ет жидкую серу и по

средней трубе гонит ее на поверхность, где она вытекает в огороженное досками пространство, постепенно образуя громадные массивы (рис. VIII-8).

Метод подземной выплавки применим только к достаточно мощным и богатым месторождениям. Требуя большого расхода воды и топлива, он вместе с тем позволяет извлекать лишь около 50 % всей имеющейся в руде серы.

7) И плавленая сера, и серный цвет всегда несколько загрязнены различными

примесями. Для очистки серы ее часто перекристаллизовывают из сероуглерода. Следует отметить, что подобная сера обычно содержит примесь

Ромбическая /| Жидкая сера /// сера

включенного в кристаллы растворителя. Глубокая очистка серы может быть достигнута многократно повторенным длительным нагреванием ее расплава в присутствии окиси магния. Очень чистая сера совершенно не имеет запаха и весьма склонна к переохлаждению.

Пары

"\ 112,ГС сеРш 35УС ЩЗГ

Температура

Рис. VII1-10. Диаграмма состояния серы.

8) Элементарная сера существует прн обычных условиях в виде показанных на рис. VI11-9 восьмиатомных

кольцевых молекул (энергия связи S—S оценивается в

62 ккал/моль, а ее силовая константа к = 2). Для образованных этими молекулами кристаллов серы типичны две

формы. Как видно нз схематически приведенной на

рнс. VI1I-10 диаграммы состояния, ™же 95,4 °С устойчива

обычная желтая сера (т. и. S ) с плотностью 2,07 г/см3,

кристаллизующаяся в ромбической системе и имеющая

т. пл. П2.8°С (при быстром нагревании). Напротив; выше 95,4 "С устойчивы бледно-желтые кристаллы моноклинной системы с плотностью 1,96 г/см3 и т. пл. 119,3*0 (т. в. Sg). Теплота превращения одной формы в другую составляет лишь 0,7 ккал/моль. Характерный для них внешний вид кристаллов показан на рис. VI11-11. Интересно, что при трении сера приобретает сильный отрицательный заряд, а при охлаждении ниже — 50 ГС обесцвечивается.

9) В особых условиях удавалось получать для серы малоустойчивые разновидности

и иных типов. Например, при замораживании (жидким азотом) сильно нагретых паров

серы получается ее устойчивая лишь ниже —80 °С пурпурная модификация, по-видимому, образованная молекулами S?. Лучше других изучена форма, извлекаемая

толуолом из подкисленного раствора Na2S203. Ее оранжево-желтые кристаллы образованы кольцеобразными молекулами SE [с параметрами

d(SS) = 2,06 А и ZSSS = 102°]. Резким охлаждением насыщенного раствора серы в бензоле может быть получена состоящая из молекул S9 метастабнльная «перламутровая» модификация (SY). Довольно сложным путем была получена

форма, слагающаяся нз циклических молекул S*2 [d(SS) =

= 2,06 A, ZSSS = 106.5е]. Известны также формы, образованные молекулами S7 и SI0.

10) Имеющиеся пока сведения о поведении серы при

высоких давлениях неполны и огчастн противоречивы. Так,

по одним данным, в области около 30 тыс. ат и 300 °С

устойчива кубическая фаза с плотностью 2,18 г/см3, по другим — в той же области устойчива обладающая ромбической решеткой «волокнистая»

сера, слагающаяся из десятиатомных спиралей (с тремя оборотами на период 13,8 А).

Тройные точки указывались отдельными исследователями прн 19 тыс. аг и 290°С, при

28 тыс. ат и 300 °С, при 94 тыс. ат и 666 °С. Отмечалось, что кривая плавления имеет

максимум при 16 тыс. ат и 310 °С, а также, что существует фазовый переход (характер которого не выяснен) прн 22,5 тыс. ат и 20 °С. В общем, с ростом давления температура плавления серы довольно последовательно повышается, достигая при 100 тыс. ат

11) Теплота плавления серы составляет 0,3 ккал/г-атом. Плавление сопровождается заметным увеличением объема (примерно на 15%). Расплавленная сера представляет собой желтую легкоподвижную жидкость, которая выше 160 °С превращается в очень вязкую темно-корнчневую массу. Как видно из рнс. V111-12, около 190 °С вязкость серы примерно в 9000 раз больше, чем прн 160 °С. Затем она начинает уменьшаться, и выше 300 °С расплавленная сера, оставаясь темно-коричневой, вновь становится легко подвижной.

Эти переходы свойств при нагревании обусловлены изменением внутреннего строения серы. Выше 160 °С кольца начинают разрываться, причем концевые атомы возникающих открытых структур сцепляются друг с другом, образуя цепи с длиной до миллиона атомов, что сопровождается резким повышением вязкости (и изменением цвета). Дальнейшее нагревание ведет к быстрому уменьшению средней длины цепей, вследствие чего вязкость уменьшается (хотя все же остается значительно большей, чем ниже 160°С). Работа разрыва цепн оценивается в 33 ккал/моль.

12) Температура кипения серы (444,7 °С) является одной нз вторичных стандартных точек международной шкалы (IV § 3 доп. 34). Теплота испарения серы составляет 2,2 ккал/г-атом. В парах имеет место равновесие главным образом между молекулами Се, S6, S4 и S2, причем переход от Sg к S2 осуществляется эндотермически:

примерно 700 °С. Предполагается, что давлением выше 200 тыс. ат сера может быть переведена в металлическое состояние.

7+2 ккал

?> 7»s