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Química descriptiva del azufre

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    Química descriptiva del azufre Química descriptiva del azufre Presentation Transcript

    • QUÍMICA DESCRIPTIVA DEL AZUFRE Departamento de Física y Química
    • El azufre : un poco de historia
      • El azufre se conoce desde tiempos remotos; con el nombre de “piedra inflamable” es mencionado en la Biblia.
      • Los vapores producidos en su combustión eran utilizados por romanos y griegos para blanquear telas.
      • En un tiempo se le suministraba a los niños creyendo que era bueno para su salud (en los huevos y en los productos lácteos se encuentran compuestos de azufre esenciales en nuestra dieta).
    • El azufre en la naturaleza
      • En estado libre se encuentra en las regiones volcánicas como sólido de color amarillo pálido, inodoro e insípido.
      • También se puede encontrar mezclado con yeso y piedra pómez.
      • Aún más ampliamente distribuido se encuentra en combinación:
      • 1- Con metales en forma de sulfuros metálicos: galena, PbS; la esfalerita, ZnS; la calcopirita, (CuFeS 2 ); el cinabrio, HgS; la estibina, Sb 2 S 3 , y la pirita de hierro, FeS 2.
      • 2- Formando sulfatos: la baritina, BaSO 4 ; la celestina, SrSO 4 , y el yeso, CaSO 4 ·2H 2 O.
      • 3- Como sulfuro de hidrógeno en las aguas sulfurosas de ciertos manantiales.
    • Estructura atómica y molecular
      • Elemento no metálico que se encuentra en el tercer periodo y en el grupo 16 del sistema periódico (anfígenos). Su configuración electrónica acaba en 3s 2 3p 6 .
      • La mayoría de las especies moleculares del azufre están constituidas por cadenas o anillos con enlaces simples entre los átomos (alotropía del azufre: distintas formas físicas):
      • 1.- A la P y Tª ordinarias la forma estable es el azufre rómbico, sólido cristalino amarillo formado por moléculas S 8 . A una Tª de 95,5 ºC se transforma en monoclínico, largas agujas transparentes también formadas por S 8 .
      • 2.- En estado líquido el azufre contiene tres clases de moléculas: S  (moléculas S 8 ), S  (moléculas S 4 ) y S  (largas cadenas de más de 100 átomos con forma helicoidal).
      • La serie completa de cambios que experimenta el S al calentarse se representa:
      • 95,5ºC 119ºC – 444ºC 1000ºC >1000ºC
      • S rómbico ↔ S monoclínico ↔ S  ↔ S  ↔ S  ↔ S 4  ↔ S 2  ↔ S
      • Propiedades físicas
      • 1- El azufre presenta diferentes formas alotrópicas. La más estable es el azufre rómbico, un sólido cristalino de color amarillo con una densidad de 2,06 g/cm 3 .
      • 2- Todas las formas de azufre son insolubles en agua, y las formas cristalinas son solubles en disulfuro de carbono.
      • 3- Tiene tres isótopos S-32, S-33 y S-34, siendo el más abundante el primero (95,1%).
      • 4- Sus puntos de fusión y de ebullición son: 112,8 ºC (r) ó 119 ºC (m) y 444,6 ºC.
      • 5- Tiene una electronegatividad alta, con gran tendencia a captar 2 electrones.
      • Propiedades químicas
      • 1- Se combina directamente con mayoría de los elementos para formar sulfuros. Ej:Con el hidrógeno forma H 2 S (gas venenoso e incoloro, con olor a huevo podrido); arde en el aire con formación del SO 2 (gas pesado e incoloro, con un característico olor sofocante); con aire húmedo se oxida lentamente a ácido sulfúrico. Con carbono al rojo vivo forma CS 2 . Con los halógenos forma el correspondiente haluro SCl 2 .
      • 2- Se une a todos los metales con excepción del oro y del platino.
      Propiedades físicas y químicas
    • Obtención I
      • 1- La fuente más directa y más barata son los yacimientos en los que se encuentra nativo, de donde se extrae mediante fusión.
      • 2- En Sicilia la piedra pómez se amontona en un suelo inclinado y se enciende. El azufre se funde y se acumula en la parte baja del horno. Se lleva a moldes de madera en los que solidifica formando el azufre en cañón . Se puede purificar por destilación haciendo pasar los vapores por una gran cámara de ladrillo donde se condensa en las paredes formando un azufre muy fino denominado flor de azufre .
    • Obtención II
      • 3- A partir del H 2 S que se encuentra en el gas natural y el gas de hulla:
      • 4- A partir del SO 2 que se produce en la tostación de sulfuros minerales:
      • SO 2 + C  CO 2 + S
    • 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. El ácido sulfúrico es uno de los productos químicos industriales más importantes
      • 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 exterminar cierto tipo de hongos de árboles frutales y de la vid.
      • Puro en forma de barras finas denominadas pajuelas, provistas de mecha de algodón, se quema para fumigar recipientes destinados a la conservación de vino y cerveza, eliminando microorganismos e insectos.
      • La sal tiosulfato de sodio, Na 2 S 2 O 3 ·5H 2 O, 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.
    • Ácido sulfúrico
      • Es un ácido inorgánico fuerte y barato, imprescindible en la Industria Química (primer producto de la Industria Química Inorgánica) y se utiliza como medida de la potencia químico-industrial de un país.
      • Comercialización: como ácido monohidrato de concentración 98%-99% ó como óleum (solución de SO 3 en H 2 SO 4 )
      • Aplicaciones: para la fabricación de fertilizantes, explosivos, detergentes, fibras sintéticas y decapado de metales.
      • Producción: En resumen se obtiene mediante dos pasos:
      • 1- Oxidación del SO 2 :
      • SO 2 + ½ O 2  SO 3
      • 2- Hidratación del SO 3 :
      • SO 3 + H 2 O  H 2 SO 4
    • Ácido sulfúrico – Métodos de Obtención I
      • Método de las cámaras de plomo
    • Ácido sulfúrico – Métodos de Obtención II
      • Método de Contacto