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AZUFRE

Historia

El azufre se conoce desde la antigüedad. Se sabe que se usaba en Medicina y que griegos y romanos utilizaban sus vapores para blanquear telas. Su nombre procede del latín sulphurusado por los romanos para designarlo. A causa de sus inflamabilidad, los alquimistas creyeron que el azufre era esencial en la combustión. A pesar de ello no fue reconocido como elemento químico hasta 1.777 por Lavoisier.

Abundancia

Ocupa el puesto 16º en abundancia entre los elementos en la corteza terrestre y se encuentra ampliamente distribuido tanto libre como combinado. En combinación se presenta en muchos sulfuros metálico importantes como el sulfuro de plomo, o galena (PbS), el de cinc o blenda (ZnS), el de cobre o pirita ((Cu,Fe)S2), el cinabrio (HgS) y la pirita de hierro FeS2.

Se combina también con otros elementos en forma de sulfatos como la barita (BaSO4), la celestita (SrSO4) y el yeso (CaSO4 *2H2 O), y está presente en las moléculas de muchas sustancias orgánicas como mostaza, huevos, pelo, proteínas y en el aceite de ajo. El azufre libre puede formarse a partir piritas o puede ser depositado por aguas sulfurosas calientes en las que el sulfuro de hidrógeno ha sido oxidado por la atmósfera. En estado libre se encuentra mezclado con yeso y piedra pómez en regiones volcánicas a lo largo de Islandia, Sicilia, México y Japón, frecuentemente en las cercanías de los cráteres volcánicos. Los yacimientos subterráneos importantes se encuentran en los Estados Unidos ( Luisiana, Tejas, Colorado, Nevada, Wyoming y California). La producción anual mundial de azufre está en torno a los 53 millones de toneladas.

Estructura

Propiedades

Propiedades El azufre existe en dos variedades alotrópicas sólidas, pero en estado líquido se presenta en tres variedades más. La variedad rómbica (azufre en flor o azufre alfa) es de color amarillo pálido, quebradiza y cristalina. Sólo es estable por debajo de 95,5ºC y se transforma en la variedad monoclínica entre esta temperatura y su punto de ebullición (112,8ºC). Es insoluble en agua, muy poco soluble en éter y alcohol y muy soluble en sulfuro de carbono. Sus cristales se pueden obtener por evaporación lenta de una disolución de azufre en sulfuro de carbono. La otra forma es la variedad monoclínica (o azufre beta) que es estable únicamente entre 369ºK y 392ºK. Si dejamos el azufre monoclínico a temperatura ordinaria se convierte lentamente en azufre rómbico.

Si calentamos el azufre por encima de su punto de fusión va perdiendo fluidez y su color se transforma en pardo oscuro. Su viscosidad es tal que impide su vertido al volcar el recipiente. Si aumentamos aún más la temperatura comienza un descenso de la viscosidad hasta que a 444,6ºC hierve. Este comportamiento anómalo del azufre (los líquidos disminuyen su viscosidad cuando se calientan) a la formación de estructuras moleculares en forma de anillo e incluso a la formación de polímeros de más de 100 átomos.

El azufre tiene las valencias dos, cuatro y seis, como evidencian los compuestos sulfuro ferroso, FeS, el dióxido de azufre, SO2 y el sulfato de bario, BaSO4 , respectivamente. Combina con el hidrógeno y y los elementos metálicos en presencia de calor para formar sulfuros. El más común es el sulfuro de hidrógeno, H2S, un gas venenoso incoloro con olor a huevos podridos. El azufre combina también con el cloro en varias proporciones para producir monocloruro de azufre, S2Cl2, y dicloruro de azufre, SCl2. Cuando se quema en el aire, el azufre se combina con el oxígeno para formar dióxido de azufre, SO2, un gas incoloro pesado con un característico olor sofocante. El dióxido de azufre se libera en la atmósfera por la combustión de combustibles procedentes del petróleo, gas, aceites y carbón y constituye uno de los contaminantes más perniciosos. La concentración del dióxido de azufre en el aire puede oscilar desde 0,01 a varias partes por millón, y es responsable del deterioro de edificios y monumentos, por la lluvia ácida, y de problemas para el hombre. En el aire húmedo, el azufre se oxida lentamente a ácido sulfúrico y es un componente básico de otros ácidos como el ácido tiosulfúrico H2S2O3 y el ácido sulfuroso H2SO3.

Este último, al tener dos hidrógenos reemplazables, forma dos series de sales: sulfitos normales y sulfitos ácidos. Cuando estan en solución los sulfitos ácidos, o bisulfitos, de los metales alcalinos como bisulfito de sodio, NaHSO3, tienen carácter ácido. Las soluciones de sulfitos normales, tal como sulfito de sodio, Na2SO3, y el sulfito de potasio, K2SO3, son ligeramente alcalinas. También se combina con el carbono para formar sulfuro de carbono (SC2).

Preparación

Existen varios métodos para extraer azufre. En Louisiana y Texas se extrae directamente de los terrenos en los que hay depósitos de azufre mediante el método ideado en 1.891 por el químico estadounidense Herman Frasch, que consiste en fundir el azufre en el propio yacimiento. Se perfora el terreno para introducir tres tubos concéntricos hasta el depósito de azufre. Por el tubo exterior se inyecta agua a presión sobrecalentada a unos 170ºC que produce la fusión del azufre. Una vez que se ha fundido una cierta cantidad, se inyecta aire a presión por el tubo interior produciéndose la ascensión del fundido hasta la superficie, donde se recoge. El azufre obtenido así es de una pureza muy elevada.

También se extrae del gas natural donde se encuentra como sulfuro de hidrógeno. Éste, una vez separado de la mezcla gaseosa, se somete a una combustión incompleta catalizada por el aluminio.En Sicilia se extrae de la piedra pómez, colocándola en un gran horno con el suelo inclinado por el que fluye el azufre fundido, que se recoge y se somete a un proceso de purificación. El azufre se obtiene también a partir de las piritas por destilación en retortas de hierro, pero comúnmente contiene trazas de arsénico cuando se produce de esta manera.

Usos

Su uso principal es la fabricación de ácido sulfúrico (por el método de contacto), que a su vez se usa para hacer explosivos, pigmentos, jabones y detergentes, tinturas y plásticos. El ácido sulfúrico es uno de los compuestos químicos industriales más importantes porque se emplea tanto en la fabricación de compuestos sulfurados como en la de numerosos materiales que no contienen azufre, tal como ácido fosfórico. Se usa también en la fabricación de cerillas, para el vulcanizado del caucho y, finamente dividido y mezclado con limo, como fungicida para las plantas. El azufre tiene también algunas aplicaciones en la industria cosmética y farmacéutica.

El tiosulfato de sodio, Na2S2O3*5H2O, se usa en fotografía como fijador de negativos.

Cuando se combina con diversos minerales, el azufre forma un cemento especial usado para fijar en la piedra objetos de metal como barandas y cadenas.