گوگرد

گوگرد، ₁₆S

گوگرد
ظاهر	پودر زرد لیمویی
جرم اتمی استاندارد (Ar، استاندارد)	(۷۰۰۱۳۲۰۵۹۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۳۲٫۰۵۹، ۷۰۰۱۳۲۰۷۶۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۳۲٫۰۷۶) conventional: ۷۰۰۱۳۲۰۶۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۳۲٫۰۶
گوگرد در جدول تناوبی
O ↑ S ↓ Se فسفر ← گوگرد → کلر
عدد اتمی (Z)	16
گروه	گروه ۱۶ (کالکوژن)
دوره	دوره 3
بلوک	بلوک-p
دسته	Reactive nonmetal
آرایش الکترونی	[Ne] 3s2 3p4
لایه الکترونی	۲،۸،۶
ویژگی‌های فیزیکی
فاز در STP	جامد
نقطه ذوب	388.36 K ​(115.21 °C, ​239.38 °F)
نقطه جوش	717.8 K ​(444.6 °C, ​832.3 °F)
چگالی (near r.t.)	(آلفا) 2.07 g/cm3 (بتا) 1.96 g/cm3 (گاما) 1.92 g/cm3
در حالت مایع (at m.p.)	1.819 g/cm3
نقطه بحرانی	1314 K, 20.7 MPa
حرارت همجوشی	(mono) 1.727 kJ/mol
آنتالپی تبخیر	(mono) 45 kJ/mol
ظرفیت حرارتی مولی	22.75 J/(mol·K)
فشار بخار فشار (Pa) ۱ ۱۰ ۱۰۰ ۱ K ۱۰ K ۱۰۰ K در دمای (K) 375 408 449 508 591 717
ویژگی‌های اتمی
عدد اکسایش	−2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6 (یک اکسید اسیدی قوی)
الکترونگاتیوی	مقیاس پائولینگ: 2.58
انرژی یونش	1st: 999.6 kJ/mol 2nd: 2252 kJ/mol 3rd: 3357 kJ/mol (بیشتر)
شعاع کووالانسی	pm ۱۰۵±۳
شعاع واندروالسی	۱۸۰ pm
خط طیف نوری گوگرد
دیگر ویژگی ها
ساختار بلوری	​دستگاه بلوری راست‌لوزی
رسانندگی گرمایی	(amorphous) 0.205 W/(m·K)
رسانش الکتریکی	(amorphous) 2×1015 Ω·m (at 20 °C)
رسانش مغناطیسی	دیامغناطیس
مدول حجمی	7.7 GPa
سختی موس	2.0
شماره ثبت سی‌ای‌اس	7704-34-9
ایزوتوپ‌های گوگرد
ایزوتوپ فراوانی نیمه‌عمر (t۱/۲) حالت فروپاشی محصول 32S 95.02% 32S ایزوتوپ پایدار است که 16 نوترون دارد 33S 0.75% 33S ایزوتوپ پایدار است که 17 نوترون دارد 34S 4.21% 34S ایزوتوپ پایدار است که 18 نوترون دارد 35S syn 87.32 d β− 0.167 35Cl 36S 0.02% 36S ایزوتوپ پایدار است که 20 نوترون دارد

گوگرد یا سولفور

گوگرد (به انگلیسی: Sulfur) در جدول تناوبی در سمت چپ کلر، زیر اکسیژن و بالای سلنیم جای گرفته‌است و نماد شیمیایی آن S و عدد اتمی آن ۱۶ است. اکتشاف این عنصر به پیش از تاریخ بازمی‌گردد.

گوگرد یک نافلز بدبو، بدمزه و چند ظرفیتی است که به وفور به شکل بلورهای زرد رنگ یافت می‌شود. گوگرد از بین برنده کک است و برای کود و کشاورزی مفید است. گوگرد عنصری مهم برای همهٔ موجودات زنده است؛ برای نمونه می‌توان به حضور گوگرد در ساختار آمینواسیدها و پروتئینها اشاره کرد. این عنصر به صورت اولیه در کودها استفاده می‌شود؛ ولی به صورت گسترده‌تر در باروت، ملیّن‌ها، کبریت‌ها و حشره‌کش‌ها نیز به کار گرفته می‌شود.

فواید استفاده از گوگرد در کشاورزی

گوگرد یکی از عناصر مهم برای گیاه است و بعد از ازت، فسفر و پتاسیم چهارمین عنصر ضروری گیاه به‌شمار می‌آید. گوگرد در ساختار پروتئین‌های گیاه شرکت دارد و برای عملکرد آنزیم‌ها اهمیت فراوانی دارد. گوگرد در گیاهان به صورت سولفات جذب می‌شود و این سولفات در ساختمان دو آمینواسید مهم متیونین و سیستئین وجود دارد.

پیشینه

نماد گوگرد در شیمی

گوگرد، خانگیران، سرخس.

گوگرد که نام انگلیسی آن Sulphur می‌باشد از زمان‌های باستان شناخته شده بود. این عنصر با نام Brimstone در اسفار پنجگانه کتاب مقدس آمده‌است. هومر نیز گوگرد حشره‌کش را در قرن ۹ قبل از میلاد ذکر کرده بود. در سال ۴۲۴ قبل از میلاد قبیله Bootier دیوارهای یک شهر را با سوزاندن مخلوطی از زغال و گوگرد سوزانیده و خراب کردند. در قرن ۱۲ در چین باروت که مخلوطی از نیترات پتاسیم (KNO
۳) کربن و گوگرد بود کشف شد.

کیمیاگران اولیه برای گوگرد نماد مثلثی که در بالای یک خط قرار داشت در نظر گرفته بودند. این کیمیاگران از روی تجربه می‌دانستند که عنصر جیوه می‌تواند با گوگرد ترکیب شود.

سوگند یا سئوکند یا سائوکنتا(اوستایی) در اصل به معنای گوگرد بوده‌است. در دوران گذشته یکی از روش‌های نهایی اثبات اتهام یا برائت متهمان، خوراندن آب گوگرد به آنان بوده‌است. چنانچه متهم بعد از خوردن گوگرد یا همان سوگند زنده می‌ماند، حکم به برائت وی می‌دادند. اصطلاح سوگند خوردن که تأکید شخص بر صحت گفته‌هایش است، در اصل از همین آیین گرفته شده‌است.

در اواخر دهه ۱۷۷۰ آنتوان لاووازیه توانست مجامع علمی را متقاعد کند که گوگرد یک عنصر است و نه یک ترکیب.

ویژگی‌ها

گوگرد در حال سوختن

ظاهر این نافلز به رنگ زرد کمرنگ می‌باشد که بسیار سبک و نرم است. این عنصر به هنگام ترکیب با هیدروژن بوی مشخصی داشته که مشابه بوی تخم‌مرغ فاسد شده‌است. گوگرد با شعله آبی رنگ سوخته و بوی عجیبی از خود ساطع می‌کند (بنگرید به تصویر). گوگرد در آب حل نمی‌شود ولی در کربن دی سولفید (CS
۲) حل می‌شود. حالت‌های معمول اکسیداسیون این عنصر ۲-و۲+و۴+و۶+ است که ۲- و ۴+ کاهنده‌اند و تمایل رسیدن به ۶+ که پایدارتر است را دارند و حالت‌های ۴+ و ۶+در برخی ترکیبات مانند SF
۴ و SF
۶ از قاعده هشت‌تایی پیروی نمی‌کنند. گوگرد در تمام حالت‌های مایع، جامد و گاز شکل‌های چندگانه دارد که ارتباط بین آن‌ها هنوز کاملاً درک نشده‌است. گوگرد کریستالی به صورت حلقه گوگردی S
۸ نشان داده می‌شود.

نیترید گوگرد پلیمری خواص فلزی دارد و این در حالی است که هیچ گونه اتم فلزی در خود ندارد(شبه فلز است). این عنصر همچنین خواص نوری و الکتریکی غیرمعمول دارد. گوگرد غیر متبلور یا پلاستیک با عمل سرد کردن سریع کریستال گوگرد حاصل می‌شود. مطالعات در زمینه اشعه ایکس نشان می‌دهد که گونه غیر متبلور و بی‌نظم ممکن است که ۸ اتم در هر ساختار پیچشی ستاره مانند داشته باشد.

گوگرد می‌تواند به دو حالت کریستالی بدست آید به صورت اورتورومبیک (گوگرد هشت وجهی) یا بلور مونو کلینیک که اولی در دماهای معمولی پایدارتر می‌باشد.

ایزوتوپ‌ها

مقالهٔ اصلی: ایزوتوپ‌های گوگرد

گوگرد ۲۵ ایزوتوپ دارد که چهار تای آن پایدار هستند: ^۳۲S (95.02%), ^۳۳S (0.75%), ^۳۴S (4.21%), و ^۳۶S (0.02%). به جز ^۳۵S با نیمه‌عمر ۸۷ روز وجود دارد که از برخورد ^۴۰Ar به وجود می‌آید. بقیه ایزوتوپ‌های گوگرد کمتر از سه ساعت نیمه عمر دارند. در بسیاری از اکوسیستم جنگل‌ها سولفات از اتمسفر استخراج می‌شود و گوگرد موجود در طبیعت در مقدار ایزوتوپ ۳۴
S دارد به همین دلیل زمانی که تصور می‌شد دریاچه‌های رشته‌کوه راکی از اتمسفر در حال آلوده شدن هستند بررسی تفاوت ایزوتوپ‌های گوگرد نشان داد که سرچشمه آبی این دریاچه‌ها آلوده است.

گوگرد معدنی که آن را گوگرد فارس هم می‌گفتند.

شیمی عنصر

از آنجایی که گوگرد یک نافلز است انواع ترکیبات یونی به وجود می‌آورد.

آلوتروپ‌های گوگرد

ساختار S_۸.

مقالهٔ اصلی: آلوتروپ‌های گوگرد

گوگرد بیش از سی آلوتروپ جامد دارد بیشتر از هر عنصر دیگری. در کنار S
۸ چند نوع حلقه دیگر نیز شناخته شده هستند. حذف یک اتم از تاج S
۷ را نتیجه می‌دهد که زرد تیره‌تری نسبت S
۸ است. تحلیل کروماتوگرافی مایعی کارا نشان می‌دهد که عنصر گوگرد معمولاً به شکل مخلوطی از S
۸, به همراه S
۷ و مقدار کمی S
۶ است. حلقه‌های بزرگتری مانند S
۱۲ و S
۱۸ نیز دیده شده‌اند.

جامد آمورف یا گوگرد «پلاستیک» نیز از طریق سرد کردن سریع گوگرد مذاب به دست می‌آید؛ مثلاً از ریختن آن روی آب. مطالعات بلورشناسی پرتو ایکس نشان داده‌است که گوگرد آمورف ممکن است ساختارهای پیچه‌ای داشته باشد که وزن آن هشت اتم بر هر مرتبه است. این سیستم پلیمری می‌تواند علت خاصیت الاستیکی گوگرد آمورف باشد.

ترکیبات معدنی

سولفید

مقالهٔ اصلی: سولفید

• گالن یک که نام علمی آن سولفید سرب است نیز یک ترکیب مشتق از گوگرد است که در صنایع نیمه‌رساناها کاربرد دارد.

• سولفید آهن
• سولفید روی – ZnS
• کربونیل سولفید – COS
• کربن دی‌سولفید – CS
  ۲
• مس(I) سولفید – Cu
  ۲S
• مس (II) سولفید – CuS
• ژرمانیوم (II) سولفید – GeS
• ژرمانیوم(IV) سولفید – GeS
  ۲
• طلا (I) سولفید – Au
  ۲S
• سولفید هیدروژن – H
  ۲S
• سرب (II) سولفید – PbS
• جیوه سولفید – HgS
• مولیبدن دی‌سولفید – MoS
  ۲
• آنتیموان پنتاسولفید – Sb
  ۲S
  ۵
• پتاسیم سولفید – K
  ۲S
• نقره سولفید – Ag
  ۲S
• سدیم هیدروسولفید – NaSH
• سولفان – H
  ۲S
• ایتریم(III) سولفید – Y
  ۲S
  ۳

سولفات

مقالهٔ اصلی: سولفات

• سولفات لیتیم
• سولفات روی
• سولفات آلومنیوم – Al_۲(SO_۴)_۳
• آمونیوم سولفات – (NH_۴)_۲SO_۴
• باریوم سولفات – BaSO_۴
• کادمیوم سولفات – CdSO_۴
• کلسیم سولفات (گچ) – CaSO_۴
• سریوم (IV) سولفات – Ce(SO_۴)_۲
• کبالت (II) سولفات – CoSO_۴

سولفیت

مقالهٔ اصلی: سولفیت

آنیون سولفیت به صورت SO۲-
۳ است. نمک‌های سولفیت پر کاربرد اما اسید آن سولفورو اسید (H
۲SO
۳) کم کاربرد است. از نمک‌های به عنوان نگه‌دارنده مواد غذایی استفاده می‌شود. همچنین سولفیت در شراب به‌طور طبیعی یافت می‌شود.

• سولفیت سدیم – Na_۲SO_۳

ترکیبات آلی

سم‌های فسفاته آلی در طول جنگ جهانی دوم در آلمان گسترش یافتند. سم دی‌ایزوپزوپیل فلوئور فسفات (DFP) یک معرف بسیار سمی است. پاراتیون و مالاتیون ترکیبات آلی فسفره هستند و به عنوان حشره‌کش مؤثر و کم‌دوام گسترش یافته‌اند. در ساختمان شیمیایی پنی سیلین نیز گوگرد موجود است.

در تخم‌مرغ هیدروژن سولفید وجود دارد این ماده در آب حل می‌شود و اسید تولید می‌کند.

نقش بیولوژیکی

آنیون سولفات

اسید آمینه‌های سیستئین (به انگلیسی: Cysteine)، متیونین (به انگلیسی: Methionine), هوموسیستئین (به انگلیسی: Homocysteine), تائورین (به انگلیسی: Taurine) و همچنین برخی از آنزیم‌ها حاوی گوگرد هستند.

نزدیک به ۰٫۲۵ درصد از وزن بدن انسان را گوگرد تشکیل می‌دهد. گوگرد در کراتین که در ساختار مو و ناخن است، جز عناصر اصلی محسوب می‌شود. همچنین ترکیبات گوگرددار (VSC) باعث ایجاد بوی بد در دهان می‌گردند.

ترکیبات دی‌سولفیدی مابین پلی‌پپتیدها (پلی‌پپتید از به هم پیوستن چندین پپتید حاصل می‌گردد) در ساختار پروتئینی بسیار مهم می‌باشند.

متابولیسم گوگرد و چرخه گوگرد

مقاله‌های اصلی: متابولیسم گوگرد و چرخه گوگرد

چرخه گوگرد اولین چرخه بیوژئوشیمی بود که کشف شد. در دهه ۱۸۸۰ در حال مطالعه بگیوتوآ (یک باکتری که در محیط‌های غنی از گوگرد زندگی می‌کند) سرگئی وینوگرادسکی کشف کرد که این باکتری به عنوان منبع انرژی سولفید هیدروژن (H₂S) را اکسید می‌کند و تکمیل قطره‌های بین‌سلولی گوگردی می‌دهد. وینگرادسکی به این فرم از متابولیسم اکسیداسیون ترکیب‌های معدنی (inorgoxidation) نام نهاد و تا دهه ۱۹۵۰ به همراه سلمان واکسمن روی آن کار کرد.

اکسیدکننده‌های گوگرد می‌توانند به عنوان منبع انرژی استفاده شوند. سولفید هیدروژن، گوگرد خالص، سولفیت، تیوسولفات و چندین پلی‌تیونات (مانند تتراتیونات) از این دسته هستند. آن‌ها بر آنزیم‌هایی همچون گوگرد دی‌اکسی‌جنس و سولفیت اکسیداس برای اکسید کردن گوگرد به سولفات متکی هستند. بعضی از باکتری و باستانیان از سولفید هیدروژن در آب به عنوان دهنده الکترون استفاده می‌کنند تا سنتز شیمیایی انجام دهند. پروسه‌ای شبیه به فتوسنتز و نتیجه آن شکر خواهد بود و از اکسیژن به عنوان اتم پذیرنده استفاده می‌کنند. فتوسنتز باکتریای گوگرد سبز و باکتری گوگرد بنفش از اکسیژن خالص استفاده می‌کنند تا چنین اکسیداسیونی انجام دهند تا از سولفید هیدروژن گوگرد بسازند. باکتری‌های اولیه که در اعماق اقیانوس‌ها در کنار منافذ هیدروترمال زندگی می‌کنند، هیدروژن سولفید را اکسید می‌کنند. کرم حلقوی بزرگ یک مثال از ارگانیسم‌های بزرگ است که از هیدروژن سولفید به عنوان غذا استفاده می‌کنند.

باکتری‌های کاهنده سولفات سولفات را به جای اکسیژن «تنفس» می‌کنند. آن‌ها از ترکیبات معدنی یا هیدروژن ملکولی به عنوان منبع انرژی استفاده می‌کنند و از گوگرد به عنوان پذیرنده الکترون استفاده کرد و گوگردهای اکسید را می‌کاهند تا به سولفید تبدیل شوند (به‌طور معمول هیدروژن سولفید). آن‌ها می‌توانند روی گروه‌های دیگر گوگردهای اکسید شده مانند تیوسولفات، تیونات، پلی‌سولفیدها و سولفیت‌ها رشد کنند. هیدروژن سولفید ساخته شده توسط این باکتری‌ها باعث به وجود آمدن باد شکم می‌شود.

گوگرد جذب شده توسط گیاهان که آن را به شکل سولفات از طریق ریشه از خاک جذب می‌کنند. سولفات به سولفید کاهیده می‌شود و سپس در سیستئین و دیگر ترکیبات آلی گوگرددار گنجانده می‌شود.

SO₄^2– → SO₃^2– → H₂S → سیستئین → متیونین

کانی‌ها

عنصر گوگرد در طبیعت به صورت طبیعی و خالص، یا به صورت ترکیبات سولفید و سولفات همراه با دیگر عناصر فلزی و نافلزی یافت می‌شود. گوگرد سرد و خالص، زرد رنگ می‌باشد ولی بیشتر به سبب حرارت بالا یا ناخالصی‌ها تغییر رنگ می‌دهد. بنا به سیستم تبلور، این نوع گوگرد به صورت گوگرد آلفا (رومبیک یا اکتاهدرال) گوگرد بتا (مونوکلینیک یا منشوری)، گوگرد گاما (پلاستیک) و گوگرد بی‌شکل (کلوئیدی) می‌باشد.

عنصر گوگرد به همراه عناصر دیگر در کانی‌های مختلفی یافت می‌شود که مهم‌ترین آنها، پیریت، مارکاسیت، پیروتیت، کالکوپیریت، کالکوزیت، کوولیت، بورنیت، اسفالریت، انیدریت، ژیپس و… است.

منابع معدنی

عنصر گوگرد به صورت ترکیبات مختلف در کانسارهای بسیاری قابل پی جویی و اکتشاف است.

• کانسارهای گوگرد آزاد:

در این گونه کانسارها گوگرد به صورت طبیعی یافت می‌شود و براساس خاستگاه آنها، خود به چهار گروه تقسیم می‌شوند:

• • کانسارهایی با خاستگاه زیستی:

که باکتری‌ها در تشکیل آن‌ها نقش اصلی را داشته و معمولاً رسوبی هستند.

• • کانسارهایی با خاستگاه آتشفشانی:

گوگرد در سنگ‌های آسمانی، در مجاورت چشمه‌های جوشان و همچنین آتش‌فشانها و مخروطهای آتشفشانی یا به صورت رگه‌های گوگردی در داخل سنگ‌های آتشفشانی یافت می‌شود.

کانسار گوگرد به رنگ زرد با خاستگاه آتشفشانی - دریاچه کوه آتشفشان Kawah Ijen در جاوه اندونزی

• • کانسارهایی با خاستگاه اکسیداسیون و احیا:

اینگونه ذخایر معمولاً کوچک هستند و کاوک‌ها و شکاف‌های سنگ‌ها را پر می‌کنند.

• • کانسارهایی با خاستگاه گرمابی:

گوگرد در این کانسارهای از واکنش شیمیایی بین هیدروکربنها و انیدریت در حرارت و فشار زیاد ایجاد می‌گردد.

• کانسارهای سولفیدی گوگرد:
  • کانسارهای سولفورهای آهن:

گوگرد به صورت ترکیبی همراه با دیگر عناصر به صورت سولفید (مانند:پیریتPyrite) یافت می‌شود. گوگرد در این کانسارها، از کانی‌های آهنی همراه با پیریت و پیروتیت بدست می‌آید. همچنین در کانسارهای رسوبی آهن لایه‌ای که دارای زون سولفیدی می‌باشند، گوگرد یافت می‌شود.

• • کانسارهای سولفورهای فلزی غیر آهنی:

گوگرد همراه با کانی‌های سولفوره مانند اسفالریت بازیابی می‌شود.

• کانسارهای سولفاتی:

از بزرگ‌ترین منابع گوگرد به‌شمار می‌روند. گوگرد در این نوع کانسارهای همراه با مواد معدنی مانند گچ(CaSO4·2H2O) و انیدریت است. همچنین همراه با سولفات باریوم یافت می‌شود.

پودر گوگرد

• گاز طبیعی و نفت:

مهم‌ترین ذخایر گوگرد در جهان امروز به‌شمار می‌آیند. از این منابع، گاز طبیعی به همراه گاز ترش یا سولفید هیدروژن گازی (H2S) استخراج شده و گوگرد آزاد به عنوان محصول همراه بازیابی می‌گردد. گوگرد همچنین در نفت خام و گازهای طبیعی وجود دارد. از جهتی دیگر نکته شایان ذکر در مورد وجود ترکیبات گوگرددار در مواد نفتی قابلیت خورندگی آن‌ها و صدمه زدن به تجهیزات توزیع است.

• ماسه‌های قیری و نفتی:

گوگرد به صورت کمپلکس آلی در آن‌ها وجود داشته و به عنوان محصول همراه به هنگام پالایش آنها، بدست می‌آید.

• زغال سنگ و شیل نفتی:

این عنصر در مقادیر کم نیز از زغال سنگ و نفت که در هنگام سوختن دی‌اکسید گوگرد تولید می‌کنند بدست می‌آید. استانداردهای سوختی به صورت فزاینده‌ای به گوگرد برای استخراج سوختهای فسیلی نیاز دارند، لیکن دی‌اکسید گوگرد با قطرات آب ترکیب شده و باعث به وجود آمد باران اسیدی می‌شود.

• اقیانوس‌ها:

گوگرد در آب اقیانوس‌ها به صورت سولفات‌های محلول کلسیم، منیزیم و پتاسیم وجود دارد.

بنا بر آمار سال ۲۰۰۱ میلادی، کشورهای کانادا، هلند، اسپانیا، چین و آمریکا بیشترین میزان ذخایر گوگرد دنیا را بخود اختصاص داده‌اند.

کانسارهای گوگرد در ایران

بیشتر کانسارهای گوگرد ایران به صورت ترکیب با گازهای ترش و منابع نفتی همراه‌است که امروزه از این منابع مقادیر نسبتاً زیادی گوگرد تولید و صادر می‌گردد.

از مهم‌ترین کانسارهای دگرگونی گوگرد در ایران می‌توان به کانسار بستانه در غرب بندر لنگه (ذخیره ۵۰۰ هزار تن)، کانسار خمیر در شمال غرب بندر خمیر (ذخیره ۴۰۰ هزار تن)، کانسار دستکده در پایانه غربی جزیره قشم (ذخیره ۲۵ هزار تن)، کانسار لاتیدان در غرب بندرعباس (ذخیره ۶ هزار تن)، کانسار غرب بندرعباس (ذخیره ۱۲۰ هزار تن) و کانسار دلازیان در جنوب شرق سمنان (ذخیره ۱ میلیون تن) اشاره نمود.

تعداد کانسارهای معدنی گوگرد ایران حدود ۵۰ واحد است که از این تعداد فقط معدن دلازیان (پیوند کشت زرند) در سمنان با بالاترین خلوص جهت کشاورزی ارگانیک فعال می‌باشد. ذخیره اعلام شده این معادن حدود ۵٬۷ میلیون تن می‌باشد.

کاربردها

گوگرد به صورت آزاد و به صورت ترکیبی موارد مصرف بسیاری دارد ولی بیشترین کاربرد آن برای ساخت ترکیبات شیمیایی و فراورده‌های میانی در چرخه صنعت است. بیشترین مصرف گوگرد در سال‌های پیشین در صنایع کشاورزی و تهیه کودهای فسفاتیک بوده‌است.

گوگرد صنعتی بازیافت شده از هیدروکربن‌ها در ونکوور

گوگرد یکی از اجزای باروت می‌باشد. همچنین گوگرد برای جوشکاری لاستیک به کار می‌رود. گوگرد به عنوان ماده از بین برنده قارچ و همچنین ضدعفونی‌کننده و کود به کار می‌رود گوگرد برای تهیه اسید سولفوریک نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. گوگرد همچنین برای ساختن چندین نوع کاغذ، ماده سفیدکننده و به عنوان عایق الکتریکی مورد استفاده‌است.

ترکیبات گوگرد بسیار سمی است، برای مثال مقدار کمی سولفید هیدروژن می‌تواند متابولیسم بدن را دگرگون کند اما مقادیر بیشتر آن می‌تواند به سرعت باعث مرگ از راه فلج تنفسی شود. سولفید هیدروژن با سرعت حس بویایی را از بین می‌برد. دی‌اکسید گوگرد آلوده‌کننده مهم جوی می‌باشد. این عنصر برای استفاده‌های صنعتی مانند تولید (H₂SO₄)اسید سولفوریک برای باتریها تولید باروت و حرارت دادن لاستیک تولید می‌شود. گوگرد در فرایند تولید کودهای فسفاتی به عنوان ماده ضد قارچ عمل می‌کند. سولفاتها در کاغذهای شستشو و خشک‌بار نیز کاربرد دارند. همچنین گوگرد در ساخت کبریت و در آتش‌بازی نیز به‌کار گرفته می‌شود. تیوسولفات آمونیوم یا سدیم به عنوان عامل ثابت‌کننده در عکاسی کاربرد دارد. سولفات منیزیم می‌تواند به عنوان ماده ضد خشکی و ملین که یک مکمل منیزیم گیاهی است به کار گرفته شود.

نقش گوگرد در کشاورزی

گوگرد قسمتی از هر سلول زنده است و در سنتز آمینو اسیدهایی مثل سیستئین و متیونین، کلروفیل و به طورکلی پروتئین‌ها و همچنین ویتامین‌ها شرکت دارد. اهمیت گوگرد در فرآیند فتوسنتز و افزایش مقاومت گیاه در فصل سرما شناخته شده است. محصولات کشاورزی نیازمند کود نیتروژن، باید به مقدار کافی گوگرد در اختیار داشته باشند تا بتوانند نیتروژن مورد نیاز خود را جذب نمایند. کیفیت و راندمان محصولات کشاورزی ازجمله علوفه، غلات و محصولات کشاورزی فیبردار با بکار بردن کودهای گوگردی به مقدار قابل توجهی افزایش یافته است .

در سال‌های اخیر علائم کمبود گوگرد در گیاهان بیشتر مشاهده شده است، علائم کمبود گوگرد شبیه علائم کمبود نیتروژن ظاهر می‌شود. چون گوگرد عنصر متحرکی نیست که از برگ‌های پیرتر گیاه به سمت برگ‌های جوان برود بنابراین زردی از برگ‌های جوان‌تر شروع‌شده و به برگ‌های مسن‌تر سرایت می‌کند.،

علل کمبود گوگرد در گیاهان

• خاک شنی یا ماسه‌ای با مواد آلی کم
• شسته شدن گوگرد در اثر بارندگی در فصل زمستان
• عدم افزودن کودهای آلی و دامی به زمین کشاورزی
• عدم جابه‌جایی گوگرد در اثر خشکی در فصل بهار

اثرات کمبود گوگرد

از اثرات کمبود گوگرد می‌توان به تجمع ازت غیر پروتئینی در گیاه اشاره کرد که مصرف آن برای حیوانات نشخوار زیان‌آور است و تجمع نیترات ناشی از کمبود گوگرد در گیاهان برای حیوانات سمی است. شکل قابل‌استفاده گوگرد توسط گیاهان به‌صورت یون سولفات است از این رو اگر گوگرد عنصری استفاده شود برای تبدیل آن به سولفات باید شرایط اکسیداسیون در خاک مهیا باشد. ازجمله این شرایط رطوبت، ماده آلی، دمای ایدئال، سطح تماس و وجود میکروارگانیسم‌های اکسیدکننده گوگرد (تیوباسیلوس) هست.

مزایای کودهای گوگردیی در کشاورزی

• تنظیم Ph، استریل و اصلاح خاک
• قارچ‌کش و نماتدکش
• کاهش تثبیت فسفر در خاک‌های آهکی
• دورکنندگی آفات (کنه، شته و تریپس و پسیل)
• کاهش تجمع نیترات در محصولات کشاورزی

بهره‌برداری و تولید

استخراج سنتی گوگرد در جزیره جاوه اندونزی

بر حسب نوع کانسارها، گوگرد را هم به روش روباز و هم زیرزمینی می‌توان بدست آورد. روش‌های استخراج و کانه آرایی گوگرد با دیگر مواد معدنی تفاوت دارد و روش و تکنولوژی مخصوص به خود را دارد.

در کانسارهای گوگرد طبیعی (آزاد) از روش‌های معدنکاری سنتی جهت استخراج این ماده معدنی استفاده می‌شود.

استخراج گوگرد از گنبدهای نمکی بیشتر با روش فراش Frasch انجام می‌گیرد. در این روش آب داغ را از طریق چاه به بخش گوگرد دار تزریق می‌کنند، سپس گوگرد به صورت مایع از داخل زمین به خارج رانده می‌شود.

در مرحله فرآوری گوگرد، با استفاده از روش‌های مختلف پرعیارسازی (تغلیظ) اقدام به غنی سازی ماده معدنی می‌نمایند. این روش‌ها شامل موارد زیر است:

• پرعیار سازی نسبی با فلوتاسیون و سپس پالایش گوگرد
• ذوب توسط اتوکلاو، قبل یا بعد از پرعیارسازی نسبی و سپس پالایش
• ذوب و پالایش بدون پرعیارسازی نسبی و صاف کردن
• تقطیر سنگ‌های معدنی در ظروف چدنی و اتصال آن‌ها به اتاق کندانسه در بیرون از محیط کوره و تهیه گوگرد در اتاق کندانسه (کاربرد در ژاپن)

اقتصاد معدنی

گوگرد در ۷۰ کشور پراکنده در سطح جهان تولید می‌شود.

آرژانتین با تولید کمتر از هزار تن در سال کوچک‌ترین تولیدکننده در جهان است. ۱۱ کشور عمده تولیدکننده گوگرد به ترتیب حجم تولید عبارت‌اند از ایالات متحده، کانادا، روسیه، عربستان سعودی، ژاپن، آلمان، امارات متحده عربی، قزاقستان، ایران، مکزیک و لهستان که در مجموع در سال ۲۰۰۲ مقدار ۳۴ میلیون تن گوگرد تولید نموده‌اند که ۷۹ درصد کل تولید جهانی گوگرد در سال مذکور است.

گوگرد عنصری حیاتی است که در بخش‌های کشاورزی و صنعت در تمامی کشورهای جهان مصارف گوناگون دارد. ۱۲ کشور عمده مصرف‌کننده (به ترتیب مقدار مصرف) عبارت‌اند از: ایالات متحده، جمهوری خلق چین، مراکش، روسیه، هندوستان، برزیل، تونس، کانادا، ژاپن، مکزیک، آلمان و استرالیا که در جمع در برگیرنده ۷۰ درصد میانگین جهانی مصرف گوگرد در سه سال گذشته بوده‌اند. ایران با مصرف ۲۷۶ هزار تن گوگرد در سال ۱۳۸۱ در رده ۲۱ فهرست کشورهای مصرف‌کننده گوگرد قرار داشت. تا سال ۲۰۰۶ بیش از ۶۵ درصد (معادل ۲/۸ میلیون تن) به گوگرد مازاد بر مصرف در منطقه خاورمیانه افزوده شده‌است.

اقسام گوگردهای صنعتی

• گوگرد آلی: حاوی ۶۰ درصد گوگرد و ۴۰ درصد مواد آلی (مواد کمپوست شده، کود حیوانی ـ مرغی).
• .

گوگرد در ادبیات فارسی و تاریخ علمی ایران

در لغت‌نامه دهخدا

بر پایهٔ لغت‌نامه دهخدا نام گوگیرد در اوراق مانوی (به زبان پهلوی) برای آن ذکر شده‌است.

منجیک ترمذی:

گر برفکند گرم دم خویش به گوگرد

بی‌پود ز گوگرد زبانه زند آتش

بدان ماند بنفشه بر لب جوی

که بر آتش نهی گوگرد بفخم

بنفشهٔ طبری خیل خیل سربر کرد

چو آتشی که ز گوگرد بردویده کبود

واندر کوه‌های وی (ماوراءالنهر) همه داروها است که از کوه خیزد، چون ناک و زرنیخ و گوگرد و نشادر.

فردوسی:

همی ریخت گوگردش اندر میان

چنین باشد افسون و رای کسان

چو آتش که گوگرد یابد خورش

گرش در نیستان بود پرورش

خاقانی:

از امل بیمار دل را هیچ نگشاید از آنک

هرگز از گوگرد تنها کیمیایی برنخاست

نظامی:

همانا که بر جای ترکیب خاک

ز ترکیب گوگرد بود آن مغاک

دوزخ گوگرد شد این تیره دشت

ای خنک آن کس که سبک‌تر گذشت

گلستان سعدی:

گفتم آن سفر کدام است گفت گوگرد پارسی خواهم به چین بردن.

ضرب‌المثل‌ها:

گوگرد به فارس بردن. (مانند زیره به کرمان بردن)

مثل گوگرد احمر؛ کنایه از نایاب بودن.

گوگرد سرخ زردشتی؛ کنایه از آتش است.

گوگرد احمر یا سرخ: از جواهر است و معدن آن در وادی موران می‌باشد و موران آنجا مقابل بزی می‌شوند گویند در شب مانند آتش می‌درخشد چنان‌که روشنایی آن چند فرسخ می‌رود، و چون از معدن بیرون آورند این خاصیت ندارد و آن جزو اعظم اکسیر است چنان‌که سیماب را ابوالارواح خوانند و آن را ابوالاجساد نامند. گرم و خشک است در چهارم و اقسام آن منافع بسیار دارد. و در کبریت احمر اقوال بسیار است و به اصطلاح اهل صناعت کیمیا اکسیر مصنوع در غایت سرخی را کبریت احمر نامند. کنایه از اکسیر، چرا که اکسیر از او ساخته شود و آن جزو اعظم اکسیر است. لقب زر است در اصطلاح کیمیاگران.

منوچهری:

گر خاک بدان دست یک استیر بگیرد

گوگرد کند سرخ همه وادی و کهسار

اسدی طوسی:

به مثقال سی سرخ گوگرد پاک

به‌یکباره چون اختری تابناک

خاقانی:

لشکرگهت بر حاشیت گوگرد سرخ از خاصیت

بر تو ز کنج عافیت عیش مهنا ریخته

بود چو گوگرد سرخ کز بر چرخ کبود

داد مس خاک را گونهٔ زر عیار

دل گوهر بقاست به دست جهان مده

گوگرد سرخ تعبیه در خاکدان مخواه

کرد چو مشک سیاه خاک چو گوگرد سرخ

هردو حنوط و حنا از پی خصم و خدم

نظامی:

زر که گوگرد سرخ شد لقبش

سرخی آمد نکوترین سلبش

نه گوگرد سرخی نه لعل سپید

که جوینده گردد از او ناامید

در فرهنگ معین

سعدی:

گر کیمیای دولت جاویدت آرزوست

بشناس قدر خویش که گوگرد احمری

ناصر خسرو:

که بود آنکه او ساخت شنگرف رومی

ز گوگرد سرخ و ز سیماب لرزان؟

در هفت پیکر می‌خوانیم:

آتشی زو نشاط را پشتی

کان گوگرد سرخ زردشتی

ناصر خسرو در سفرنامه‌اش نوشته‌است: گویند بر سر دماوند چاهی است که نشادر و کبریت (گوگرد) از آن گیرند.

محمد زکریای رازی را کاشف اسید سولفوریک یا همان جوهر گوگرد می‌دانند.

منابع

کانسارهای گوگرد در ایران، تألیف سید علیرضا آشفته، انتشارات فرهیختگان دانشگاه، تهران

• محمد معین (۱۳۷۸)، «جلد سوم»، فرهنگ معین، تهران: امیر کبیر، شابک ۹۶۴-۰۰-۰۳۷۹-۴
• محمد معین (۱۳۷۸)، «جلد ششم»، فرهنگ معین، تهران: امیر کبیر، شابک ۹۶۴-۰۰-۰۳۸۲-۴
• حسن عمید (۱۳۷۷)، فرهنگ عمید (جیبی)، تهران: امیر کبیر، شابک ۹۶۴-۰۰-۰۱۷۹-۱
• حسین آقا بزرگ و محمد رضا ملاردی (۱۳۷۴)، شیمی معدنی(۱)، تهران: انتشارت علوی
• ادوارد بورگویان (۱۳۷۲)، یک دوره کوتاه در شیمی آلی، ترجمهٔ دکتر مجید هروی، مشهد: جهاد دانشگاهی مشهد
• ماهنامه ترویجی سبزینه شماره هفتم
• مهری باقری (۱۳۶۷)، «بخش گونه‌های تحول معنایی»، مقدمات زبان‌شناسی، انتشارات دانشگاه تبریز

• John Wiley (۱۹۸۵)، James Dwight Dana (ویراست ۲۰th ed٫)، Cornelis Klein and Cornelius S. Hurlbut, Jr.، شابک ۰-۴۷۱-۸۰۵۸۰-۷

پیوند به بیرون

• گوگرد در دانشنامه رشد
• نمودار فاز گوگرد بایگانی‌شده در ۲۳ فوریه ۲۰۱۰ توسط Wayback Machine(انگلیسی)
• WebElements.com – گوگرد(انگلیسی)
• (انگلیسی)chemicalelements.com/sulfur
• انیستیتوی گوگرد(انگلیسی)