Azufre

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Azufre
Para el volcán homónimo, véase Cerro del Azufre.
F√≥sforo ‚Üź Azufre ‚Üí Cloro
O
  Orthorhombic.svg
 
16
S
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
‚ÜĎ
S
‚Üď
Se
Tabla completa ‚ÄĘ Tabla extendida
Apariencia
amarillo limón
Sulfur.jpg
S,16.jpg
Información general
Nombre, s√≠mbolo, n√ļmero Azufre, S, 16
Serie química No metal
Grupo, período, bloque 16, 3, p
Masa atómica 32,065(5) u
Configuración electrónica [Ne] 3s2 3p4
Dureza Mohs {{{dureza}}}
Electrones por nivel 2, 8, 6
Propiedades atómicas
Radio medio 100 pm
Electronegatividad 2,58 (Pauling)
Radio atómico (calc) 88 pm (Radio de Bohr)
Radio iónico {{{radio_iónico}}}
Radio covalente 102 pm
Radio de van der Waals 180 pm
Estado(s) de oxidaci√≥n ¬Ī2,4,6 (√°cido fuerte)
√ďxido
1.ª Energía de ionización 999,6 kJ/mol
2.ª Energía de ionización 2252 kJ/mol
3.ª Energía de ionización 3357 kJ/mol
4.ª Energía de ionización 4556 kJ/mol
5.ª Energía de ionización 7004,3 kJ/mol
6.ª Energía de ionización 8495,8 kJ/mol
7.ª Energía de ionización {{{E_ionización7}}} kJ/mol
8.ª Energía de ionización {{{E_ionización8}}} kJ/mol
9.ª Energía de ionización {{{E_ionización9}}} kJ/mol
10.ª Energía de ionización {{{E_ionización10}}} kJ/mol
Propiedades físicas
Estado ordinario sólido
Densidad 1960 kg/m3
Punto de fusi√≥n 388,36 K
Punto de ebullici√≥n 717,87 K
Punto de inflamabilidad {{{P_inflamabilidad}}} K
Entalpía de vaporización 10.5 kJ/mol
Entalpía de fusión 1,7175 kJ/mol
Presión de vapor 2,65 × 10-20 Pa a 388 K
Temperatura cr√≠tica 1314 K
Presi√≥n cr√≠tica (20,7 MPa) 20700000 Pa
Volumen molar m3/mol
Varios
Estructura cristalina Ortorrómbica
N¬į CAS 7704-34-9
N¬į EINECS 231-722-6
Calor específico 710 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica 5,0 × 10-16 S/m
Conductividad térmica 0,269 W/(K·m)
Velocidad del sonido m/s a 293.15 K (20 ¬įC)
Isótopos más estables
iso AN Periodo MD Ed PD
MeV
32S 95,02% Estable con 16 neutrones
33S 0,75% Estable con 17 neutrones
34S 4,21% Estable con 18 neutrones
35S Sint√©tico 87,32 d ő≤- 0,167 35Cl
36S 0,02% Estable con 20 neutrones
Nota: unidades seg√ļn el SI y en CNPT, salvo indicaci√≥n contraria.

El azufre es un elemento qu√≠mico de n√ļmero at√≥mico 16 y s√≠mbolo S (del lat√≠n sulphur). Es un no metal abundante con un olor caracter√≠stico. El azufre se encuentra en forma nativa en regiones volc√°nicas y en sus formas reducidas formando sulfuros y sulfosales o bien en sus formas oxidadas como sulfatos. Es un elemento qu√≠mico esencial para todos los organismos y necesario para muchos amino√°cidos y, por consiguiente, tambi√©n para las prote√≠nas. Se usa principalmente como fertilizante pero tambi√©n en la fabricaci√≥n de p√≥lvora, laxantes, cerillas e insecticidas.

Contenido

Características principales

Este no metal tiene un color amarillento, amarronado o anaranjado y arde con llama de color azul, desprendiendo dióxido de azufre. Es insoluble en agua pero se disuelve en disulfuro de carbono. Es multivalente, y son comunes los estados de oxidación -2, +2, +4 y +6.

En todos los estados (s√≥lido, l√≠quido y gaseoso) presenta formas alotr√≥picas cuyas relaciones no son completamente conocidas. Las estructuras cristalinas m√°s comunes son el octaedro ortorr√≥mbico (azufre őĪ) y el prisma monocl√≠nico (azufre ő≤), siendo la temperatura de transici√≥n de una a otra de 96 ¬įC; en ambos casos el azufre se encuentra formando mol√©culas de S8 con forma de anillo, y es la diferente disposici√≥n de estas mol√©culas la que provoca las distintas estructuras cristalinas. A temperatura ambiente, la transformaci√≥n del azufre monocl√≠nico en ortorr√≥mbico, es m√°s estable y muy lenta.

Al fundir el azufre, se obtiene un l√≠quido que fluye con facilidad formado por mol√©culas de S8. Sin embargo, si se calienta, el color se torna marr√≥n algo rojizo, y se incrementa la viscosidad. Este comportamiento se debe a la ruptura de los anillos y la formaci√≥n de largas cadenas de √°tomos de azufre, que pueden alcanzar varios miles de √°tomos de longitud, que se enredan entre s√≠ disminuyendo la fluidez del l√≠quido; el m√°ximo de la viscosidad se alcanza en torno a los 200 ¬įC. Enfriando r√°pidamente este l√≠quido viscoso se obtiene una masa el√°stica, de consistencia similar a la de la goma, denominada ¬ęazufre pl√°stico¬Ľ (azufre ő≥) formada por cadenas que no han tenido tiempo de reordenarse para formar mol√©culas de S8; transcurrido cierto tiempo la masa pierde su elasticidad cristalizando en el sistema r√≥mbico. Estudios realizados con rayos X muestran que esta forma deforme puede estar constituida por mol√©culas de S8 con estructura de h√©lice espiral.

En estado vapor tambi√©n forma mol√©culas de S8, pero a 780 ¬įC ya se alcanza el equilibrio con mol√©culas diat√≥micas y por encima de aproximadamente 1800 ¬įC la disociaci√≥n es completa y se encuentran √°tomos de azufre.

Además de en trozos, barras o polvo grueso, existe en el mercado una presentación en forma de polvo muy fino, llamada "Flor de azufre", que puede obtenerse por precipitación en medio líquido o por sublimación de su vapor sobre una placa metálica fría.

Aplicaciones

El azufre se usa en multitud de procesos industriales como la producci√≥n de √°cido sulf√ļrico para bater√≠as, la fabricaci√≥n de p√≥lvora y el vulcanizado del caucho. El azufre tiene usos como fungicida y en la manufactura de fosfatos fertilizantes. Los sulfitos se usan para blanquear el papel y en cerillas. El tiosulfato de sodio o amonio se emplea en la industria fotogr√°fica como ¬ęfijador¬Ľ ya que disuelve el bromuro de plata; y el sulfato de magnesio (sal de Epsom) tiene usos diversos como laxante, exfoliante, o suplemento nutritivo para plantas.

Historia

El azufre (del lat√≠n sulphur, sulfŇ≠ris, vinculado con el s√°nscrito ŇõulbńĀri) es conocido desde la Antig√ľedad, y ya los egipcios lo utilizaban para purificar los templos.

En el Génesis (19,24), los hebreos decían que Dios (Yahvé) hizo llover sobre Sodoma y Gomorra azufre y fuego desde el cielo.

Homero recomendaba, en el siglo IX aec, evitar la pestilencia mediante el quemar azufre (zeio en griego, relacionado con zeos-Zeus).

Y Odiseo entonces le habló a la nodriza Euriclea, diciendo: Trae azufre (zéeion), ¡oh anciana!, remedio del aire malsano, y trae fuego, pues quiero azufrar (zeeoso) el palacio.
Homero, La Odisea (22, 480-483)

Seg√ļn el Diccionario s√°nscrito-ingl√©s (1899) de Monier Monier-Williams, en s√°nscrito al azufre se lo llamaba ŇõulbńĀri (pronunciado /shulb√°ri/), siendo Ňõulba o Ňõulva: ‚Äėcobre‚Äô, y a-r√≠ o a-r√≠s: ‚Äėenemigo, envidioso‚Äô (lit. ‚Äėno liberal‚Äô).

En el Apocalipsis (20, 10) se dice que el diablo ser√° lanzado a un lago de fuego y azufre.

Durante toda la Edad Media se vinculó a Satanás con los olores sulfurosos (relacionados con los volcanes, que se suponían eran entradas a los infiernos subterráneos).

Abundancia y obtención

Fotografía de azufre fundido (foto superior) y de azufre ardiendo (foto inferior).

El azufre es un elemento muy abundante en la corteza terrestre, se encuentra en grandes cantidades combinado en forma de sulfuros (pirita, galena) y de sulfatos (aljez). En forma nativa se encuentra en las cercanías de aguas termales, zonas volcánicas y en minas de cinabrio, galena, esfalerita y estibina, y en Luisiana (Estados Unidos, primer productor mundial) se extrae mediante el proceso Frasch consistente en inyectar vapor de agua sobrecalentado para fundir el azufre que posteriormente es bombeado al exterior utilizando aire comprimido.También se obtiene separándolo de gas natural, si bien su obtención anteriormente era a partir de depósitos de azufre puro impregnado en cenizas volcánicas (Italia, y más recientemente Argentina).

Tambi√©n est√° presente, en peque√Īas cantidades, en combustibles f√≥siles (carb√≥n y petr√≥leo) cuya combusti√≥n produce di√≥xido de azufre que combinado con agua produce la lluvia √°cida; para evitarlo las legislaciones de los pa√≠ses industrializados exigen la reducci√≥n del contenido de azufre de los combustibles, constituyendo este azufre, posteriormente refinado, un porcentaje importante del total producido en el mundo. Tambi√©n se extrae del gas natural que contiene sulfuro de hidr√≥geno que una vez separado se quema para obtener azufre:

2 H2S + O2 ‚Üí 2 S + 2 H2O

El color distintivo de √ćo, la luna volc√°nica de J√ļpiter, se debe a la presencia de diferentes formas de azufre en estado l√≠quido, s√≥lido y gaseoso. El azufre se encuentra, adem√°s, en varios tipos de meteoritos, y se cree que la mancha oscura que puede observarse cerca del cr√°ter lunar Aristarco puede ser un dep√≥sito de azufre.

Compuestos

Muchos de los olores desagradables de la materia orgánica se deben a compuestos de la materia que contienen azufre como el sulfuro de hidrógeno. Disuelto en agua es ácido (pKa1 = 7,00, pKa2 = 12,92) y reacciona con los metales. Los sulfuros metálicos se encuentran en la naturaleza, sobre todo el de hierro (pirita) que puede presentar resistencia negativa y la galena, sulfuro de plomo que es un semiconductor natural que fue usado como rectificador.

El nitruro de azufre polímero (SN)x, sintetizado en 1975 por Alan G. MacDiarmid y Alan J. Heeger, presenta propiedades metálicas, a pesar de estar constituido por no metales, e inusuales propiedades eléctricas y ópticas. Este trabajo sirvió de base para el posterior desarrollo, con Hideki Shirakawa, de plásticos conductores y semiconductores que motivó la concesión del Nobel de Química, en 2000, a los tres investigadores.

Los √≥xidos m√°s importantes son el di√≥xido de azufre, SO2 (formado por la combusti√≥n del azufre) que en agua forma una soluci√≥n de √°cido sulfuroso, y el tri√≥xido de azufre, SO3, que en soluci√≥n forma el √°cido sulf√ļrico; siendo los sulfitos y sulfatos las sales respectivas.

Isotopía

Se conocen 18 isótopos del azufre, cuatro de los cuales son estables: S-32 (95,02%), S-33 (0,75%), S-34 (4,21%) y S-36 (0,02%). Aparte del S-35, formado al incidir la radiación cósmica sobre el argón-40 atmosférico y que tiene un periodo de semidesintegración de 87 días, los demás isótopos radiactivos son de vida corta.

Precauciones

El disulfuro de carbono, el sulfuro de hidrógeno (sulfhídrico), y el dióxido de azufre deben manejarse con precaución.

El sulfhídrico y algunos de sus derivados, los mercaptanos, son bastante tóxicos (más que cianuro). Aunque muy maloliente incluso en concentraciones bajas, cuando la concentración se incrementa el sentido del olfato rápidamente se satura o se narcotiza desapareciendo el olor por lo que a las víctimas potenciales de la exposición les puede pasar desapercibida su presencia en el aire hasta que se manifiestan sus efectos, posiblemente mortales.

El dióxido de azufre reacciona con el agua atmosférica para producir la lluvia ácida. Irrita las mucosidades y los ojos y provoca tos al ser inhalado.

Los vapores del √°cido sulf√ļrico pueden provocar hemorragias en los pulmones, llen√°ndolos de sangre con la consiguiente asfixia.

El azufre en las artes pl√°sticas

En la orfebrería el uso del azufre está ampliamente extendido, en particular para la oxidación de la plata, es decir, para la creación de la pátina (de color negro).

Existen varias t√©cnicas para este fin, una de √©stas es mezclar azufre en polvo con una materia grasa -vaselina, aceite-, aplicar el ung√ľento sobre la pieza de plata y, mediante el uso de un soplete, calentar el metal y la mezcla, hasta que obtenga un color negruzco. Posteriormente, lavar con agua y jab√≥n neutro. El patinado es duradero.

De igual manera se puede patinar la plata con Sulfato de Potasio y agua....

Enlaces externos


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