามาราถึงคาซาน
เมื่อพัฒนาแร่กำมะถัน ความปลอดภัยจะจ่ายเป็นพิเศษ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าแร่มักมาพร้อมกับการสะสมของไฮโดรเจนซัลไฟด์ซึ่งเป็นอันตรายต่อการหายใจ ตัวแร่เองมีแนวโน้มที่จะจุดไฟและก่อตัวเป็นสารประกอบที่ระเบิดได้
วิธีการขุดที่พบมากที่สุดคือหลุมเปิด ในเวลาเดียวกัน ส่วนบนของหินจะถูกลบออกโดยอุปกรณ์ขุด งานระเบิดจะดำเนินการบดขยี้ส่วนแร่ แล้วเศษส่วนจะถูกส่งไปยังองค์กรเพื่อกระบวนการเสริมสมรรถนะ จากนั้นจึงไปถลุงพืชเพื่อให้ได้กำมะถันบริสุทธิ์
หากแร่อยู่ลึกและมีปริมาณมาก จะใช้วิธีการ Frasch ในการสกัด
ปลายปี 1890 วิศวกร Frasch เสนอให้ละลายกำมะถันใต้ดิน และหลังจากเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวแล้ว ให้สูบออก กระบวนการนี้เปรียบได้กับการผลิตน้ำมัน ด้วยจุดหลอมเหลวที่ค่อนข้างต่ำของกำมะถัน ความคิดของวิศวกรจึงได้รับการทดสอบอย่างประสบความสำเร็จ และการสกัดแร่อุตสาหกรรมนี้เริ่มต้นขึ้นด้วยวิธีนี้
ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 วิธีการขุดโดยใช้กระแสความถี่สูงเริ่มถูกนำมาใช้อย่างแข็งขัน ผลกระทบของมันยังนำไปสู่การละลายของกำมะถัน การฉีดลมร้อนที่ตามมาจะทำให้สามารถเร่งสถานะของเหลวขึ้นสู่ผิวน้ำได้
กำมะถันพบได้ในก๊าซธรรมชาติในปริมาณมาก วิธีของซานตาคลอสเหมาะสำหรับการสกัด บ่อกำมะถันพิเศษถูกนำมาใช้ในการขจัดก๊าซ ผลลัพธ์ที่ได้คือผลิตภัณฑ์ดัดแปลงที่เป็นของแข็งที่มีปริมาณกำมะถันสูง
แอปพลิเคชัน
ประมาณครึ่งหนึ่งของกำมะถันที่ผลิตได้ทั้งหมดจะไปผลิตกรดซัลฟิวริก นอกจากนี้ แร่ธาตุนี้จำเป็นสำหรับการผลิตยาง ยา เป็นสารฆ่าเชื้อราในการเกษตร แร่ธาตุนี้ยังถูกใช้เป็นองค์ประกอบโครงสร้างในแอสฟัลต์กำมะถันที่เป็นที่นิยมและทดแทนปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ - คอนกรีตกำมะถัน ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตต่างๆองค์ประกอบพลุในการผลิตไม้ขีดไฟ
บทบาททางชีวภาพ
กำมะถันเป็นองค์ประกอบทางชีวภาพที่สำคัญ เป็นส่วนหนึ่งของกรดอะมิโนจำนวนมาก องค์ประกอบสำคัญในการสร้างโครงสร้างโปรตีน ในการสังเคราะห์แสงของแบคทีเรีย แร่ธาตุมีส่วนในปฏิกิริยารีดอกซ์ของร่างกายและเป็นแหล่งพลังงาน ในร่างกายมนุษย์มีกำมะถันประมาณ 2 กรัมต่อน้ำหนัก 1 กิโลกรัม
กำมะถันในรูปบริสุทธิ์ไม่ใช่สารพิษ ต่างจากก๊าซระเหย เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ซัลฟูริกแอนไฮไดรด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และอื่นๆ
คุณสมบัติของเปลวไฟ
กำมะถันเป็นแร่ไวไฟ เศษส่วนบดละเอียดของมันสามารถเผาไหม้ได้เองในที่ที่มีความชื้น ในที่ที่มีการสัมผัสกับตัวออกซิไดซ์ และเมื่อสร้างสารผสมกับถ่านหิน ไขมัน น้ำมัน ดับกำมะถันด้วยน้ำฉีดพ่นและโฟมเครื่องกลอากาศ
