Известковая сера
В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
В садоводстве . известковая сера ( известковая сера в британском английском , см. различия в написании в американском и британском английском языках ) представляет собой главным образом смесь кальция полисульфидов и тиосульфата [ 1 ] (плюс другие побочные продукты реакции, такие как сульфит и сульфат ), образующиеся в результате реакции гидроксида кальция с элементарной серой , используемые для борьбы с вредителями . Его можно приготовить путем кипячения в воде суспензии малорастворимого гидроксида кальция (извести) и твердой серы вместе с небольшим количеством ПАВ, чтобы облегчить диспергирование этих твердых веществ в воде. После удаления остаточных твердых веществ (флокуляция, декантация и фильтрация) его обычно используют в виде водного раствора красновато-желтого цвета с характерным неприятным запахом сероводорода (H 2 S, тухлых яиц).
Реакция синтеза
[ редактировать ]Точную химическую реакцию, приводящую к синтезу известковой серы, обычно записывают так:
- Са(ОН) 2 + х / 8 S 8 → CaS x + побочные продукты (S 2 O 2− 3 , SO 2− 3 , SO 2− 4 )
Об этом сообщается в документе Министерства сельского хозяйства США (USDA). [ 2 ]
Эта неопределенная реакция плохо изучена, поскольку она включает восстановление элементарной серы, и в уравнении не фигурирует восстановитель, а продукты окисления серы также упоминаются как продукты. Начальный pH раствора, наносимый малорастворимой гашеной известью, является щелочным (pH = 12,5), а конечный pH находится в диапазоне 11–12, что характерно для сульфидов, которые также являются сильными основаниями .
Если учитывать гидролиз сульфида кальция, то индивидуальные реакции для каждого из побочных продуктов будут следующими:
- 1 / 2 S 8 + H 2 O + 2 Ca(OH) 2 → 2 H 2 S + CaS 2 O 3
- 3 / 8 S 8 + H 2 O + 2 Ca(OH) 2 → 2 H 2 S + CaSO 3
- 1 / 2 S 8 + 2 H 2 O + 2 Ca(OH) 2 → 3 H 2 S + CaSO 4
Однако элементарная сера может подвергаться реакции диспропорционирования , также называемой дисмутацией. Первая реакция напоминает реакцию диспропорционирования. Реакция обратного сопропорционирования — это реакция, происходящая в процессе Клауса , используемом для десульфурации нефтепродуктов и газовых сырых продуктов в нефтеперерабатывающей промышленности:
- Н 2 С + 3 / 2O2 2 → SO2 + 2H2O
Переписывая последнюю реакцию в обратном направлении, мы получаем реакцию, соответствующую тому, что наблюдается в глобальной реакции с известью и серой:
- 3 / 8S8 2H2O + 2 → 2H2S + SO2
В щелочных условиях это дает:
- 3 / 8 С 8 + 2 Н 2 О + 6 ОН − → 2 с 2− + ТАК 2- 3 + 5 Н 2 О
и после упрощения или, точнее, повторного использования молекул воды в вышеуказанной реакции:
- 3 / 8 С 8 + 6 ОН − → 2 с 2− + SO2−3 + 23H2O
добавление обратно 6 Ка 2+ катионов из гашеной извести ради электронейтральности получают глобальную реакцию.
Эта последняя реакция соответствует глобальной реакции извести и серы, упомянутой в документе Министерства сельского хозяйства США. [ 2 ] Однако он не учитывает всех деталей, в том числе образования тиосульфата и сульфата среди конечных продуктов реакции. Между тем, это хорошее приближение первого порядка, и оно полезно подчеркивает общую схему реакции с известью и серой, поскольку химия восстановленных или частично окисленных форм серы особенно сложна, и все промежуточные этапы или задействованные механизмы трудно разгадать. Более того, под воздействием кислорода воздуха и микробной активности известково-серная система подвергнется быстрому окислению, а ее различные продукты будут продолжать развиваться и, наконец, войдут в природный цикл серы .
Присутствие тиосульфата в известково-серной реакции можно объяснить реакцией сульфита с элементарной серой (или с сульфидом и полисульфидами), а сульфата - полным окислением сульфита или тиосульфата по более сложной схеме реакции. Дополнительная информация о производстве тиосульфата кальция описана в патенте, зарегистрированном Hajjatie et al. (2006). [ 3 ]
Хаджати и др. (2006) описали реакцию извести с серой по-разному в зависимости от степени полимеризации полисульфидов кальция, но следующая реакция, вероятно, является самой простой из их серии:
- 3 Ca(OH) 2 + 6 S → 2 CaS 2 + CaS 2 O 3 + 3 H 2 O
- где Вид S 2− 2 соответствует дисульфидному аниону − С-С − (с ковалентной связью между двумя атомами серы) также присутствует в пирите ( FeS 2 ), дисульфидный минерал Fe(II).
Им также удалось успешно контролировать эту реакцию, чтобы добиться превращения элементарной серы в квазичистый раствор тиосульфата кальция.
Подготовка
[ редактировать ]Рецепт концентрата, разработанный Сельскохозяйственной экспериментальной станцией штата Нью-Йорк, предполагает начинать с 80 фунтов серы , 36 фунтов негашеной извести и 50 галлонов. воды, что эквивалентно 19,172 кг серы и 8,627 кг оксида кальция на 100 литров воды. Соотношение (по массе) смеси серы и негашеной извести составляет примерно 2,2:1; это составляет самую высокую долю пентасульфида кальция. Если используется гидроксид кальция (строитель или гашеная известь ), можно увеличить концентрацию серы на 1/3 или более (до 115 г/л или более) с 192 г/л серы. Если негашеная известь имеет чистоту 85, 90 или 95 %, используйте 101 г/л, 96 г/л или 91 г/л; если используется нечистая гашеная известь, ее количество увеличивают для компенсации, хотя на практике известь чистотой ниже 90% используется редко. Затем смесь кипятят в течение одного часа при перемешивании и добавляют небольшие количества воды для выпаривания.
Использовать
[ редактировать ]В сельском хозяйстве и садоводстве известковая сера продается в виде спрея для борьбы с грибками , бактериями и насекомыми . На лиственных деревьях его можно распылять зимой на поверхность коры в высоких концентрациях, но, поскольку известковая сера может обжечь листву, перед опрыскиванием травянистых культур ее необходимо сильно разбавить, особенно в теплую погоду. Известковая сера одобрена для использования на органических культурах в Европейском Союзе и Великобритании. [ 4 ]
Любители бонсай используют неразбавленную известковую серу для отбеливания, стерилизации и сохранения валежной древесины на деревьях бонсай, придавая им состаренный вид. [ 5 ] Вместо того, чтобы опрыскивать все дерево, как при использовании пестицидов, серная известь наносится непосредственно на обнаженную сухостойную древесину и часто окрашивается небольшим количеством темной краски, чтобы она выглядела более естественно. Без красочных пигментов раствор серы извести отбеливает древесину до цвета кости, которому требуется время, чтобы выветриться и обрести естественный вид. [ 6 ] В очень специфическом случае культуры бонсай, если известковая сера аккуратно и очень терпеливо наносится вручную небольшой кистью и не вступает в прямой контакт с листьями или хвоей, этот метод можно использовать и на вечнозеленых деревьях бонсай. как и другие виды зеленых деревьев. Однако это не относится к обычному использованию на обычных деревьях с зелеными листьями.
Разбавленные растворы известковой серы (от 1:16 до 1:32) также используются в качестве ванночек для домашних животных , чтобы помочь бороться с стригущим лишаем (грибком) , чесоткой и другими дерматозами и паразитами . Неразбавленная известковая сера разъедает кожу и глаза и может вызвать серьезные травмы, например слепоту.
Безопасность
[ редактировать ]Известковая сера реагирует с сильными кислотами (включая желудочную кислоту ) с образованием высокотоксичного сероводорода (газа тухлых яиц) и действительно обычно имеет отчетливый запах «тухлых яиц». Известковая сера не воспламеняется, но может выделять сильно раздражающий сернистый при пожаре газ.
защитные очки и непроницаемые перчатки При работе с известковой серой необходимо надевать . Растворы известковой серы сильнощелочные ( типичные коммерческие концентраты имеют pH более 11,5 из-за присутствия растворенных сульфидов и гидроксид- анионов), вредны для живых организмов и могут вызвать слепоту при попадании в глаза.
Коррозионная , в частности природа извести-серы обусловлена уменьшенным количеством содержащихся в ней серы сульфидов, ответственных за коррозионное растрескивание под напряжением , и тиосульфатов, вызывающих питтинговую коррозию . Локальная коррозия восстановленными видами серы может быть драматичной: даже простого присутствия элементарной серы в контакте с металлами достаточно, чтобы вызвать их значительную коррозию, включая так называемые нержавеющие стали .
История
[ редактировать ]Считается, что известковая сера является самым ранним синтетическим химикатом, используемым в качестве пестицида, который использовался в 1840-х годах во Франции для борьбы виноградной лозы с мучнистой росой Uncinula necator , которая была завезена из США в 1845 году и снизила производство вина на 80%. [ нужна ссылка ] В 1886 году его впервые использовали в Калифорнии для борьбы с масштабами Сан-Хосе . Примерно с 1904 года коммерческие поставщики начали производить серную известь; до этого времени садовники должны были производить свои собственные. К 1920-м годам практически все коммерческие сады в западных странах были защищены регулярным опрыскиванием серной известью. Однако к 1940-м годам известковую серу начали заменять синтетическими органическими фунгицидами , которые вызывали меньший риск повреждения листвы сельскохозяйственных культур.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ Пейдж, Стивен В. (2008). «Глава 10: Противопаразитарные препараты». Клиническая фармакология мелких животных (второе изд.). стр. 198–260. дои : 10.1016/B978-070202858-8.50012-9 .
- ^ Перейти обратно: а б «Оценка серы извести для сельскохозяйственных культур» (PDF) . Министерство сельского хозяйства США . Проверено 1 мая 2020 г.
- ^ патент США 6984368B2 , Хаджати, ММ; Комински III, Х.К. и Аспенгрен, доктор медицинских наук и др., «Процесс приготовления раствора тиосульфата кальция», опубликовано в 2006 г.
- ^ Дефра (1 января 2021 г.). «РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ ПО ОРГАНИЧЕСКИМ СТАНДАРТАМ ЕВРОПЕЙСКОГО СОЮЗА» (PDF) . Проверено 18 ноября 2021 г.
- ^ «Джин, Шаримики и Сабамики» . Праймер бонсай . Архивировано из оригинала 6 июля 2008 г.
- ^ Чан, Питер (1987). Мастер-класс по бонсай . Sterling Publishing Company Inc., стр. 146–147. ISBN 0-8069-6763-3 .
Библиография
[ редактировать ]- Л. Л. Ван Слайк; А. В. Босворт; CC Хеджес (декабрь 1910 г.). «Химическое исследование лучших условий для приготовления известково-серной промывки» (PDF) . Бюллетень Нью-Йоркской сельскохозяйственной экспериментальной станции (329). Женева, Нью-Йорк.