גופרית

תכונות

מולקולת הגופרית היא מולקולה טבעתית המורכבת משמונה אטומי גופרית, והיא מסומלת כ-S₈. הגופרית היא אל-מתכת, מוצקה בטמפרטורת החדר וצבעה צהבהב. נקודת ההיתוך שלה היא 115.21 מעלות צלזיוס ונקודת רתיחתה – 444.72 מעלות צלזיוס.
כאשר מחממים גופרית מותכת (גופרית אורתורומבית, גופרית מונוקלינית, נוזל חיוור-צהבהב) מעבר להיתוכה, מתקבל פולימר הבנוי משרשרת אטומי גופרית מקושרים בקשר קוולנטי. מכיוון שמדובר בשרשראות רבות המתערבבות זו בזו נעשית גופרית זו לדביקה, ובזכות האטומים הלא-נורמליים שבקצות השרשרת (שכן הם מחוברים לאטום גופרית אחר רק בצידם האחד), היא מקבלת גוון אדום-כהה. קירור מהיר של נוזל זה יוצר נוזל פלסטי הדומה לגומי. מתיחת הגוף מסדרת את השרשראות הפולימריות זו במקביל לזו עד לגיבוש גופרית סיבית.

שימושים

לגופרית שימושים תעשייתים. התרכובת החשובה ביותר היא חומצה גופרתית (H₂SO₄) המכונה גם "סוס העבודה של התעשייה הכימית". חומצה גופרתית מופקת בארצות הברית בכמויות גדולות יותר מכל כימיקל אחר. לגופרית שימוש בייצור סוללות, דטרגנטים, גומי (הטיפול בגופרית נקרא גיפור), גפרורים, אבק שריפה, זיקוקים ודשני זרחן; היא משמשת כחומר משמר ביין, חומר קוטל פטריות, וחומר להלבנת נייר. לנתרן או אמוניום תיוסולפט שימוש בתור חומר מקבע בצילום. למלח אנגלי (מגנזיום גופרתי, MgSO₄·7H₂O) שימוש ברפואה בתור חומר משלשל וכתוסף דישון לצמחים.

תפקיד ביולוגי

גופרית היא חומר חיוני לכל היצורים החיים: חומצות האמינו ציסטאין ומתיונין מכילות גופרית, ולפיכך כל הפוליפפטידים, החלבונים והאנזימים המכילים את חומצות האמינו הללו - מכילים אותה. ל"גשרי גופרית" (קשרים דיסולפידיים בין שיירי ציסטאין) חשיבות רבה בעיצוב התלת-ממדי של חלבונים ובייצובם. כמה סוגי חיידקים משתמשים במימן גופרתי (H₂S) במקום מים בתור תורם פרוטונים בתהליך פרימיטיבי שמזכיר את הפוטוסינתזה. בנוסף אחד הסוגים של הם, הם c, מכיל שני אטומים של גופרית.
גופרית נקלטת על ידי צמחים מהאדמה בצורת יוני גופרה (סולפט, SO₄²⁻). ראו גם: מחזור הגופרית.

סביבה

שריפת פחם ונפט על ידי מפעלי תעשייה ותחנות כוח משחררת כמויות עצומות של גופרית דו-חמצנית (SO₂). חומר זה מגיב עם החמצן והמים שבאטמוספירה ויוצר חומצה גופרתית. חומצה זו יוצרת גשם חומצי ולאחר מכן מורידה את רמת ה-pH של האדמה ושל מקווי מים. בדרך כלל בדלק תקני הגופרית מזוקקת מדלק המאובנים על-מנת למנוע תופעה זו.

היסטוריה

גופרית (בלועזית: Sulfur, כנראה משורש הודו-אירופי קדום שמשמעותו "לבעור") ידועה מימי קדם ואף הוזכרה בתורה. הומרוס (מחבר האיליאדה והאודיסיאה) הזכיר בכתביו "גופרית מזיקה לצמחים". במאה ה-12 הסינים המציאו את אבק השריפה, שהוא תערובת של אשלגן חנקתי (KNO₃), פחמן וגופרית. אלכימאים נתנו לגופרית סימול מיוחד – צלב שבראשו משולש. ב-1770 אנטואן לבואזיה שכנע את הקהילה המדעית שגופרית היא יסוד ולא תרכובת. ב-1867 התגלתה גופרית במרבץ תת-קרקעי בלואיזיאנה ובטקסס.

בימי השלטון הבריטי בארץ ישראל

בשנת 1930 קיבל האנגלי ל.ל. ויליאמס רישיון לניצול הגופרית מדרום-מזרח לעזה. הוא יסד חברה אנגלית-ערבית בשם "החברה הארצישראלית למכרות גפרית בע"מ" (Palestine Sulphur Quarrie). 
עד שנת 1936 הגיעה התפוקה ל-5,767 טונה. בשנת 1938 ירדה התפוקה ל-1,225 טונה. עומק המכרות הגיע ל-20 מטר וריכוז הגופרית הגיע ל-98%. הגופרית נשלחה לשוקי מצרים, טורקיה, יוון ו-הודו. מקצתה נמכרה גם בארץ-ישראל ובסוריה. המחירים היו 20–40 לירה ארץ ישראלית לטונה. בימי מלחמת העולם השנייה חלה ירידה בתפוקה עד כדי השבתת המכרות. עם הגופרית במכרות נמצאה גם כמות קטנה של אלום.

צורה בטבע

גופרית בצורתה החופשית ניתן למצוא במעיינות חמים ואזורים געשיים במקומות רבים בעולם, במיוחד לאורך "טבעת האש" של האוקיינוס השקט. מרבץ משמעותי אחר של מלחי גופרית נמצא לאורך מפרץ מקסיקו. גופרית נמצאת במקומות נוספים בסלעי משקע, למשל במזרח אירופה ובמערב אסיה. מקור גופרית זו הוא בפעולה של חיידק אנארובי שחי על מינרלי גופרית, במיוחד גבס. מרבצים אלו הם המקור העיקרי של גופרית לארצות כמו ארצות הברית, פולין, רוסיה, טורקמניסטן ואוקראינה. 
תרכובות גופרית טבעיות כוללות סולפידים מתכתיים, כמו פיריט (ברזל גופרי, FeS₂), צינובר (כספית גופרית, HgS), גלניט (עופרת גופרית, PbS), אבץ גופרי (ZnS), אנטימון גופרי (Sb₂S₃) ועוד. מימן גופרתי (H₂S) הוא גז שאחראי על ריחן של ביצים סרוחות; הוא מופיע בפליטות וולקניות, הידרותרמיות וכתוצאה מפעולת חיידקים.

אמצעי זהירות

CS₂, H₂S ו-SO₂ מצריכים טיפול מיוחד. אף על פי שגופרית דו-חמצנית בטוחה לשימוש בשימור מזון בכמויות קטנות, בריכוז גבוה היא מגיבה עם לחות ויוצרת חומצה גופריתית שבזמן שאיפה יכולה לגרום לנזק לריאות, לעיניים ולרקמות אחרות.
מימן גופרתי הוא רעיל ביותר (יותר מציאניד); תחילה הוא מקהה את חוש הריח (כך קורבנות פוטנציאליים אינם מודעים לנוכחותו) ולאחר מכן פוגע.