硫
硫常以元素硫或硫化鐵礦存在。若硫埋於較深的地下,可利用佛來齊法(Frasch process)由地層中開採。硫有多種同素異形體,較主要的為斜方硫、單斜硫、彈性硫三種。常溫時,硫以安定的斜方硫形式存在,斜方硫為黃色、無味道的固體。若將斜方硫加熱至95.6℃,則轉換成單斜硫,為無臭、無味的黃色固體。斜方硫與單斜硫均為S8分子堆積而成。當溫度超過熔點則變成黃色液體,再加熱至160℃,則因硫分子互相聚合,其黏度增加,若將約200℃的液體倒入水中急冷,則生成暗褐色具有彈性的彈性硫,彈性硫並不安定,在常溫時,會慢慢變回安定的斜方硫。
硫的化合物
硫在空氣中燃燒會產生二氧化硫(SO2),二氧化硫為具有剌激性及毒性的無色氣體,易溶於水生成亞硫酸(H2SO3),是引起酸雨的主要物質。
二氧化硫需用五氧化二釩(V2O5)為催化劑,在400℃至450℃的溫度下,將二氧化硫繼續氧化為三氧化硫(SO3),三氧化硫再以硫酸吸收,可得焦硫酸(H2S2O7,又稱發煙硫酸),焦硫酸與水反應則可製成各種濃度之硫酸(H2SO4)。另外,也能用鉛室法製造硫酸,鉛室法使用設備多且所製得硫酸純度較低,現已甚少使用。
硫酸是二質子的強酸,與鹼反應產生硫酸鹽。濃硫酸具有脫水性,氣體通過濃硫酸則可除去所含的水蒸氣,故常作為氣體之乾燥劑。硫酸可作為磺化原料、鉛蓄電池的電解液、製造硫酸銨肥料等多種用途,為化學工業上用量最多的原料。
碳及其化合物
碳是一種常見的元素,大多數以化合物的形態存在,常以碳酸鈣存在於地殼中。碳在常溫為固體,其同素異形體分為結晶形碳及非結晶形碳。結晶形碳的原子排列固定,包括鑽石、石墨和巴克球(buckminsterfullerene),非結晶形碳的原子包括活性炭、碳黑等。
碳的氧化物、碳酸和碳酸鹽均為含碳的無機化合物。
一氧化碳(CO)為無色、無味的氣體,它是由碳或含碳的物質,在氧氣不足或缺乏空氣時,燃燒不完全所生成。一氧化碳比空氣輕,難溶於水且具有毒性。一氧化碳與血紅素的結合能力比氧強,會使血液失去運送氧的功能。一氧化碳在常溫下不活潑,但在空氣中燃燒則生成CO2,並放出能量。商業上,一氧化碳的混合氣體,通常作為燃料。
二氧化碳(CO2)為無色無味且無毒的氣體,其在常壓下之凝固點為-74.8℃。固體的二氧化碳俗稱乾冰,可當冷凍劑。大氣中約含0.03%的CO2,因化性安定,不自燃、不助燃,且在高溫時也不易分解,故可當做滅火劑。
將二氧化碳通人澄清石灰水[Ca(OH)2]時,會生成白色的碳酸鈣沈澱(CaCO3),故通常利用此法檢驗氣體中是否含二氧化碳。若CO2通人過量,則白色的沈澱消失,並會生成可溶性的碳酸氫鈣Ca(HCO3)2。