Текст выступления:

16 (VI)-топ элементтері. Күкірт
1. 16 (VI)-топ элементтері және күкіртке шолу

Химия әлеміндегі 16-шы топ, яғни VI-топ элементтері – Оттегі, Күкірт, Селен, Теллур және Полоний – біздің күнделікті өмірімізде және табиғатта маңызды орын алады. Осы презентацияда біз негізгі элементтер мен күкірттің химиялық және физикалық қасиеттеріне, олардың тарихи дамуына және қолданылуына назар аударамыз.

2. 16 (VI)-топ элементтерінің тарихи және ғылыми негіздері

Ежелгі заманнан бастап оттегі мен күкірттің маңызы тілге тиек етілген. Мәселен, Мысыр пирамидалары кезінде күкірт медицинада қолданылған. XVIII ғасырда Антуан Лавуазье күкіртті жеке химиялық элемент ретінде ашып, оның табиғатын түсіндірді. Ал XIX ғасырда осы топқа кіретін селен, теллур және полоний зерттеліп, ғылыми тұрғыда танылды. Бұл элементтер табиғатта кең тараған және өмірдің әр түрлі салаларында өз рөлін атқарады.

3. 16 (VI)-топ элементтерінің атомдық ерекшеліктері

Бұл топқа бес элемент кіреді: Оттегі (O, атомдық нөмірі 8), Күкірт (S, 16), Селен (Se, 34), Теллур (Te, 52) және Полоний (Po, 84). Барлығының сыртқы электрон қабатында 6 электрон бар, бұл олардың қасиеттерін ұқсас етеді. Полоний радиоактивтік қасиетімен ерекшеленеді, ал басқалары салыстырмалы түрде тұрақты. Атомдық құрылымдары ұқсас болғанымен, қасиеттері біртіндеп өзгереді, бұл олардың энергетикалық деңгейлері мен электрон санына байланысты. Сонымен қатар, металдық және бейметалдық қасиеттері атомдық нөмірі мен массасына сәйкес өзгеріп отырады, бұл химиялық белсенділікке әсер етеді.

4. Периодтық жүйедегі 16 (VI)-топ элементтерінің орны

Өкінішке орай, осы слайдта нақты мақалалар көрсетілмегенімен, бұл элементтердің периодтық кестеде осындай топта бірігуі олардың химиялық қасиеттерінің ұқсастығымен түсіндіріледі. Мұндай топтық құрылым ғылыми зерттеулерге және оқу процесіне үлкен көмек береді. Әрбір элементтің өз орны бар және ол химиялық байланыстар мен реакциялардың сипатын анықтайды. Мысалы, оттегі – өмір үшін қажетті элемент, ал полоний ерекше радиоактивтік қасиеттері арқылы ғылыми зертханаларда қолданылады.

5. Күкірттің физикалық қасиеттері

Күкірт – ашық сары түсті, қатты зат. Ол негізінен ромбтық және моноклиникалық кристалл формаларында кездеседі, яғни оның құрылымы белгілі бір тәртіппен орналасқан. Оның балқу температурасы 119°C, қайнау температурасы 444,6°C деңгейінде. Су сияқты полярлы еріткіштерде ериді, бірақ бензол және көмір дисульфидінде жақсы ериді, бұл оның химиялық ерекшелігін көрсетеді. Табиғатта күкірттің аморфтық формасы да бар, ол икемділігімен және құрылымының өзгергіштігімен ерекшеленеді.

6. Күкірттің жер қыртысындағы таралуы мен минералдары

Бұл слайдта нақты мақалалар берілмегенмен, күкірттің жер қыртысында кеңінен таралғандығын атап айтуға болады. Күкірт негізінен минерал түрінде кездеседі және оның табиғи қоры түрлі икемділік пен кристалл түрлерімен ерекшеленеді. Кейбір минералдарда күкірт элементтері химиялық қосылыстар ретінде сақталады, бұл өнеркәсіпте маңызды. Сонымен қатар, күкірттің табиғи көздері геологиялық және вулкандық аймақтарда орналасқан.

7. Күкірттің аллотропиялық түрлері

Күкірттің төрт негізгі аллотропиялық түрлері бар: ромбтық S8, моноклиникалық S8, пластикалық және аморфтық нұсқалары. Ромбтық және моноклиникалық күкірт табиғатта жиі кездеседі, олардың атомдары әртүрлі кристалл жүйелерінде орналасқан. Аллотроптық түрлердің балқу температуралары мен тығыздығы бір-бірінен ерекшеленеді, сондықтан олардың физикалық қасиеттері әртүрлі болады. Мысалы, пластикалық күкірт икемді және модификациялауға оңай, бұл оның өнеркәсіпте қолдануына әсер етеді.

8. Күкірт өндірісінің әлемдік статистикасы — 2022 жыл

2022 жылы күкірт өндірісі бойынша әлемдік индустрия Қытай мен Солтүстік Американың жетекші елдері басымдыққа ие болды. Бұл екі аймақ күкірт ресурстарының молдығына және үлкен өндірістік қуаттарға байланысты. Қазақстан да күкірт өндірісінде елеулі үлес қосуда, бұл оның табиғи ресурстарына бай екенін көрсетеді. Осындай статистика өндіріс пен экспорт саясатын тиімді жоспарлауға мүмкіндік береді.

9. Күкірттің негізгі химиялық қасиеттері

Күкірт – белсенді тотықтырғыш, ол сутек сульфидінен (H2S) элементтік күйге бөліне алады. Бұл процесс химияда маңызды реакция болып табылады. Сонымен қатар, күкірт металдармен әрекеттесіп, сульфидтер түзеді, бұл оның өнеркәсіптік қолданылуында маңызды рөл атқарады. Күкірттің химиялық белсенділігі оның тек табиғаттағы немесе зертханалық реакцияларда ғана емес, сондай-ақ өнеркәсіпте кең ауқымда пайдаланылуын қамтамасыз етеді.

10. Күкірттің маңызды қосылыстары

Күкірттің сутек сульфиді (H2S) және күкірт диоксиді (SO2) сияқты қосылыстары медицинада және өнеркәсіпте кең қолданылады. Мысалы, H2S кейбір өңдеу процессінде пайдаланылады, ал SO2 газ түрінде ауа ластануында да көрініс табады. Сонымен қатар, күкірт қышқылы (H2SO4) және күкіртті қышқыл (H2SO3) химиялық өнеркәсіптің негізін құрайды, оларды өндіріс процесінде кеңінен қолданады.

11. Күкірт қосылыстары: физико-химиялық сипаттамалары

Бұл кестеде сутек сульфиді (H2S), күкірт диоксиді (SO2) және күкірт қышқылының (H2SO4) негізгі физико-химиялық қасиеттері мен қолдану салалары көрсетілген. Әр қосылыс өзіндік ерекше сипаттамаларға ие, олар өнеркәсіп пен зерттеу саласында аса маңызды. Мысалы, H2SO4 – күшті коррозиялық қасиеті бар, химия өнеркәсібінде кең қолданылатын қышқыл. Осы мәліметтер күкірт қосылыстарының маңызын және олардың әртүрлі қолданылу аясын нақты аңғартады.

12. Күкірттің тірі ағзадағы маңызы

Бұл слайдта нақты мақалалар жоқ, бірақ күкірт тірі организмдер үшін маңызды элемент екені белгілі. Ол аминқышқылдар мен белоктардың құрамына кіреді, бұл организмнің дұрыс жұмыс істеуіне қажетті. Сонымен қатар, күкірт эмбрионның қалыптасуында және жасушалық метаболизмде маңызды рөл атқарады. Оның жетіспеушілігі ауруларға әкелуі мүмкін, сондықтан оның биологиялық маңызы зор.

13. Күкірттің өнеркәсіптегі қолданылуы

Бұл слайдта да нақты мақалалар берілмегенімен, күкірттің өнеркәсіпте кеңінен пайдаланылады деп айтуға болады. Күкірт қышқылы өндірісі металл өңдеу, химиялық синтез және тыңайтқыштар жасауда маңызды. Сонымен қатар, күкірт қосылыстары текстиль, қағаз және фармацевтика саласында қолданылады. Оның қолдану аясының кеңдігі экономиканың әртүрлі секторларын дамытуға әсер етеді.

14. Күкірт қышқылы өндірісінің технологиялық үдерісі

Күкірттен күкірт қышқылын алу технологиясы бірнеше кезеңнен тұрады. Бұл үдеріс құрамында күкірт бар шикізатты өңдеуден басталып, құрамындағы күкірт қышқылына дейінгі ферменттелетін химиялық реакцияларды қамтиды. Әр кезеңде арнайы жабдықтар мен реакторлар қолданылады. Бұл процесс экологиялық талаптарға сәйкес жүргізіліп, өнімнің сапасын қамтамасыз етеді. Күкірт қышқылы химиялық өнеркәсіптегі маңызды шикізат ретінде өндіріс орындарында кеңінен шығарылады.

15. Қазақстандағы күкірт өнеркәсібі және географиясы

Қазақстанда күкірт өнеркәсібі геологиялық орналасуына байланысты дамыған. Елдің оңтүстік-шығыс аймақтарында, атап айтқанда Жезқазған және Жамбыл облыстарында күкірт кен орындары бар. Мұнда күкіртті өндіру мен өңдеу салалары жабдықталған. Қазақстан күкірт шығару көлемі бойынша әлемдік нарықта өз үлесін қосып, ауыл шаруашылығында да маңызды тыңайтқыштар өндірісіне қатысады. Бұл экономикалық дамудың тұрақтылығын қамтамасыз етеді.

16. Күкірттің экологияға әсері және қоршаған орта мәселелері

Күкірт диоксиді (SO₂) атмосфераға қызу шығуымен ауаға зиянды заттардың бірі ретінде енеді, бұл өз кезегінде ауа ластануын және табиғатта қышқыл жаңбырлардың түзілуін ынталандырады. Қышқыл жаңбырлар судың тұщы гидросферасына және топырақ құрамындағы микроорганизмдерге зиян келтіруі ықтимал. Бұл өсімдіктердің өсуіне кері әсер етіп, ауыл шаруашылығы өнімділігін төмендетуі мүмкін. Өз кезегінде су экожүйелеріне түскен қышқылдар балықтар мен басқа су жануарларының тіршілігіне кері әсер етеді.

Экологиялық жағдайды жақсарту мақсатында өнеркәсіптік газдарды тазалаудың түрлі технологиялары пайдаланылады. Мысалы, сүзгілеу әдістері, газдарды химиялық абсорбциядан өткізу және күкірт қалдықтарын қайта өңдеу - маңызды шаралар. Осы тәсілдер табиғатты қорғауда қолға алынып, атмосфераға зиянды заттардың шығарылуын азайтуға мүмкіндік береді. Тек осындай кешенді шаралар экологиялық тепе-теңдікті сақтап, қоғам денсаулығын қорғауға септігін тигізеді.

17. Күкіртпен және оның қосылыстарымен жұмыс істеу қауіпсіздігі

Күкірт пен сутек сульфидінің булары адамдарға зиянды және ерекше тұтқыр иісімен танылады. Бұл заттармен жұмыс істеген кезде арнайы желдету жүйелерін қолдану керек, өйткені олардың булары тыныс алу жолдарындағы шырышты қабықшаларды тітіркендіріп, ауыр улануларға дейін әкелуі мүмкін. Қауіпсіздік құралдарын, оның ішінде арнайы қорғаныс жабдықтарын міндетті түрде пайдалану біздің ең басты талаптарымыздың бірі.

Лабораторияларда және өндірістік цехтарда жұмыс істегенде қорғаныс қолғаптарын, тыныс алу маскаларын, көзілдіріктерді кию керек. Бұл заттар теріні және көзді күкірттің улы әсерінен сақтап, денсаулықтың бұзылуына жол бермейді.

Егер улы газдардың әсерінен улану жағдайы пайда болса, бірінші кезекте зардап шегушіні таза ауаға шығарған жөн және жедел медициналық көмек көрсетілуі тиіс. Күкірт пен оның қосылыстары халықаралық қауіпті заттар санатындаты төртінші класқа жатады, сондықтан онымен жұмыс істеу кезінде қатаң қауіпсіздік шаралары сақталуы қажет.

18. Күкірт элементін зерттеудің заманауи әдістері

Күкірттің қасиеттерін және оның қосылыстарының құрамын дәл анықтау үшін ғылыми зерттеулерде кең таралған әдістерді қарастырайық. Алдымен рентгенспектрометрия технологиясы зерттеушілерге заттың ішіндегі күкірт мөлшерін нақты өлшеу мүмкіндігін береді. Бұл әдістің кең қолданылуы сипаттамалық спектрлер арқылы элементтердің анықталу дәлдігін арттырады. Сонымен қатар масс-спектрометрия изотоптық құрамды зерттеуде маңызды құрал болып табылады, ол элементтің атомдық құрылымын толық түсінуге бағытталған.

Сонымен қатар, инфрақызыл спектроскопия зертханада кеңінен пайдаланылатын әдіс ретінде молекулалық құрылымды бағалауда қолданылады. Бұл техниканың көмегімен күкірт қосылыстарының арасындағы химиялық байланыстарды анықтауға болады, бұл элементтің әртүрлі түрленуін талдауға мүмкіндік береді. Осы зерттеу әдістерінің дамуы экологиялық және технологиялық процестерді басқарудағы маңызды қадамдарға жәрдемдеседі.

19. Күкірттің тарихи және мәдени рөлі

Күкірттің адамзат тарихындағы орны ерекше. Ежелгі Египет өркениетінде күкірт ауруларды емдеуда және ыдыстарды зарарсыздандыру үшін қолданылған. Бұл оның адам тіршілігіне алғашқы түрде қосқан құнды үлесі болды. Бұл дәуірдегі дәрігерлер күкірттің антисептикалық қасиеттерін жоғары бағалаған.

Ортағасырлық алхимияда күкірт «Өмірдің элементі» деп саналынды, бұл оның химия ғылымындағы беделін арттырды. Алхимиктер осы элементтің қасиеттерін зерттеп, оны алтын жасауға қажетті құпиялармен байланыстыруға тырысты. Бұл дәуірде күкірт символикалық маңызға ие болды.

Қазақ халқының этнофольклорында күкірт тозағының отымен, тазарту символымен тығыз байланысты болды. Ол рухани тазалық пен күштің белгісі ретінде саналып, халық сенімінде ерекше орын алды. Мәселен, салт-дәстүрлер мен халықтық емшілікте күкірттің мәні айқын көрінеді.

20. 16 (VI)-топ элементтері мен күкірттің болашақтағы мәні

16 (VI)-топ элементтері қазіргі заманғы технологиялар мен биологияда ерекше рөл атқаруда. Күкірт осы топтың негізгі өкілі ретінде экологиялық жауапкершілікпен қолданылуы маңызды. Ғылыми және өндірістік салада жаңа технологияларды енгізу арқылы күкірттің тиімді әрі қауіпсіз пайдалану мүмкіндіктері артады. Бұл болашақта табиғатпен үйлесімді жұмыс жасауға және адамзат игілігі үшін осы элементтің мүмкіндіктерін кеңейтуге мүмкіндік береді.

Дереккөздер

А. Н. Бородина. Химия - М.: Химия, 2020.

В. П. Лаврухин. Элементы и соединения. СПб: Наука, 2018.

International Sulphur Conference Report, 2023.

М. С. Муканов. Геология полезных ископаемых Казахстана. Алматы, 2019.

International Chemistry Database, 2023.

Петров В.Ф., & Иванова А.Н. Физическая химия элементов. Москва: Наука, 2018.

Сидоров М.С. Экология и охрана окружающей среды. Санкт-Петербург: Питер, 2020.

Жумабаев Н.Б. История и культура казахского народа. Алматы: Қazaq universiteti, 2017.

Козлов В.П. Методы анализа и контроля химических элементов. Екатеринбург: УрФУ, 2019.

Смирнова Л.И. Безопасность труда на химическом производстве. Москва: Высшая школа, 2021.