Síra je prvkem periodické soustavy D. I. Mendělejeva, její atomové číslo je šestnáct. Má nekovové vlastnosti. Označuje se latinským písmenem S. Jméno má pravděpodobně indoevropský kořen - "hořet."
Historický pohled
Když byla objevena síra a začala její těžba, není jasné. Ví se pouze, že starověcí lidé o něm věděli dávno před naším letopočtem. Raní kněží ho používali při svých kultovních rituálech, zařazovali ho do fumigačních směsí. Minerální síra byla připisována produktu, který vyráběli bohové, většinou žijící v podsvětí.
Po dlouhou dobu, jak dokládají historické dokumenty, byl používán jako základní prvek hořlavých směsí, které se používaly pro vojenské účely. Homer také neignoroval minerální síru. V jednom ze svých děl popsal „vypařování“, které mělo škodlivý účinek na člověka při spálení.
Historici se domnívají, že síra byla základním prvkem takzvaného „řeckého ohně“, který v nepřátelích vyvolával strach.
V osmém století se v Číně používal k výrobě pyrotechnikysměsi, včetně hořlavých látek připomínajících střelný prach.
Ve středověku to byl jeden ze tří hlavních prvků alchymistů. Při svém výzkumu aktivně využívali minerální přírodní síru. Často to vedlo k tomu, že experimenty s ní byly přirovnány k čarodějnictví, a to zase vedlo k pronásledování starověkých chemiků a jejich následovníků inkvizicí. Právě od těch dob, od středověku a renesance, se pach hořící síry, jejich plynů, začal spojovat s činy zlých duchů a ďábelskými projevy.
Vlastnosti
Nativní minerální síra má molekulární mřížku, kterou jiné podobné prvky nemají. To vede k tomu, že má nízkou tvrdost, nedochází k štěpení, je to dosti křehký materiál. Měrná hmotnost síry je 2,7 gramů na centimetr krychlový. Minerál má špatnou elektrickou a tepelnou vodivost a nízký bod tání. Volně se vznítí, když je vystaven otevřenému plameni, včetně zápalky, barva plamene je modrá. Dobře se zapaluje při teplotě asi 248 stupňů Celsia. Při hoření uvolňuje oxid siřičitý, který má ostrý, dusivý zápach.
Popisy sirného minerálu jsou různé. Má odstíny světle žluté, slámové, medové, nazelenalé. V síře, která má ve své struktuře organické látky, je hnědá, šedá nebo černá barva. Na fotografii minerál síry v pevné, čisté, krystalické formě vždy přitahuje oko a snadnorozpoznatelné.
Vulkanická síra je jasně žlutá, nazelenalá, oranžová. V přírodě ji najdete v podobě různých hmot, hutné, zemité, pudrové. V přírodě se také vyskytují krystalické přerostlé krystaly síry, ale poměrně zřídka.
Síra v přírodě
Přírodní síra v čistém stavu je vzácná. Ale v zemské kůře jsou jeho zásoby velmi významné. Jedná se především o rudy, kde jsou ve velkém množství přítomny vrstvy síry.
Doposud věda nerozhodla o příčině výskytu ložisek síry. Některé verze se vzájemně vylučují. S přihlédnutím k tomu, že síra vykazuje vysokou chemickou aktivitu, se předpokládá, že při tvorbě povrchu zemské kůry docházelo k jejímu opakovanému vázání a uvolňování. Jak tyto reakce probíhaly, nebylo s jistotou stanoveno.
Podle jedné z verzí se předpokládá, že síra je výsledkem vyplavování síranů, které se staly odpadními produkty jednotlivých bakterií. Ti poslední používají minerální sloučeniny jako potravu.
Výzkumníci zvažují různé verze procesů nahrazování síry v zemské kůře, které vedou k jejímu uvolňování a hromadění. Ale zatím není možné jednoznačně pochopit povahu výskytu.
Fyzikální a chemické vlastnosti síry
První vědecký výzkum byl proveden teprve v XVIII. století. Důkladnou studii vlastností sirného minerálu provedl francouzský vědec Antoine Lavoisier. Zjistil tedy, že krystalizuje z tavenin, zpočátku ve tvaru jehlydruhy. Tato forma však není stabilní. Jak teplota klesá, síra rekrystalizuje a vytváří objemové průsvitné útvary citrónově žluté nebo zlaté barvy.
Vklady, těžba síry
Hlavním zdrojem výroby sirných nerostů jsou ložiska. Podle výpočtů geologů z toho vyplývá, že jeho světové zásoby jsou asi 1,4 miliardy tun.
Starověcí lidé, stejně jako horníci ve středověku, těžili síru kopáním velké hliněné nádoby do hloubky. Na něj byla umístěna další, ve které byl na dně otvor. Horní nádoba byla naplněna horninou, která obsahovala síru. Tato konstrukce byla zahřátá. Síra se začala tavit a proudit do spodní nádoby.
V současné době se těžba provádí povrchovou těžbou a také tavicími metodami z podzemí.
Velká ložiska síry na území Eurasie jsou v Turkmenistánu, v oblasti Volhy a na dalších místech. Významná ložiska v Rusku byla objevena na levém břehu řeky Volhy, která se táhne od Samary po Kazaň.
Při vývoji minerálu síry je zvláštní pozornost věnována bezpečnosti. To je způsobeno tím, že ruda je vždy doprovázena hromaděním sirovodíku, který je velmi škodlivý pro dýchání. Samotný minerál má tendenci se vznítit a vytvářet výbušné sloučeniny.
Nejběžnější metodou těžby je povrchová těžba. Zároveň je svrchní část hornin odstraněna těžebním zařízením. Provádějí se výbušné práce drcení rudné části. Pakfrakce se posílají do podniku k procesu obohacování a poté do tavíren, kde se získá čistá síra.
Pokud nerost leží hluboko a jeho objemy jsou významné, použije se k těžbě Fraschova metoda.
Koncem roku 1890 navrhl inženýr Frasch roztavit síru pod zemí a po jejím převedení do kapalného stavu ji odčerpat. Tento proces je srovnatelný s těžbou ropy. Vzhledem k poměrně nízkému bodu tání síry byl inženýrův nápad úspěšně otestován a průmyslová těžba tohoto minerálu začala tímto způsobem.
V druhé polovině 20. století se začala aktivně využívat metoda těžby pomocí vysokofrekvenčních proudů. Jejich dopad také vede k tání síry. Následné vstřikování stlačeného horkého vzduchu umožňuje urychlit jeho výstup v kapalném stavu k povrchu.
Síra se ve velkém množství nachází v zemních plynech. Pro jeho extrakci je vhodná Clausova metoda. Používají se speciální sirné jímky, ve kterých se provádí odplynění. Výsledkem je pevný modifikovaný produkt s vysokým obsahem síry.
Aplikace
Přibližně polovina veškeré vyrobené síry jde na výrobu kyseliny sírové. Tento minerál je také potřebný pro výrobu kaučuku, léků, jako fungicidů v zemědělství. Minerál byl také použit jako konstrukční prvek v oblíbeném sirném asf altu a náhražce portlandského cementu – sirného betonu. Aktivně se používá při výrobě různýchpyrotechnické směsi, při výrobě zápalek.
Biologická role
Síra je důležitý biogenní prvek. Je součástí významného počtu aminokyselin. Nedílný prvek při tvorbě proteinových struktur. Při bakteriální fotosyntéze se minerál účastní redoxních reakcí těla a je zdrojem energie. V lidském těle jsou asi dva gramy síry na kilogram hmotnosti.
Síra ve své čisté formě není toxická látka, na rozdíl od těkavých plynů, mezi které patří oxid siřičitý, anhydrid kyseliny sírové, sirovodík a tak dále.
Vlastnosti plamene
Síra je hořlavý minerál. Jeho jemně mleté frakce jsou schopné samovznícení v přítomnosti vlhkosti, v přítomnosti kontaktů s oxidačními činidly a také při vytváření směsí s uhlím, tuky, oleji. Síru uhaste stříkanou vodou a vzducho-mechanickou pěnou.
