• nachází se ve skupině VI.A
• její elektronová konfigurace je $[Ne]3s^{2}3p^4$

Zisk a výskyt síry

• vyskytuje se volně, ale častěji vázaná
  • volně se vykytuje v blízkosti sopek a v sopečných plynech
• je nedílnou součástí bílkovin
• nejdůležitější jsou sulfidy
  • pyrit $Fe{S}_2$
  • sfalerit $ZnS$
  • rumělka $HgS$
  • galenit $PbS$
  • chalkozin $C{u}_{2}S$
  • challkopyrit $CuFe{S}_2$
• významné jsou i sírany
  • Glauberova sůl $N{a}_{2}S{O}_4\cdot 10H_{2}O$
  • sádrovec $CaS{O}_4\cdot 2H_{2}O$
  • baryt $BaS{O}_4$
• těží se Frashovou metodou
  • přehřátá vodní pára se podzemními sondami vžene do ložisek síry
  • síra se roztaví
  • extrakce se provádí vháněním horkého vzduchu
  • získaná síra je velmi čistá
    • surovina obsahuje přibližně 99.6% síry
    • produkt se dál nerafinuje

Alotropické modifikace síry

• vyskytuje se ve dvou modifikacích
• obě jsou tvořeny cyklickými molekulami síry $S_8$
• liší se pouze v uspořádání atomů v krystalické mřížce
  • může být kosočtverečná nebo jednokolmá
• kromě krystalické síry existují i amorfní modifikace
  • plasická síra
    • vzniká prudkým zchlazením kapalné síry
    • není stabilní a časem přechází na kosočtverečnou krystalickou modifikaci
  • sirný květ
    • vzniká ochlazením sirných par

Vlastnosit síry

• je méně elektronegativní než kyslík
• bod tání síry je 119°C
  • při této teplotě se přeměňuje na žlutou kapalinu
  • při zahřívání nad 160°C kapalina hnědně a zvyšuje viskozitu
    • je to způsobeno otevíráním $S_8$ cyklů a následným spojováním do dlouhých řetězců
      • mohou mít až 200 000 atomů síry
    • zvyšováním teploty se řetězce zmenšují
      • s tím také klesá viskozita
• bod varu je 444.6°C
  • při vyšší teplotě vznikají sirné páry tvořené molekulami obsahujícími 2 až 8 atomů síry
  • při teplotách vyšších než 900°C mohou existovat pouze molekuly $S_2$

Sloučeniny síry

Sloučeniny síry s kyslíkem

Oxid siřičitý $S{O}_2$

• je to bezbarvý plyn štiplavého zápachu
• dá se získat přímým sloučením prvků
• v laboratoři se připravuje reakcí siřičitanu sodného s kyselinou sírovou
  • $N{a}_{2}S{O}_3+H_{2}S{O}_4⟶N{a}_{2}S{O}_4+S{O}_2+H_{2}O$
• průmyslově se vyrábí spalováním síry nebo pražením pyritu
  • $4Fe{S}_2+11O_2⟶2F{e}_2{O}_3+8S{O}_2$
• má výrazné redukční účinky
  • ve většině reakcí vystupuje jako redukční činidlo
  • je schopen redukovat i relativně dobrá oxidační činidla, jako manganistany, chlor a kyselinu dusičnou
• v reakci s vodíkem nebo uhlíkem vystupuje ale jako oxidační činidlo
  • $S{O}_2+C⟶S+C{O}_2$
  • $S{O}_2+2H_2⟶S+2H_{2}O$
• s kyslíkem reaguje po přidání katalyzátoru za vzniku oxidu sírového
  • $2S{O}_2+O_2⟶2S{O}_3$
• průmyslově se využívá k výrobě kyseliny sírové a celulosy
• je nebezpečný pro životní prostředí
  • do ovzduší se dostává spalováním nekvalitního hnědého uhlí
  • podíli se na tvorbě kyselých dešťů
  • podporuje korozi
  • ničí jehličnaté lesy a další vegetaci
  • je nebezpečný pro člověka
    • způsobuje zánět průdušek
  • jeho koncentrace musí být sledována

Kyselina siřičitá $H_{2}S{O}_3$

• vzniká reakcí oxidu siřičitého s vodou
  • roztok je mírně kyselý a obsahuje malý podíl molekul kyseliny siřičité
  • většina oxidu zůstává v hydratované formě $S{O}_2\cdot n{H}_{2}O$
• tvoří dvě řady solí
  • hydrogensiřičitany
    • připravují se zaváděním oxidu siřičitého do vodného roztoku nebo suspenze hydroxidů
    • nejvýznamnější je hydrogensiřičitan vápenatý $Ca(HS{O}_3{)}_2$
      • používá se při získávání z celulosy ze dřeva
  • siřičitany
    • připravují se reakcí hydrogensiřičitanů s ekvivalentním množstvím hydroxidů
    • významný je siřičitan sodný $N{a}_{2}S{O}_3$
      • používá se k odstraňování chloru v papírenském a textilním průmyslu
      • je základní součástí fotografických vývojek
  • jsou to středně silná redukční činidla
  • žíháním siřičitanů alkalických kovů vznikají sulfidy a sírany
    • zahříváním jiných siřičitanů může dojít ke jejich rozkladu
  • kondenzací hydrogensiřičitanů vznikají disiřičitany
    • mají podobné vlastnosti jako siřičitany a hydrogensiřičitany
    • jejich anion je nesymterický $(O_{2}S-S{O}_3{)}^{2-}$
      • obsahuje síru v oxidačním stavu $III$ a $V$
  • redukcí hydrogensiřičitanů vznikají soli kyseliny dithioničité
    • anion dithioničitanový $S_2{O}_4^{2-}$ má symterickou strukturu $(O_{2}S-S{O}_2{)}^{2-}$
    • nejvýznamnější je dithioničitan sodný $N{a}_2{S}_2{O}_4\cdot 2H_{2}O$
      • používá se jako průmyslové redukční činidlo
      • redukuje kationty těžších kovů na elementární kov
      • využívá se k čištění odpadních vod

Oxid sírový $S{O}_3$

• v plyném skupenství jsou jeho molekuly trigonální
• v pevném stavu existuje ve třech modifikacích
  • $\gamma -S{O}_3$
    • je to pevná látka podobná ledu
    • je tovřena cyklickými molekulami $(S{O}_3{)}_3$
      • atomy síry jsou pospojovány kyslíkovými můstky
  • $\alpha -S{O}_3$ a $\beta -S{O}_3$
    • mají obdobnou strukturu jako $\gamma -S{O}_3$
      • každý atom síry je tetraedricky obklopen kyslíky, z nichž každé dva jsou společné dalším atomům síry
    • jsou polymerní
• nejčasteji se připravuje destilací z olea
  • oleum je 25 - 65% roztok $S{O}_3$ v $H_{2}S{O}_4$
  • méně často se využívá termický rozklad síranů
• průmyslově se vyrábí katalytickou oxidací oxidu siřičitého
• je silně hygroskopický
  • odnímá vodu organickým sloučeninám a ty potom uhelnatí
• s oxidy některých kovů reaguje za vzniku příslušných síranů
  • vaužívá se toho k odstraňování oxidu sírového z kouřových plynů
• poukud se nechá zreagovat se sulfanem při teplotě -78°C, vzniká kyselina thiosírová $H_2{S}_2{O}_3$
  • je nestabilní
  • její soli obsahují thiosítanový anion $S_2{O}_4^{2-}$
    • strukurně se podobá síranovému aniontu, ale jeden kyslík je nehrazen sírou
      • atomy síry nejsou ekvivalentní
        • mají různá oxidační čísla - $II$ a $VI$
    • thiosírany se připravují záváděním plynné směsi oxidusiřičitého se sulfanem do roztoků hydroxidů alkalických kovů
    • reakcí s oxidačními činidly se oxidují na sírany
    • reakcí se slabšími oxidačními činidly vznikají tetrationany
      • obsahují tetrathionanový anion $S_4{O}_6^{2-}$
      • reakce thiosíranového anionu s jodem je základem metody analytické chemie - jodometrie

Kyselina sírová $H_{2}S{O}_4$

• je to bezbarvá, olejovitá kapalina
• vzniká reakcí oxidu sírového s vodou
  • průběh reakce je velmi prudký a dochází ke vzniku aerosolu
  • při průmyslové výrobě se tato metoda nepoužívá a oxid sírový se rozpouští do koncentrované kyseliny sírové
    • vzniká oleum, které se potom ředí na požadovanou koncentraci vodou
      • ředění je provázeno uvolněním velkého množství tepla
        • je proto nutné lít kyselinu do vody a ne vodu do kyseliny
• má značnou afinitu k vodě
• organickým látkám odnímá vodu
• má velmi dobré oxidační vlastnosti
  • koncentrovaná za horka je schopna reagovat i s ušlechtilými kovy
• patří mezi silné kyseliny
• tvoří dvě řady solí
  • hydrogensírany
    • obsahují anion $HS{O}_4^{-}$
    • v pevném stavu jsou známe pouze hydrogensírany alkalických kovů
    • jejich kondenzací vznikají disírany
      • disíranový anion má symetrickou strukturu $(O_{3}S-O-S{O}_3{)}^{2-}$
  • sírany
    • obsahují anion $S{O}_4^{2-}$
    • připravují se reakcí kyseliny sírové s kovy, jejich oxidy nebo uhličitany, případně bazickými hydroxidy
• Výroba kyseliny sírové
  • Nitrozní metoda
    • v současnosti se téměř nepoužívá
    • oxid siřičitý je v přítomnosti vody oxidován oxidem dusičitým za vzniku hydrogensíranu nitrosylu $NOHS{O}_4$, který reaguje s vodou za vzniku kyseliny sírové, uvolní se oxid dusný, který se vzdušným kyslíkem oxiduje zpět na oxid dusičitý
    • $N{O}_2+S{O}_2+H_{2}O⟶H_{2}S{O}_4+NO$ ongrightarrow{2\ NO_2}$
  • Kontaktní metoda
    • v současnosti používá výhradně
    • oxid siřičitý je v přítomnosti oxidu vanadičného oxidován na oxid sírový, které je poté rozpouštěn v kyselině sírové za vzniku olea
    • $V_2{O}_5+S{O}_2⟶S{O}_3+2V{O}_2$ \longrightarrow{2\ V_2O_5}$
• kyselina sírová i oleum se používají ve velké řadě průmyslových výrob
  • používají se třeba při várobě barviv, léčiv a výbušnin
  • dodává v 96% koncentraci
• vystupuje v obrovské řadě chemických reakcí a syntéz

Sloučeniny síry s vodíkem

Sulfan $H_{2}S$

• je to bezbarvý, velmi jedovatý plyn
• páchne po zkažených vejcích
• je dobře rozpustný ve vodě a vzniká tak kyselina sirovodíková
• bývá rozpuštěný s sirných minerálních vodách
• nejčastěji se připravuje reakcí sulfidu železnatého s kyselinou chlorovodíkovou
  • $FeS+2HCl⟶H_{2}S+FeC{l}_2$
• za dostatečného přístupu vzduchu hoří namodralým plamenem
  • produktem hoření je oxid siřičitý a voda
  • pokud hoření neprobíhá za dostatečného přístupu vzduchu, produktem je síra a voda
• má výhradně redukční vlastnosti
• odvozují se od něj dvě řady solí
  • hydrogensulfidy
    • obsahují anion $H{S}^{-}$
    • jsou rozpustné ve vodě
  • sulfidy
    • obsahují anion $S^{2-}$
    • ve vodě jsou rozpustné pouze sulfidy alkalických kovů

Polysulfany $H_2{S}_n$

• jsou to látky, které obsahují nerozvětvené řetězce síry
• byli izolovány polysulfany se dvěma až osmi atom síry
• tvoří soli polysulfidy
  • obsahují anion $S_n^{2-}$
  • uplatňují se v analytické chemii, ale také při výrobě kyseliny sírové

Sloučeniny síry s halogeny

• jední se o velkou řadou sloučenin
  • $S_2{X}_2$, $S_n{X}_2$, $S{X}_2$, $S{X}_4$ a dále $S{F}_6$ a $S_2{F}_{10}$
• připravují se přímou syntézou
• mnohé jsou reaktivní a s vodou se rozkládají
• za běžné teploty probíhá reakce síry s fluorem
  • běžně vzniká fluorid sírový $S{F}_6$
    • je to velmi stálá a inertní látka
    • vodou se nerozkládá a nehoří