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Découvrir le soufre

Dossier - Tout savoir sur le soufre
DossierClassé sous :géologie , soufre , acide sulfurique

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Le soufre, l’acide sulfurique et leurs dérivés sont présents partout dans notre existence : pollution, engrais, chimie industrielle etc. Ce dossier vous donnera l’occasion de faire le point sur cet élément et ses nombreux composés dont certains, les protéines, sont essentiels à la vie !

  
DossiersTout savoir sur le soufre
 

Il est connu depuis l'Antiquité. Le soufre, çulbâri : ennemi du cuivre en sanskrit ; sulphur, sulfur ou sulpur en latin)

Pyrite © Dave Barthelmy Webmineral

L' Encyclopédie, ou Dictionnaire raisonné des sciences des arts et des métiers
Denis Diderot et Jean le Rond d'Alembert le décrit comme : « Soufre, s. m. (Hist. nat. Minéralogie & Chimie.) sulphur ; c'est une substance solide, mais friable, d'un jaune clair lorsqu'il est pur, très-inflammable, et qui en se brûlant répand une flamme bleuâtre accompagnée d'une odeur pénétrante et suffocante. Il se fond très aisément lorsque le feu ne lui est point immédiatement appliqué, et pour lors il ne s'enflamme point.

La nature nous présente le soufre de deux manièresou il est pur et sous la forme qui lui est propre, ou il est combiné avec d'autres substances du règne minéral, qui par leur union avec lui le rendent méconnoissable ; c'est ainsi qu'il est dans les mines où il est combiné avec les métaux.

Le soufre pur que l'on nomme aussi soufre fossile, soufre natif, ou soufre vierge, se trouve abondamment dans quelques endroits de la terre ; ce n'est que dans le voisinage des volcans et des endroits sujets aux embrasememens souterreins que ce soufre se rencontre ; et partout où on le voit, on doit supposer qu'il a été produit & sublimé par les feux de la terre ; ils l'ont dégagé des substances avec lesquelles il étoit combiné ; ils l'ont sublimé comme auroit pû faire un fourneau, et ils l'ont porté à la surface de la terre. »

Soufre sur calcite

Nom, Symbole, Numéro Soufre, S, 16 non-métal
-- Masse volumique : 1 960 kg/m3
-- Couleur : Jaune
-- Masse atomique : 32,065 u
-- Rayon atomique : 100  pm
-- Rayon de covalence : 102 pm
-- Rayon de van der Waals: 180 pm
-- Configuration électronique : [Ne] 3s2 3p4
-- État(s) d'oxydation : ±2, 4, 6
-- Structure cristalline : orthorhombique
-- Température de fusion : 388,36 K
-- Température de vaporisation : 717,87 K
-- Électronégativité : (Pauling) 2,58
-- Chaleur massique : 710 J/(kg•K)
-- 1er potentiel d'ionisation 999,6 kJ/mol
-- 2e potentiel d'ionisation 2 252 kJ/mol
-- 3e potentiel d'ionisation 3 357 kJ/mol
-- 4e potentiel d'ionisation 4 556 kJ/mol
-- 5e potentiel d'ionisation 7 004,3 kJ/mol
-- 6e potentiel d'ionisation 8 495,8 kJ/mol

Isotopes les plus stables

-- 32S 95,02 % stable avec 16 neutrons - 33S 0,75 % stable - 34S 4,21 % stable - 36S 0,02 % stable  plus un isotope radioactif très peu courant.

Soufre Agricola

Minerais et préparation

- Etat natif dans les terrains volcaniques et certaines terres sédimentaires (Louisiane, Texas).
- Sulfures :
H2S (gaz de Lacq, 4000 tonnes par jour) ,
FeS2 pyrite ,
ZnS blende ,
PbS galène
sulfates anhydrite ou gypse CaSO4.

Procédé Frash au Texas : on injecte de la vapeur d'eau à 160°C dans le gisement, ce qui le fait fondre, puis de l'air comprimé est injecté dans le puits pour faire remonter le soufre fondu à la surface.

Procédé employé à Lacq : H2S est brûlé en SO2 qui réagit avec H2S pour donner du soufre : SO2 + H2S -> 3 S + H2O

Diagramme soufre

Variétés allotropiques

- octaèdrique, rhomboèdrique ; sa masse volumique vaut 2060 kg.m-3 .
- clinorhombique, en aiguilles ; sa masse volumique vaut 1960 kg.m-3 .

L'équilibre est athermique ; son enthalpie vaut 0,38 kJ/mol. C'est un équilibre monovariant.

Par chauffage lent, la transition se fait à 95,5°C sous 1 bar. Mais la transformation est lente, et, si l'on élève rapidement la température, le soufre a n'a pas le temps de se transformer et fond à 112,8°C sous 1 bar.

Soufre qui fond © J Hemmerlein Wikipedia

A 119°C, le soufre est un liquide jaune mobile.  Sa viscosité va diminuer si l'on chauffe à 155°C. C'est le soufre formé de molécules S8 cycliques. Si la température dépasse 160°C, le liquide devient visqueux et noircit. Le maximum de viscosité est à 190°C : c'est le soufre formé de chaînes obtenues par rupture des cycles S8. Les chaînes se disloquent ensuite, on obtient un liquide brun, vers 400°C, formé de molécules S2 paramagnétiques, et encore de quelques molécules S8 ,S6 et S4. A 1700°C, il ne reste dans le gaz que des molécules S2.

Soufre qui brûle © J Hemmerlein Wikipedia