Sofre

16 fosfòr ← sofre → clòr
Descobridor o inventaire
Data de descobèrta
Contrari
Color
Simbòl de quantitat
Simbòl d'unitat
Proprietat de
Fondador
Compren
Data de debuta
Data de fin
Precedit per
Seguit per
Coordenadas
O ↑ S ↓ Se	Taula periodica
Generalitats
Nom, Simbòl, Numèro	sofre, S, 16
Tièra quimica	nonmetals
Grop, Periòde, Blòc	16, 3, p
Aparéncia	jaune limon
Massa atomica	32.065(5) g/mol
Configuracion electronica	[Ne] 3s2 3p4
Electrons per nivèl energetic	2, 8, 6
Proprietats fisicas
Fasa	solid
Densitat (temperatura ambienta)	(alpha) 2.08 g/cm³
Densitat (temperatura ambienta)	(beta) 1.96 g/cm³
Densitat (temperatura ambienta)	(gamma) 1.92 g/cm³
Densitat liquida al punt de fusion	1.819 g/cm³
Punt de fusion	388.36 K (115.21 °C, 239.38 °F)
Punt d'ebullicion	717.8 K (444.6 °C, 832.3 °F)
Calor de fusion	(mono) 1.727 kJ/mol
Calor de vaporizacion	(mono) 45 kJ/mol
Capacitat calorifica	(25 °C) 22.75 J/(mol·K)
Pression de vapor P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k a T/K 375 408 449 508 591 717
Proprietats atomicas
Estructura cristallina	ortorombica
Estat d'oxidacion	−1, ±2, 4, 6 (oxid fòrtament acid)
Electronegativitat	2.58 (Escala de Pauling)
Potencials d'ionizacion (mai)	1èr : 999.6 kJ/mol
	2nd : 2252 kJ/mol
	3en : 3357 kJ/mol
Rai atomic	100 pm
Rai atomic calculat	88 pm
Rai covalent	102 pm
Rai de Van der Waals	180 pm
Informacions divèrsas
Magnetisme	pas de donada
Resistivitat electrica	(20 °C) (amòrf) 2×1015 Ω·m
Conductivitat termica	(300 K) (amòrf) 0.205 W/(m·K)
Modul de Bulk	7.7 GPa
Duretat de Mohs	2.0
Numèro CAS	7704-34-9
Isotòps pus estables
Article : Isotòps del (de l') sofre iso NA Mièja vida MD ED (MeV) PD 32S 95.02% S es estable amb 16 neutrons 33S 0.75% S es estable amb 17 neutrons 34S 4.21% S es estable amb 18 neutrons 35S syn 87.32 d β- 0.167 35Cl 36S 0.02% S es estable amb 20 neutrons

solpre, soupre, sòupre) es l'element quimic de numerò atomic 16 e de simbòl S. De la familha dei calcogèns, a de proprietats quimicas similaras a aquelei de l'oxigèn. Dins la natura, es un element abondós, insipid e insoluble dins l'aiga. Forma de cristaus jaunes a l'estat natiu e intra dins la composicion d'un nombre important de mineraus. Es associat, dins l'imaginari collectiu, ai regions volcanicas mai lei depaus pus importants son d'origina sedimentària.

Es un element indispensable ais organismes vivents de la Tèrra car d'atòms de soupre fan partida de la molecula de dos acids aminats, la cisteïna e la metionina. Dins l'industria quimica, es utilizat per preparar l'acid sulfuric per la produccion d'engrais (sulfats) e de produchs fitosanitaris fongicids (especialament còntra l'oïdium de la vinha). A tanben d'aplicacions en defòra de l'agricultura dins la fabricacion de polimèrs (nilon-6, vulcanizacion, etc.), dins de procès de lixiviacion, dins l'elaboracion de la pasta de papier ò d'aliments, dins la fabricacion de divèrsei produchs quimics (acid fluoridric, dioxid de titani, tripolifosfats, etc.), dins la fabricacion d'explosius (pouvera), dins l'elaboracion de medicaments, etc.

De l'Antiquitat a l'aparicion de la quimia

Element abondós dins la natura sota sa forma nativa, lo soupre èra conegut durant l'Antiquitat coma l'atèstan divèrsei documents. Per exemple, es mencionat dins l'Odissèa e dins la Bíblia. Lo papirús Ebers, redigit en Egipte entre lei sègles XVI e XIV avC, descriu una preparacion a basa de soupre per sonhar la blefariti. Vèrs 150 avC, Caton l'Ancian conselha de l'utilizar per luchar còntra la pirala de la vinha. Puei, au sègle I apC, Plini lo Vièlh (23-79 apC) descriu una partida dei circuits de produccion mediterranèus e precisa l'existéncia d'utilizacions dau soupre per realizar d'estubadas, preparar de medicaments e blanquir lei vèstits.

En China, una forma naturala de soupre, dicha shiliuhuang (石硫黄), èra coneguda dempuei lo sègle VI avC dins la província de Hanzhong. Au sègle III apC, lei Chinés avián tanben descubèrt un procès de produccion de soupre a partir de la pirita e lei taoïstas estudièron sei proprietats per concebre plusors medicaments tradicionaus de la farmacopèa chinesa. Lo soupre demorèt un centre d'interès dins lo país, tant per lei mètges que per leis alquimistas. Aquò menèt a la descubèrta deis efiechs explosius d'una mescla de soupre, de carbon e de saunitre. En 1044, lo mestritge d'aqueleis efiechs èra vengut sufisent per permetre son utilizacion coma arma e lo Wujing Zongyao descriu lo metòde de fabricacion d'una granada.

Durant l'Edat Mejana, leis alquimistas indians, arabis e europèus s'interessèron fòrça au soupre. Aquò entraïnèt la descubèrta de procès de fabricacion de l'acid sulfuric e de mai d'un tractament medicaus a basa de soupre ò de compausats souprats còntra la ronha e divèrsei problemas dermatologics. Lor foncionament es pas totalament identificat en causa de descripcions insufisentas, mai entraïnavan probablament la formacion lenta d'acid sulfurós qu'es un agent antibacterian.

Dempuei l'aparicion de la quimia modèrna

Lei grandei descubèrtas

A partir dau començament dau sègle XVIII, lo soupre foguèt l'objècte d'estudis de part dei premiers quimistas. En 1718, l'element apareguèt dins una lista de basas. Puei, foguèt tanben estudiat per Antoine Lavoisier (1743-1794) dins d'experiéncias de combustion. Aquò li permetèt de l'integrar dins sa lista d'elements quimics. En 1809, Humphry Davy (1778-1829) contestèt la natura elementària dau soupre, benlèu après d'experiéncias menadas amb una mòstra impura. Pasmens, la meteissa annada, Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) e Louis Jacques Thénard (1777-1857) confiermèron lei resultats de Lavoisier.

Dins lo corrent dau sègle XIX, divèrsei descubèrtas permetèron de desvolopar plusors proprietats importantas dau soupre. Identificada tre 1781 per Nicolas Deyeux (1745-1837), sa preséncia foguèt demostrada dins d'autrei substàncias biologicas (bila, sang). A partir de 1802, lei proprietats fongicidas dau saupre e de certanei compausats sauprats foguèron tanben descubèrtas. Aquò menèt a la preparacion dau premier tiòl en 1831. A partir de 1845, la difusion de l'oïdium de la vinha aumentèt lei besonhs. Dins leis ans 1870-1880, foguèt inventada la borida bordalesa, una preparacion fongicida a basa de sulfat de coire e d'oxid de calci que permetiá de combatre lo mildió.

Dins lo rèsta de l'industria quimica, foguèt brevetat en 1831 lo premier procès de preparacion de l'acid sulfuric utilizant l'oxid de vanadi coma catalisaire. En 1839, foguèt descubèrta la vulcanizacion per Charles Goodyear (1800-1860), un procès que permet de melhorar lei proprietats mecanicas de polimèrs coma lo cauchó. Puei, apareguèron d'engrais a basa de soupre. Dins lo corrent dau sègle XX, aqueleis aplicacions conoguèron de melhoraments regulars e lei compausats souprats intran desenant egalament dins la sintèsi de moleculas complèxas en quimia fina.

La question dau provesiment

 

Fins a la premiera mitat dau sègle XIX, lei depaus de soupre sicilians foguèron la premiera fònt de soupre dins lo monde. A partir de 1816, l'aumentacion de la demanda d'acid sulfuric entraïnèt una aumentacion dau nombre de minas. Entre 1838 e 1840, la contestacion dau monopòli britanic sus aquela esplecha foguèt la causa d'una crisi diplomatica entre lo Reiaume Unit, lo Reiaume dei Doas Sicílias e França.

En 1867, de jaciments importants de soupre foguèron identificats en Loïsiana e en Texas. Un procès eficaç, lo procès Frasch, foguèt concebut per l'extraire e, en 1912, leis Estats Units venguèron lo premier productor mondiau. Aquò permetèt de contentar la demanda en permetent d'esplechar de jaciments novèus. Pasmens, dins lo corrent de la segonda mitat dau sègle XX, aqueu procès foguèt pauc a cha pauc concurrenciat per lo soupre eissit de la purificacion deis idrocarburs. D'efiech, certanei jaciments de petròli e de gas naturau contènon de quantitats importantas de soupre qu'interèssan pas lei rafinaires. Es donc necessari de lei retirar. Per curbir lo còst d'aquela operacion, lo soupre retirat es comercializat coma produch segondari de la produccion d'idrocarburs.

Proprietats atomicas

L'atòm de soupre a 16 electrons e son estat fondamentau es [Ne] 3s² 3p⁴. A donc sièis electrons de valéncia e de proprietats similaras a l'atòm d'oxigèn que se tròba a la cima de la meteissa colona de la taula periodica deis elements. Pasmens, presenta quauquei diferéncias :

• son electronegativitat es pus febla (2,58 còntra 3,44 segon l'escala de Pauling). La liason S–H es donc mens polarizada que la liason O–H e lei doblets non liants presents sus lo soupre permèton pas l'establiment de liasons idrogèn.
• lo soupre cèrca d'obtenir dos elements suplementaris per aquistar la configuracion electronica de l'argon. Pasmens, coma fa partida dau tresen periòde de la classificacion, es pas estrictament somés a la règla de l'octet.

Quand intra dins l'estructura d'un compausat quimic, lo soupre adopta principalament lei nombres d'oxidacion -II, 0, +IV e +VI. En particular, forma aisament de liasons amb l'idrogèn, lo carbòni, l'oxigèn e lei metaus.

Caracteristicas generalas dau saupre elementari

 

Dins lei condicions normalas de temperatura e de pression, lo soupre es un non-metau de color jaune clar. Crema en emetent una flama blava e una odor sufocanta. Es insoluble dins l'aiga e dins la màger part dei solvents polars, mai es soluble dins lei solvents apolars (especialament dins lo disulfur de carbòni). Pòu se trobar a l'estat natiu dins la natura

Lo soupre elementari forma generalament un compausat ciclic d'uech d'atòms. Sa temperatura de fusion es de 115,21 °C e sa temperatura de vaporizacion de 444,6 °C. A tanben tendéncia a se sublimar entre 20 e 50 °C. La fusion modifica inicialament pas l'estructura octaedrica dei cicles. Pasmens, a partir de 160 °C, lo soupre elementari es somés au fenomèn de catenacion, es a dire que forma de macromoleculas compausadas d'una succession de liasons covalentas S–S. Aquò es marcat per una aumentacion importanta de la viscositat dau soupre liquid e per l'aparicion de fibras de soupre de forma elicoïdala que pòdon èsser formadas de mai d'un milion d'atòms. Se la temperatura contunia d'aumentar, lo soupre fondut vèn pauc a cha pauc roge sorn.

Ocurréncia e isotòpia

Ocurréncia

 

Lo soupre es lo 10^en element pus frequent dins l'Univèrs. D'efiech, lo sofre-32 se forma dins leis estelas massisas quand la temperatura dau nuclèu passa 2,5.10⁹. Resulta de la fusion d'un atòm de silici amb un atòm d'èli. Aquela preséncia importanta s'obsèrva ben dins lo Sistèma Solar. Fòrça meteorits contènon de quantitats importantas de soupre, generalament sota la forma de troïlita (FeS). La color jauna de la superficia d'Io es tanben la consequéncia probable de depaus de soupre ò de compausats souprats emés per lei volcans d'aqueu satellit de Jupitèr.

Sus Tèrra, en considerant unicament la massa de cada element, lo soupre es lo 5^en pus important. Es frequent dins lei regions volcanicas car lo soupre es un constituent important dei gas volcanics. Dins aquò, après erosion, forma aisament de depaus sedimentaris de saus sota forma de sulfats. Au fons deis oceans, generalament en associacion amb lo volcanisme sosmarin, pòdon se formar de lacs de soupre fondut. D'efiech, a una certana prefondor, lo ponch de vaporizacion de l'aiga es superior a aqueu de la temperatura de fusion dau saupre, çò que permet lo mantenement d'aqueleis estructuras.

Isotòpia

En 2024, 25 isotòps e un isomèr nuclear dau saupre èran estats identificats, amb de nombres de massa anant de 26 a 49. Quatre isotòps son estables : lo soupre-32 (95,02 %), lo soupre-33 (0,75 %), lo soupre-34 (4,21 %) e lo soupre-36 (0,02 %). Es tanben possible de detectat de traças de soupre-35, un isotòp radioactiu de mieja vida egala a 87,51 jorns dins la natura. Leis autreis isotòps an de periòdes radioactius encara pus brèus. L'unic isotòp aguent una aplicacion vertadiera es lo soupre-34 que sa concentracion pòu permetre de datar d'objèctes en arqueologia.

Ròtle biologic e cicle dau soupre

Lo soupre es present dins mai d'un procès biologic car fòrça proteïnas contènon d'atòms de soupre, especialament la cisteïna e la metionina. Dins lei plantas, pòu representar fins a 6 % de la massa eissucha. Es absorbit sota forma de sulfat per lei racinas. Puei, lei sulfats son transportats fins ai cloroplasts e reduchs en soupre per una reaccion de fotosintèsi qu'es utilizada per fabricar lei proteïnas necessàrias au metabolisme de la planta e divèrsei compausats que tènon un ròtle centrau dins la construccion e lo mantenement de l'estructura de la planta (sulfolipids, pònt disulfur, etc.). En lei bacterias e lei fonges, lei procès d'absorpcion e de transformacion dau soupre son similars a aquelei dei plantas. En revènge, en leis animaus, lo soupre provèn de l'alimentacion car leis animaus son pas capables de sintetizar dirèctament de moleculas soupradas. En plaça, utilizan generalament la metionina per produrre d'autrei compausats coma la cisteïna, la taurina e lo glutanion.

Existís un cicle dau soupre que correspònd au cicle biogeoquimica dei diferentei formas de soupre. Dins l'atmosfèra, lei formas principalas son gasosas (dioxid de soupre, sulfur d'idrogèn) e solidas (sulfats volatils). Lo dioxid de soupre e lo sulfur d'idrogèn provènon de la mineralizacion de la matèria organica e deis emissions volcanicas. La concentracion de soupre dins l'atmosfèra a d'efiechs sus lo clima mondiau car lei compausats souprats son capables de rebatre la lutz solara, çò que mena a una demenicion de la temperatura. Pasmens, una preséncia tròp importanta entraïna egalament una demenicion dau pH en causa de la formacion d'acid sulfuric (d'acid nitric) a l'origina de pluejas acidas. La combustion de carburants fossils, que pòdon contenir de quantitats importantas de soupre, pòu agravar lo fenomèn dins lei regions industrialas.

Dins lo sòu, lo soupre es mai que mai present a l'estat minerau e sota forma de sulfits e de sulfats. Lei massas mineralas pòdon immobilizar de quantitats considerablas de soupre que son pauc a cha pauc mobilizadas per l'erosion e lo volcanisme. Lei sulfits e lei sulfats disponibles son absorbits per lei plantas e per leis organismes capables de leis utilizar dirèctament. Dins l'ocean, lo soupre es principalament present sota forma de sulfats que son assimilats per d'organismes, qu'intran dins la composicion de moleculas organicas ò que sedimentan dins lei fons oceanics.

Dempuei la Revolucion Industriala, lo cicle dau soupre es desequilibrat per leis activitats umanas. D'efiech, la combustion dei carburants fossils libèra de quantitats fòrça importantas dins l'atmosfèra e, a tèrme mejan, dins l'ocean. Aquò participa au desreglament climatic e ecologic en cors car favoriza la pollucion atmosferica e l'acidificacion deis oceans e dei sòus. Aquò menèt a l'adopcion de legislacions destinadas a redurre la quantitat de soupre dins lei carburants. Pasmens, se la desulfuracion dei carburants automobils es desenant largament possibla (e aplicada), es pas encara lo cas per lei naviris qu'utilizan encara de fiols amb de concentracions autas de soupre.

Leis oxids de saupre

 

Un trentenau d'oxids de soupre, de formula generala S_nO_m son coneguts. Son estabilitat es variabla. Per exemple, es pas possible d'isolar una mòstra de monoxid de soupre en causa de sa durada de vida tròp febla. Pasmens, dos oxids de soupre, lo dioxid de soupre SO₂ e lo trioxid de soupre SO₃, an un interès industriau. Lo premier aparéis frequentament en cas de combustion d'una mòstra de soupre. Es un gas toxic qu'es utilizat coma desinfectant, antiseptic, antibacterian, gas refrigerant, gas catalisaire dins lo procès Ashland e conservator de produchs alimentaris. Es tanben important au nivèu environamentau car es la causa premiera dei pluejas acidas. Dins mai d'un país, leis industrias dèvon donc dispausar d'unitats de desulfuracion per o captar avans de regitar de gas dins l'atmosfèra.

Lo trioxid de soupre es un precursor de l'acid sulfuric. Es obtengut a partir d'una reaccion de combustion entre lo dioxid de soupre e lo dioxigèn en preséncia de catalisaires adaptats (generalament l'oxid de vanadi). Es una substància fòrça corrosiva e toxica qu'es normalament l'objècte de contraròtles estrictes car reagís violentament amb l'aiga contenguda dins l'aire per formar d'acid sulfuric.

L'acid sulfuric

L'acid sulfuric H₂SO₄ es una substància quimica centrala dins l'industria quimica modèrna. Es produch a partir de divèrsei procès basats sus una etapa de fabricacion de dioxid de soupre, una etapa de conversion d'aqueu gas vèrs lo trioxid de soupre e una etapa finala de transformacion dau trioxid de soupre en acid sulfuric. Es un acid fòrt fòrça corrosiu en causa de sei proprietats acidas e oxidantas. Es utilizat dins mai d'un domeni : reactiu ò intermediari de reaccion, fabricacion d'engrais, preparacion dei textils, catalisaire, etc.

Lo sulfur d'idrogèn

Lo sulfur d'idrogèn H₂S es un gas fòrça toxic que tèn una odor putrida detectabla a partir de 0,02 ppm per l'odorat uman. Causa una anestia olfactiva a partir de 150 ppm. Seis aplicacions son relativament limitadas, mai es utilizat coma interdiari de reaccion en quimia organica per fabricar d'organosouprats. Durant lo sègle XIX, lei premiers gas d'esclairatge urban èran sovent una mescla de diidrogèn, de monoxid de carbòni e de sulfur d'idrogèn. Pasmens, tre 1860, la toxicitat e lei proprietats corrosivas dau sulfur d'idrogèn e dau dioxid de soupre (eissit de la combustion) entraïnèron la mesa en plaça de reglementacions e l'abandon progressiu d'aquela mescla. Uei, lo sulfur d'idrogèn es mai que mai un perilh per lei personas susceptiblas d'intrar en contacte amb una gròssa massa de matèrias organicas en descomposicion (especialament leis aigadiers).

L'ion tiosulfat

L'ion tiosulfat es un anion de formula S₂O₃^2–. Es mai que mai utilizat coma reductor dins la fabricacion de colorants sintetics. En quimia analitica, permet sovent de realizar de dosatges gràcias a sa reaccion amb lo diiòde I₂. A temps passat, lo tiosulfat de sòdi ò d'ammoni èran emplegats coma agent fixator en fotografia argentica.

Lei compausats souprats en quimia organica

En quimia organica, lo soupre es un eteroatòm relativament frequent car es present dins mai d'un procès biologic. En causa de sei proprietats similaras a l'oxigèn, pòu formar de compausats analògs ai substàncias oxigenadas. Per exemple, un tiòl pòu èsser vist coma un alcòl dins lo quau l'oxigèn es estat remplaçat per un soupre. Es tanben lo cas deis tioacetals e dei tioestèrs. Dins aquò, lei compausats souprats an de proprietats diferentas dei compausats oxigenats en causa d'una aciditat pus importanta de la liason S–H e de son impossibilitat de formar de liasons idrogèns.

Lei nitrurs de soupre

Lo premier nitrur de soupre foguèt preparat en 1834. Una categoria d'aquelei nitruts, lei politiazils, de formula generala (SN)_x, an de proprietats metallicas. Ansin, sa conductivitat aumenta amb la temperatura. An un comportament de supraconductors per de temperaturas inferioras a 0,26 K. Per aquela rason, son l'objècte de recèrcas.

 

Lo soupre se tròba en quantitats importantas dins la natura, generalament a l'estat natiu e sota forma de sulfurs (pirita, cinabre, galena, estibina, etc.) e de sulfats (gip, baritina, etc.). Es tanben present en quantitats pus pichonas dins lo carbon e dins leis idrocarburs. Uei, coma la màger part deis Estats an adoptat de legislacions destinadas a limitar la quantitat de soupre dins lei carburants, aqueu soupre es retirat sus lei sites de produccion gràcias au procès Claus. Puei, es vendut coma produch segondari de l'esplecha petroliera. Lo soupre es sovent transportat a l'estat liquid e una categoria particulara de naviris, lei soupriers, es especializada dins aquela activitat.

Avans lo desvolopament d'aquela produccion, lo soupre èra extrach de minas cavadas dins de depaus volcanics ò sedimentaris. Lo procès Frasch èra utilizat en certanei cas per extraire lo soupre natiu sosterranh. Èra basat sus l'injeccion d'aiga a 160 °C. Aquò permetiá de fondre lo soupre qu'èra expulsat vèrs la superficia per la pression d'un flux d'aire. Aqueu procès foguèt predominant de la fin dau sègle XIX a la fin dau sègle XX. Uei, es quasi abandonat. En certaneis endrechs, coma lo cratèr de Kawah Ijen, lo soupre es encara recoltat per de trabalhaires manuaus. Pasmens, aquò es rar dins lo monde modèrne.

 

Lo soupre es toxic per mai d'un microorganisme. Per l'òme, es puslèu un produch irritant qu'a pauc d'efiechs nocius dirèctes. Pasmens, sa reactivitat entraïna aisament la formacion de compausats souprats toxics ò corrosius (dioxid de soupre, trioxid de soupre, sulfur d'idrogèn, acid sulfuric, etc.). Aquò pòu aver d'efiechs negatius sus lei populacions umanas e leis ecosistèmas. Dins l'atmosfèra, lo soupre a tendéncia a formar de compausats acids (acid sulfurós, acid sulfuric, etc.). Es un actor centrau de la pollucion atmosferica e dei pluejas acidas dins lei regions onte leis emissions dins l'aire son mau mestrejadas. Per defugir una tala situacion, fòrça Estats an impausat de limits d'emission importants. Au nivèu professionau, lei trabalhaires en contacte amb de compausats souprats dèvon normalament dispausar d'equipaments de proteccion especifics.

Liames intèrnes

Bibliografia

Donadas toxicologicas :

• (fr) INRS, « Dioxyde de soufre - Fiche toxicologique n°41 », consultada lo 23 de febrier de 2024.
• (fr) INRS, « Acide sulfurique - Fiche toxicologique n°30 », consultada lo 23 de febrier de 2024.
• (fr) INRS, « Sulfure d'hydrogène - Fiche toxicologique n° 32 », consultada lo 23 de febrier de 2024.

Ròtle biologic dei compausats souprats :

• (en) Y. P. Abrol e A. Ahmad, Sulphur in Plants, Dordrecht, Kluwer Academic Publishers, 2003.
• (en) M. J. Hawkesford e L. J. de Kok, « Managing sulfur metabolism in plants », Plant Cell and Environment, 2006, vol. 29, pp. 382-395.
• (en) K. Saito, L. J. de Kok, I. Stulen, M. J. Hawkesford,, E. Schnug, A. Sirko e H. Rennenberg,, Sulfur Transport and Assimilation in Plants in the Post Genomic Era, Leiden, Backhuys Publishers, 2005.

Nòtas e referéncias