Rikki on alkuaine , jonka kemiallinen merkki on S ^[1] ( lat. sulfur, sulphur ), jarjestysluku 16 ja IUPACin standardin mukainen atomimassa on [32,509;32,076] amu ^[2] . Se on yleinen, mauton ja hajuton, variltaan keltainen epametalli . Luonnossa rikkia esiintyy seka vapaana alkuaineena etta erilaisina yhdisteina . Vapaana alkuaineena rikkia on tuliperaisten alueiden maaperassa. Toimivasta tulivuoresta purkautuu mm. rikkia ja rikin yhdisteita ilmakehaan ja maan pinnalle. Suurin osa rikista on kuitenkin luonnossa erilaisina yhdisteina. Nama ovat paaasiassa rikin ja metallin yhdisteita. Rikkia saadaan metallinjalostuksen sivutuotteena, kun metalleja erotetaan naista yhdisteista. Rikki on tunnettu jo antiikin aikana. Siita on kaytetty suomen kielessa myos vanhahtavaa nimea tulikivi , silla se syttyy helposti palamaan , jolloin syntyy pistavan hajuista, ”tulikivenkatkuista” rikkidioksidia , SO ₂ .

Kemialliset ominaisuudet [ muokkaa | muokkaa wikitekstia ]

Allotropia [ muokkaa | muokkaa wikitekstia ]

Vapaana alkuaineena esiintyvan rikin atomit muodostavat ketjuja tai renkaita, joissa kahden atomin valisen sidoksen pituus on keskimaarin 206 pm. Rikilla on kuitenkin useita allo­trooppi­sia muotoja. Tarkeimmat ovat rombinen eli α- rikki ja mono­kliininen eli β- rikki . Molemmat koostuvat kahdeksan atomin muodostamista rengas­maisista mole­kyyleista S ₈ (ns. syklo-oktarikki ). Renkaiden valilla vaikuttavat van der Waalsin voimat . Yksittaisen renkaan rakenne S ₈ on α- ja β-muodoissa sama, mutta niilla on eri kiderakenne . ^[3] S ₈ kiteytyy ortorombisessa (α-rikki, 2,07 g/cm ³ ) ja mono­kliinisessa (β-rikki, 1,94 g/cm ³ ) muodossa. ^[4] Tiheysero johtuu pakkautumisesta.

Tavallisissa lampo­tiloissa rikin pysyvin muoto on orto­rombinen α-rikki S ₈ (tavallinen keltainen rikki). Se muuntuu kuumennettaessa 368 K (95 °C) mono­kliiniseen β-muotoon, josta se edelleen huoneen­lammossa muuttuu takaisin α-muotoon muutamassa viikossa. Mikali α-rikkia kuitenkin kuumennetaan nopeasti, se voidaan sulattaa ilman muuntumista β-muotoon, mutta talloin sen sulamispiste, 119 °C, on korkeampi kuin α-rikin (112,8  °C). ^[3]

Muita tunnettuja renkaita ovat S ₆ , S ₁₀ , S ₁₁ , S ₁₂ , S ₁₈ ja S ₂₀ . Suurin tiheys (2,2 g/cm ³ ) on tuolikonformaatioon kiteytyvalla muodolla S ₆ . ^[4]

Sulaa rikkia kuumennettaessa se tummenee, ja yli 200 °C:n lampotilassa se muuttuu mustaksi. Samalla molekyylin rengasrakenne pilkkoutuu ketjuksi. Hoyrystyneena rikki esiintyy S ₆ -, S ₄ - ja lopulta S ₂ -molekyylena.

Jos sulaa, ketjumaiseen muotoon muuttunutta rikkia nopeasti jaahdytetaan, se jahmettyy amorfiseksi eli δ- rikiksi , jota sanotaan myos plastiseksi rikiksi . Se koostuu eripituisista ketjumaisista molekyyleista. ^[3]

Rikin katena - eli ketjurakenne S _∞ on kierteeltaan oikea- tai vasenkatinen. ^[4] Polykatenarikki sisaltaa ketju- ja rengasrakenteita. Huoneenlammossa 298 K ne muuntuvat lopulta ortorombiseen muotoon.

Liukoisuus [ muokkaa | muokkaa wikitekstia ]

Mikaan rikin allotrooppisista muodoista ei liukene veteen. Sen sijaan rikki liukenee eraisiin orgaanisiin liuottimiin, muun muassa alkoholiin seka, amorfista rikkia lukuun ottamatta, myos hiilidisulfidiin . ^[3]

Isotoopit [ muokkaa | muokkaa wikitekstia ]

Rikilla on 23 isotooppia , joista nelja on pysyvia. Pysyvat isotoopit ovat ³² S, ³³ S, ³⁴ S ja ³⁶ S. Luonnossa esiintyvasta rikista 94,99 % on isotooppia ³² S, 0,75 % isotooppia ³³ S, 4,25 % isotooppia ³⁴ S ja 0,01 % isotooppia ³⁶ S. Muut isotoopit ovat radioaktiivisia . Pitkaikaisimmat isotoopit ovat ³⁵ S, jonka puoliintumisaika on 87,37 paivaa, ja ³⁸ S, jonka puoliintumisaika on 170,3 minuuttia. Muiden isotooppien puoliintumisajat ovat alle 6 minuuttia. ^[5]

Kaytto [ muokkaa | muokkaa wikitekstia ]

Rikki on tarkea alkuaine kaikille elioille, joissa sita tarvitaan kysteiini - ja metioniini - aminohapoissa proteiinien osana. Kyseisten aminohappojen valiset sidokset, rikkisillat , mahdollistavat proteiinien sekundaarirakenteen muodostumisen. Myos elektroninsiirtoketjuissa esiintyy rauta-rikki-komplekseja. Kasvi ottaa rikin maasta sulfaatti-ioneina (SO ₄ ^2? ). Rikkia on maassa yleensa riittavasti kasvin tarpeisiin, mutta lannoitteet kuitenkin sisaltavat rikkia, silla hivenaineet ovat lannoitteissa sulfaatteina eli rikin yhdisteina. Rikin puute nakyy kasvissa etenkin nuorten lehtien kellastumisena.

Teollisuudessa rikkia kaytetaan esimerkiksi lannoitteisiin , mustaan ruutiin , laksatiiveihin , tulitikkuihin , hyonteis- ja sienimyrkkyihin ja rikkihapon , yleisimman rikkiyhdisteen, valmistukseen. Kumin raaka-aineeseen, kautsuun , lisataan rikkia. Tata kumin valmistusprosessia kutsutaan vulkanoinniksi . Talloin saadaan kumia, joka kestaa hyvin seka kylmaa etta kuumaa. Monet laakkeet , esimerkiksi penisilliini , sisaltavat rikkia. Myos nopeasti kuivuvissa liimoissa on rikkia.

Ennen vuotta 1900 maailman rikin tuotannosta saatiin noin 90 % Sisiliasta mutta vuosisadan vaihteen jalkeen rikintuotannon painopiste kaantyi Yhdysvaltoihin . Varsinkin Louisianan ja Teksasin rajamailla rikkia voi esiintya paksuina melkein puhtaina kerrostumina ei vulkaanisissa maakerrostumissa. ^[6]

Rikin kiertokulku [ muokkaa | muokkaa wikitekstia ]

Paaartikkeli: Rikin kiertokulku

Rikkia sitoutuu merenpohjan sedimentteihin ja muuhun kiviainekseen. Esimerkiksi sulfidimineraalit , kuten rikkikiisu , sisaltavat rikkia. Rikkia vapautuu kiviaineksesta tulivuoren purkauksissa ilmakehaan, seka merenalaisten purkausten ja rapautumisen myota vesiin. Eliot kayttavat rikkia erilaisiin fysiologisiin tarpeisiinsa ja synnyttavat uusia rikkiyhdisteita. Esimerkiksi eraat bakteerit kayttavat rikkia hapettimena madatyksessa , jolloin syntyy madanneen kananmunan hajuiseksi miellettya rikkivetya . Myos ihmisen toimet, kuten oljynjalostus , synnyttavat rikkivetya. Rikkivety on kaasu , joka paatyy ilmakehaan. Yleisin ilmakehan rikkiyhdiste on kuitenkin dimetyylisulfidi ^[7] , joka on suurelta osin merten planktonin tuottamaa. Ilmakehassa esiintyy myos yleisena luonnollisena rikkiyhdisteena karbonyylisulfidi (COS). Myos fossiilisten polttoaineiden kaytto vapauttaa rikkiyhdisteita ilmakehaan, etenkin rikkidioksidia . Rikkidioksidipaastot jarruttavat merkittavasti ilmaston lampenemista, silla rikkidioksidi muuntuu ylailmakehassa auringonvaloa heijastaviksi rikkihappohiukkasiksi ^[8] . Ilmakehasta rikki palaa takaisin maahan ja vesiin, ja koska esimerkiksi rikkidioksidi reagoi sadeveden kanssa muodostaen happoja , rikin runsas esiintyminen ilmakehassa aiheuttaa maa- ja vesiluonnolle haitallista happamoitumista .

Nimi [ muokkaa | muokkaa wikitekstia ]

Rikin latinankielinen nimi sulphur on todennakoisesti johdettu palamista tarkoittavasta sanasta. ^[9] Suomen kirjakielessa sana rikki esiintyi alkuaineen nimena ensi kerran Kristfrid Gananderin sanakirjassa vuonna 1787, sita ennen kaytettiin vanhempaa sanaa tulikivi . Sanan alkuperaa ei tunneta, mutta silla on lahisukukielissa vastineita, joista osa tarkoittaa myos rahmaa tai vaikkua. Nimi saattaa siis tulla aineen keltaisesta varista. ^[10]

Eraissa rikin yhdisteissa, esimerkiksi tiofosgeeni tai tiolit , esiintyy etuliite tio-, joka tulee kreikankielen rikkia tarkoittavasta sanasta θε?ον ("thion"). ^[11]

Lahteet [ muokkaa | muokkaa wikitekstia ]

• Foster William:  Kemian tarina . WSOY, 1934. Suomi

Viitteet [ muokkaa | muokkaa wikitekstia ]

Aiheesta muualla [ muokkaa | muokkaa wikitekstia ]

Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Rikki .

• Rikin kansainvalinen kemikaalikortti
• Helsingin Sanomat, Marko Hamilo, Alkuaineet: Rikki ( Arkistoitu ? Internet Archive)
• Periodictable: Technical data for Sulfur (englanniksi)
• PubChem: Sulfur (englanniksi)
• KEGG: Sulfur (englanniksi)
• ChemBlink: Sulfur (englanniksi)
• Webmineral: Sulfur Mineral Data (englanniksi)
• Mindat: Sulfur (englanniksi)
• Mindat: The Mineralogy of Sulfur (englanniksi)
• Luettelo rikin isotoopeista The Isotopes Project Home Page (englanniksi)
• Dr. Duke's Phytochemical and Ethnobotanical Databases: Sulfur (englanniksi)