Azufre

I. MARCO TEÓRICO

Estado natural y obtención:

El azufre esta ampliamente distribuido en la naturaleza, como elemento, como H2

S y

SO2, en numerosos metales de sulfuros y sulfatos tales como la anhidrita (CaSO4), etc.

Esta presente en el petróleo crudo, en el carbón y en el gas natural como H2

S; de aquí se

recupera en grandes cantidades según la reacción

2H2

S + SO2 3S + 2H2

O

En Luisiana y Texas en los Estados Unidos existen grandes depósitos de azufre a 300

metros de profundidad. Para su extracción se utiliza el método de Frasch que consiste en

la inyección de agua sobrecalentada o vapor, teniendo en cuenta que el azufre funde a

poco más que la temperatura de ebullición del agua pero menor al de el

sobrecalentamiento de la misma. El azufre se funde y luego se lo extrae inyectando aire

a presión. Luego el azufre es bombeado a silos de madera donde se solidifican en

bloques, el azufre obtenido es de una pureza de hasta 99% por que las impurezas quedan

en el yacimiento.

Variedades alotrópicas:

Azufre rómbico: Todas las modificaciones del azufre cristalino contienen

a) anillos de azufre, que pueden tener de 6 a 20 átomos de azufre, y se conocen como

ciclohexa-, cicloocta-, etc. –azufre

b) cadenas de átomos de azufre conocidas como cadena-azufre (S∞).

1. Ciclooctaazufre (S 8). Esta es la forma más frecuente y tiene tres formas alotrópicas

(en forma cristalina): Sα Sβ Sγ.

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Laboratorio de Química Inorgánica 1 Azufre y Sulfuros________________________________________________________

Azufre ortorrombico (Sα). Es la más estable de termodinámicamente, y se presenta en

forma de grandes cristales amarillos en las áreas volcánicas. Se puede hacer crecer en

soluciones, aunque los cristales contendrán parte del solvente. El Sα se convierte en su

forma de alta temperatura, azufre monoclínico (Sβ). La entalpía de transición es baja

(0.4 kj átomo-g¹-

a 95.5°c) siendo el proceso lento; de tal manera que se puede alcanzar

el punto de fusión del Sα (112.8°) por calentamiento rápido del Sα; el Sβ funde a 119°.

El Sβ monoclínico cristaliza del azufre fundido, y a pesar de que hay una lenta

conversión al Sα, se pueden conservar los cristales durante varias semanas.

Azufre monoclínico (Sγ, p.f. 106.8°) Se obtiene por descomposición del etil xenatato de

cobre (I) en piridina. Se transforma lentamente en Sß y/o Sα, pero es estable en la

región de 95-115°. Contiene anillas de S8 de corona.

2. Ciclohexaazufre (S6). Es azufre romboédrico (Sρ) que se obtiene por la siguiente

reacción en éter.

S2

Cl + H2

S4

S6 + 2HCl

o por adición de Hcl concentrado a una solución de Na2

S2

O3 a -10°. Se descompone con

bastante rapidez y, químicamente, es mucho mas reactivo que el S8 debido a que el

anillo esta más tensionado; las reacciones se pueden ver profundamente afectadas por

las impurezas y la luz.

Azufre líquido. No se sabe que ocurre cuando se funde el S8, aunque es indudable que

depende mucho del nivel de impurezas.

Al fundirse el S8, primero se genera un líquido móvil, transparente y de color amarillo,

que cambia a café, aumentando cada vez más su viscosidad alrededor de 160°. La

viscosidad llega a su máximo aproximadamente a los 200°, a partir de allí disminuye

hasta su punto de ebullición, 444.60°, el azufre vuelve a ser un liquido rojo oscuro, muy

móvil.

Vapor de azufre. El vapor de azufre contiene, además del S8, S3, S4, S5, S7 y

probablemente otras especies Sn en un equilibrio que depende de la temperatura. A altas

temperaturas predominan las moléculas de S2; por encima de los 2200° y a presiones

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Laboratorio de Química Inorgánica 2 Azufre y Sulfuros________________________________________________________

por debajo de 10-

7, predominan los átomos de azufre. La especie S2 se puede enfriar

rápidamente en nitrógeno liquido para dar un solidó de intenso color, inestable por

encima de -80° y que contiene moléculas de S2. Estas moléculas tienen dos electrones

no apareados.

II. PARTE EXPERIMENTAL

I. Estados Alotrópicos del Azufre

a. Azufre plástico

- En un tubo de ensayo agregamos azufre ortorrómbico (color amarillo) y lo

calentamos en la llama del mechero hasta que se funda, el azufre fundido a

160°C – 200 °C menos viscoso se vierte en agua fría, se solidifica

transformándose en una masa blanda de color anaranjado oscuro, de naturaleza

plástica, no es soluble en disulfuro de carbono.

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Laboratorio de Química Inorgánica 3 Azufre y Sulfuros________________________________________________________

Agua

Amarillo marron

Amarillo limon

Rojo

Azufre Plastico

b. Azufre Monoclínico

- Calentamos en un tubo de ensayo azufre ortorrómbico pero con la diferencia que

no debemos dejar que oscurezca (a una temperatura aproximada de 95°C)

- Luego lo echamos sobre un papel filtro y dejamos enfriar lentamente.

- Se presenta el azufre monoclínico por su forma de largas agujas prismáticas de

color amarillo oscuro, pero no es estable.

Amarillo marron

Aguja monoclinica

95.5’C

Evitar que se

oscurescaqqz

Amarillo

Azufre Monoclinico

c. Azufre Coloidal

- A un tubo de ensayo echamos Na2

S2

O3(s) (cristales blancos), agregamos luego

HCl diluido, observamos que se forma el azufre coloidal que es color amarillo y

se encuentra en estado líquido.

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Laboratorio de Química Inorgánica 4 Azufre y Sulfuros________________________________________________________

Hcl Diluido

Azufre coloidal Na SO 22 3 Solido

Azufre Coloidal

Propiedades reductoras del azufre

- En un tubo de ensayo echar azufre (ortorrómbico) y HNO3, calentar en la llama

del mechero, observándose

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