Referat Schwefel (S)

_{Schwefel (S)}

Chemie Referat

Schwefel ist das 2. Element der 6 Hauptgruppe des Periodensystems. Der Name stammt vom lateinischen sulphur = Schwefel

Schwefel war schon im Altertum bekannt. Vor 4 00 Jahren wurde bereits Schwefeldioxid in Agypten zum Bleichen von Geweben benutzt. Homer beschrieb die Verwendung des brennenden Schwefels zur Desinfektion; die Römer ben tigten Schwefel zur Herstellung vom Medizin.

Mit der Erfindung des Schie pulvers in Europa anfangs des 1 . Jahrhunderts wuchs das Interesse am Schwefel.

Die Erzeugung von Schwefels ure durch Erhitzen von Alaun A. ist eine Art Salz) wird in alchemistischen

Schriften des 3 Jahrhunderts erstmals erw hnt.

Heute zählt die Schwefelsäure zu den wichtigsten Grundstoffen der chemischen Industrie.

Die Daten Schwefels wie Ordnungszahl, Atommasse, Schmelztemperatur, Siedetemperatur, Dichte, Oxidationszahl könnt ihr aus eurem Stichwortzettel entnehmen.

Die Vorkommen des Schwefels:

Folie: Landkarte

Schwefel steht an der . Stelle der Elementhäufigkeit. Der Anteil der Erdrinde beträgt etwa 2

Gewichtsprozent.

Schwefel tritt sowohl gediegen als auch gebunden in sediment ren Lagerstätten und vulkanischen Ablagerungen auf. Kohlen enthalten 1- % Schwefel, Erd l bis zu %. Erdgase und Schwefelquellen bringen gasf rmiges H S zutage. Auch organische Substanzen z.B.: Eiweise) enthalten Schwefel.

Wichtige Schwefelmineralien sind:

Zinkblende ZnS

Anhydrit CaSO

^{Kieserit MgSO und}

^{Glaubersalz Na SO}

Nun zu den Eigenschaften:

Schwefel ist ein geruchloses, gelbes Nichtmetall, das in zahlreichen, noch nicht vollst ndig aufgeklärten

Modifikationen auftritt. Die Basisstruktur ist ein gewellter Achterring.

Folie: Kristallformen von S.

Es gibt 4 verschieden Arten des Schwefels: Den a den b, den l und den m Schwefel

a-Schwefel oder auch rhombischer Schwefel, ist die einzige thermodynamsich stabile Modifikation. Er bildet gelbe, spr de, rhombische Kristalle, deren Grundstruktur aus 6 Achterringen besteht. Er ist wasserunl slich.

b Schwefel, monokliner Schwefel, entsteht langsam oberhalb 9 °C aus a Schwefel. Er bildet helle, nadelartige, monokline Kristalle mit einer Grundstruktur aus 6 Achterringen. Er ist ebenfalls wasserunlöslich, genauso wie der a-Schwefel.

l Schwefel oder auch "cyclo Oktaschwefel . Er entsteht oberhalb 1 °C aus b-Schwefel. Es ist eine hellgelbe durchsichtige Schmelze, in der der Schwefel noch immer als Achterring vorliegt. Löslich in Carbondisulfid.

Der letzte, der m Schwefel auch "catena Polyschwefel" genannt. Er steht mit dem l-Schwefel im Gleichgewicht. Sein Anteil wächst mit steigender Temperatur und berwiegt oberhalb °C. m Schwefel ist dunkelbraun, harzartig zäh und besteht aus langen S-Molekülketten mit helix-artiger Struktur. Er ist unl slich in Carbonsulfid.

Nachweis:

Doch wie kann man Schwefel berhaupt nachweisen? Der Nachweis gelingt uns mit Hilfe der Heparprobe:

Eine Sodaperle wird am Magnesiast bchen geschmolzen und in die zu prüfende Substanz getaucht. Anschlie end Erhitzen in der Oxidationsflamme des Bunsenbrenners, um störende Substanzen zu verflüchtigen. Dann wird die Perle in der reduzierten Flamme geschmolzen. Ist Schwefel vorhanden, so hinterlä t die angefeuchtete Perle auf einem blanken Silberblech einen schwarzen Fleck von Silbersulfid Ag S.

Nun zur Gewinnung: Folie: Frasch Verfahren

Heute verwendet man gro teils das Frasch-Verfahren. Es wurde um 9 0 von Hermann Frasch entwickelt, um

Schwefellager in Texas und Lousiana in einigen hundert Metern Tiefe auszubeuten.

Drei  Rohre werden in das Bohrloch eingef hrt. Am Fuß ist das u ere Rohr perforiert, durch die L cher tritt

von oben eingesperrter berhitzter Wasserdampf rund 1 0°C) in das Schwefellager. 0 - 5 t Dampf schmelzen eine Tonne Schwefel. Durch das innere Rohr wird hei e Pre luft rund 4 bar) eingeblasen, die dann den geschmolzenen Schwefel im mittleren Rohr zutage bringt.

So ein Bohrloch fördert ca. 3 0T/ Schwefel pro Tag.

Der erstarrte Schwefel ist so rein, daß er direkt an die Verbraucher verschickt werden kann. Gediegener

Schwefel wird heute vorwiegend nach dem Frasch-Verfahren abgebaut.

Zur Zeit werden ca. 0 Tonnen Schwefel pro Jahr abgebaut. Der Preis hierfür beträgt ca. 0 0 Schilling pro

Tonne.

Ihr werdet euch jetzt sicher Fragen wofür man Schwefel braucht. Im Alltag treffen wir fast immer auf Schwefel. Zum Beispiel in Z ndh lzer, Farben, Schwarzpulver und medizinischen Präparaten findet man reinen Schwefel. Doch Schwefel ist auch neben Salz, Kalk, Kohle und Erdöl eines der 5 Basisrohstoffe der chemischen Gro industrie. Etwa 85 % der S-Produktion dienen der Schwefelsäureherstellung.

Über die wichtigsten Schwefelverbindungen wird euch nun Markus einiges erz hlen.

Allgemein

Element der . Hauptgruppe; vom lateinischen sulphur = Schwefel

Schwefel auch im Altertum bekannt. Vor 4 00 Jahren benutzten es schon die Agypter zum Bleichen; Römer benutzten es um Medizin herzustellen.

Schwefels ure z hlt heute zu den wichtigsten Grundstoffen der chemischen Industrie

Daten & Fakten

Symbol: S

Ordnungszahl:

Atommasse: 3 645 u

Schmelztemperatur 1 °C

Siedetemperatur: 4 C

Dichte 7 kg/dm³

Vorkommen

Schwefel tritt sowohl gediegen als auch gebunden in sediment ren Lagerstätten und vulkanischen Ablagerungen auf.

Wichtige Schwefelmineralien:

Zinkblende ZnS

Anhydrit CaSO

^{Kieserit MgSO und}

^{Glaubersalz Na SO}

Eigenschaften

S ist ein geruchloses, gelbes Nichtmetall. Die Basisstruktur ist ein gewellter Achterring

4 verschieden Modifikationen von Schwefel:

a b l m-Schwefel

Nachweis

Der Nachweis gelingt uns mit Hilfe der Heparprobe:

Eine Sodaperle wird am Magnesiast bchen geschmolzen und in die zu prüfende Substanz getaucht. Anschlie end Erhitzen in der Oxidationsflamme des Bunsenbrenners, um störende Substanzen zu verfl chtigen. Dann wird die Perle in der reduzierten Flamme geschmolzen. Ist Schwefel vorhanden, so hinterlä t die angefeuchtete Perle auf einem blanken Silberblech einen schwarzen Fleck von Silbersulfid Ag S.

Gewinnung

Frasch Verfahren:

1 00 von Hermann Frasch entwickelt, um Schwefellager in einigen hundert Metern Tiefe auszubeuten.

Drei  Rohre werden in das Bohrloch eingef hrt. Am Fuß ist das u ere Rohr perforiert, durch die L cher tritt

von oben eingesperrter berhitzter Wasserdampf rund 1 0°C) in das Schwefellager. 0 - 5 t Dampf schmelzen eine Tonne Schwefel. Durch das innere Rohr wird hei e Pre luft rund 40 bar) eingeblasen, die dann den geschmolzenen Schwefel im mittleren Rohr zutage bringt.

Schwefelverbindungen

Rekuperationsschwefel aus Hydrogensulfid:

6H S + 3 O 6S + H O

Reduktion des Rekuperationsschwefel in mit Koks beschichteten hei en Generatoren

SO + C S +CO

Hydrogensulfid:

An Luft verbrennt H S je nach Sauerstoffzufuhr:

2H S + 3O 2 SO + 2 H O

oder

2H S + O 2 S + 2 H O

Hydrogensulfidwasser:

^{H S = H + HS = 2H + S}

Schwefeldioxid:

Schmelzpunkt: 5 4 °C Siedepunkt: C

S + O SO

Schwefelige S ure:

Entsteht durch Einleiten von SO in Wasser

SO + H O = H SO

H SO = H + HSO = + SO

Mit Wasser reagiert SO unter starker W rmeentwicklung zu Schwefelsäure.

^{b -SO + H O H SO}

^{SO kann nicht durch direkte Verbrennung von S hergestellt werden, da SO in der W re zerfällt. Technische}

Gewinnung bei 400 - 6 0°C aus Schwefeldioxid:

2 SO + O SO

Thioschwefels ure

H S O ist eine farblose, lige Fl ssigkeit, die nur bei sehr niedrigen Temperaturen oder in organischen

Lösungsmittlen beständig ist. Sie zerfällt im wasserfreien Medium oberhalb - 8°C:

H S O H S + SO

In Gegenwart von Wassere geht die Reaktion weiter und kolloidaler Schwefel f llt aus:

H S + SO H SO + S