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Propiedades químicas del azufre
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Elemento químico, S,
de número atómico 16. Los isótopos estables conocidos y sus porcentajes
aproximados de abundancia en el azufre natural son éstos: 32S
(95.1%); 33S (0.74%); 34S (4.2%) y 36S (0.016%).
La proporción del azufre en la corteza terrestre es de 0.03-0.1%. Con
frecuencia se encuentra como elemento libre cerca de las regiones volvánicas
(depósitos impuros). Propiedades: Los alótropos del
azufre (diferentes formas cristalinas) han sido estudiados ampliamente, pero
hasta ahora las diversas modificaciones en las cuales existen para cada
estado (gas, líquido y sólido) del azufre elemental no se han dilucidado por
completo. El azufre rómbico, llamado también azufre y
azufre alfa, es la modificación estable del elemento por debajo de los 95.5ºC
(204ºF, el punto de transición), y la mayor parte de las otras formas se
revierten a esta modificación si se las deja permanecer por debajo de esta
temperatura. El azufre rómbico es de color amarillo limón, insoluble en agua,
ligeramente soluble en alcohol etílico, éter dietílico y benceno, y es muy
soluble en disulfuro de carbono. Su densidad es 2.07 g/cm3 (1.19
oz/in3) y su dureza es de 2.5 en la escala de Mohs. Su fórmula
molecular es S8. El azufre monoclínico, llamado también
azufre prismático y azufre beta, es la modificación estable del elemento por
encima de la temperatura de transición y por debajo del punto de
fusión. El azufre fundido se cristaliza en prismas
en forma de agujas que son casi incoloras. Tiene una densidad de 1.96 g/cm3
(1.13 oz/in3) y un punto de fusión de 119.0ºC (246.7ºF). Su fórmula molecular
también es S8. El azufre plástico, denominado también
azufre gamma, se produce cuando el azufre fundido en el punto de ebullición
normal o cerca de él es enfriado al estado sólido. Esta froma es amorfa y es
sólo parcialmente soluble en disulfuro de carbono. El azufre líquido posee la propiedad notable
de aumentar su viscosidad si sube la temperatura. Su color cambia a negro
rojizo oscuro cuando su viscosidad aumenta, y el oscurecimiento del color y
la viscosidad logran su máximo a 200ºC (392ºF). Por encima de esta
temperatura, el color se aclara y la viscosidad disminuye. En le punto normal de ebullición del
elemento (444.60ºC u 832.28ºF) el azufre gaseoso presenta un color amarillo
naranja. Cuando la temperatura aumenta, el color se torna rojo profundo y
después se aclara, aproximadamente a 650º (202ºF), y adquiere un color
amarillo paja. El azufre es un elemento activo que se
combina directamente con la mayor parte de los elementos conocidos. Puede
existir tanto en estados de oxidación positivos como negativos, y puede forma
compuestos iónicos así como covalentes y covalentes coordinados. Sus empleos
se limitan principalmente a la producción de compuestos de azufre. Sin
embargo, grandes cantidades de azufre elemental se utilizan en la
vulcanización del caucho, en atomizadores con azufre para combatir parásitos
de las plantas, en la manufactura de fertilizantes artificiales y en ciertos
tipos de cementos y aislantes eléctricos, en algunos ungüentos y medicinas y
en la manufactura de pólvora y fósforos. Los compuestos de azufre se emplean
en la manufactura de productos químicos, textiles, jabones, fertilizantes,
pieles, plásticos, refrigerantes, agentes blanqueadores, drogas, tintes,
pinturas, papel y otros productos. Compuestos principales: El sulfuro de hidrógeno
(H2S) es el compuesto más importante que contiene sólo hidrógeno y
azufre. Es un gas incoloro que tiene un olor fétido (semejante al de los
huevos podridos) y es muchísimo más venenoso que el monóxido de carbono, pero
se advierte su presencia (por su olor) antes de que alcance concentraciones
peligrosas. Los sulfuros metálicos pueden clasificarse
en tres categorías: sulfuros ácidos (hidrosulfuros, MHS, donde M es igual a
un ion metálico univalente), sulfuros normales (M2S) y
polisulfuros (M2S3). Otros sulfuros son los compuestos
de carbono-azufre y los compuesto que contienen enlaces carbono-azufre.
Algunos compuestos importantes son: disulfuro de carbono, CS2,
líquido que es un disolvente excelente del azufre y del fósforo elemental;
monosulfuro de carbono, CS, gas inestable formado por el paso de una descarga
eléctrica a través del disulfuro de carbono; y oxisulfuro de carbono, SCO,
constituido por monóxido de carbono y azufre libre a una temperatura
elevada. Los compuestos de nitrógeno-azufre que han
sido caracterizados son el nitruro de azufre, N4S4 (llamado también
tetrasulfuro de tetranitrógeno), disulfuro de nitrógeno, NS2, y el
pentasulfuro de nitrógeno, N2S5, que pueden ser
denominados más propiamente nitruros debido a la gran electronegatividad del
nitrógeno, aunque en la literatura se les llama casi siempre
sulfuros. Los compuestos de fósforo-azufre que se han
caracterizado son P4S3, P4S5, P4S7
y P4S10. Los cuatro son materiales cristalinos,
amarillos y se utilizan en la conversión de compuestos orgánicos oxidados
(por ejemplo, alcoholes) en los correspondientes análogos de
azufre. Los óxidos de azufre que han sido
caracterizados tienen las fórmulas SO, S2O3, SO2,
SO3, S2O7 y SO4. El dióxido de
azufre, SO2, y el trióxido de azufre, SO3, son de mayor
importancia que los otros. El dióxido de azufre puede actuar como agente
oxidante y como agente reductor. Reacciona con el agua para producir una
solución ácida (llamada ácido sulfuroso), iones bisulfito (HSO3-)
y sulfito (SO32-). El dióxido de emplea como gas
refrigerante como desinfectante y conservador, así como agente blanqueador, y
en el refinado de productos de petróleo. Sin embargo, su uso principal está
en la manufactura de trióxido de azufre y ácido sulfúrico. El trióxido de
azufre se utiliza principalmente en la preparación del ácido sulfúrico y
ácidos sulfónicos. Aunque se conocen sales (o ésteres) de todos
los oxiácidos, en muchos casos el ácido mismo no ha sido aislado a causa de
su inestabilidad. El ácido sulfuroso no se conoce como sustancia pura. El
ácido sulfúrico (H2SO4) es un líquido viscoso,
incoloro, con un punto de fusión de 10.31ºC (50.56ºF). Es un ácido fuerte en
agua y reacciona con la mayor parte de los metales tanto diluido como
concentrado. El ácido concentrado es un poderoso agente oxidante,
especialmente a temperaturas elevadas. El ácido pirosulfúrico (H2S2O7)
es un excelente agente sulfonante y pierde trióxido de azufre cuando se
calienta. También reacciona vigorosamente con agua, liberando gran cantidad
de calor. Se conocen los ácidos persulfúricos (el ácido peroximonosulfúrico,
H2SO5, llamado ácido de Caro, y el ácido
peroxidisulfúrico, H2S2O8, llamado ácido de
Marshall), así como las sales. Se conocen los ésteres y halógenos de ácidos
sulfénicos. Los ácidos sulfínicos se forman por la reducción de los cloruros
de ácido sulfónico con zinc o por la reacción con reactivos de Grignard sobre
dióxido de azufre en solución etérea. Los ácidos sulfónicos (alquil) se
preparan al oxidar mercaptanos (RSH) o sulfuros alquílicos con ácido nítrico
concentrado, por el tratamiento de sulfitos con haluros de alquilo o por la
oxidación de ácidos sulfínicos. Otros compuestos orgánicos importantes que
contienen oxígeno-azufre incluyen los sulfóxidos, R2SO (que pueden
ser considerados como derivados del ácido sulfuroso), y las sulfonas, R2SO2
(del ácido sulfúrico). Derivados halogenados importantes del ácido
sulfúrico son los halogenuros orgánicos de sulfonilo y los ácidos
halosulfónicos. Los compuestos de halógenos-azufre que han sido bien
caracterizados son S2F2 (monosulfuro de azufre), SF2,
SF4, SF6, S2F10, S2Cl2
(monoclururo de azufre), SCl2. SCl4 y S2Br2
(monobromuro de azufre). Los cloruros de azufre se utilizan en la manufactura
comercial del hule y los monocloruros, que son líquidos a la temperatura
ambiente, se emplean también como disolventes para compuestos orgánicos,
azufre, yodo y ciertos compuestos metálicos. Efectos del azufre
sobre la salud El azufre se puede encontrar frecuentemente en
la naturaleza en forma de sulfuros. Durante diversos procesos se añaden al
medio ambiente enlaces de azufre dañinos para los animales y los hombres.
Estos enlaces de azufre dañinos también se forman en la naturaleza durante
diversas reacciones, sobre todo cuando se han añadido sustancias que no están
presentes de forma natural. Los compuestos del azufre presentan un olor
desagradable y a menudo son altamente tóxicos. En general las sustancias
sulfurosas pueden tener los siguientes efectos en la salud humana:
Efectos ambientales del azufre El azufre puede encontrarse
en el aire en varias formas diferentes. Puede provocar irritaciones
en los ojos y garganta de los animales, cuando la toma tiene lugar a
través de la inhalación del azufre en su fase gaseosa. El azufre se
aplica extensivamente en las industrias y es emitido al aire, debido
a las limitadas posibilidades de destrucción de los enlaces de azufre
que se aplican. Volver a la tabla periódica de los
elementos. |
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