Ciklus sumpora (S)

Sumpor (S, latinski sulphur) je nemetal i spada u 16 grupu hemijskih elemenata i deseti

najrasprostranjeniji element je u svemiru.

Sumpor je neophodan za život čovjeka. Ulazi u sastav dvije aminokiseline kao i u mnoga

bitna biološka jedinjenja, kao što su na primjer vitamini. Sumpor se javlja i u čistom obliku i u

obliku minerala sulfida i sulfita. Sem iz sumpornih ruda sumpor se u velikoj količini dobija i

prečišćavanjem kamenog uglja i prečišćavanjem industrijskog pepela, pored ovog treba

naglasiti da prije industrijalizacije najveća količina je dolazila erupcijom vulkana što je i sad

aktuelno.

Zastupljenost sumpora

U čistom obliku javlja se u velikim količinama u Poljskoj oko Tarnobrega (Tarnobrzega) na

Siciliji u Luizijani i Teksasu (SAD), u Japanu, u Turkmenistanu i Uzbekistanu. Sem toga

sumpor je sastojak mnogih.

Spojevi sumpora: Sumporovodik (H2S), bezbojan, vrlo otrovan plin, ima miris na pokvarena

jaja, gori na zraku dajući pri dovoljnom pristupu zraka vodu i sumpor-dioksid, a pri

nedovoljnom vodu i sumpor (postupak dobivanja sumpora iz H2S i sulfita); nastaje pri

rastvaranju sulfida (koji su zapravo njegove soli) kiselinama, služi u kvalitativnoj kemijskoj

analizi. Sumpor-dioksid (SO2), bezbojan otrovan plin koji draži na kašalj, dosta se lako otapa

u vodi dajući sulfitnu kiselinu (H2SO3), čije su soli sulfiti; dobiva se izgaranjem sumpora,

prženjem sulfidnih ruda i rastvaranjem gipsa u prisutnosti koksa, a upotrebljava se kao

međuproizvod u proizvodnji sulfatne kiseline i mnogih drugih spojeva (sulfita, tiosulfata itd.),

u proizvodnji sulfitne celuloze, kao sredstvo za redukciju, za bijeljenje i za dezinfekciju, u

borbi protiv štetočina, u tekućem stanju u rashladnim strojevima i kao otapalo pri rafiniranju

proizvoda iz nafte. Sumpor-trioksid (SO3), higroskopni kristali, čist se ne pripravlja nego služi

kao međuproizvod pri proizvodnji sulfatne kiseline (H2SO4) čiji je on anhidrid. Sumporougljik

ili ugljični disulfid (CS2), bezbojna ili slabo žućkasta, vrlo pokretljiva, lako zapaljiva tekućina,

niska vrelišta (46,2°C), obično neugodna mirisa od onečišćenja, lako topljiva u organskim

otapalima, skoro netopljiva u vodi; odlično je otapalo za fosfor, sumpor, selen, brom, jod,

masti, smole, kaučuk, kamfor i dr; pare su mu otrovne; služi u proizvodnji viskoze i

ksantogenata, kao otapalo u mnogim industrijama i kao sredstvo protiv štetočina. Sumpor-

diklorid (S2Cl2), narančasto ulje koje se na zraku dimi, zagušljivog vonja, nadražuje oči na

suzenje. Dobiva se izravnom sintezom iz elemenata i služi za hladnu vulkanizaciju kaučuka i

u proizvodnji faktisa (kaučuku slične tvari) iz lanenog ulja. Sumpor se često spaja s metalima

(npr. s aluminijem, bakrom, cinkom, kromom, niklom, željezom).

Sam ciklus sumpora prikazan je na slici:

Na ovoj slici plave linije predstavljaju nastanak odnosno stvaranje sumpora dok narandžasta

prestavlja nestanak odnosno trošenje sumpora.

Jedan dio čistog sumpora usljed djelovanja toplote unutar same zemlje dolazi do stvaranje

pare i do isparavanja sumpora S2-.

Velika količina sumpora dospije u atmosferu kroz nafte i ugljena koji gore.

Atmosfera sadrži različite količine hidrogen sulfida (H2S), sumpor – dioksid (SO2), karbonil

sulfid (COS), i drugih sumpornih plinova. Ovi atmosferski oblici proizlaze iz industrijskih

postrojenja, požari, vulkanske erupcije, itd. U posljednjih nekoliko desetljeća, zahvaljujući

indusriji na nekim prostorima, iznad tih industrija, imamo enormno visoke količine ovih

spojeva.

Jedan od čestih oblika sumpora u zemlji jeste taj da se održava u nekoliko oblika minerala, to

su sulfatni i sulfidni minerali kao najčešći primjer. Sulfatni minerali (koji su vrlo topivi) se

najčešće nalaze u sušnim i polu – sušnim regijama. Primjeri sulfatnih minerala u tlu su:

Gips - CaSO4.2H2O

Anhidrit - CaSO2

Epsomite - MgSO4.7H2O

Mirabilite - Na2SO4.10H2O

Za razliku od sulfatni, sulfidni minerali se najčešće javljaju na vlažnim jestima odnosno

mjestima sa slabim odvodnjavanjem. Odlici ovih minerala u tlu su:

Pirita - FeS2

Sfalerit - ZnS

Pyrrhotite - Fe11S12

Pored u mineralima sumpor se može javiti i u glini. U slučaju gdje imamo majnu pH

vrijednost tla dolazi do veće adsorpcije sumpora na takvo tlo.

U slučaju kada se sumpor nalazi u tlu u obliku SO4 on ne može dugo opstati. Najveću količinu

apsobuju biljke za svoj razvoj dok u slučaju kada se nalazi na vlažnim mjestima dolazi do

njegovog ispiranja iz tla.

Kako sumpor dospijeva u tlo

Jedan od načina na koji sumpor dospjeva u tlo jest pomoću sumpornih gnjojiva. Jedan primjer

ovog gnjojiva je sumpor – bentonit koji se sastoji od 90% elementarnog sumpora i 10%

bentonita. Ovo gnjojivo se nekada 1970. godine proizvodilo u SAD i Kanadi.

Mieralizacijom oganskih tvari dolazi do stavaranja sumpora. Truhljenjem biljaka dolazi do

oslobađanja sumpora u tlo zahvaljujući mikroorganizmima. Kako čovjek a tako i životinje

jedu biljke i njihove plodove. Na ovaj način se unosi količina sumpora u njihov organizam.

Usljed fizioloških potreba i pored toga i smrti dolazi do ponovnog vraćanja sumpora u tlo.

Pored ovih načina da se sumpor vrati u tlo jedan od najnepoželjnijih načina jesu kisele kiže.

Usled velike količine sumpor dioksida u vazduhu i u slučaju padavina dolazi do kupljenja tog

sumpor dioksida iz vazduha i njegovog vraćanja na tlo u obliku kisele kiše (u obliku

sumporaste i sumporne kiseline). Ovo je neželjena pojava ir razloga što dovodi do uništavanja

šuma i polja, a i do ispiranja odnosno otapanja bitnih hemiskih elemenata iz tla.

Na slici 2 prikazana je posljedica kiselih kiša na šume a shema 3 predstavlja način nastanka

kisele kiše i ispiranje minerala.

Slika 2. Posljedica kisele kiše

Shema 3. Kisela kiša