stringtranslate.com

Известковая сера

В садоводстве известковая сера ( известковая сера в британском английском , см. различия в написании в американском и британском английском языках ) представляет собой в основном смесь полисульфидов кальция и тиосульфата [1] (плюс других побочных продуктов реакции, таких как сульфит и сульфат ), образующихся в результате реакции гидроксида кальция с элементарная сера , используемая в борьбе 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

Точную химическую реакцию, приводящую к синтезу известковой серы, обычно записывают так:

Ca(OH) 2 + x / 8 S 8 → CaS x + побочные продукты (S 2 O2-3, ТАК2-3, ТАК2-4)

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:

H 2 S + 3/2 O 2 SO 2 + H 2 O

Переписывая последнюю реакцию в обратном направлении, мы получаем реакцию, соответствующую тому, что наблюдается в глобальной реакции с известью и серой:

3 / 8 S 8 + 2 H 2 O → 2 H 2 S + SO 2

В щелочных условиях это дает:

3 / 8 S 8 + 2 H 2 O + 6 OH → 2 S 2− + SO2-3+ 5 Н 2 О

и после упрощения или, точнее, повторного использования молекул воды в вышеуказанной реакции:

3 / 8 S 8 + 6 OH → 2 S 2− + SO2-3+ 3 Н 2 О

добавляя обратно 6 катионов Ca 2+ из гашеной извести ради электронейтральности, получаем глобальную реакцию.

Эта последняя реакция соответствует глобальной реакции извести и серы, упомянутой в документе Министерства сельского хозяйства США. [2] Однако он не учитывает все детали, в том числе образование 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 между сульфитом и 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 С2-2вид соответствует дисульфид-аниону - S-S - (с ковалентной связью между двумя атомами серы), также присутствующему в пирите ( FeS 2 ), дисульфидном минерале Fe (II).

Им также удалось успешно контролировать эту реакцию, чтобы добиться превращения элементарной серы в квазичистый раствор тиосульфата кальция.

Подготовка

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 (строительный раствор 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 часа при перемешивании и добавляют небольшие количества воды для выпаривания.

Использовать

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 иголками, этот метод можно использовать на вечнозеленых бонсай. деревья, а также 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

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 при пожаре может выделять сильно раздражающий сернистый газ.

При работе с серной известью необходимо надевать защитные очки и непроницаемые перчатки . Растворы серы извести являются сильнощелочными ( 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 природа извести-серы обусловлена ​​уменьшенным количеством содержащихся в ней серы , в частности 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

Считается, что известковая сера является самым ранним синтетическим химикатом, используемым в качестве пестицида, который использовался в 1840-х годах во Франции для борьбы с мучнистой росой виноградной лозы Uncinula necator , которая была завезена из США в 1845 году и снизила производство вина на 80%. [ нужна ссылка ] В 1886 году он был впервые использован в Калифорнии для контроля масштаба 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.

Смотрите также

Рекомендации

Примечания

  1. ^ 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.
  2. ^ ab «Оценка серы извести для сельскохозяйственных культур» (PDF) . Министерство сельского хозяйства США . Проверено 1 мая 2020 г.
  3. ^ 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. 
  4. Дефра (1 января 2021 г.). «РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ ПО ОРГАНИЧЕСКИМ СТАНДАРТАМ ЕВРОПЕЙСКОГО СОЮЗА» (PDF) . Проверено 18 ноября 2021 г.
  5. ^ «Джин, Шаримики и Сабамики». Праймер бонсай . Архивировано из оригинала 6 июля 2008 г.
  6. ^ Чан, Питер (1987). Мастер-класс по бонсай . Sterling Publishing Company Inc., стр. 146–147. ISBN 0-8069-6763-3.

Библиография

Внешние ссылки