กำมะถัน

กำมะถัน เป็นธาตุเคมีในตารางธาตุที่มีสัญลักษณ์ S และเลขอะตอม 16 เป็นอโลหะที่มีอยู่ทั่วไป ไม่มีรสหรือกลิ่น และมีวาเลนซ์ได้มากมาย กำมะถันในรูปแบบปกติเป็นของแข็งสีเหลืองที่เป็นผลึก ในธรรมชาติ สามารถพบได้ในรูปธาตุเอง หรือแร่ซัลไฟด์และซัลเฟต เป็นธาตุจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิต และพบในกรดอะมิโนหลายชนิด การใช้ในเชิงพาณิชย์ที่เป็นหลัก คือ ในปุ๋ย แต่นอกจากนี้ยังใช้ในดินปืน ไม้ขีดไฟ ยาฆ่าแมลง และยาฆ่ารา
== การนำไปใช้ประโยชน์ ==
เราใช้ประโยชน์กำมะถันในอุตสาหกรรมได้มากมาย ผ่านทางอนุพันธ์ของมันคือ 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
การทำลูกเหม็น
== สารประกอบของกำมะถัน (S) ==
ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (Hydrogen sulfide) หรือ ก๊าซไข่เน่า มีกลิ่นเหม็นมาก ตัวมันเองมีฤทธิ์เป็นกรด ทำปฏิกิริยากับโลหะได้โลหะซัลไฟด์ ถ้าเป็นซัลไฟด์ของเหล็กเรียก ไพไรต์ (FeS2) หรือ ทองของคนโง่ (fool's gold) มีคุณสมบัติเป็นสารกึ่งตัวนำ
กลิ่นเหม็นที่ไม่พึงปรารถนาของสารประกอบอินทรีย์ส่วนใหญ่ จะเป็นสารประกอบที่มีกำมะถันเป็นองค์ประกอบอยู่ด้วย เช่น
เอตทิล และ เมตทิล เมอร์แคปแทน ใช้ผสมในก๊าซธรรมชาติเพื่อการตรวจสอบว่ามีก๊าซรั่วหรือไม่
กลิ่นของกระเทียม และตัวสกังก์ ก็เกิดจากสารประกอบอินทรีย์ที่มีกำมะถันเป็นองค์ประกอบอยู่
สารประกอบอื่นของกำมะถันที่สำคัญมีดังนี้
สารประกอบประเภทอนินทรีย์
ซัลไฟด์ (S2-) เป็นสารประกอบอย่างง่ายที่สุดของธาตุกำมะถันกับธาตุอื่น
ซัลไฟต์ (SO32-), เป็นเกลือของ กรดซัลฟิวรัส, H2SO3, ได้จากการละลาย SO2 ในน้ำ, กรดซัลฟิวรัสและสารประกอบซัลไฟต์เป็นรีดิวซิ่งเอเจนต์อย่างแรง สารประกอบอื่นที่เป็นอนุพันธ์ของ SO2 ประกอบด้วย ไพโรซัลไฟต์ (pyrosulfite) หรือ เมต้าไบซัลไฟต์ ( metabisulfite) ไอออน (S2O52−)
ซัลเฟต (SO42-), 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 (H2SnO6), 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-Na2Sx)
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 ตัวอย่างของซัลฟอกไซด์คือ DMSO (dimethyl sulfoxide)
ซัลโฟน (sulfone) เป็นโมเลกุลที่มี R-S(=O)-R หมู่ฟังก์ชัน R 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)
สารเคมีเกษตร
ธาตุเคมี
กำมะถัน
แคลโคเจน
เกลือแร่