Zwavel is een niet-metaalelement met het chemische symbool S en atoomnummer 16. Zuivere zwavel is een geel kristal, ook wel bekend als zwavel of gele zwavel. Elementaire zwavel is onoplosbaar in water, slecht oplosbaar in ethanol en gemakkelijk oplosbaar in koolstofdisulfide (CS).2.
1. Fysieke eigenschappen
- Zwavel is doorgaans een lichtgeel kristal, geurloos en smaakloos.
- Zwavel heeft veel allotropen, die allemaal uit S bestaan8Cyclische moleculen. De meest voorkomende zijn orthorombische zwavel (ook wel rhombische zwavel, α-zwavel genoemd) en monoklinische zwavel (ook wel β-zwavel genoemd).
- Orthorhombische zwavel is een stabiele vorm van zwavel. Bij verhitting tot ongeveer 100 °C kan het worden afgekoeld tot monokliene zwavel. De omzettingstemperatuur tussen orthorhombische zwavel en monokliene zwavel is 95,6 °C. Orthorhombische zwavel is de enige stabiele vorm van zwavel bij kamertemperatuur. De zuivere vorm is geelgroen (de zwavel die op de markt wordt verkocht, lijkt geler door de aanwezigheid van sporen cycloheptasulfur). Orthorhombische zwavel is onoplosbaar in water, heeft een slechte thermische geleidbaarheid en is een goede elektrische isolator.
- Monoklinische zwavel bestaat uit de talloze naaldachtige kristallen die overblijven na het smelten van zwavel en het afgieten van de overtollige vloeistof. Monoklinische zwavel, orthorombische zwavel, is een variant van elementaire zwavel bij verschillende temperaturen. Monoklinische zwavel is alleen stabiel boven 95,6 °C en transformeert bij deze temperatuur langzaam in orthorombische zwavel. Het smeltpunt van orthorombische zwavel is 112,8 °C en dat van monoklinische zwavel is 119 °C. Beide zijn zeer goed oplosbaar in CS.2.
- Er bestaat ook elastische zwavel. Elastische zwavel is een donkergele, elastische vaste stof die minder oplosbaar is in koolstofdisulfide dan andere allotrope zwavelsoorten. Het is onoplosbaar in water en matig oplosbaar in alcohol. Als gesmolten zwavel snel in koud water wordt gegoten, ontstaat er een gefixeerde, rekbare, elastische zwavelketen. Deze zal echter na verloop van tijd uitharden en monokliene zwavel worden.
2. Chemische eigenschappen
- Zwavel kan in de lucht verbranden en reageert met zuurstof om zwaveldioxide (SO₂) gas.
- Zwavel reageert bij verhitting met alle halogenen. Het verbrandt in fluor tot zwavelhexafluoride. Vloeibare zwavel met chloor vormt het sterk irriterende disulfurdichloride (S).2Cl2). Een evenwichtsmengsel dat het rode zwaveldichloride (SCl) bevat, kan worden gevormd wanneer chloor in overmaat aanwezig is en een katalysator, zoals FeCl3of SnI4,wordt gebruikt.
- Zwavel kan reageren met een hete oplossing van kaliumhydroxide (KOH) om kaliumsulfide en kaliumthiosulfaat te vormen.
- Zwavel reageert niet met water en niet-oxiderende zuren. Zwavel reageert wel met heet salpeterzuur en geconcentreerd zwavelzuur en kan worden geoxideerd tot zwavelzuur en zwaveldioxide.
3.Toepassingsgebied
- Industrieel gebruik
Zwavel wordt voornamelijk gebruikt bij de productie van zwavelverbindingen zoals zwavelzuur, sulfieten, thiosulfaten, ocyanaten, zwaveldioxide, koolstofdisulfide, disulfurdichloride, trichloorgesulfoneerd fosfor, fosforsulfide en metaalsulfiden. Meer dan 80% van het wereldwijde zwavelverbruik wordt gebruikt voor de productie van zwavelzuur. Zwavel wordt ook veel gebruikt bij de productie van gevulkaniseerd rubber. Wanneer ruw rubber wordt gevulkaniseerd tot gevulkaniseerd rubber, verkrijgt het een hoge elasticiteit, hittebestendigheid, treksterkte en onoplosbaarheid in organische oplosmiddelen. De meeste rubberproducten worden gemaakt van gevulkaniseerd rubber, dat wordt geproduceerd door ruw rubber te laten reageren met en versnellers bij bepaalde temperaturen en drukken. Zwavel is ook nodig bij de productie van buskruit en lucifers, en het is een van de belangrijkste grondstoffen voor vuurwerk. Zwavel kan bovendien worden gebruikt bij de productie van gezwavelde kleurstoffen en pigmenten. Zo kan het calcineren van een mengsel van kaolien, koolstof, zwavel, diatomeeënaarde of kwartspoeder een blauw pigment opleveren, ultramarijn genaamd. Ook de bleekindustrie en de farmaceutische industrie gebruiken een deel van de zwavel.
- Medisch gebruik
Zwavel is een van de ingrediënten in veel medicijnen tegen huidziekten. Zo wordt tungolie verhit met zwavel om te sulfoneren met zwavelzuur en vervolgens geneutraliseerd met ammoniakwater om gesulfoneerde tungolie te verkrijgen. Een 10% zalf hiervan heeft een ontstekingsremmende en verzachtende werking en kan worden gebruikt om diverse huidontstekingen en zwellingen te behandelen.
Plaatsingstijd: 09-12-2024