Tabla de contenido:
Azufre Propiedades - Caracteristicas y sus aplicaciones | Foro de minerales (Mayo 2024)
Azufre (S), también azufre deletreado, elemento químico no metálico que pertenece al grupo de oxígeno (Grupo 16 [VIa] de la tabla periódica), uno de los elementos más reactivos. El azufre puro es un sólido insípido, inodoro, quebradizo, de color amarillo pálido, pobre conductor de electricidad e insoluble en agua. Reacciona con todos los metales excepto el oro y el platino, formando sulfuros; También forma compuestos con varios elementos no metálicos. Millones de toneladas de azufre se producen cada año, principalmente para la fabricación de ácido sulfúrico, que es ampliamente utilizado en la industria.
En abundancia cósmica, el azufre ocupa el noveno lugar entre los elementos, representando solo un átomo de cada 20,000–30,000. El azufre ocurre en el estado no combinado, así como en combinación con otros elementos en rocas y minerales que están ampliamente distribuidos, aunque se clasifica entre los constituyentes menores de la corteza terrestre, en los cuales se estima que su proporción está entre 0.03 y 0.06 por ciento. Sobre la base del hallazgo de que ciertos meteoritos contienen aproximadamente 12 por ciento de azufre, se ha sugerido que las capas más profundas de la Tierra contienen una proporción mucho mayor. El agua de mar contiene aproximadamente 0.09 por ciento de azufre en forma de sulfato. En depósitos subterráneos de azufre muy puro que están presentes en estructuras geológicas similares, se cree que el azufre se formó por la acción de las bacterias sobre el anhidrita mineral, en el que el azufre se combina con oxígeno y calcio. Los depósitos de azufre en las regiones volcánicas probablemente se originaron a partir del sulfuro de hidrógeno gaseoso generado debajo de la superficie de la Tierra y transformado en azufre por reacción con el oxígeno en el aire.
Propiedades del elemento
| número atómico | dieciséis |
|---|---|
| peso atomico | 32.064 |
| punto de fusion | |
| rómbico | 112.8 ° C (235 ° F) |
| monoclínico | 119 ° C (246 ° F) |
| punto de ebullición | 444,6 ° C (832 ° F) |
| densidad (a 20 ° C [68 ° F]) | |
| rómbico | 2,07 gramos / cm 3 |
| monoclínico | 1,96 gramos / cm 3 |
| estados de oxidación | −2, +4, +6 |
| configuración electronica | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 |
Historia
La historia del azufre es parte de la antigüedad. El nombre en sí mismo probablemente llegó al latín del idioma de los oscanos, un pueblo antiguo que habitaba la región, incluido el Vesubio, donde los depósitos de azufre están muy extendidos. Los humanos prehistóricos usaban azufre como pigmento para la pintura rupestre; Una de las primeras instancias registradas del arte de la medicación es el uso de azufre como tónico.
La combustión de azufre tuvo un papel en las ceremonias religiosas egipcias desde hace 4.000 años. Las referencias de "fuego y azufre" en la Biblia están relacionadas con azufre, lo que sugiere que los "fuegos del infierno" son alimentados por azufre. Los comienzos de los usos prácticos e industriales del azufre se atribuyen a los egipcios, que usaron dióxido de azufre para blanquear el algodón ya en 1600 a. La mitología griega incluye la química del azufre: Homero cuenta el uso de Odiseo del dióxido de azufre para fumigar una cámara en la que había matado a los pretendientes de su esposa. El uso de azufre en explosivos y exhibiciones de incendios data de aproximadamente 500 aC en China, y los agentes productores de llamas utilizados en la guerra (fuego griego) se prepararon con azufre en la Edad Media. Plinio el Viejo en 50 ce informó de una serie de usos individuales de azufre e irónicamente fue asesinado, con toda probabilidad por vapores de azufre, en el momento de la gran erupción del Vesubio (79 ce). Los alquimistas consideraban el azufre como el principio de la combustibilidad. Lavoisier lo reconoció como un elemento en 1777, aunque algunos lo consideraron un compuesto de hidrógeno y oxígeno; su naturaleza elemental fue establecida por los químicos franceses Joseph Gay-Lussac y Louis Thenard.
Ocurrencia natural y distribución
Muchos minerales metálicos importantes son compuestos de azufre, sulfuros o sulfatos. Algunos ejemplos importantes son galena (sulfuro de plomo, PbS), blende (sulfuro de zinc, ZnS), pirita (disulfuro de hierro, FeS 2), calcopirita (sulfuro de cobre y cobre, CuFeS 2), yeso (sulfato de calcio dihidrato, CaSO 4 ∙ 2H 2 O) y barita (sulfato de bario, BaSO 4). Los minerales de sulfuro se valoran principalmente por su contenido de metal, aunque un proceso desarrollado en el siglo XVIII para hacer que el ácido sulfúrico utilizara dióxido de azufre obtenido al quemar pirita. El carbón, el petróleo y el gas natural contienen compuestos de azufre.
Alotropía
En azufre, la alotropía surge de dos fuentes: (1) los diferentes modos de unir átomos en una sola molécula y (2) el empaquetamiento de moléculas de azufre poliatómico en diferentes formas cristalinas y amorfas. Se han informado unas 30 formas alotrópicas de azufre, pero algunas de estas probablemente representan mezclas. Solo ocho de los 30 parecen ser únicos; cinco contienen anillos de átomos de azufre y los otros contienen cadenas.
En el alótropo romboédrico, designado ρ-azufre, las moléculas están compuestas por anillos de seis átomos de azufre. Esta forma se prepara tratando el tiosulfato de sodio con ácido clorhídrico concentrado frío, extrayendo el residuo con tolueno y evaporando la solución para dar cristales hexagonales. ρ-azufre es inestable, eventualmente revierte a azufre ortorrómbico (α-azufre).
Una segunda clase alotrópica general de azufre es la de las moléculas de anillo de ocho miembros, cuyas tres formas cristalinas se han caracterizado bien. Una es la forma ortorrómbica (a menudo llamada inadecuadamente rómbica), el azufre α. Es estable a temperaturas inferiores a 96 ° C. Otro de los alótropos cristalinos del anillo S 8 es la forma monoclínica o β, en la que dos de los ejes del cristal son perpendiculares, pero el tercero forma un ángulo oblicuo con los dos primeros. Todavía hay algunas incertidumbres con respecto a su estructura; Esta modificación es estable desde 96 ° C hasta el punto de fusión, 118,9 ° C. Un segundo alótropo monoclínico de ciclooctasulfuro es la forma γ, inestable a todas las temperaturas, que se transforma rápidamente en α-azufre.
Se informa una modificación ortorrómbica, moléculas de anillo S 12 y aún otro alótropo de anillo S 10 inestable. Este último vuelve a azufre polimérico y S 8. A temperaturas superiores a 96 ° C, el alótropo α cambia al alótropo β. Si se permite suficiente tiempo para que esta transición ocurra por completo, el calentamiento adicional hace que se produzca la fusión a 118.9 ° C; pero si la forma α se calienta tan rápidamente que la transformación en forma β no tiene tiempo de ocurrir, la forma α se funde a 112.8 ° C.
Justo por encima de su punto de fusión, el azufre es un líquido amarillo, transparente y móvil. Tras un calentamiento adicional, la viscosidad del líquido disminuye gradualmente a un mínimo a aproximadamente 157 ° C, pero luego aumenta rápidamente, alcanzando un valor máximo a aproximadamente 187 ° C; entre esta temperatura y el punto de ebullición de 444,6 ° C, la viscosidad disminuye. El color también cambia, profundizándose de amarillo a rojo oscuro y, finalmente, a negro a aproximadamente 250 ° C. Se considera que las variaciones tanto en el color como en la viscosidad son el resultado de cambios en la estructura molecular. Una disminución de la viscosidad a medida que aumenta la temperatura es típica de los líquidos, pero el aumento de la viscosidad del azufre por encima de 157 ° C probablemente se deba a la ruptura de los anillos de átomos de azufre de ocho miembros para formar unidades reactivas S 8 que se unen en largas cadenas. que contiene muchos miles de átomos El líquido entonces asume la característica de alta viscosidad de tales estructuras. A una temperatura suficientemente alta, todas las moléculas cíclicas se rompen y la longitud de las cadenas alcanza un máximo. Más allá de esa temperatura, las cadenas se descomponen en pequeños fragmentos. Tras la vaporización, se forman nuevamente moléculas cíclicas (S 8 y S 6); a aproximadamente 900 ° C, S 2 es la forma predominante; finalmente, el azufre monoatómico se forma a temperaturas superiores a 1.800 ° C.
