Schwefel ist ein nichtmetallisches Element mit dem chemischen Symbol S und der Ordnungszahl 16. Reiner Schwefel ist ein gelbes Kristall, auch als Schwefel oder gelber Schwefel bekannt. Elementarer Schwefel ist in Wasser unlöslich, in Ethanol schwerlöslich und in Kohlenstoffdisulfid (CS₂) leicht löslich.2.
1. Physikalische Eigenschaften
- Schwefel ist typischerweise ein blassgelber Kristall, geruchlos und geschmacklos.
- Schwefel besitzt viele Allotrope, die alle aus S bestehen.8cyclische Moleküle. Die häufigsten sind orthorhombischer Schwefel (auch rhombischer Schwefel, α-Schwefel genannt) und monokliner Schwefel (auch β-Schwefel genannt).
- Orthorhombischer Schwefel ist eine stabile Schwefelform. Beim Erhitzen auf etwa 100 °C kann er zu monoklinem Schwefel abgekühlt werden. Die Umwandlungstemperatur zwischen orthorhombischem und monoklinem Schwefel liegt bei 95,6 °C. Orthorhombischer Schwefel ist die einzige bei Raumtemperatur stabile Schwefelform. Seine reine Form ist gelbgrün (der im Handel erhältliche Schwefel erscheint aufgrund von Spuren von Cycloheptaschwefel gelber). Orthorhombischer Schwefel ist in Wasser unlöslich, besitzt eine geringe Wärmeleitfähigkeit und ist ein guter elektrischer Isolator.
- Monokliner Schwefel besteht aus unzähligen nadelförmigen Kristallen, die nach dem Schmelzen von Schwefel und dem Abgießen der überschüssigen Flüssigkeit zurückbleiben. Orthorhombischer Schwefel sind Varianten des elementaren Schwefels bei unterschiedlichen Temperaturen. Monokliner Schwefel ist nur oberhalb von 95,6 °C stabil und wandelt sich bei dieser Temperatur langsam in orthorhombischen Schwefel um. Der Schmelzpunkt von orthorhombischem Schwefel liegt bei 112,8 °C, der von monoklinem Schwefel bei 119 °C. Beide sind in CS₂ sehr gut löslich.2.
- Es gibt auch elastischen Schwefel. Elastischer Schwefel ist ein dunkelgelber, elastischer Feststoff, der in Schwefelkohlenstoff weniger löslich ist als andere Schwefel-Allotrope. Er ist in Wasser unlöslich und in Alkohol schwer löslich. Gießt man geschmolzenen Schwefel schnell in kaltes Wasser, bleibt der langkettige Schwefel dehnbar und formbar. Mit der Zeit erstarrt er jedoch und wird zu monoklinem Schwefel.
2. Chemische Eigenschaften
- Schwefel kann an der Luft verbrennen und reagiert dabei mit Sauerstoff zu Schwefeldioxid (SO₂).₂) Gas.
- Schwefel reagiert beim Erhitzen mit allen Halogenen. Er verbrennt in Fluor zu Schwefelhexafluorid. Flüssiger Schwefel reagiert mit Chlor zu dem stark reizenden Schwefeldichlorid (S₆).2Cl2Ein Gleichgewichtsgemisch, das rotes Schwefeldichlorid (SCl) enthält, kann gebildet werden, wenn Chlor im Überschuss vorliegt und ein Katalysator wie beispielsweise FeCl₃ vorhanden ist.3oder SnI4,wird verwendet.
- Schwefel kann mit heißer Kaliumhydroxidlösung (KOH) reagieren und dabei Kaliumsulfid und Kaliumthiosulfat bilden.
- Schwefel reagiert nicht mit Wasser und nicht-oxidierenden Säuren. Schwefel reagiert mit heißer Salpetersäure und konzentrierter Schwefelsäure und kann zu Schwefelsäure und Schwefeldioxid oxidiert werden.
3. Anwendungsbereich
- Industrielle Nutzung
Schwefel wird hauptsächlich zur Herstellung von Schwefelverbindungen wie Schwefelsäure, Sulfiten, Thiosulfaten, Ocyanaten, Schwefeldioxid, Kohlenstoffdisulfid, Dischwefeldichlorid, Trichlorsulfonatphosphor, Phosphorsulfat und Metallsulfiden verwendet. Über 80 % des weltweiten jährlichen Schwefelverbrauchs entfallen auf die Schwefelsäureproduktion. Schwefel spielt auch eine wichtige Rolle bei der Herstellung von vulkanisiertem Kautschuk. Durch die Vulkanisation von Rohkautschuk erhält dieser hohe Elastizität, Hitzebeständigkeit, Zugfestigkeit und Unlöslichkeit in organischen Lösungsmitteln. Die meisten Kautschukprodukte bestehen aus vulkanisiertem Kautschuk, der durch die Reaktion von Rohkautschuk mit Beschleunigern unter bestimmten Temperaturen und Drücken hergestellt wird. Schwefel wird außerdem für die Produktion von Schwarzpulver und Streichhölzern benötigt und ist einer der wichtigsten Rohstoffe für Feuerwerkskörper. Darüber hinaus findet Schwefel Verwendung bei der Herstellung von schwefelhaltigen Farbstoffen und Pigmenten. Beispielsweise kann durch Kalzinieren einer Mischung aus Kaolin, Kohlenstoff, Schwefel, Kieselgur oder Quarzpulver ein blaues Pigment namens Ultramarin gewonnen werden. Auch die Bleichmittel- und die Pharmaindustrie verbrauchen Schwefel.
- Medizinische Anwendung
Schwefel ist Bestandteil vieler Medikamente gegen Hautkrankheiten. Beispielsweise wird Tungöl mit Schwefel erhitzt, um es mit Schwefelsäure zu sulfonieren, und anschließend mit Ammoniakwasser neutralisiert, um sulfoniertes Tungöl zu erhalten. Eine daraus hergestellte 10%ige Salbe wirkt entzündungshemmend und abschwellend und kann zur Behandlung verschiedener Hautentzündungen und -schwellungen eingesetzt werden.
Veröffentlichungsdatum: 09.12.2024