Profundización

Elementos de la Tabla Periódica

Azufre

Símbolo: S

Clasificación:
Elementos calcógenos o anfígenos
 Grupo 16 No metal

Es un elemento no metálico, insípido, inodoro, de color amarillo pálido.



Número Atómico: 16
Masa Atómica: 32,066
Número de protones/electrones: 16
Número de neutrones (Isótopo 32-S): 16
Estructura electrónica: [Ne] 3s2 3p4
Electrones en los niveles de energía: 2, 8, 6
Números de oxidación: -2, +2, +4, +6



Electronegatividad: 2,58
Energía de ionización (kJ.mol-1): 1000
Afinidad electrónica (kJ.mol-1): 200
Radio atómico (pm): 104
Radio iónico (pm) (carga del ion): 184 (-2), 37 (+4), 29 (+6)


Entalpía de fusión (kJ.mol-1): 1,23
Entalpía de vaporización (kJ.mol-1): 9,62


Punto de Fusión (ºC): 115,21
Punto de Ebullición (ºC): 444,60
Densidad (kg/m3): 2070 (rómbico), 1957 (monoclínico); (20 ºC)
Volumen atómico (cm3/mol): 15,49
Estructura cristalina: Orto-Rómbica
Color: Amarillo



Vida Media: Cuatro isótopos naturales: 32-S (95,02%), 33-S (0,75%), 34-S (4,21%) y 36-S (0,02%). Veinte inestables cuya vida media oscila entre 21 milisegundos (27-S) y 87,32 días (35-S).


Descubierto en: Antigüedad, en el Génesis se menciona.

Descubierto por: Desconocido

Fuentes: Piritas (la más importante: FeS2), galena (PbS), blenda (ZnS), cinabrio (HgS), estibinita (Sb2S3), yeso (CaSO4.2H2O), sal de Epsom (MgSO4.7H2O), celestina (SrSO4), baritina (BaSO4), y otros minerales. Nativo cerca de volcanes y fuentes sulfurosas. Petróleo y gas natural.

Usos: Ácidos (sulfúrico), pólvora, fósforos, municiones, agricultura, medicinas, vulcanizado de caucho.

Estado natural

El azufre ocupa el lugar 16 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre, y se encuentra ampliamente distribuido tanto en estado libre como combinado con otros elementos. Así se halla en numerosos sulfuros metálicos, como el sulfuro de plomo o galena, PbS; la esfalerita, ZnS; la calcopirita, (Cu,Fe)S2; el cinabrio, HgS; la estibina, Sb2S3; y la pirita de hierro, FeS2.


También se encuentra combinado con otros elementos formando sulfatos como la baritina, BaSO4; la celestina, SrSO4, y el yeso, CaSO4·2H2O. Así mismo está presente en moléculas de una gran variedad de sustancias como la mostaza, huevo, proteínas y aceite de ajo. En estado libre se encuentra mezclado con rocas de yeso y pumita en zonas volcánicas, principalmente en Islandia, Sicilia, México y Japón, apareciendo a menudo como sublimados en las inmediaciones de orificios volcánicos. El azufre en estado libre puede formarse por la acción del aire en las piritas, o también depositarse por aguas sulfurosas calientes, en las cuales el sulfuro de hidrógeno se ha oxidado por contacto con la atmósfera. A principios de los años noventa, la producción mundial de azufre alcanzó unos 52,7 millones de toneladas métricas.

Extracción

Existen varios métodos para la extracción del azufre. En Sicilia se colocan las rocas sulfurosas en grandes pilas y se prenden. El azufre líquido que se va formando pasa a unos moldes de madera en los que solidifica, produciéndose el llamado azufre en cañón. Este último puede purificarse posteriormente por destilación, haciendo pasar el vapor por una gran cámara de ladrillos, en cuyas paredes se condensa en forma de polvo fino llamado flor de azufre. En Estados Unidos, en donde los depósitos de azufre pueden encontrarse a unos 275 m o más bajo la superficie de la Tierra, el método más utilizado es el de Frasch, inventado en 1891 por el químico estadounidense Herman Frasch. En este método se introducen en el depósito de azufre cuatro tuberías concéntricas, la mayor de la cuales mide 20 cm de diámetro.

A través de las dos tuberías exteriores se inyecta agua calentada bajo presión a 170 °C, fundiendo el azufre. Cuando se ha conseguido fundir una cantidad suficiente de azufre, el aire caliente baja por las tuberías internas formando una espuma con el azufre fundido, lo que hace subir la mezcla a la superficie por la tubería restante. Entonces se coloca el azufre en contenedores de madera donde solidifica, alcanzándose una pureza de un 99,5%. El azufre también puede extraerse de las piritas por destilación en retortas de hierro o arcilla refractaria, aunque con este proceso el azufre obtenido suele contener porciones de arsénico.

Aplicaciones

La aplicación más importante del azufre es la fabricación de compuestos como ácido sulfúrico, sulfitos, sulfatos y dióxido de azufre, todos ellos ya citados. En medicina, el azufre ha cobrado gran relevancia por la extensión del uso de las sulfamidas y su utilización en numerosas pomadas tópicas. Se emplea también para fabricar fósforos, caucho vulcanizado, tintes y pólvora. En forma de polvo finamente dividido y frecuentemente mezclado con cal, el azufre se usa como fungicida para las plantas. La sal tiosulfato de sodio, Na2S2O3·5H2O, llamada impropiamente hiposulfito, se emplea en fotografía para el fijado de negativos y positivos. Combinado con diversas láminas de minerales inertes, el azufre constituye un pegamento especial utilizado para sujetar objetos metálicos a la roca, como en el caso de los rieles o vías de tren y cadenas. El ácido sulfúrico es uno de los productos químicos industriales más importantes, pues además de emplearse en la fabricación de productos que contienen azufre sirve también para elaborar una gran cantidad de materiales que no contienen azufre en sí mismos como el ácido fosfórico.


Curiosidades sobre el elemento:

Presenta numerosas modificaciones (rómbica, monoclínica, ciclooctaazufre, poliazufre) lo que hizo que hasta 1777 no se reconociese como elemento; lo hizo Lavoisier. Se encuentra en los meteoritos. R.W. Wood sugiere que la zona oscura próxima al cráter Aristarco es un depósito de azufre.

Se encuentra nativo en la proximidad de volcanes y fuentes termales. Está ampliamente distribuido en la naturaleza en forma de piritas, galena, esfalerita o blenda, cinabrio, estibinita, yeso, sales de epsom, celestita, baritina, etc.,. Constituye aproximadamente el 0,035% de la corteza.

El azufre se obtiene comercialmente de cubetas situadas a centenares de metros de profundidad, en domos salinos de la costa del Golfo de México mediante el método Frasch: se introduce agua sobrecalentada (180ºC) que funde el azufre y con ayuda de aire comprimido, sube a la superficie. En Sicilia se encuentra en rocas con un 10-40% de azufre, que se funden y el azufre se purifica por destilación.

También se obtiene del petróleo y gas natural. Antiguamente se hacía por métodos químicos. Actualmente hay nuevos procesos.

El azufre es un sólido amarillo pálido, inodoro, frágil, insoluble en agua y soluble en disulfuro de carbono. En todos los estados, el azufre elemental se presenta en varias formas alotrópicas o modificaciones; éstas presentan una multitud de formas confusas cuyas relaciones no están todavía completamente aclaradas. La estructura básica es un anillo de ocho átomos. El a-azufre (rómbica) es la forma estable termodinámicamente; su estructura básica está formada por dieciséis anillos de ocho átomos. Es amarillo, insoluble en agua y ligeramente en sulfuro de carbono. El b-azufre (monoclínica) aparece a partir del anterior por encima de 95,6ºC; su estructura básica está formada por seis anillos de ocho átomos. Es amarillo, insoluble en agua y ligeramente en sulfuro de carbono. El l-azufre (ciclooctaazufre) se forma a partir del anterior por encima de 118,9ºC. Es un líquido transparente, fluido, amarillo y está formado por anillos de ocho átomos. Soluble en sulfuro de carbono. Al aumentar la temperatura empieza a aparecer m-azufre o azufre polimérico, que predomina por encima de 159ºC; es de color marrón oscuro, muy viscoso y tiene una estructura de largas cadenas helicoidales. La viscosidad alcanza el máximo a180ºC. Es insoluble en sulfuro de carbono. A 444,6ºC el m-azufre entra en ebullición. El vapor de azufre es amarillo o naranja según la temperatura y contiene unidades S8, S6, S4 y S2.

El azufre amorfo o "plástico" es el fundido sobreenfriado de color marrón claro que se forma al enfriar súbitamente el azufre líquido; está formado por l-azufre y m-azufre. Es soluble en piridina. Al endurecerse se transforma en m-azufre. Estudios de rayos X de la forma amorfa indican que parece tener una estructura helicoidal con ocho átomos por espiral.

La flor de azufre es un polvo fino amarillo que se forma en las superficies frías en contacto con vapor de azufre.

El azufre es un mal conductor del calor y de la electricidad.

El azufre junto con la sal común, la cal, el carbón y el petróleo es una de las cinco materias básicas de las grandes industrias químicas. En estado puro se usa para la fabricación de pólvora negra, cerillas, colorantes, en el vulcanizado del caucho natural. También como fungicida (vid).

El 85% del azufre se emplea en la obtención de ácido sulfúrico, que es el producto más importante de la industria química de cualquier país. A partir del SO2 se obtiene, mediante catalizadores el SO3. Éste es un sólido de P.F. 16,86ºC. A partir del SO3 se obtiene el ácido sulfúrico. Todo este proceso se lleva cabo por dos métodos: de las cámaras de plomo y de contacto. El ácido sulfúrico se emplea para producir de abonos minerales (fosfato de amonio y superfosfatos), explosivos, seda artificial, colorantes, vidrios. En los acumuladores, como desecante y reactivo químico.

El SO2 sirve también para obtener ácido sulfuroso, cuyas sales (sulfitos y bisulfitos) tienen aplicaciones: industria papelera, fumigantes, blanqueantes de frutos secos, ....

Otros compuestos importantes son: sulfuro de calcio, sulfato de amonio,.....

En 1975, científicos de la Universidad de Pensilvania anunciaron la síntesis de un nitruro de azufre polimérico, que tiene las propiedades de los metales sin serlo. Además, tiene propiedades ópticas y eléctricas poco corrientes.

Los compuestos orgánicos que contienen azufre son muy importantes (puentes disulfuro que mantienen la estructura de las proteínas). El azufre es un componente esencial para la vida: forma parte de grasas, líquidos corporales y minerales del esqueleto.

No es venenoso, pero si el H2S o el SO2 o el CS2. El H2S (gas con olor a huevos podridos) en pequeñas concentraciones puede ser metabolizado, aunque irrita las mucosas, pero a altas concentraciones puede producir una muerte rápida por parada respiratoria (y, a pesar de su mal olor, se pierde pronto el olfato): es tan peligroso como el cianhídrico. El SO2 es un gas contaminante atmosférico producido en las combustiones. Es incoloro, venenoso y de olor penetrante. Produce lluvia ácida al transformarse por oxidación en SO3 y éste en ácido sulfúrico con el agua de la atmósfera. El CS2 es un líquido incoloro de olor desagradable y fácilmente inflamable; la ingestión crónica de pequeñas cantidades puede producir parálisis.