Путешествие в Страну элементов - Л. Бобров

Сульфид натрия имеет наибольшее техническое значение из всех искусственно получаемых сульфидов.

Сера — строитель, скульптор, врач…

Третьей формой существования серы в земной коре являются сульфаты.

Все они обладают разными химическими и физическими свойствами. И только один общий признак — хорошая растворимость в воде почти всех сульфатов, кроме сульфата свинца PbSO4 и бария BaSO4, — дает возможность говорить об общности их судьбы в прошлом.

В далекие геологические эпохи с появлением свободного кислорода началось постепенное окисление сульфидов и превращение их в сульфаты. С появлением жидкой воды сульфаты растворялись и уносились реками в огромные океаны.

И лишь потом, в процессе высыхания морей и океанов, одна часть сульфатов начала кристаллизоваться в виде гипса, другая — в виде глауберовой соли Na2SO4, а третья продолжала оставаться в растворенном виде в морской воде. Эта соль известна под названием сульфата магния.

Быть может, наиболее многогранна судьба сульфата кальция CaSO4·2H2O, или, как его обычно называют, гипса. В зависимости от различных примесей, от условий, при которых происходило выпадание сульфата кальция из водного раствора, образовывались различные виды гипса. Этот минерал обычно представляется нам в форме причудливых кристаллических друз, напоминающих то розетку, то хвост ласточки. Он дает большое многообразие цветовых оттенков — от прозрачно-белого до бурого, желтого и нежно-розового.

Природа щедро наделила гипс самыми разнообразными свойствами, которые уже издавна служат человеку.

Гипсом широко пользуются в строительстве. Он идет на изготовление многочисленных архитектурных деталей и гипсовых вяжущих материалов.

Сульфат кальция находит применение и в хирургии: при самых сложных костных переломах с помощью гипсовых повязок фиксируют кости в нужном положении. Для этого пользуются жженым гипсом, потерявшим часть своей кристаллизационной воды. Если такой гипс снова смешать с водой, он быстро затвердевает, опять превращаясь в CaSO4·2H2O. На этом свойстве гипса и основано его применение в медицине и строительстве.

Некоторые разновидности гипса, такие, как алебастр и ангидрит, получили широкую известность в искусстве.

Бледно-желтый теплых оттенков алебастр оказался прекрасным материалом для ваяния. Этот мягкий прозрачный минерал очень податлив в руках опытных резчиков по камню. Тосканские мастера еще в XV веке создавали чудесные вазы и светильники из алебастра, используя его свойство пропускать световые лучи.

И если Апеннинские горы дали итальянским мастерам благодатный материал для создания прекрасных произведений искусства, то Уральские горы подарили нашей стране одну из чудеснейших разновидностей алебастра — нежно-розовый селенит. Это из него герои сказок Бажова создавали прекрасные изделия.

В качестве материала скульпторы пользуются и ангидритом — особой разновидностью гипса. Ангидрит бывает голубовато-серого, лунного оттенка. Он гораздо тверже гипса, и древние римляне употребляли его даже для изготовления колонн.

Природа дает щедрые месторождения гипса во всех странах. В СССР он распространен почти повсеместно: легче назвать области, где гипс не встречается.

На юге нашей страны, в Каспийском море, есть залив Кара-Богаз-Гол, что в переводе с туркменского означает «Черная пасть». Концентрация солей в этом заливе очень велика, настолько велика, что человек в нем утонуть не может. После купания в таком «рассоле» необходимо обмыться пресной водой, в противном случае на коже останется слой соли, которая может разъедать мельчайшие ссадины, имеющиеся на теле. Среди многих солей, находящихся в растворенном виде в воде залива, главное место принадлежит сульфату натрия, или мирабилиту.

Соль эта обладает многими ценными качествами. Недаром по-латыни она так и называется «sale mirabilis», что означает «чудесная соль».

В начале XVII века в Германии жил химик Иоганн Рудольф Глаубер. Будучи тяжело болен, Глаубер по совету знакомых стал пить воду одного источника и вылечился. Ученый заинтересовался составом воды. С этой целью Глаубер выпарил ее в чашке и получил длинные белые кристаллы какой-то соли.

Подобные кристаллы были впоследствии получены им действием серной кислоты на «кухонную», то есть поваренную, соль.

В память о своем излечении Глаубер назвал полученную им соль «чудесной солью», или мирабилитом. Однако чаще всего эту соль называют глауберовой. Химическая формула глауберовой соли — Na2SO4·10H2O.

Безводный сульфат натрия идет на изготовление стекла. Он служит источником для получения соды, серы, сульфата аммония, сернистого натрия, сернокислого калия и других веществ. Он находит применение и в бумажной промышленности.

Среди многочисленных солей морской воды видную роль играет сульфат магния, или MgSO4. Именно он и придает ей специфический горько-соленый вкус, за что его называют также «горькой солью». В медицине горькая соль употребляется в качестве слабительного.

Круговорот серы в природе

Все три состояния природной серы — самородная сера, сульфиды и сульфаты — не являются чем-то обособленным друг от друга. Они связаны между собой целой цепью взаимных превращений. Проследим, какие изменения претерпевала природная сера в связи с различными геологическими и климатическими условиями.

В начале существования Земли сера непосредственно соединялась с металлами и образовывала сульфиды. С появлением свободного кислорода сульфиды окислялись в сульфаты. Серу вулканических газов постигала та же участь, что сульфиды, — она окислялась в серную кислоту, а затем переходила в сульфаты. Такова основная тенденция серы в неживой природе — превращаться в соединения высшей валентности — сульфаты. Они служат как бы мостиком, соединяющим серу неживой природы с серой, которая подвергается изменению уже в биосфере.

Известно, что все животные и растительные организмы содержат серу. Растения получают ее из растворимых сульфатов почвы, а животные — из растений.

После смерти животные и растительные организмы разлагаются; при этом выделяется сероводород. Он окисляется особыми серобактериями, для которых служит питательным веществом. Окисленный сероводород превращается в воду и свободную серу, которая, в свою очередь, окисляется в серную кислоту, вступающую в соединение с другими веществами. В результате этого образуются сернокислые соли, которые снова используют растения и животные. Так замыкается длинная цепь превращений серы в природе.

Основа основ химической промышленности

В Южной Америке, в Кордильерах, есть небольшой вулкан Пураче. От самого кратера берет начало река Рио-Винагре. В водах ее ученые обнаружили природную серную кислоту. Река ежедневно выносит в море до 20 тонн серной кислоты. Казалось бы, такое количество кислоты, созданное в лаборатории природы, — немалая цифра. На деле же это и в прямом и в переносном смысле капля в море. Чтобы в полной мере удовлетворить потребности человека в серной кислоте, необходимы сотни тысяч и миллионы тонн…

Природная серная кислота — это довольно обычное и нередкое явление.

В Средней Азии, в песках, покрывающих