Schwefel

Synonym

  • Sulfur [engl.]

Übersicht

Chemie

Allgemeine Eigenschaften

Formelzeichen S
Ordnungszahl 16
Isotope [%] 32S - 95,02
33S - 0,75
34S - 4,21
35S - künstlich (87,51 d -> 35Cl)
36S - 0,02

Chemische Eigenschaften

Elektronegativität nach Pauling (Oxidationsstufe) 2,58 (II)
Elektronenkonfiguration 1s22s22p63s23p4
Oxidationszahlen +6, +4, +2, -2
bevorzugt +6, -2

Physikalische Eigenschaften (Modifikation: rhombisch)

Mittlere Atommasse [u] 32,066 ± 6
Dichte [g/cm3] 2,07
Schmelztemperatur [°C] 112,8
Siedetemperatur [°C] 444,67
Härte [Mohs] 2
Atomradius [pm] 103,5
Ionenradius [pm] (bei Ladung bzw. Oxidationszahl) 184 (2-)
1. Ionisierungsenergie [kJ/mol] (bei 25 °C) 1006

Sonstige Eigenschaften

  • Schwefel ist ein Nichtmetall, das in mehreren allotropen Modifikationen auftritt: 
    • Bei Normaltemperatur besteht Schwefel aus leuchtend gelben, rhombischen Kristallen (α-Schwefel).
    • Oberhalb von 95,6 °C tritt Schwefel als monokliner, hellgelber β-Schwefel auf (Dichte 1,957 g/cm3).
    • Dieser schmilzt bei 119,6 °C und geht in den dünnflüssigen gelben λ-Schwefel über.
    • Der λ-Schwefel wird ab ca. 160 °C zu einer rotbraunen viskosen Masse μ-Schwefel. Die Viskosität nimmt ab ca. 200 °C wieder ab, bis der Schwefel schließlich bei 444,6 °C verdampft.
  • Wird die Schmelze abgeschreckt entsteht sogenannter plastischer Schwefel, der aus λ-Schwefel und μ-Schwefel besteht.
  • α-, β- und λ-Schwefel enthalten ringförmige S8-Moleküle, in der Schmelze treten mit steigender Temperatur hingegen immer längere Ketten auf. Diese werden bei Temperaturen über 200 °C jedoch zunehmend wieder aufgebrochen.
  • Schwefel reagiert bei höheren Temperaturen mit vielen Metallen und Nichtmetallen.
  • Er entzündet sich an der Luft bei ca. 260 °C und brennt mit blauer Flamme zu SO2. Sind Verbindungen anwesend, die leicht Sauerstoff zur Verfügung stellen, kann die Verbrennung explosionsartig verlaufen, z.B. im Schwarzpulver.

Geschichtliches

  • In China und Ägypten verwendet man Schwefel zum Bleichen von Textilien und zum Räuchern bereits im Altertum.
  • Die Römer der Antike gewinnen Schwefel aus Schwefelminen in Sizilien.
  • Bei den Alchimisten des Mittelalters gilt der Schwefel als das "Prinzip der Brennbarkeit".
  • 1777 vermutet Antoine Lavoisier (1743-1794) den elementaren Charakter des Schwefels.
  • 1809 Beweis für Lavoisiers Vermutung durch Joseph Gay-Lussac (1778-1850) und Louis Jacques Thénard (1777-1857).
  • 1814 Vorschlag des Symbols "S", als Abkürzung für das lateinische Wort sulfur, durch J. J. Berzelius.
  • Der deutsche Name Schwefel geht wahrscheinlich auf sanskrit swep oder sweblan ("schlafen" oder "erschlagen") zurück. Er hat vermutlich seinen Ursprung in der Giftigkeit des Schwefeldioxids.

Vorkommen

  • Schwefel hat einen Anteil von 0,048 % an der Erdkruste.
  • In Vulkangebieten findet sich Schwefel in elementarer Form, so z.B. in Sizilien, Polen, Irak, Louisiana, Texas und Mexiko.
  • In zahlreichen Erzen ist Schwefel in Form der Sulfide enthalten.
  • Wichtige Schwefelverbindungen enthaltende Minerale sind z.B. Gips (CaSO4), Pyrit (FeS), Buntkupferkies (CuS), Bleiglanz (PbS), Zinkblende (ZnS) oder Zinnober (HgS).
  • Größere Mengen Schwefel sind auch in den fossilen Brennstoffen Erdöl und Kohle enthalten. Erdgas ist oft mit Schwefelwasserstoff (H2S) verunreinigt.
  • Zahlreiche biochemische Verbindungen enthalten ebenfalls Schwefel, so z.B. einige Aminosäuren, Coenzyme und Vitamin B1.

Verwendung

  • Vor allem zur Darstellung zahlreicher chemischer Grundstoffe, z.B. Schwefelsäure, Schwefelkohlenstoff, Natriumthiosulfat, etc.
  • Zum Vulkanisieren von Kautschuk.
  • Zur Herstellung von Farbstoffen.
  • Als Bestandteil von Schädlingsbekämpfungsmitteln.

Herstellung

  • Durch Oxidation aus schwefelwasserstoffhaltigen Gasen (Claus-Prozess)
  • Durch Ausschmelzen aus schwefelhaltigem Gestein. Pyrit wird geröstet wobei Schwefeldioxid entsteht, das anschließend mit Kohle oder Koks reduziert wird.
  • Durch direkten Abbau von Lagerstätten elementaren Schwefels. Dadurch kann etwa die Hälfte des benötigten Schwefels gewonnen werden. Vor dem in Verkehr bringen wird er durch Destillation gereinigt.

Analytik

Stas-Otto-Gang

Identität

  • Schwefel

    Heparprobe

    Reaktion

    4 Ag + 2 S2- + 2 H2O + O2 2 Ag2S + 4 OH-

    Durchführung
    • Etwas Natriumcarbonat wird an der Spitze eines Magnesiastäbchens zu einer Perle geschmolzen.
    • Diese wird in die zu untersuchende Probe getaucht und anschließend zum Vertreiben störender Stoffe, z.B. Iodide, in die Oxidationsflamme gehalten.
    • Danach wird die Perle in der Reduktionsflamme aufgeschmolzen, wodurch alle Schwefelverbindungen zum Sulfid reduziert werden.
    • Die Perle wird nun mit einem Tropfen Wasser auf ein blankes Silberblech gepresst.
    • Sind schwefelhaltige Verbindungen in der Probe zugegen gewesen entsteht eine schwarze Färbung des Silbers durch Bildung von Silbersulfid.
  • Sulfat
  • Sulfid
 

www.BDsoft.de
pharm@zie
-
Bücher zum Thema Pharmazie bei Amazon