Путешествие в Страну элементов

…Древняя Индия. Не там ли надо искать истоки первых сведений о сере? Ведь недаром именно древний индийский язык дал имя этому минералу! Слово «сера», или же «сира», по-санскритски означает «желтый».

…Древний Рим. Это он был родиной наиболее богатых серных месторождений. Плиний Старший подробно описал их.

…Древняя Русь. Многочисленные реки севера и северо-востока Руси, берега которых были так богаты пиритом — природным минералом серы. Кустарным, примитивным способом здесь добывали серу…

Окутанное мистикой и тайнами средневековье, время господства алхимии. Представления о простейших телах природы были еще очень туманными и допускали взаимопревращения различных тел друг в друга. В это время сера играла исключительно важную роль в работах алхимиков. По мнению алхимика Гебера, сера олицетворяла собой одно из «основных начал» природы — горючесть и изменчивость. Предположение Гебера, что все металлы состоят из серы и ртути, смешанных в разных пропорциях, сделалось краеугольным камнем алхимического учения о металлах. Алхимики рассчитывали превратить различные металлы в золото; для этого, по мнению алхимиков, достаточно было лишь отнять от них серу.

Сера на земле и в космосе

Самородная сера под землей, многочисленные соединения серы с металлами, наконец, залежи «квасцевого камня» алунита на склонах потухших вулканов — вот отдельные страницы своеобразной геохимической летописи этого интереснейшего элемента. Изучение этой летописи дает нам возможность представить геологию серы, степень ее распространенности и все сложные процессы превращения серы в природе.

В земной коре содержится 0,04 процента серы. Как реально представить себе такое количество? Попробуем решить простую задачу: сколько серной кислоты можно получить из всей встречающейся на Земле серы? Расчет дает огромную цифру: 3,16·10¹⁶ тонн, или 2·10⁷ кубических километров серной кислоты. Такой массой серной кислоты можно заполнить примерно 1000 водоемов, равных озеру Байкал.

Но сера участвовала в образовании не только земной коры. Ее находят в метеоритах, и этот факт позволяет предполагать, что сера входит в состав ядра Земли: многие ученые считают, что сердце нашей планеты и метеориты содержат одни и те же элементы. Глубокие недра Земли очень богаты серой. Об этом свидетельствуют не только выделения серосодержащих газов при вулканических извержениях, но и многочисленные сернорудные жилы. Они представляют собой застывшие растворы сернистых металлов, вылившихся в глубокой древности в расплавленном виде из земных недр.

Сфера «деятельности» серы выходит за пределы Земли, распространяясь и на космос.

Наряду с другими элементами сера является одним из незаменимых кирпичиков мироздания. Сульфид железа и алунит — известные нам «земные» и в то же время «космические» соединения серы.

В виде сульфида железа, или, как его иногда называют, метеоритного железа, сера входит в состав других планет солнечной системы.

Алунит представляет собой сложное соединение серы, содержащее калий и алюминий. Наблюдая Луну через мощные телескопы, можно увидеть сверкающие белоснежные ореолы, которые окружают кратеры лунных гор. Быть может, это тот же алунит, который всегда встречается в кратерах потухших вулканов? Скоро человек получит ответ на этот вопрос.

Сера на Земле и на других планетах — это одна из иллюстраций единства происхождения вселенной.

Экскурс в далекое прошлое

В невообразимо далекие времена высокая температура и недостаток кислорода и воды в атмосфере создавали предпосылки для непосредственного соединения серы с металлами, для образования сульфидов. И лишь с появлением жидкой воды и свободного кислорода сульфиды начали окисляться. Наступила пора «рождения» сульфатов.

Образование самородной серы шло двумя путями: один из них — взаимодействие сероводорода и сернистого газа, выделяющихся при извержениях вулканов. Два газа, соединяясь, давали воду и серу. Но был и другой путь образования серы, в результате которого возникали мощные серные месторождения под землей. Если рассматривать географию серы, можно заметить, что подобные месторождения падают на южные районы: Средняя Азия, Крым и Кавказ в СССР; Сицилия, Япония, где сера добывается на особом Серном острове, и, наконец, на юге США. Чем же объясняется такое «тяготение» серы к южным районам? По всей вероятности, это не случайность.

Академик Ферсман считал, что для образования самородной серы необходим особый климатический режим — сухой и пустынный. Кроме того, в достаточном количестве должны присутствовать углеводороды, которые и восстанавливают сульфаты до самородной серы.

Сера как элемент

Ученые прошлого не зря приписывали сере различные чудодейственные свойства; она обладает интересными химическими и физическими особенностями.

Химия немногих элементов столь же «богата», как химия серы. Сера — образец классического неметалла, и расположение ее в периодической таблице таково, что и положительная и отрицательная валентность серы выступают с одинаковым успехом.