Este documento describe las propiedades y usos del azufre. El azufre es un elemento químico blando, amarillo y frágil que se encuentra de forma natural en la corteza terrestre. Tiene varias formas alotrópicas y se utiliza para producir ácido sulfúrico, fertilizantes y otros compuestos químicos importantes.
3. Tiene un color amarillo.
Características Es blando, frágil, ligero.
Desprende un olor
característico a huevo
podrido al mezclarse con
hidrógeno y arde con llama
de color azul
desprendiendo dióxido de
azufre.
Es insoluble en agua pero
se disuelve en disulfuro de
carbono.
Azufre elemental se presenta
en varias formas alotrópicas,
su estructura básica es un
anillo de ocho átomos.
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4. Abundancia
Elemento muy abundante en la
corteza terrestre
Se encuentra en grandes cantidades
combinado en forma de sulfuros (pirita
(más importantes FeS), Galena (PbS)) y de
sulfatos (yeso) (CaSO . 2H O)
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En forma nativa se encuentra en las
cercanías de aguas termales, zonas
volcánicas y en menas de
cinabrio(HgS), galena, esfalerita y
estibina (Sb S )
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5. Aspectos Generales
Símbolo :S
Número atómico : 16
Masa atómica : 32.07
Abundancia
Cósmica : 5,7
Terrestre (ppm) : 260
Mar (ppm) : 870
Estado a 20°C : Sólido
Isotopos :
32S (95,02%)
33S (0.75%)
34S (4,21%)
36S (0,02%) 5
6. PROPIEDADES ATÓMICAS
Peso atómico 32,065 uma
Radio atómico calculado 88 ppm
Configuración electrónica [Ne]3s2 3p4
Estados de oxidación ±2,4,6 (ácido fuerte)
Estructura cristalina Ortorrómbica
Estado de la materia sólido
Punto de fusión 388,36 K
Punto de ebullición 717,87 K
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7. Formas Alotrópicas
1. Azufre rómbico (Sα)
Forma estable termodinámicamente a temperatura
por debajo de 95.5°C, su estructura básica está
formada por dieciséis anillos de ocho átomos.
Sólido cristalino, amarillo, insípido e incoloro,
insoluble en agua pero soluble en sulfuro de
carbono.
2. Azufre monoclínico (Sβ)
Se forma a partir del anterior por encima de
95.5°C, su estructura básica está formada por seis
anillos de ocho átomos, es amarillo, insoluble en
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8. 3. Azufre ciclooctaazufre (Sλ)
Se forma por encima de 118,9°C, líquido
transparente, fluido, amarillo pálido, está
formado por anillos de ocho átomos, soluble
en sulfuro de carbono.
4. Azufre polimérico (Sμ )
Se origina cuando aumenta la temperatura a
159°C, color marrón oscuro, muy viscoso,
estructura de largas cadenas helicoidales, su
viscosidad alcanza al máximo de 180°C,
insoluble en sulfuro de carbono, a 444,6°C
entra en ebullición, el vapor de azufre es
amarillo o naranja según la temperatura.
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9. 5. Azufre amorfo o plástico:
Fundido sobre enfriado, color marrón
claro que se forma al enfriar
súbitamente el azufre líquido.
Está formado por λ azufre y el azufre
es soluble en piridina, al endurecerse
se transforma en µ azufre, estructura
helicoidal con ocho átomos por espiral.
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11. Obtención del Azufre
PROCESO DE FRASCH
Consiste en que se
insertan tres tubos
concéntricos en una
perforación hecha en el
depósito de azufre, por el
tubo exterior se inyecta
agua sobrecalentada, lo
que provoca la fusión del
azufre, el aire comprimido
provoca la expulsión del
azufre a través del tubo
intermedio, tiene una
pureza de aprox. de
99.5%
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13. Obtención del Azufre
Otra fuente de azufre son los depósitos de
gas natural , los cuales contienen grandes
cantidades de H2S (15-20%).
La producción de azufre a partir de H2S se
lleva a cabo por el proceso Claus.
El sulfuro de hidrógeno se extrae del gas
burbujeando el gas natural a través de
etanolamina, un solvente orgánico básico.
La solución se remueve y se le aumenta la
temperatura para evaporar el sulfuro de
hidrógeno.
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14. Obtención del Azufre
El sulfuro de hidrógeno se mezcla con el
oxígeno para producir dióxido de azufre. El
dióxido de azufre reacciona con el sulfuro de
hidrógeno remanente para producir azufre
elemental.
El 53% de la producción mundial del azufre
se produce como subproducto del gas
natural por el método Claus, cerca del 23%
por el método Frasch y el 18% se obtiene
calentando el mineral pirita (FeS2).
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15. COMPUESTOS DEL AZUFRE
El azufre tiene dos óxidos importantes: el dióxido de
azufre (SO2) y el trioxido de azufre (SO3). El dióxido de
azufre se forma cuando se quema en el aire.
S (s) + O2 (g) SO2 (g)
El dióxido de azufre es un óxido ácido que reacciona
con el agua.
SO2 (g) + H2O (l) H+ (ac) + HSO3 (ac)
El trióxido de azufre, SO3, que en solución forma el ácido sulfúrico; siendo
los sulfitos y sulfatos las sales respectivas. 15
16. Sulfuro de hidrógeno
ácido sulfhídrico
Gas que huele a huevos podridos.
Es un gas incoloro, extremadamente
tóxico
El sulfuro de hidrógeno es producido
por bacterias anaeróbicas. Se prepara
en el laboratorio tratando un sulfuro
metálico con ácido clorhídrico diluido.
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17. Sulfuros
Unicamente con los elementos de los
metales del grupo 1 y 2 y con el
aluminio se forman sulfuros solubles.
Piritas (más importantes FeS)
Galena (PbS)
Blenda (ZnS)
Cinabrio (HgS)
Estibinita (Sb2S3)
Yeso (CaSO4 . 2H2O)
Sal de epson (MgSO4 . 7H2O)
Celestina (SrSO4)
Baritina (BaSO4)
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18. El sulfuro de sodio es el sulfuro de
mayor demanda actualmente.
Se utiliza para remover los pelos de
las pieles en el proceso de curtido.
Entre 105 y 106 tons se producen al
año por la reducción a temperatura
alta del sulfato de sodio con coque
(carbón).
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19. Otros sulfuros de uso comercial son
El sulfuro de selenio (SeS2), que se utiliza
para los shampoo anticaspa.
El sulfuro de molibdeno (MoS ) que se usa
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como lubricante para superficies
metálicas.
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20. Óxidos de azufre
El más común es el dióxido de azufre,
Es un gas denso, sin color y tóxico, de
sabor ácido. Los niveles tolerables por los
humanos son alrededor de 5 ppm, pero
las plantas empiezan a sufrir con 1 ppm.
El sabor ácido se debe a la reacción en la
lengua del SO2 para dar ácido sulfuroso.
El SO2 es reductor.
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21. Acido Sulfúrico
El ácido sulfúrico es un líquido denso,
aceitoso, que se congela a los 10.4°C.
Se mezcla con agua en forma muy
exotérmica.
La molécula contiene un arreglo
tetraédrico de los átomos de oxígeno
alrededor del átomo de azufre.
Lo corto de los enlaces y las energías
grandes de éstos sugieren un carácter
de doble enlace con los oxígenos
terminales.
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22. Hexafloruro de azufre
Gas sin color, sin
olor y no-reactivo.
Cerca de 6500
tons. se producen
al año, quemando
azufre fundido en
gas fluor.
Se utiliza como
agente aislante en
sistemas de alto
voltaje.
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23. Producción Industrial del Ácido
Sulfúrico
El ácido sulfúrico se sintetiza en
grandes cantidades.
Las rutas sintéticas son todas a través
del dióxido de azufre (SO2).
A su vez el dióxido de azufre se
produce, quemando azufre fundido en
aire seco.
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24. Es difícil oxidar el dióxido de azufre más,
por lo que deberá usarse un catalizador.
∆
400-500°C
Todos los pasos en el proceso son exotérmicos. El proceso de convertir el azufre
elemental a ácido sulfúrico, produce 535 kJ/mol de calor.
Una característica de una plante de producción de ácido sulfúrico es el contar con una
forma de aprovechar este calor, ya sea como calentamiento directo o para la producción de
electricidad.
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25. Usos del ácido sulfúrico
Manufactura de fertilizantes (sulfato
de amonio).
Manufactura de pinturas, pigmentos y
detergentes sulfonados.
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26. Aspectos Biológicos
Papel biológico: Esencial para todos los seres
vivos
Nivel en humanos: (ppm)
* Músculo : 5.000 – 11.000
* Hueso : 500 – 2.400
* Sangre : 1.800
* Ingesta diaria (mg) : 850 - 930
* Toxicidad : No tóxico
* Cantidad media en persona 70 Kg. peso: 140 g.
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27. ALIMENTOS
Se encuentra en
legumbres, coles,
espárragos, puerros,
ajos, cebollas, pescados,
quesos y yema de huevo;
a diferencia del
inorgánico, el azufre de
los alimentos no es tóxico
y su exceso se elimina
con la orina; su déficit
retrasa el crecimiento. 27
28. Funciones
Cumple fisiológicamente algunas funciones importantes, además
de constituir distintas sustancias vitales, éstas son:
Forma parte constituyente de las proteínas (cistina,
cisteína, metionina).
Forma parte de las vitaminas (biotina).
Es constituyente de las distintas enzimas con el sulfidrilo
como grupo activo, que actúan en el ciclo de los hidratos
de carbono y en los lípidos.
Interviene en los mecanismos de óxido-reducción de las
células.
Interviene en la estructura terciaria de las proteínas; las
proteínas se ordenan en grandes cadenas moleculares, el
azufre ayuda a la constitución de estas macromoléculas
además de formar parte de los aminoácidos.
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29. Deficiencias del Azufre
En el Suelo:
La deficiencia de azufre se En la Planta:
observa en suelos pobres en Cuando el azufre se
materia orgánica, suelos
arenosos franco arenosos. encuentra en escasa
concentración para las
Una deficiencia de azufre en el plantas se altera los
suelo puede traer una procesos metabólicos y
disminución de la fijación de la síntesis de proteínas.
nitrógeno atmosférico que La insuficiencia del
realizan las bacterias, trayendo
consecuentemente una azufre influye en le
disminución de los nitratos en el desarrollo de las plantas.
contenido de aquél.
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30. APLICACIONES DEL AZUFRE
En medicina, el uso de las sulfamidas y su
utilización en numerosas pomadas tópicas.
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
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31. APLICACIONES DEL AZUFRE
La sal tiosulfato de sodio, Na2S2O3·5H2O
(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.
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32. Efectos del Azufre sobre la salud
El azufre se puede encontrar frecuentemente en la naturaleza en forma
de sulfuros.
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 neurológicos y cambios comportamentales
Alteración de la circulación sanguíneas
Daños cardiacos
Efectos en los ojos y en la vista
Fallos reproductores
Daños al sistema inmunitario
Desórdenes estomacales y gastrointestinales
Daños en las funciones del hígado y los riñones
Defectos en la audición
Alteraciones del metabolismo hormonal
Efectos dermatológicos
Asfixia y embolia pulmonar
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35. La Lluvia Ácida
Combustión
del Carbón
SO2 Dióxido de Azufre
Combustión NO2 Dióxido de Nitrógeno
Derivado del petróleo
N2SO4 Ácido Sulfúrico
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HNO3 Ácido Nítrico
36. Daños de la Lluvia Ácida
Bosque Dañado
Follaje desigual y ralo
incapaz de realizar la
fotosíntesis.
Lago sin vida
El ácido altera el delicado
equilibrio de los ecosistemas
terrestre y acaba por destruir
todos los organismos.
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