El azufre y sus compuestos

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1. OBJETIVOS:

1º) Familiarización con el azufre elemental y sus formas alotrópicas, así como la observación de las transiciones de fase que éste sufre a diferentes temperaturas y las diferentes propiedades de las formas alotrópicas obtenidas.
2º) Observación de diferentes reacciones redox y ácido-base del azufre así como su solubilidad en diferentes disolventes.
3º) Observación delpoder reductor de las disoluciones acuosas de H2S y de su capacidad de precipitación de metales por formación de los sulfuros metálicos insolubles.
4º) Observación del poder oxidante y desecante del H2SO4.

2. INTRODUCCIÓN. FUNDAMENTO TEÓRICO:

El azufre se presenta en diversas formas alotrópicas (formas del mismo elemento que contienen unidades moleculares diferentes) tanto conmoléculas cíclicas como con estructuras de cadenas lineales. Así, se conocen alótropos del azufre con estructura cíclica tales como S6, S7, S8, S9, S10, S11, S12, S18 y S20 y el alótropo denominado azufre plástico o fibroso, que contiene cadenas -Sn- de longitud variable. Además de tener diversos alótropos, el azufre presenta distintas formas polimórficas.

* S8:
La forma más estable es el polimorforómbico (forma α), que es el que se encuentra en la naturaleza en forma de cristales amarillos.
A 95,6°C el azufre rómbico se encuentra en equilibrio con una fase monoclínica (forma β). Ambas formas (α y β) contienen anillos de S8. Se diferencian en la forma de empaquetamiento de los anillos, lo que hace que la densidad sea distinta (2.07 y 1.94 g/cm3 en α y β respectivamente).
Si se calientarápidamente, el azufre funde a 112,8°C y si se deja solidificar se obtiene la forma β, que es metaestable a temperatura ambiente .Éste es el método que vamos a utilizar en el laboratorio para la obtención del azufre monoclínico.

* S6:
Si calentamos azufre a 297°C y lo enfriamos rápidamente sobre agua, se obtiene una forma metaestable: azufre amorfo o plástico, formado por cadenas -Sn- delongitud variable.

* Sn:
En estado líquido el azufre presenta cadenas cuya longitud (que es función de la temperatura), determina las propiedades físicas del sólido.
A temperaturas superiores a 160°C el líquido amarillo se hace más viscoso y cambia de color (de amarillo brillante a marrón). Estos cambios son debidos a la rotura de anillos de S8 y la formación de cadenas de -Sn- con hasta106 átomos de azufre.
El punto de ebullición se alcanza a 440,6 °C dando lugar a azufre gaseoso, formado por moléculas S8, S6, S4, S2 y por átomos libres, S. Cuanto mayor es la temperatura mayor es la proporción de las especies más simples por fragmentación de las moléculas más complejas.

El azufre es un elemento activo que se combina verdaderamente con la mayor parte de los elementosquímicos conocidos. Puede hallarse tanto en estados de oxidación positivos como negativos, y puede constituir compuestos iónicos así como covalentes y covalentes coordinados. Sus funciones se limitan principalmente a la producción de compuestos de azufre. Sin embargo, grandes cantidades de azufre elemental se utilizan en la vulcanización del caucho, en atomizadores con azufre para combatir parásitos delas plantas, en la manufactura de fertilizantes artificiales y en ciertos tipos de cementos y aislantes eléctricos, en algunos ungüentos y medicinas y en la manufactura de pólvora y fósforos. Los compuestos de azufre se emplean en la manufactura de productos químicos, textiles, jabones, fertilizantes, pieles, plásticos, refrigerantes, agentes blanqueadores, drogas, tintes, pinturas, papel y otrosproductos.

3. CUESTIONES PREVIAS:

1. ¿Qué se entiende por “alótropos”? Pon un ejemplo que no sea el azufre.

Es la propiedad que poseen determinados elementos químicos de presentarse bajo estructuras moleculares diferentes. Ejemplos:
* O2 (oxígeno) – O3 (ozono).
* Fósforo rojo – Fósforo blanco P4.
* Carbono grafito – Carbono diamante – Carbono fullereno.

2. ¿Qué...
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