Periodensystem 
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| Eigenschaften:
Schwefel tritt in zahlreichen Zustandformen (Modifikationen) auf, von denen hier nur eine Auswahl behandelt werden soll. Orthorhombischer Schwefel (rhombischer Schwefel), auch a-Schwefel genannt, ist im reinen Zustand ein geruchloses Nichtmetall mit gelblicher Farbe. Er ist aus rigförmig gewellten S8-Molekülen aufgebaut. Seine Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit sind schlecht, er ist auch nicht löslich in Wasser. Gut löslich ist er in Schwefelkohlenstoff. Rhombischer Schwefel ist bei Raumtemperatur stabil und bildet zitronengelbe, spröde und rhombische Kristalle. Er wird in Stangen oder in Fäden gehandelt.  Beim Erwärmen geht er zwischen 110° und 119°C in eine orangegelbe, leichtflüssige Schmelze über (l-Schwefel). Erwärmt man weiter, so wird diese ab 159°C allmählich dickflüssig und bildet bei 200°C eine dunkelbraune und harzartige Masse (m-Schwefel). Dabei lösen sich die ringförmigen S8-Moleküle allmählich auf und bilden lange Ketten. Oberhalb von 250°C nimmt die Zähflüssigkeit ab, und beim Siedepunkt (444°C) ist die Schmelze wieder dünnflüssig. Lässt man den geschmolzenen Schwefel in großen Tiegeln an der Oberfläche erstarren, bilden sich lange, monokline Kristallnadeln (monokliner Schwefel oder b-Schwefel), die aber unterhalb von 95,6°C langsam wieder in den rhombischen Schwefel übergehen.  Gießt man die dünnflüssige Schmelze in ein Glas mit kaltem Wasser, bilden sich elastische Fäden oder eine gelbbraune, zähe Masse (plastischer Schwefel). Auch diese wandelt sich allmählich wieder in den rhombischen Schwefel zurück:  Löst man Schwefel in Schwefelkohlenstoff und lässt man die Lösung in einer Petrischale längere Zeit stehen, kristallisiert nach einiger Zeit rhombischer Schwefel aus (>Versuchsanleitung). Es bilden sich gelbe, klare Kristalle, die aber stark deformiert sind:  Schwefel ist sehr reaktionsfähig und geht mit vielen Elementen chemische Verbindungen ein. Die Ausnahme bilden Gold, Platin, Iridium, Stickstoff, Tellur, Iod und die Edelgase. An der Luft verbrennt Schwefel in einer Oxidation mit bläulicher Flamme zu dem giftigen und stechend riechenden Gas Schwefeldioxid (SO2), das auch mit Schwefeltrioxid (SO3) vermischt sein kann: S + O2 -----> SO2 DHR = -297 kJ/mol  Die wässrige Lösung von Schwefeldioxid wird als Schweflige Säure bezeichnet. Ihre Salze heißen Sulfite. Entzündet man Gemische aus Schwefel- und Metallpulver, entstehen meist unter starker Wärmeentwicklung und Aufleuchten die entsprechenden Metallsulfide: Fe + S -----> FeS DHR = -100 kJ/mol Zn + S -----> ZnS DHR = -201 kJ/mol Cu + S -----> CuS DHR = -53 kJ/mol Mit Methan und einem Aluminiumoxid-Katalysator erhält man bei 700°C Schwefelkohlenstoff, eine giftige, farblose Flüssigkeit: CH4 + 4 S ---700 °C/Al2O3---> CS2 + 2 H2S Durch die Reaktion von Schwefel und Wasserstoff bei ca. 350 °C mit Hilfe von Katalysatoren gewinnt man das giftige Gas Schwefelwasserstoff: S + H2 -----> H2S DHR = -21 kJ/mol Von Salzsäure wird Schwefel nicht angegriffen, dagegen aber von oxidierend wirkenden Säuren wie konzentrierte Salpetersäure. Weitere wichtige Verbindungen des Schwefels sind die Schwefelsäure und ihre Salze, die Sulfate. Ist bei den Alkoholen das Sauerstoffatom der Hydroxy-Gruppe durch ein Schwefelatom ersetzt, dann erhält man ein Thiol (veraltet: Mercaptan oder Thioalkohol). Diese Stoffgruppe zeichnet sich durch einen äußerst unangenehmen Geruch aus. |
| Vorkommen:
Mit einem Anteil von 0,048% steht Schwefel an 15. Stelle der Elementhäufigkeit. In der Natur kommt der Schwefel elementar in mächtigen Lagerstätten z.B. in Sizilien, Polen, Irak, Louisiana, Texas und Mexiko vor.  Wichtige Minerale, die Schwefelverbindungen enthalten, sind z.B. Gips (Calciumsulfat), Pyrit (Eisensulfid), Buntkupferkies (Kupfersulfid), Bleiglanz (Bleisulfid), Zinkblende (Zinksulfid) oder Zinnober (Quecksilbersulfid). Größere Mengen Schwefel sind auch in den fossilen Brennstoffen Erdöl und Kohle enthalten. Erdgas ist oft mit Schwefelwasserstoff (H2S) verunreinigt. Schwefelverbindungen finden sich auch in den Aminosäuren, Coenzymen und im Vitamin B pflanzlicher und tierischer Organismen.  |
| Geschichtliches:
Schwefel ist seit der Antike und wahrscheinlich auch schon seit dem Altertum bekannt. In China und Ägypten verwendete man ihn zum Bleichen von Textilien und zum Räuchern. Die Römer gewannen ihn aus Schwefelminen in Sizilien. Bei den Alchimisten galt der Schwefel als das Prinzip der Brennbarkeit.  Im Jahre 1777 vermutete Antoine Lavoisier (1743-1794) den elementaren Charakter des Schwefels, aber erst 1809 wurde der Beweis durch Joseph Gay-Lussac (1778-1850) und Louis Jacques Thénard (1777-1857) erbracht. 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. Das Symbol "S", als Abkürzung für das lateinische Wort sulfur, schlug J.J. Berzelius 1814 vor.   |
| Herstellung:
Etwa die Hälfte des benötigten Schwefels kann aus gediegenem Schwefel und einer nachfolgenden Reinigung durch Destillation gewonnen werden. Durch ein 150-800 Meter langes Rohr wird heißes Wasser unter Druck in das schwefelhaltige Gestein hineingedrückt. Der unterirdische Schwefel schmilzt und wird anschließend mit heißer Pressluft nach oben befördert. Man erhält Schwefel von sehr hoher Reinheit (99,5-99,8%). Ein Bohrloch kann bis zu 300 Tonnen Schwefel pro Tag fördern:  Einen weiteren großen Anteil erhält man bei der Entschwefelung von Erdöl und Erdgas nach dem Claus-Verfahren. In zwei Stufen wird der im Erdgas (oder in Kokereigasen) enthaltene Schwefelwasserstoff (H2S) zunächst zu etwa einem Drittel mit Sauerstoff in einer Brennkammer zu Schwefeldioxid verbrannt. Dieses wird dann zusammen mit den restlichen zwei Dritteln Schwefelwasserstoff in Gegenwart eines Bauxitkatalysators bei ca. 300°C umgesetzt: 1. Schritt: 2H2S + 3O2 -----> 2SO2 + 2H2O 2. Schritt: 2SO2 + 4H2S -----> 6S + 4H2O Gesamtreaktion: 6H2S + 3O2 -----> 6S + 6H2O Auch durch das Rösten von Pyrit kann Schwefel gewonnen werden. Man erhält beim Erhitzen des Erzes Schwefeldioxid, das anschließend mit Kohlenstoff oder Koks reduziert wird. |
| Verwendung:
Schwefel ist ein wichtiger Rohstoff in der chemischen Industrie. Der größte Anteil dient zur Herstellung von Schwefelsäure nach dem Doppelkontaktverfahren und damit auch zur Herstellung von Düngemitteln. Aus der Schwefelsäure sind zahlreiche Schwefelverbindungen zugänglich, z.B. die Sulfate. Reiner Schwefel wird zur Herstellung von Zündhölzern, Schwarzpulver, Feuerwerkskörper, zur Herstellung von Kunststoffen und Farbstoffen (z.B. Ultramarinblau), zur Vulkanisation von Kautschuk und Gummi, zum Schwefeln von Fässern oder als Bleichmittel für Wolle und Seide verwendet. In der Medizin findet er in Salben und Cremes zur Bekämpfung von Hautkrankheiten wie Akne, Ekzeme, Krätze oder Schuppenflechte Anwendung. Schwefelbäder sollen gegen Rheuma und Gicht wirken. Im Wein- und Gartenbau dient er zur Bekämpfung von Spinnmilben und Mehltau.  |
| Copyright: Thomas Seilnacht |
