ثماني الكبريت S8

في الكيمياء إن الكبريت عبارة عن عنصر كيميائي موجود في جميع الأنسجة الحية، والشكل الأكثر شيوعًا للكبريت هو مركب ثماني الكبريت وفي الإنجليزية: يسمى (Octasulfur)، يمتلك ثماني الكبريت الصيغة الكيميائية التالية: (S8)، وبعد الكالسيوم والفوسفور فإنه يعتبر ثالث أكثر المعادن وفرة في جسم الإنسان.

ثماني الكبريت

• إن جزيء ثماني الكبريت (Cyclooctasulfur) هو عبارة عن مركب حلقي متجانس يتكون من ثماني ذرات كبريت، ولقد تم عزله من فطر الجانوديرما لوسيدوم، وهو فطر شائع الاستخدام في الطب الصيني، له دور كمستقلب فطري ومستقلب بكتيري، إنه عنصر كبريت ومركب حلقي متماثل، يوجد عنصر الكبريت في العديد من الأشكال المعقدة.

إن كيمياء عنصر الكبريت المعروضة هنا هي تبسيط لكيميائياتها المعقدة ولكنها ستكون مفيدة في شرح خصائصها، يحتوي الكبريت البلوري على حلقات كبريتية بها 6-20 ذرة كبريت أو سلاسل من ذرات الكبريت تسمى كاتينا كبريت (S∞).

• يوجد الكبريت أيضًا في الثوم والبصل والبروكلي، يأخذ الناس الكبريت عن طريق الفم لضيق التنفس والحساسية والتورم في مؤخرة الحلق (التهاب البلعوم) وارتفاع الكوليسترول وانسداد الشرايين وانقطاع الطمث والتهابات الجهاز التنفسي العلوي مثل نزلات البرد، كما ويبدو أن الكبريت له نشاط مضاد للجراثيم، وقد تم استخدامه لعلاج حب الشباب أيضا

• إن الشكل الأكثر شيوعًا هو ثماني الكبريت (cyclooctasulfur)، ذو الصيغة الكيميائية: (S8) الذي يحتوي على اثنين من المتآصلات الشائعة: الكبريت المعيني ألفا في الصيغة التالية: (Sα) والكبريت أحادي الميل بيتا في الصيغة التالية: (Sβ)، حيث تعتبر (Sα) من الناحية الديناميكية الحرارية أكثر أشكال ثماني الكبريت (S8) استقرارًا.

الهياكل هي: فوق 95 درجة مئوية تتحول ألفا (Sα) ببطء إلى بيتا (Sβ)، مع التسخين السريع فإنه يتم الحصول على درجة انصهار (Sα) وتساوي 113 درجة مئوية، ويذوب (Sβ) عند 119 درجة مئوية، يتبلور (Sβ) من ذوبان الكبريت ويتحول على مدار أشهر إلى (Sα).

• يصبح الكبريت السائل ثماني الكبريت (S8) لزجًا بشكل متزايد فوق درجة حرارة 160 درجة مئوية، حيث يتم تحويله إلى كاتينا كبريت وفوق 200 درجة مئوية، تنخفض لزوجة الكبريت، حيث أن أقصى درجة من البلمرة تكون عند 200 درجة مئوية حيث يكون وزن الصيغة أعلى من 200000، إذ تبلغ درجة غليان الكبريت 445 درجة مئوية.

وإذا تم إخماد الكبريت المنحدر من اللزوجة العالية عن طريق سكبه في ماء مثلج، ينتج عن ذلك مادة بلاستيكية صلبة، يتحول الكبريت الصلب ببطء إلى ثماني الكبريت (S8) بمرور الوقت، ثماني الكبريت قابل للذوبان في ثاني كبريتيد الكربون (CS2)، بينما (S∞) غير قابل للذوبان.

• يتم استرداد الكبريت بكميات كبيرة من كبريتيد الهيدروجين في الغاز الطبيعي، في أوروبا يتم استخدام كميات كبيرة من الكبريت من الحديد البايريت (FeS)، وهو مادة تسمى ذهب الأحمق بسبب تشابهه مع الذهب الحقيقي وهو عبارة عن مادة صلبة، علما أن الكبريت هو أيضًا عبارة عن منتج ثانوي لعملية إنتاج النحاس من كبريتيد النحاس (CuS).

علما أنه يتم استخراج الكبريت أيضًا بكميات كبيرة في شكله الأولي من الرواسب البركانية بواسطة عملية فراش حيث أنه يتم حقن البخار في الأرض من أجل تسخين الكبريت، ويتم ضخ الكبريت المنصهر من الأرض.

• عند احتراق الكبريت يؤدي ذلك لإنتاج ثاني أكسيد الكبريت، أما فوق درجة حرارة مقدارها 1000 درجة مئوية (1830 درجة فهرنهايت) فإنه لا يتم إنتاج ثالث أكسيد الكبريت، ومع ذلك فإنه قد يتم إنتاج بعضها في عملية تبريد الغازات، ثالث أكسيد الكبريت الذي ينتج حمض الكبريتيك عند التفاعل مع الماء غير مرغوب فيه للغاية في تفاعلات اللب ويتم إزالته أثناء عملية التبريد أو الغسل (عن طريق التدفق المعاكس للماء وثاني أكسيد الكبريت)، ويشكل مركب ثاني أكسيد الكبريت حمض الكبريتوز (H2SO3) في الماء.

• والذي يتفاعل بدوره مع القواعد المعدنية من أجل إنتاج سوائل فصل اللب الكبريتيت، ونظرًا لأن حمض الكبريتوز ذو الصيغة الكيميائية التالية: (H2SO3) أكثر حمضية من حمض الكربونيك ذو الصيغة الكيميائية التالية: (H2CO3)، من الممكن أن يتم استخدام أملاح الكربونات في عملية تكوين أملاح الكبريتيت.

وعلى سبيل المثال فإنه يتشكل ثاني أكسيد الكبريت الرطب تقليديًا إلى ثنائي كبريتات الكالسيوم ذو الصيغة الكيميائية التالية: (CaSO₄) بواسطة كربونات الكالسيوم ذو الصيغة الكيميائية التالية: (CaCO3) (الحجر الجيري).

أشكال ثماني الكبريت

• إن جزيء ثماني الكبريت (Cyclooctasulphur)، يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (S8)، وتظهر على شكلين ألفا وبيتا، بداية الشكل ألفا (Sα) هو أهم أشكال الكبريت والذي يعرف بالكبريت المعيني، وهو عبارة عن الشكل التقليدي المستقر في درجة حرارة الغرفة والضغط الجوي، علما أنه يتم وصف هذا التآصل بعدة مصطلحات مختلفات: مثل الكبريت المعيني الكبريت (Muthmann I)، الكبريت ألفا والكبريت المعيني، ويتم استخدام هذا الاسم على نطاق واسع.

• كما ويتم استخدام مصطلح (α-sulphur) أيضًا في كثير من الأحيان وذلك لأنه قصير، علما أن المصطلح الذي أوصت به مصطلحات الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) هو (cyclooctasulphur)، ويتم استخدامه في معظم الحالات على صورة مصطلح علمي ودقيق، أما عن الشكل الثاني فهو الكبريت أحادي الميل، بيتا (Sβ)، إذ أنه ينتج عن تبلور ذوبان الكبريت تكوين شكل بلوري أحادي الميل، وعند أقل من درجة حرارة 95.4 درجة مئوية فإنه تنتقل البلورات إلى الشكل المعيني ألفا (α).

• علما أنه قد تظل البلورات المبردة بسرعة في درجة حرارة الغرفة في شكل أحادي الميل لمدة شهر تقريبًا، ويكون الهيكل مشابه للكبريت المعيني (Sα)، علما أن هنالك أيضا الكبريت أحادي الميل غاما (Sγ): يُشار إلى الشكل الثاني من الكبريت أحادي الميل باسم (Muthmann sulfur III) أو كبريت يشبه اللؤلؤ أو يطلق عليه أيضا (γ-sulphur)، وتتشكل البلورات المنشورية أحادية الميل عن طريق التبريد البطيء لذوبان الكبريت المسخن إلى درجات حرارة أعلى من 150 درجة مئوية.

• أو قد تتشكل البلورات المنشورية أحادية الميل عن طريق تبريد محلول ساخن من الكبريت في الكحول أو الهيدروكربونات أو ثاني كبريتيد الكربون.

• ومن الممكن أيضًا العثور على الورد المعدني، استقرارها لا يزال موضع نقاش إلى اليوم، أما عن نقطة انصهار (Sγ) فهي تساوي 106.8 درجة مئوية وتتحول إلى الشكل بيتا (Sβ) أو الشكل ألفا (Sα)، علما أنه بالإضافة إلى هذه الأشكال فإنه قد تم وصف عدد كبير من المتآصلات الأخرى غير المحددة بشكل كاف من ثماني الكبريت (cyclooctasulphur)، ويكون تحديد هويتهم إما غير مكتمل أو مشكوك فيه.