• Ciência

Enxofre

Enxofre (S) , também escrito enxofre , não metálico Elemento químico pertencendo aogrupo de oxigênio(Grupo 16 [VIa] da tabela periódica), um dos mais reativos dos elementos. Enxofre puro é insípido, inodoro, quebradiço sólido que é de cor amarela pálida, um mau condutor de eletricidade e insolúvel em água. Reage com todos os metais, exceto ouro e platina , formando sulfetos; também forma compostos com vários elementos não metálicos. Milhões de toneladas de enxofre são produzidos a cada ano, principalmente para a fabricação de ácido sulfúrico , que é amplamente utilizado na indústria.

enxofre Propriedades químicas do enxofre. Encyclopædia Britannica, Inc.

cristais de enxofre Cristais de enxofre rômbico da Sicília (muito aumentados). Cortesia do Illinois State Museum; fotografia, John H. Gerard / Encyclopædia Britannica, Inc.

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  Explore panelas ferventes de enxofre derretido no vulcão Nikko perto das Ilhas Marianas Panelas ferventes de enxofre derretido na encosta do vulcão Nikko perto das Ilhas Marianas. O financiamento principal para esta expedição foi fornecido pelo NOAA Ocean Exploration Program e NOAA Vents Program; videoclipes editados por Bill Chadwick, Oregon State University / NOAA Veja todos os vídeos para este artigo

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  Explore o depósito submarino de enxofre fundido descoberto com um veículo operado remotamente perto das Ilhas Marianas. Um braço do veículo Jason operado remotamente rompendo a crosta fina em um depósito de enxofre derretido perto das Ilhas Marianas. O financiamento principal para esta expedição foi fornecido pelo NOAA Ocean Exploration Program e NOAA Vents Program; videoclipes editados por Bill Chadwick, Oregon State University / NOAA Veja todos os vídeos para este artigo

Em abundância cósmica, o enxofre ocupa o nono lugar entre os elementos , representando apenas um átomo de cada 20.000-30.000. O enxofre ocorre no estado não combinado, bem como em combinação com outros elementos em rochas e minerais que são amplamente distribuídos, embora seja classificado entre os menores constituintes de terra Da crosta, na qual sua proporção é estimada entre 0,03 e 0,06 por cento. Com base na descoberta de que certos meteoritos contêm cerca de 12% de enxofre, foi sugerido que as camadas mais profundas da Terra contêm uma proporção muito maior. Água do mar contém cerca de 0,09 por cento de enxofre na forma de sulfato. Em depósitos subterrâneos de enxofre muito puro que estão presentes em estruturas geológicas semelhantes a domos, acredita-se que o enxofre tenha sido formado pela ação de bactérias sobre a anidrita mineral, na qual o enxofre é combinado com o oxigênio e cálcio . Depósitos de enxofre em regiões vulcânicas provavelmente originados de gasessulfato de hidrogêniogerado abaixo da superfície da Terra e transformado em enxofre pela reação com o oxigênio do ar.

História

A história do enxofre faz parte da antiguidade. O próprio nome provavelmente encontrou o seu caminho para o latim a partir da língua dos oscans, um povo antigo que habitava a região, incluindo Vesúvio , onde os depósitos de enxofre são generalizados. Os humanos pré-históricos usaram enxofre como pigmento para pinturas rupestres; um dos primeiros exemplos registrados da arte da medicação está no uso de enxofre como tônico.

A combustão do enxofre teve um papel importante nos cerimoniais religiosos egípcios já em 4.000 anos atrás. As referências de fogo e enxofre na Bíblia estão relacionadas ao enxofre, sugerindo que os fogos do inferno são alimentados por enxofre. Os primórdios do uso prático e industrial do enxofre são creditados aos egípcios, que usavamdióxido de enxofrepara branqueamento algodão já em 1600bce. mitologia grega inclui química de enxofre: Homer fala sobre o uso de dióxido de enxofre por Odisseu para fumigar uma câmara na qual ele havia matado os pretendentes de sua esposa. O uso de enxofre em explosivos e exibições de fogo data de cerca de 500bcena China, e os agentes produtores de chamas usados ​​na guerra (fogo grego) eram preparados com enxofre na Idade Média. Plínio, o Velho em 50estarelatou uma série de usos individuais de enxofre e ironicamente ele próprio foi morto, com toda a probabilidade por fumaça de enxofre, na época da grande erupção do Vesúvio (79esta) Enxofre foi considerado pelo alquimistas como o princípio da combustibilidade. Antoine Lavoisier o reconheceu como um elemento em 1777, embora fosse considerado por alguns como um composto de hidrogênio e oxigênio; sua natureza elementar foi estabelecida pelos químicos franceses Joseph Gay-Lussac e Louis Thenard.

Fogo grego A tripulação de um dromond bizantino, um tipo de galera leve, lançando fogo grego em um navio inimigo. Heritage Image / age fotostock

Ocorrência e distribuição natural

Muitos importantes metal minérios são compostos de enxofre, sulfetos ou sulfatos. Alguns exemplos importantes são galena (sulfeto de chumbo, PbS), blenda (sulfeto de zinco, ZnS), pirita (dissulfeto de ferro, FeS_dois), calcopirita (cobre ferro sulfeto, CuFeS_dois), gesso (sulfato de cálcio di-hidratado, CaSO₄∙ 2H_doisO) e barita (sulfato de bário, BaSO₄) Os minérios de sulfeto são valorizados principalmente por seu conteúdo de metal, embora um processo desenvolvido no século 18 para fazer ácido sulfúrico utilizasse dióxido de enxofre obtido pela queima de pirita. Carvão, petróleo e gás natural contêm compostos de enxofre.

pirita Pirita. Índice aberto

Alotropia

No enxofre, a alotropia surge de duas fontes: (1) os diferentes modos de ligação dos átomos em uma única molécula e (2) o empacotamento de moléculas de enxofre poliatômicas em diferentes cristalinos e amorfo formulários. Cerca de 30 formas alotrópicas de enxofre foram relatadas, mas algumas delas provavelmente representam misturas. Apenas oito dos 30 parecem ser únicos; cinco contêm anéis de átomos de enxofre e os outros contêm cadeias.

alotropia O enxofre ortorrômbico tem um anel de oito átomos de enxofre em cada ponto da rede. O enxofre romboédrico possui anéis de seis membros.

No alótropo romboédrico, denominado ρ-enxofre, as moléculas são compostas por anéis de seis átomos de enxofre. Esta forma é preparada tratando tiossulfato de sódio com ácido clorídrico concentrado frio, extraindo o resíduo com tolueno e evaporando a solução para dar cristais hexagonais. O ρ-enxofre é instável, eventualmente revertendo para enxofre ortorrômbico (α-enxofre).

Uma segunda classe alotrópica geral de enxofre é a das moléculas de anel de oito membros, das quais três formas cristalinas foram bem caracterizadas. Uma é a forma ortorrômbica (freqüentemente chamada de rômbica), α-enxofre. É estável em temperaturas abaixo de 96 ° C (204,8 ° F). Outro S cristalino₈alótropos em anel é a forma monoclínica ou β, na qual dois dos eixos do cristal são perpendiculares, mas o terceiro forma um ângulo oblíquo com os dois primeiros. Ainda existem algumas incertezas quanto à sua estrutura; esta modificação é estável de 96 ° C ao ponto de fusão, 118,9 ° C (246 ° F). Um segundo alótropo de ciclooctasulfur monoclínico é a forma γ, instável em todas as temperaturas, transformando-se rapidamente em α-enxofre.

Uma modificação ortorrômbica, S₁₂moléculas de anel, e ainda outro S instável₁₀alótropos do anel são relatados. Este último reverte para enxofre polimérico e S₈. Em temperaturas acima de 96 ° C (204,8 ° F), o α-alótropo muda para o β-alótropo. Se houver tempo suficiente para que essa transição ocorra completamente, o aquecimento posterior fará com que o derretimento ocorra a 118,9 ° C (246 ° F); mas se a forma α é aquecida tão rapidamente que a transformação para a forma β não tem tempo para ocorrer, a forma α funde a 112,8 ° C (235 ° F).

Logo acima dele ponto de fusão , o enxofre é um líquido amarelo, transparente e móvel. Após aquecimento adicional, a viscosidade do líquido diminui gradualmente para um mínimo a cerca de 157 ° C (314,6 ° F), mas então aumenta rapidamente, atingindo um valor máximo a cerca de 187 ° C (368,6 ° F); entre esta temperatura e o ponto de ebulição de 444,6 ° C (832,3 ° F), a viscosidade diminui. A cor também muda, passando do amarelo ao vermelho escuro e, finalmente, ao preto a cerca de 250 ° C (482 ° F). As variações na cor e na viscosidade são consideradas como resultado de mudanças na estrutura molecular. Uma diminuição na viscosidade com o aumento da temperatura é típica de líquidos, mas o aumento na viscosidade do enxofre acima de 157 ° C provavelmente é causado pela ruptura dos anéis de oito membros dos átomos de enxofre para formar S reativo₈unidades que se unem em longas cadeias contendo muitos milhares de átomos. O líquido então assume a característica de alta viscosidade de tais estruturas. Em uma temperatura suficientemente alta, todas as moléculas cíclicas são quebradas e o comprimento das cadeias atinge o máximo. Além dessa temperatura, as correntes se quebram em pequenos fragmentos. Após a vaporização, moléculas cíclicas (S₈e S₆) são formados novamente; a cerca de 900 ° C (1.652 ° F), S_doisé a forma predominante; finalmente, o enxofre monoatômico é formado em temperaturas acima de 1.800 ° C (3.272 ° F).

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