Väävel on D. I. Mendelejevi perioodilisuse süsteemi element, selle aatomnumber on kuusteist. Sellel on mittemetallilised omadused. Tähistatakse ladina tähega S. Nimel on arvatavasti indoeuroopa juur – "põlema".
Ajalooline perspektiiv
Kui väävel avastati ja selle ekstraheerimist alustati, pole see selge. On vaid teada, et iidsed inimesed teadsid sellest juba ammu enne meie ajastut. Varased preestrid kasutasid seda oma kultusrituaalides, lisasid seda fumigeerimissegudesse. Mineraalne väävel omistati tootele, mille valmistasid jumalad, kes elasid enamasti allilmas.
Ajaloodokumendid näitavad, et seda kasutati pikka aega sõjalistel eesmärkidel kasutatavate põlevate segude koostisosana. Homeros ei jätnud tähelepanuta ka mineraalset väävlit. Ühes oma töös kirjeldas ta "aurustusi", millel oli põletamisel inimesele kahjulik mõju.
Ajaloolased viitavad sellele, et väävel oli nn "Kreeka tule" koostisosa, mis õhutas vaenlastes hirmu.
Kaheksandal sajandil Hiinas kasutati seda pürotehnika valmistamisekssegud, sealhulgas püssirohu meenutavad põlevad ained.
Keskajal oli see üks alkeemikute kolmest põhielemendist. Nad kasutasid oma uurimistöös aktiivselt mineraalset looduslikku väävlit. Sageli viis see selleni, et temaga tehtud katsed võrdsustati nõidusega ning see omakorda viis iidsete keemikute ja nende järgijate tagakiusamiseni inkvisitsiooni poolt. Just nendest aegadest, keskajast ja renessansiajast, hakati põleva väävli lõhna ja nende gaase seostama kurjade vaimude tegude ja kuratlike ilmingutega.
Atribuudid
Looduslikul mineraalsel väävlil on molekulaarvõre, mida teistel sarnastel elementidel pole. See toob kaasa asjaolu, et sellel on madal kõvadus, puudub lõhenemine, see on üsna habras materjal. Väävli erikaal on 2,7 grammi kuupsentimeetri kohta. Mineraalil on halb elektri- ja soojusjuhtivus ning madal sulamistemperatuur. Lahtise leegiga kokkupuutel süttib vab alt, sh tikust, leegi värvus on sinine. See süttib hästi temperatuuril umbes 248 kraadi Celsiuse järgi. Põlemisel eraldab see vääveldioksiidi, millel on terav, lämmatav lõhn.
Väävli mineraali kirjeldused on erinevad. Sellel on helekollase, õlgede, mee, roheka varjundid. Väävel, mille struktuuris on orgaanilisi aineid, on pruuni, halli või musta värvi. Fotol väävelmineraal tahkel, puhtal, kristalsel kujul tõmbab alati pilku ja kergestiäratuntav.
Vulkaaniline väävel on erekollane, rohekas, oranž. Looduses võib seda leida erineva massina, tiheda, mullase, pulbrilisena. Looduses leidub ka kristalseid ülekasvanud väävlikristalle, kuid üsna harva.
Väävel looduses
Looduslik väävel puhtas olekus on haruldane. Kuid maapõues on selle varud väga märkimisväärsed. Need on peamiselt maagid, kus väävlikihte esineb suurtes kogustes.
Siiani pole teadus otsustanud väävliladestumise põhjuste üle. Mõned versioonid välistavad üksteist. Võttes arvesse asjaolu, et väävlil on kõrge keemiline aktiivsus, eeldatakse, et maakoore pinna moodustumise ajal seostus see korduv alt ja eraldus. Kuidas need reaktsioonid kulgesid, pole kindl alt kindlaks tehtud.
Ühe versiooni kohaselt eeldatakse, et väävel on sulfaatide leostumise tulemus, mis on muutunud üksikute bakterite jäätmeteks. Viimased kasutavad mineraalseid ühendeid toiduna.
Teadlased kaaluvad erinevaid versioone maapõues leiduva väävli asendamise protsessidest, mis viivad selle vabanemiseni ja kuhjumiseni. Kuid juhtumi olemust pole veel võimalik üheselt mõista.
Väävli füüsikalised ja keemilised omadused
Esimesed teaduslikud uuringud tehti alles XVIII sajandil. Põhjaliku väävelmineraali omaduste uuringu viis läbi prantsuse teadlane Antoine Lavoisier. Niisiis leidis ta, et see kristalliseerub sulamistest, võttes algselt nõelakujuliseliiki. See vorm ei ole aga stabiilne. Temperatuuri langedes väävel rekristalliseerub, moodustades sidrunkollase või kuldse tooni mahulisi poolläbipaistvaid moodustisi.
Maardlad, väävli kaevandamine
Väävli mineraalide tootmise peamine allikas on maardlad. Geoloogide arvutuste kohaselt on selle maailma varud umbes 1,4 miljardit tonni.
Muistsed inimesed, aga ka keskaja kaevurid kaevandasid väävlit, kaevates sügavusele suure savinõu. Selle peale pandi teine, mille põhjas oli auk. Ülemine anum oli täidetud kiviga, mis sisaldas väävlit. Seda struktuuri kuumutati. Väävel hakkas sulama ja voolama alumisse anumasse.
Praegu toimub kaevandamine avakaevandamise teel, samuti kasutatakse maa-aluseid sulatusmeetodeid.
Suured väävlivarud Euraasia territooriumil asuvad Türkmenistanis, Volga piirkonnas ja mujal. Samarast Kaasanini ulatuva Volga jõe vasakul kaldal on Venemaal avastatud märkimisväärsed maardlad.
Väävelmineraali väljatöötamisel pööratakse erilist tähelepanu ohutusele. See on tingitud asjaolust, et maagiga kaasneb alati vesiniksulfiidi kogunemine, mis on hingamisele väga kahjulik. Mineraal ise kipub süttima ja moodustama plahvatusohtlikke ühendeid.
Kõige tavalisem kaevandamismeetod on avatud kaevandus. Samal ajal eemaldatakse kaevandusseadmetega kivimite ülemine osa. Lõhketööd tehakse maagiosa purustamisel. Siisfraktsioonid saadetakse ettevõttesse rikastamiseks ja seejärel sulatustehasesse puhta väävli saamiseks.
Kui mineraal asub sügaval ja selle mahud on märkimisväärsed, kasutatakse ekstraheerimiseks Fraschi meetodit.
1890. aasta lõpus tegi insener Frasch ettepaneku sulatada väävel maa all ja pärast selle vedelaks muutmist välja pumbata. See protsess on võrreldav õlitootmisega. Arvestades väävli üsna madalat sulamistemperatuuri, testiti inseneri ideed eduk alt ja selle mineraali tööstuslik kaevandamine algas sel viisil.
20. sajandi teisel poolel hakati aktiivselt kasutama kõrgsagedusvoolude abil kaevandamismeetodit. Nende mõju viib ka väävli sulamiseni. Järgnev suruõhu sissepritse võimaldab kiirendada selle vedelas olekus pinnale tõusmist.
Väävlit leidub suurtes kogustes maagaasides. Selle ekstraheerimiseks sobib Clausi meetod. Kasutatakse spetsiaalseid väävli süvendeid, milles toimub degaseerimine. Tulemuseks on kõrge väävlisisaldusega tahke modifitseeritud toode.
Rakendus
Umbes pool kogu toodetud väävlist läheb väävelhappe tootmiseks. Samuti on seda mineraali vaja kummi, ravimite, fungitsiididena põllumajanduses tootmiseks. Mineraali on kasutatud ka konstruktsioonielemendina populaarses väävelasfaldis ja portlandtsemendi aseainena - väävelbetoonis. Kasutatakse aktiivselt erinevate valmistamiselpürotehnilised kompositsioonid, tikkude valmistamisel.
Bioloogiline roll
Väävel on oluline biogeenne element. See on osa märkimisväärsest hulgast aminohapetest. Valgustruktuuride moodustamise lahutamatu element. Bakteriaalses fotosünteesis osaleb mineraal keha redoksreaktsioonides ja on energiaallikas. Inimkehas on umbes kaks grammi väävlit kilogrammi kehakaalu kohta.
Väävel ei ole puhtal kujul mürgine aine, erinev alt lenduvatest gaasidest, mille hulka kuuluvad vääveldioksiid, väävelhappeanhüdriid, vesiniksulfiid ja nii edasi.
Leegi omadused
Väävel on tuleohtlik mineraal. Selle peeneks jahvatatud fraktsioonid on võimelised isesüttima niiskuse juuresolekul, kokkupuutel oksüdeerivate ainetega ning ka söe, rasvade, õlidega segude loomisel. Kustutage väävel pihustatud vee ja õhk-mehaanilise vahuga.
