Schwefel ist ein nichtmetallisches Element mit dem chemischen Symbol S und der Ordnungszahl 16. Reiner Schwefel ist ein gelber Kristall, auch bekannt als Schwefel oder gelber Schwefel. Elementarer Schwefel ist unlöslich in Wasser, schwer löslich in Ethanol und leicht löslich in Schwefelkohlenstoff (CS).2.
1.Physikalische Eigenschaften
- Schwefel ist typischerweise ein hellgelber Kristall, geruchlos und geschmacklos.
- Schwefel hat viele Allotrope, die alle aus S bestehen8zyklische Moleküle. Die häufigsten sind orthorhombischer Schwefel (auch rhombischer Schwefel, α-Schwefel) und monokliner Schwefel (auch β-Schwefel).
- Orthorhombischer Schwefel ist eine stabile Form von Schwefel. Erhitzt man ihn auf etwa 100 °C, kann er abgekühlt werden, um monoklinen Schwefel zu erhalten. Die Umwandlungstemperatur zwischen orthorhombischem und monoklinem Schwefel beträgt 95,6 °C. Orthorhombischer Schwefel ist die einzige stabile Form von Schwefel bei Raumtemperatur. Seine reine Form ist gelbgrün (handelsüblicher Schwefel erscheint aufgrund von Spuren von Cycloheptaschwefel gelblicher). Orthorhombischer Schwefel ist wasserunlöslich, weist eine schlechte Wärmeleitfähigkeit auf und ist ein guter elektrischer Isolator.
- Monokliner Schwefel besteht aus unzähligen nadelartigen Kristallen, die nach dem Schmelzen von Schwefel und dem Abgießen der überschüssigen Flüssigkeit übrig bleiben. Monokliner Schwefel und orthorhombischer Schwefel sind Varianten von elementarem Schwefel bei unterschiedlichen Temperaturen. Monokliner Schwefel ist nur über 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 CS gut löslich.2.
- Es gibt auch elastischen Schwefel. Elastischer Schwefel ist ein dunkelgelber, elastischer Feststoff, der in Schwefelkohlenstoff weniger löslich ist als andere allotrope Schwefelarten. Er ist in Wasser unlöslich, in Alkohol jedoch schwer löslich. Gießt man geschmolzenen Schwefel schnell in kaltes Wasser, entsteht aus dem langkettigen Schwefel ein fester, dehnbarer, elastischer Schwefel. Mit der Zeit härtet er jedoch aus und wird zu monoklinem Schwefel.
2.Chemische Eigenschaften
- Schwefel kann in der Luft verbrennen und mit Sauerstoff reagieren, wobei Schwefeldioxid (SO₂) Gas.
- Schwefel reagiert beim Erhitzen mit allen Halogenen. Er verbrennt in Fluor zu Schwefelhexafluorid. Flüssiger Schwefel mit Chlor zu stark reizendem Dischwefeldichlorid (S2Cl2). Ein Gleichgewichtsgemisch, das das rote Schwefeldichlorid (SCl) enthält, kann gebildet werden, wenn Chlor im Überschuss vorhanden ist und ein Katalysator wie FeCl3oder SnI4,verwendet wird.
- Schwefel kann mit heißer Kaliumhydroxidlösung (KOH) reagieren und Kaliumsulfid und Kaliumthiosulfat bilden.
- Schwefel reagiert nicht mit Wasser und nichtoxidierenden Säuren. Schwefel reagiert mit heißer Salpetersäure und konzentrierter Schwefelsäure und kann zu Schwefelsäure und Schwefeldioxid oxidiert werden.
3.Anwendungsfeld
- Industrielle Nutzung
Schwefel wird hauptsächlich zur Herstellung von Schwefelverbindungen wie Schwefelsäure, Sulfiten, Thiosulfaten, Ocyanaten, Schwefeldioxid, Schwefelkohlenstoff, Dischwefeldichlorid, trichlorsulfoniertem Phosphor, Phosphorsulfat und Metallsulfiden verwendet. Über 80 % des weltweiten Schwefelverbrauchs entfallen auf die Herstellung von Schwefelsäure. Schwefel wird auch häufig zur Herstellung von vulkanisiertem Gummi verwendet. Wenn Rohkautschuk zu vulkanisiertem Gummi vulkanisiert wird, erhält dieser eine hohe Elastizität, Hitzebeständigkeit und Zugfestigkeit und ist in organischen Lösungsmitteln unlöslich. Die meisten Gummiprodukte bestehen aus vulkanisiertem Gummi, das durch die Reaktion von Rohkautschuk mit Beschleunigern bei bestimmten Temperaturen und Drücken hergestellt wird. Schwefel wird auch zur Herstellung von Schwarzpulver und Zündhölzern benötigt und ist einer der wichtigsten Rohstoffe für Feuerwerkskörper. Außerdem kann Schwefel zur Herstellung von geschwefelten Farbstoffen und Pigmenten verwendet werden. Beispielsweise kann durch Kalzinieren einer Mischung aus Kaolin, Kohlenstoff, Schwefel, Kieselgur oder Quarzpulver ein blaues Pigment namens Ultramarin erzeugt werden. Auch die Bleichmittelindustrie und die Pharmaindustrie verbrauchen einen Teil Schwefel.
- Medizinische Verwendung
Schwefel ist ein Bestandteil vieler Hautmedikamente. 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 lindernd und kann zur Behandlung verschiedener Hautentzündungen und Schwellungen eingesetzt werden.
Veröffentlichungszeit: 09.12.2024