กำมะถัน

กำมะถัน หรือ ซัลเฟอร์ (อังกฤษ: Sulfur หรือ Sulphur) เป็นธาตุเคมีในตารางธาตุที่มีสัญลักษณ์ S และเลขอะตอม 16 เป็นอโลหะที่มีอยู่ทั่วไป ไม่มีรสหรือกลิ่น และมีวาเลนซ์ได้มากมาย กำมะถันในรูปแบบปกติเป็นของแข็งสีเหลืองที่เป็นผลึก ในธรรมชาติ สามารถพบได้ในรูปธาตุเอง หรือแร่ซัลไฟด์และซัลเฟต เป็นธาตุจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิต และพบในกรดอะมิโนหลายชนิด การใช้ในเชิงพาณิชย์ที่เป็นหลัก คือ ในปุ๋ย แต่นอกจากนี้ยังใช้ในดินปืน ไม้ขีดไฟ ยาฆ่าแมลงและยาฆ่ารา

[แก้]การใช้ประโยชน์

เราใช้ประโยชน์กำมะถันในอุตสาหกรรมได้มากมาย ผ่านทางอนุพนธ์ของมันคือ กรดซัลฟิวริก (H₂SO₄), กำมะถันถูกจัดให้เป็นหนึ่งในธาตุที่มีความสำคัญในการเป็นวัตถุดิบอุตสาหกรรมมาก อาจจะกล่าวได้ว่ามันมีความสำคัญมากต่อเศรษฐกิจโลก

การผลิตกรดซัลฟิวริก ถือว่าเป็นการใช้ประโยชน์ปลายทางหลักของธาตุกำมะถัน และการบริโภคกรดซัลฟิวริก ถือเป็นดรรชนีชี้วัดที่ดีในการพัฒนาอุตสาหกรรมของชาติ ในสหรัฐอเมริกามีการผลิตกรดซัลฟูริกมากกว่าสารเคมีอื่น ประโยชน์ของมันพอสรุปได้ดังนี้

• ใช้ในอุตสาหกรรมผลิต แบตเตอรี
• ผงซักฟอก
• วัลแคไนเซชัน (vulcanization) ยาง
• ยาฆ่าเชื้อรา
• ใช้ผลิตฟอสเฟต ในอุตสาหกรรมทำปุ๋ย
• ซัลไฟต์ ใช้ในการฟอกสีกระดาษ
• เป็นสารถนอมอาหารในการผลิตไวน์
• ใช้ในการอบแห้งผลไม้
• เป็นส่วนผสมของไม้ขีดไฟ, ดินปืน, และ ดอกไม้ไฟ
• เป็นสารเคมีในงานถ่ายรูปในรูปของเกลือโซเดียมหรือแอมโมเนียม เช่น โซเดียมไทโอซัลเฟต
• แมกนีเซียมซัลเฟต หรือที่รู้จักกันในชื่อ เกลือยิปซัม (Epsom salts) ใช้เป็นยาระบาย
• เป็นอาหารเสริมในพืช
• การบำบัดน้ำเสีย

[แก้]สารประกอบของกำมะถัน

ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (Hydrogen sulfide) หรือ ก๊าซไข่เน่า มีกลิ่นเหม็นมาก ตัวมันเองมีฤทธิ์เป็นกรด ทำปฏิกิริยากับโลหะได้โลหะซัลไฟด์ ถ้าเป็นซัลไฟด์ของเหล็กเรียก ไพไรต์ หรือ ทองของคนโง่ (fool's gold) มีคุณสมบัติเป็นสารกึ่งตัวนำFeS

กลิ่นเหม็นที่ไม่พึงปรารถนาของสารประกอบอินทรีย์ส่วนใหญ่ จะเป็นสารประกอบที่มีกำมะถันเป็นองค์ประกอบอยู่ด้วย เช่น

• เอตทิล และ เมตทิล เมอร์แคปแทน ใช้ผสมในก๊าซธรรมชาติเพื่อการตรวจสอบว่ามีก๊าซรั่วหรือไม่
• กลิ่นของกระเทียม และตัวสกังก์ ก็เกิดจากสารประกอบอินทรีย์ที่มีกำมะถันเป็นองค์ประกอบอยู่

สารประกอบอื่นของกำมะถันที่สำคัญมีดังนี้:

สารประกอบประเภทอนินทรีย์:

• ซัลไฟด์ (S^2-) เป็นสารประกอบอย่างง่ายที่สุดของธาตุกำมะถันกับธาตุอื่น
• ซัลไฟต์ (SO₃^2-), เป็นเกลือของ กรดซัลฟิวรัส, H₂SO₃, ได้จากการละลาย SO₂ ในน้ำ, กรดซัลฟิวรัสและสารประกอบซัลไฟต์เป็นรีดิวซิ่งเอเจนต์อย่างแรง สารประกอบอื่นที่เป็นอนุพันธ์ของ SO₂ ประกอบด้วย ไพโรซัลไฟต์ (pyrosulfite) หรือ เมต้าไบซัลไฟต์ ( metabisulfite) ไอออน (S₂O₅²⁻).
• ซัลเฟต (SO₄^2-), เกลือของ กรดซัลฟิวริก เมื่อกรดซัลฟูริกทำปฏิกิริยากับ SO₃ ในสัดส่วนโมเลกุลที่เท่ากันจะได้ กรดไพโรซัลฟิวริก (H₂S₂O₇)
• ไทโอซัลเฟต (บางครั้งเรียก ไทโอซัลไฟต์ หรือ ไฮโปซัลไฟต์ (thiosulfites or "hyposulfites") (S₂O₃²⁻) ใช้ในงานถ่ายรูป
• โซเดียมไดไทโอไนต์, Na₂S₂O₄ จากกรดไทโอซัลฟูรัส/ไดไทโอรัส (hyposulfurous/dithionous acid), เป็นรีดิวซิ่งเอเจนต์อย่างแรง* โซเดียมไดไทโอเนต (Na₂S₂O₆)
• กรดพอลิไทโอนิก (H₂S_nO₆), ตัวอักษร n สามารถมีค่าจาก 3 ถึง 80.
• กรดเปอร์ออกซิโมโนซัลฟิวริก (Peroxymonosulfuric acid-H₂SO₅) และ กรดเปอร์ออกซิไดซัลฟิวริก(peroxydisulfuric acid-H₂S₂O₈), ได้จากปฏิกิริยาของ SO₃ กับสารละลายเข้มข้นของ H₂O₂, และ H₂SO₄ กับสารละลายเข้มข้นของ H₂O₂ ตามลำดับ
• โซเดียมพอลิซัลไฟด์ (Sodium polisulfide-Na₂S_x)
• ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ (Sulfur hexafluoride) SF₆, เป็นก๊าซโพพิแลนต์ไม่มีพิษไม่ไวต่อปฏิกิริยา
• เตตร้าซัลเฟอร์เตตร้าซัลไนไตรด์ (Tetrasulfur tetranitride) S₄N₄.
• ไทโอไซยาเนต (Thiocyanate) เป็นสารประกอบที่มีไทโอไซยาเนตไอออน, SCN^- เกี่ยวข้องกับ ไทโอไซยาโนเจน, (thiocyanogen-SCN)₂.

สารประกอบอินทรีย์:

• ไดเมตทิลซัลโฟไนโอโพรพิโอเนต (dimethylsulfoniopropionate-DMSP; (CH₃ )₂S⁺CH₂CH₂COO^-) ซึ่งเป็นส่วนประกอบกลางของวงจรของกำมะถันอินทรีย์ในทะเล
• ไทโออีเทอร์ (thioether) เป็นโมเลกุลที่มี R-S-R, ที่ซึ่ง R และ R เป็นหมู่อินทรีย์ที่กำมะถันสมมูลกับ อีเทอร์
• ไทโอล (thiol หรือเรียกอีกอย่างว่า mercaptan) เป็นโมเลกุลที่มี หมู่ฟังก์ชัน-SH มีกำมะถันสมมูลกับ แอลกอฮอล์
• ไทโอเลตไอออน (thiolateion) มี หมู่ฟังก์ชัน -S^- มีกำมะถันสมมูลกับ อัลคอกไซด์ไอออน (alkoxideions)
• ซัลฟอกไซด์ (sulfoxide) เป็นโมเลกุลที่มี R-S(=O)-R หมู่ฟังก์ชัน R และ R เป็นหมู่อินทรีย์ ตัวอย่างของซัลฟอกไซด์คือDMSO(dimethyl sulfoxide)
• ซัลโฟน (sulfone) เป็นโมเลกุลที่มี R-S(=O)-R หมู่ฟังก์ชันR and R เป็นหมู่อินทรีย์
• รีเอเจนต์ของลอวีสสัน (Lawesson's reagent) เป็นรีเอเจนต์ที่สามารถนำอะตอมของกำมะถันไปแทนออกซิเจนได้
• แนพทาเลน-1,8-ไดอิล 1,3,2,4-ไดไทอะไดฟอสฟีเทน 2,4-ไดซัลไฟด์(Napthalen-1,8-diyl 1,3,2,4-dithiadiphosphetane 2,4-disulfide)