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古老而焕发青春的硫元素

时间:2021-04-18 16:04:33 点击:

  核心提示: 硫,元素周期表第16号元素,英文名sulfur,原义是鲜黄色,单质称为硫磺。 硫在远古时代就被人们所知晓。 大约在4000年前,埃及人已经会用硫燃烧所生成的二氧化硫来漂白布匹;古罗马著名诗人荷马在...


硫,元素周期表第16号元素,英文名sulfur,原义是鲜黄色,单质称为硫磺。

硫在远古时代就被人们所知晓。

大约在4000年前,埃及人已经会用硫燃烧所生成的二氧化硫来漂白布匹;古罗马著名诗人荷马在他的著作里讲述了硫燃烧时有消毒和漂泊的作用。

明朝末年,宋应星编撰的《天工开物》中就记载了火药的成分和早期人们用黄铁矿制硫磺的技术,比西方要早200多年。当时制造火药的硫磺是一种药材。在《神龙本草经》中记载的46种矿物药材中,有一种叫“石流黄”,此物“能化金银铜铁,奇物”,这就是硫磺的前身。在现存最早的炼丹专著《周易参同契》中也记录了硫磺与汞生成硫化汞的化学反应,可见我国古代对硫磺的认识和使用比宋应星《天工开物》中所记载的时间还要早。但无论是药材、炼丹还是火药,国人对硫磺的研究都是应用层面的,真正将硫磺进行化学研究并发挥其更大功用的,还要归功于近代西方的科学家们。

法国科学家拉瓦锡,最早认为硫磺是一种单质,在他查阅了大量书籍和多次实验以后,确定硫无法再分离,并决定给这种古老的元素命名,符号为“S”,从此硫元素进入了近代化学的大门。

制造硫酸是硫元素最早的应用。1831年,英国商人珀格闰·菲利普斯首创接触法制硫酸,低成本制造出了浓度高达99%的硫酸,此法一直沿用至今。硫化橡胶的生产,更是掀起了橡胶工业的革命。1844年,美国发明家古意德经过无数次试验和失败后,发现硫能让天然橡胶变为不受温度影响的新型橡胶,使橡胶不容易老化变质,这种工艺一直沿用至今。此外,硫元素还是造纸、染料、精炼汽油等工业生产,制造化肥等农业生产中所必需的原料。

硫元素还出现在两种编码氨基酸——蛋氨酸和半胱氨酸中。其中,蛋氨酸很稳定,但是半胱氨酸却有很多令人惊异的性质,能通过硫-硫键转化为胱氨酸来固化蛋白,这与硫化橡胶里的交联作用类似。

生物体中的很多物质中都含有硫元素,例如硫胺(维生素B1)、生物素(维生素B7)和硫辛酸等。

在石油和煤的精炼中,除硫的问题一直是一个焦点话题:如果不进行除硫处理,硫元素经过直接燃烧就会产生大量污染大气的二氧化硫气体;但是除硫又不是件容易的事儿,最后人们利用硫化钼催化剂将化石燃料转化为含硫量低的产物和硫化氢废气,从而达到石油脱硫的目的。

金属-硫键在生物催化中的作用是一个研究热点,可以用它阐明生成甲烷的反应机制,也可以揭示与“生物能”相关的其他转化过程。因为这些转化都会受到金属-硫化物团簇的影响,从而加快或逆转变化。金属-硫化物团簇可以快速接收和传递电子,从而实现有效的催化效果,如果能掌握这些转化过程的反应机制,可以让更多的物质实现轻松地转化,例如将二氧化碳转化为一氧化碳、质子转化为氢气,以及氮气转化为氨气等。硫元素在这些有机金属配合物中的作用至关重要。

作者:不详 来源:网络
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