硫

氧族元素

硫(英语:Sulfur),又可称为硫磺,属于 氧族元素 ,位于 元素周期表 的第三周期VIA族,化学符号为S,它的 原子序数 为16, 相对原子质量 为32.06。硫单质有许多 同素异形体 ,重要的有正交硫、单斜硫和弹性硫,正交硫是室温下唯一稳定的硫的存在形式。在硫晶体中,硫原子形成化学式为S8的环状八原子分子。硫单质不溶于水,微溶于乙醇,易溶于二硫化碳CS₂。常温常压下,硫是一种淡黄色的晶体,在一个标准大气压下,正交硫的 熔点 为112.8 ℃,单斜硫的熔点为119 ℃,硫的沸点为444.6 ℃。 硫的化学性质活泼,不仅可以与除铂、金以外的金属和大多数的非金属反应形成 化合物 ,而且还可以与酸、碱反应,具有氧化性的酸可以将硫单质氧化。

硫是人体内必不可少的一种元素,基本氨基酸中 甲硫氨酸 (甲硫氨酸)、 半胱氨酸 、胱氨酸均包含硫元素,这几种氨基酸参与多种重要 蛋白质 的形成。 硫是所有生命所必需的元素,且几乎总是以有机硫化合物或金属硫化物的形式存在;除此之外,硫存在于陨石、火山、温泉等处。硫及其化合物的应用广泛,可用于制造硫酸、硫酸盐、亚硫酸盐、橡胶制品、纸张、火柴、焰火等,也可用于杀虫、漂染、橡胶硫化、医药工业。 世界上每年用来制造硫酸所消耗的硫,占硫的年消耗总量的80%以上。 硫一方面可以从自然矿中提取,另一方面也可以从天然气、煤气等工业废气中回收获得。自然界中通常以单质硫、硫化物、硫酸盐的形式存在,常见的价态包括-2、0、+4、+6等。

硫属于二级易燃固体,本身无毒,但燃烧后放出的有毒和刺激性气体,如 二氧化硫 等则会造成更多的人员伤亡和扑救困难。硫单质也具有一定的刺激性,直接接触可能会造成皮肤刺激。

发现历史

硫的拉丁名称“Surphur”源自于梵文“Sulvere”,原义为“鲜黄色”。 硫以 游离态 的形式存在于世界上的多个地区,因此在远古时代硫就被世界上各个民族所认识和使用了。大约在4000年前, 埃及人 已经会将硫燃烧形成的 二氧化硫 用于漂白布匹,古罗马人用硫燃烧产生的二氧化硫清扫消毒住屋或漂白布匹,古希腊人也将其作为熏蒸剂焚烧或用于漂白布和保存 葡萄酒 。公元前九世纪, 古罗马 著名诗人 荷马 (Homer)在他的著作中讲述了硫燃烧时有消毒和漂白的作用。硫磺在《 圣经 》中也多次被提到,最著名的是它摧毁了 索多玛 和 蛾摩拉 。

中国很早就把硫列为重要的药材,在中国古代第一部药物学专著《 神农本草经 》中载录有石硫黄(即硫)。中国对火药的研究大概始于隋代,当时的 黑火药 是由 硝酸钾 、硫和 木炭 三者组成的,是人类最早使用的一种火药。

1746年 英国 科学家 罗巴克 (J.Roebuck)发明了铅室法制造 硫酸 。1776年,法国化学家拉瓦锡首先确定了硫的不可分割性,认为硫是一种元素,硫便进入了近代化学的大门。1808年, 法国 化学家 约瑟夫·路易·盖-吕萨克 (Louis-Josef Gay-Lussac)和瑟纳德(Louis-Jacques Thénard)证明了硫是一种元素。至此以后,硫就迅速成为工业中最为重要的元素之一。

化学结构

电子结构

硫的原子序数为16,其 核外电子数 也为16,核外电子排布为1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 。当 原子轨道 处于全空、半充满、充满的状态下比较稳定,所以硫原子易得到2个 电子 而形成 阴离子 S 2- 。

同素异形体

单质 硫有多种同素异形体,有链状的也有环状的。其中 分子式 为S 8 的单质硫最稳定,以S 8 环在空间的不同排列得到几种单质硫的同素异形体中,其中最为常见的是 正交 硫 (orthorhombic)和 单斜 硫(monoclinic)。正交硫,又称 α-硫 ,呈黄色, 熔点 为 112. 8 ℃,密度为2.07 g/cm³,在一般情况下,正交硫是室温下硫单质稳定存在的形式。单斜硫,又称β-硫,呈浅黄色,熔点为119 ℃,密度为1.94 g/cm³。在95.6 ℃下,这两种变体处于平衡状态,正交硫与单斜硫均能溶于 二硫化碳 等 非极性 溶剂 ,都不溶于水。

在已知的所有 晶态 硫的 同素异形体 中,三方硫的密度是最大的,晶态硫的密度和熔点如下 :

分布情况

世界硫资源分布广泛,主要分布在北美、 中东 、 欧洲 、东亚等地区。硫在 地壳 中的含量为0.048%(质量分数),在自然界中,硫以 单质 硫和化合态硫两种形式存在。 在地壳中硫约占340 ppm,在 元素丰度 序列中居第16位。硫的三种最重要工业资源分别来源于 蒸发岩 矿层、天然气、 原油 中和煤中的 有机硫化合物 以及 硫铁矿 。

在火山周围的地域中,常蕴藏有单质硫的矿床,这种矿床可能是由于地下的 硫化物 矿与高温 水蒸气 作用生成了 硫化氢 ,进而硫化氢与 氧气 或 二氧化硫 反应形成单质硫。火山生成的 游离硫 资源分布于 太平洋 沿岸山脉,在 墨西哥 、 日本 、 意大利 、 智利 、 秘鲁 和 菲律宾 等国的火山地区附近,都有这种单质硫矿床,同时还存在于 冰岛 和地中海地区。除了 单质 硫外,硫的第二种主要自然来源为天然气中的硫化氢,现从天然气中提取硫的技术已经逐渐成熟。硫及其化合物的第三种来源为硫化物矿,所有硫化矿中以 黄铁矿 的 丰度 最大,它是单质硫的主要来源,黄铁矿常以大规模的扁平矿体存在,但也出现在 矿脉 或分散地区,最大的工业矿层是从 西班牙 的 塞维利亚 向西延伸到 葡萄牙 ,位于西班牙 韦尔瓦省 (Provincia de Huelva)的一个扁平矿床,其长度为1.5 km、宽240 m,含硫达48%,其他大的矿床分布在 俄罗斯 、 日本 、 意大利 、 塞浦路斯 等地。

海洋中也存在有极大量不易开采的硫资源,它们以Mg、Ca、K的可溶性 硫酸盐 形式存于海水中,据计算全世界海洋中每 立方千米 海水大约含有100万吨硫酸盐形式的化合态硫。

除此之外,硫元素也存在于许多人体、植物以及动物的蛋白中,如 半胱氨酸 、 光氨酸 和 甲硫氨酸 这三种主要的氨基酸中均含有硫,这几种氨基酸参与多种重要 蛋白质 的形成。

理化性质

物理性质

硫是一种无臭无味的淡黄色 晶体 ,单质硫具有多种同素异构体,如正交晶体硫、单斜硫等。在标准大气压下,正交晶体硫的 熔点 为112.8 ℃,斜晶体硫的熔点为119 ℃。单质硫的 沸点 为444.6 ℃, 临界温度 为1040 ℃, 临界压力 为20.7 MPa, 熔化热 为1.7175 kJ/ 摩尔 , 汽化热 为45 kJ/mol, 比热容 为0.932 kJ/( 千克 K)。单质硫难溶于水,可溶于 二硫化碳 。硫的密度与硫存在的形式有关。

同位素

已知硫有25种 同位素 ,其中有4种 同位素 能够在自然界中稳定存在,6种同位素具有放射性。稳定同位素的相对 丰度 分别为S-32(95.02%)、S-33(0.75%)、S-34(4.21%)、 S-36 (0.02%),通常情况下仅研究S-32和S-34的丰度比,只有研究 地外物质 时才考虑S-33和S-36。在 放射性同位素 中,S-35的 半衰期 最长。

化学性质

硫有多种 同素异形体 ,但一般参与化学反应的大多都是环八硫S 8 。有时为简便起见,人们仍习惯将其写成S。硫是一种十分活泼的元素,不仅可以与除铂、金以外的金属和大多数的非金属反应形成化合物,而且还可以与酸、碱反应,具有氧化性的酸可以将硫单质氧化。

硫与卤素反应

硫的性质活泼,能与 、氯等卤素反应形成化合物,甚至在室温下,硫能与氟直接发生反应。但是需要注意的是,硫不可以与碘发生反应。

3F 2 +S=SF 6

3Cl 2 +S=SCl 6

硫与金属反应

在加热条件下,除金、铂等金属外,硫几乎可以与所有的金属反应。 如以下与金属铝、铁的反应:

硫与非金属反应

除稀有气体、碘、氮等元素外,硫也可以与几乎所有的非金属反应。 如以下硫和 氢气 的反应:

若在常温下的潮湿空气中,硫可被氧缓慢地氧化成 硫酸 。

2S +3O 2 +2H 2 O=2H 2 SO 4

若在空气中加热时,硫燃烧生成 二氧化硫 ,并伴随着蓝色火焰。

S(s)+O 2 (g)=SO 2 (g)

硫与酸反应

硫不与水和非氧化性酸发生反应,可以与 氧化性酸 反应,如同 硝酸 反应生成硫酸。

S+6HNO 3 =H 2 SO 4 +6NO 2 +2H 2 O

硫和热的浓硫酸作用,会生成二氧化硫。

S(s)+2H 2 SO 4 (l)=3SO 2 (g)+2H 2 O(l)

硫与碱反应

硫与 氢氧化钠 溶液反应,生成 亚硫酸钠 和 硫化钠 :

3S+6 NaOH =Na 2 SO 3 +2Na 2 S+3H 2 O

硫与盐类反应

硫和亚硫酸钠溶液 共沸 ,可转变为 硫代硫酸钠 :

S+Na 2 SO 3 =Na 2 S 2 O 3

硫与 碱金属 氰化物 共熔,会生成 硫氰酸盐 :

S+ 氰化钾 = 硫氰化钾

硫与有机化合物反应

将硫与 石蜡 的 混合物 加热,石蜡即 脱氢 变成不饱和的 烯烃 ,而硫则转化为 硫化氢 。硫也能和 哌啶 之类的 有机胺 反应:

8S+2C 5 H 10 NH (C 5 H 10 N) 2 S 7 +H 2 S

化合物

硫的价态十分丰富,呈现出了多种价态,其价态有-2价(如 硫化钠 Na₂S)、-1价(如 硫化亚铁 FeS₂)、0价( 单质 S)、+1价(如 二氯化二硫 S₂ Cl₂ )、+2价(如 硫代硫酸钠 Na₂S₂ O₃ )、+3价(如 二氧硫酸钠 Na₂S₂O₄)、+4价(如 二氧化硫 SO₂)、+5价(如 二硫酸钠 Na₂S₂O₆)、+6价(如 硫酸 H₂SO₄),因此硫可以形成多类型的化合物,以下介绍几种常见的硫化合物。

硫化氢

硫化氢 (H₂S)是硫的 氢化物 中最简单的一种,在常温常压下,硫化氢是一种有恶臭和有毒性的无色气体。硫化氢分子的几何形状和 水分子 相类似,为弯曲形,因此,它和 水分子 一样,也是一个 极性分子 ,但它的极性比水弱得多,以致分子间几乎不存在 氢键 ,所以硫化氢的 熔点 、 沸点 都很低。

金属硫化物

金属硫化物分为轻金属硫化物和重金属硫化物,轻金属硫化物包括 碱金属 、 碱土金属 和铝的硫化物,它们易溶于水,易 水解 ,碱金属硫化物水解而使溶液呈强碱性。例如 硫化钠 就为实验室常用的轻金属 硫化物 , 白色晶体 ,熔点为1172 ℃,在空气中易 潮解 。重金属硫化物一般具有特征颜色且难溶于水。

硫的氧化物

一氧化硫 为无色气体,有类似于 硫化氢 的臭味,很易发生 聚合作用 。 一氧化硫 是一个双 自由基 ,性质极为活泼,它能和水猛烈地作用,生成 单质 硫、硫化氢和 亚硫酸 ,当有碱类物质存在时,则生成 硫代酸盐 , 一氧化硫 能溶于 三氯甲烷 和 四氯化碳 中成黄色的溶液。在一氧化硫分子中,S-O键的键长为148 pm。

二氧化硫 分子呈V形结构,是一种有强烈刺激性气味的无色气体,密度是空气的2.26倍。是 极性 分子, 熔点 为-75.5 ℃, 沸点 为-10.05 ℃,较易 液化 ,二氧化硫易溶于水,在通常情况下1 dm³水能溶解40 dm³二氧化硫。二氧化硫具有氧化性,能将强 还原剂 氧化。

二氧化硫也是一种大气污染物,在高空, 二氧化硫 能与空气中的 水蒸气 及 氧气 反应生成 硫酸 ,硫酸含在雨水中,即形成 酸雨 ,酸雨会加速桥梁等建筑物的腐蚀 速率 ,并且逐步降低了水和土壤的pH,导致生态系统的显著改变,二氧化硫具有毒性,若吸入一定量的二氧化硫会引起食欲丧失、便秘和 气管 炎症等疾病,因此空气中SO₂含量不得超过0.02 mg/dm³。

纯净的 三氧化硫 是无色、易挥发的固体, 熔点 为16.8 ℃, 沸点 为44.5 ℃,用氧气氧化 二氧化硫 时反应的活化能较高,需要有 催化剂 存在才能生成三氧化硫:

三氧化硫极易与水化合生成 硫酸 ,同时释放出大量的热。三氧化硫溶于纯硫酸能够得 发烟硫酸 。与二氧化硫不同, 三氧化硫 是一种 强氧化剂 ,高温时它能将磷、 碘化物 等氧化,自身被还原。

亚硫酸及其盐

二氧化硫溶于水生成亚硫酸,亚硫酸与碱反应可形成 正盐 (MSO₃)和 酸式盐 (MHSO₃),例如 亚硫酸钠 (Na₂SO₃)和亚 硫酸氢钠 ( NaH SO₃),除 碱金属 及 的 亚硫酸盐 极易溶于水外,其他亚硫酸盐均难溶或微溶于水,但它们都能溶于 强酸 , 亚硫酸氢盐 的 溶解度 大于相应的正盐。

亚硫酸 很不稳定,只存在于 水溶液 中。亚硫酸能与一些有机色素结合成无色 有机化合物 ,如 品红溶液 与亚硫酸反应变为无色。

硫酸及其盐

硫酸具有高 沸点 、酸性强、 吸水性 和 脱水性 强等特点,因此 浓硫酸 是最常用的 干燥剂 ,用来干燥不与浓硫酸起反应的各种物质,如 氯 、 氢气 和 二氧化碳 等。

硫酸是 二元酸 ,能生成正盐和 酸式盐 ,在酸式盐中,只有 碱金属 元素Na和K能形成稳定的固态盐。酸式盐大多易溶于水、易带 结晶水 并且容易形成 复盐 。

硫代硫酸及其盐

硫代硫酸可以看作是硫酸分子中一个端基 氧 原子 被硫原子取代而得的产物,硫代硫酸极不稳定,硫代 硫酸盐 的热稳定性能较好,但在溶液中易被氧化。

硫的含氧酸的衍生物

亚硫 氯 是无色液体,其 熔点 为-101 ℃, 沸点 为75.6 ℃,在 亚硫酰氯 分子中S原子为sp³杂化,在S原子上保留有一对 孤 电子对 ,分子构型为三角锥形。

硫酰氯 是无色 发烟 的液体,其熔点为-51 ℃, 沸点 为69.4 ℃,在 硫酰氯 分子中S原子为sp³杂化, 分子构型 为四面体形。

生产方法

硫是世界上最为重要的元素之一,具有相当多的消耗领域,如 硫酸 ,特种硫磺等,因此硫的生产提取工艺十分重要。硫不仅可从自然硫矿床、 有色金属 硫化物 等中提取,也可以从酸性天然气、工业废气中回收硫资源。以下列举几种典型的 单质 硫的生产方法和 提纯 方法。

从自然的矿床提取

从硫的天然矿床提取硫,常用的 弗拉施法 (Frasch法)和 西西里法 (Sicilian法)。Frasch法是在1891年发展起来的一种重要提取硫的方法,该法是从地面到含硫的 方解石 沉积层打一口竖井,然后将三根不同口径的套管插于其中,直达矿床。提取时,将 过热 的水和过热的蒸汽从最大口径的管子压进矿床,使硫熔融为液态。再从最小口径的管子打进热的 压缩空气 将液态硫、水和空气的 混合物 从中等口径管子压出地面。从井中出来的硫,经在容器中冷却后,即为成品。这种方法具有工艺简单安全、投资少、建设快、开采深度大、污染问题较少等优点,但硫的回收率低。

Sicilian法也能从含硫的 矿石 中提取硫,该法是把含硫矿石堆集成一个大丘状的炼硫窑,并将处于顶部的矿石引燃,以利用上层含于矿石中的硫燃烧时所释放的热,使下层的硫熔融为液态,将液态硫导入模具中,经冷却凝固后,即为成品。用Sicilian法从一堆矿石提取硫,常需费时数月,得到的硫一般只占矿石原 含硫量 的60%左右,纯度都较低,常需 提纯 。

用 二硫化碳 萃取法也能从含 单质 硫的矿石中分离出硫来,生产时,先用二硫化碳处理矿石,以溶解其中的硫。然后用 过热 水蒸气 加热萃取液,以蒸出二硫化碳供循环使用,蒸发结束后,将留于 蒸馏 容器底部熔融的液态硫放出,导入模具中冷却铸型,即得成品。

从黄铁矿石提取

将黄铁矿石和 焦炭 混合,置于炼硫炉中,使 混合物 在有限的空气中燃烧,便可从中分离出硫来。将液态硫导入模具中冷却铸型,即为成品:

从天然气、煤气和工业废气中回收

与气体净化和保护环境相结合,除去含于天然气和煤气中的 硫化氢 或处理工业废气中的硫化氢,每年也可回收到较多的硫。含有硫化氢的工业废气主要来源于 硫化染料 的制造、含硫原油的精炼、 化学工业 和制药工业中 硫化物 与酸的反应等化工过程。

可以用 克劳斯法 (Claus法)将以上气体中的硫化氢以 单质 硫的形式回收时。该方法过程为先将硫化氢导入一 燃烧室 中,以 化学 计算量的 氧气 与其反应,使大部分的 硫化氢 转变为单质硫。然后,将在燃烧室中生成的 二氧化硫 和剩余的 硫化氢 先后导入两个或三个放有 催化 剂 的反应室中,使它们在催化剂的催化下,相互作用而成为单质硫。

硫的提纯

蒸馏法提纯硫

工业上为了得到较纯净的硫,常用蒸馏法精炼。 蒸馏 时,将 硫蒸气 导入一砖石室中,硫蒸气即在室壁上 凝结 为微细结晶的粉状硫,叫做 硫华 。如果把砖石室的温度保持在硫的 熔点 以上且 沸点 以下,则硫蒸气便冷凝为 液态硫 ,将液态硫导入模具中冷却、铸型,即得成品,常把这种形式的硫叫做 棒状硫 。

同时,硫还可以通过液体独特的动态热解过程得到纯化,称之为 硫裂解纯化机理 。通过热解和蒸馏的结合来净化硫是非常有吸引力的,但是由于硫的液体粘度-温度关系使热解方法变得复杂。例如,1992年美国科学家苏斯曼(Sherman Susman)等人利用一种结合气泡和摇动来克服扩散限制 动力学 的装置,分离或剥离含硫材料得到高度纯化的硫。

实验室提纯硫

在实验室中,如需纯度较高的硫,可用工业产品为原料,对其作进一步的提纯。提纯硫的方法很多,例如结晶法、蒸馏法、联合法等方法,应根据预定的要求加以选择。

硫最常见的实验室提纯方法是 二硫化碳 重结晶 法。提纯时,在室温下以硫与二硫化碳约为3:7的比例,将硫溶于二硫化碳中,过滤,流液置于密闭的容器内,放在冰水中冷却,滤出析出的硫,再用相同的方法重结晶几次,最后,把得到的结晶体在363-373 K下干燥数小时,即可得到纯度较高的硫,但在其中常含有少量的二硫化碳、 硫化氢 和 二氧化硫 。

硫的另一较普通的实验室 提纯 方法是常压蒸馏法,可以根据硫的 沸点 选择收集合适温度范围内的液体。具体过程为先将钢管中的含硫固体加热,使硫变成蒸汽,然后经冷凝重新变为固体后收集于另一容器的过程。经两次 蒸馏 后,所得的硫的有机碳含量极低,但对纯度要求较高时,常压蒸馏法并不是一个理想的提纯方法。

应用领域

硫的生理作用

硫是人体内必不可少的一种元素,人体内的基本氨基酸中 甲硫氨酸 (甲硫氨酸)、 半胱氨酸 、胱氨酸均包含硫元素,这几种氨基酸参与多种重要 蛋白质 的形成。 除此之外,部分蛋白质中还含有 巯基 和 二硫键 (其中二硫键S-S是蛋白质构造的重要组成部分),均存在硫元素,这些蛋白质在人体内起到关键作用。例如金属硫蛋白与锌(MTs)等金属结合时,能够促进 细胞 的生长与增值、消除 自由基 与氧化应激保护。

在医药领域中的应用

药物分子中,硫元素同样扮演着重要角色。硫是作为药物分子中第5个常见元素,仅位列 碳 、 氢 、 氧 、 氮 之后。硫化合物活性的研究已经证明了它们的 抗炎 特性,并用于治疗疾病,如 阿尔兹海默症 、 帕金森病 氏症和 艾滋病毒 。此外,已知含硫元素的活性药物包括 氨苯砜 、 奎硫平 、 苄青霉素 、 普罗布考 和 奈非那韦 等。

不仅如此,硫及其化合物也可以制备药物。如硫单质也可以用于制备 癣药 , 硫代硫酸钠 在临床上常作为 氰化物 及 剂等中毒的抢救药。

在化工领域的应用

硫及其化合物的应用十分广泛,可以制造硫系 染料 、橡胶 交联剂TAIC 、做 过氧化钠 、制备重金属离子 沉淀剂 等。如 二氧化硫 和 亚硫酸 可以用作纸张、草编制品等的漂白剂, 硫化钠 是 化学工业 中常用的重金属离子沉淀剂, 多硫化物 是 分析化学 常用试剂, 二硫化二钠 可在 制革 工业中用作原皮的 脱毛剂 , 磺酰氯 常作为工厂中的 氯化剂 和 氯磺化 剂, 焦硫酸 一种是良好的磺化剂, 硫代硫酸钠 被用作 摄影 过程的 定影液 , 巯基乙酸 多在石油钻井时作为 缓蚀剂 。

在农业领域的应用

硫及其 硫化物 可以在农业中用作杀虫剂,例如在农业上用作杀虫剂的 石灰硫黄合剂 ,其主要成分为 多硫化钙 。 除此之外,含硫有机磷杀虫剂也十分常见,常见的有 二嗪磷 、 甲基对硫磷 、毒死蜱、 马拉硫磷 、杀 硫磷、乙基对硫磷和 倍硫磷 等。

硫是植物和农作物生长必需的矿质营养元素之一,在植物和农作物的生长调节、解毒、防卫和抗逆等方面中起到一定的作用,甚至会影响农作物的品质,而多个国家和地区的土壤中 缺硫 或潜在缺硫,因此硫及其化合物还可以作为 硫肥 为植物提高硫元素。常见的硫肥有石膏、硫磺、硫酸钾等。

在建筑领域的应用

在制备混凝土时,加入硫百分之二十到四十而成的硫混凝土凝固迅速,密致坚硬,表面平整光滑,能防水分渗透,能耐酸、碱和普通 溶剂 ,非常适用于预制可雕刻的和装饰性的建筑构件。也可以把硫加入 沥青 也可大大改进性能,硫沥青具有较高的强度和优良的耐久性,用来铺筑路面,非常坚固耐用。把硫加入交通划线用的热溶油漆,容易冷却,凝固迅速,划线时不需要交通改道。

在电子领域的应用

硫及其化合物也可以应用于 电子器件 中,例如过渡金属二硫族化合物(TMDS)是一类典型的二维纳米材料,适合应用于 半导体器件 中。 例如 锂硫电池 ,这是一种以 单质 硫作为电池正极, 锂 作为 负极 的一种 锂电池 。锂硫电池是一种潜在的高能电池,具有成本低、绿色环保、高比能量等特点,但在实际应用中存在寿命短等缺点。目前大多锂硫电池均处于研究阶段,商业化仍需进一步的探索。 硫的 卤化物 六氟化硫 (SF₆)优良的绝缘和 灭弧 介质,常常用作高压互输线、 高压变压器 、 断路器 的 绝缘材料 。

安全事宜

消防安全

当由硫引发的火灾时,可以使用泡沫、 二氧化碳 、干粉型灭火剂灭火,当遇过大时可用雾状水灭火。切勿将水流直接射至熔融物,以免引起严重的流淌火、剧烈的沸溅,以及与产生的有毒气体二氧化硫形成酸雨;消防人员须戴好防毒面具,在安全距离以外的上风向灭火;泄漏应急处理时应隔离泄漏污染区,限制出入,切断火源,建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿一般作业工作服,不要直接接触泄漏物。

按固体火灾危险性分类,硫磺属于乙类。本身无毒,但燃烧后放出的有毒和刺激性气体,如二氧化硫等则会造成更多的人员伤亡和扑救困难。

硫磺在生产、储存和运输的过程中产生的小 粒径 粉尘很可能在电器设备产生的高热或 静电 的激发下引发燃爆事故,而硫磺粉尘较低的爆炸下限质量浓度、较高的放热量和爆炸超压则能加剧爆炸的危害程度,因此在硫磺生产和储运过程中要避免摩擦产生小颗粒硫磺粉尘。同时,对于产生的硫磺粉尘要及时去除,从根本上杜绝火灾爆炸事故的发生。

健康安全

硫单质燃烧会生成 有毒气体 二氧化硫 (SO₂),在短时间接触少量SO₂后,可能会导致死亡或永久伤害。SO₂会与颗粒物从口、鼻等途径进入人体并沉积于 气管 、细 支气管 、终末细支气管和 肺泡 腔内,会导致 哮喘 发作,肺功能异常或 心血管疾病 患者的风险更大。人体若暴露在1000 ppm的SO₂环境中,会在10分钟到数小时内因呼吸抑制导致死亡。

单质 硫虽然是动物正常发育的必要成分,但由于海底 沉积物 造成的硫浓度升高对 水生生物 是有害的。

中药在产地加工和储藏中熏硫对防止 虫蛀 、霉变作用显著,但是用硫磺熏蒸中药可能对人体肝、肾等脏器造成较严重危害。

参考资料

  1. 2022-11-18
  2. 2022-11-18
  3. 2022-11-18
  4. 2022-11-18