Enxofre

Q: Para que serve o enxofre?

O enxofre tem como principal produto industrial associado o ácido sulfúrico , H 2 SO 4 . É um produto tão importante e tão amplamente empregado que o mesmo já foi utilizado como indicador da economia e nível de industrialização de um país. O enxofre é muito importante no processo de vulcanização da borracha , um processo que garante à borracha natural ou sintética uma maior resistência, elasticidade e durabilidade, essencial para a confecção de pneus automotivos , por exemplo. Também é empregado na produção de compostos orgânicos e outros compostos químicos que possuem boa aplicação, como é o caso do dissulfeto de carbono, CS 2 , muito empregado como solvente na indústria. É do enxofre também que se fabrica o sulfito de sódio, Na 2 SO 3 , conservante aplicado na fabricação do famoso papel sulfite . O enxofre também é usado na fabricação da pólvora negra e de fertilizantes.

O enxofre (S) é um ametal localizado no quarto período da Tabela Periódica, no grupo 16 (dos calcogênios). Possui número atômico igual a 16 e é conhecido pelo seu grande número de alótropos. O mais estável de todos, o S₈ ortorrômbico, é um cristal amarelo pálido, inodoro, quebradiço e muito pouco solúvel em água.

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O enxofre é majoritariamente aplicado na produção do ácido sulfúrico, H₂SO₄, um dos insumos químicos mais importantes do mundo e que já foi considerado como índice econômico. O enxofre pode ser encontrado em diversos minerais sulfetados, em áreas vulcânicas e em depósitos de gás natural e petróleo.

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Resumo sobre enxofre

O enxofre, símbolo S, é um ametal localizado no quarto período da Tabela Periódica, pertencente ao grupo dos calcogênios.
Seu número atômico é 16 e ele é lembrado por conta de seu grande número de alótropos.
O alótropo mais estável do enxofre, o S₈ na forma ortorrômbica, apresenta-se como um sólido amarelo, inodoro, quebradiço e muito pouco solúvel em água.
Boa parte do enxofre é utilizado na produção do ácido sulfúrico, embora também se destaque em outras áreas, como na produção do papel sulfite.
O enxofre pode ser encontrado na natureza, na forma de minerais sulfetados, em áreas vulcânicas ou em depósitos de gás natural e petróleo.
A história do enxofre se confunde com a história da humanidade, uma vez que ele é descrito desde tempos remotos.
Foi classificado como um elemento em 1777, por intermédio do químico francês Antoine Lavoisier.

O que é enxofre?

Amostra de enxofre. [imagem_principal] — Amostra de enxofre.

O enxofre é um calcogênio (elemento do grupo 16) localizado no quarto período da Tabela Periódica. É um ametal, representado pela letra S, cujo número atômico é 16. Um aspecto que chama a atenção é que tal elemento possui diversos alótropos, sendo todos eles isolantes.

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Para que serve o enxofre?

O enxofre tem como principal produto industrial associado o ácido sulfúrico, H₂SO₄. É um produto tão importante e tão amplamente empregado que o mesmo já foi utilizado como indicador da economia e nível de industrialização de um país. O enxofre é muito importante no processo de vulcanização da borracha, um processo que garante à borracha natural ou sintética uma maior resistência, elasticidade e durabilidade, essencial para a confecção de pneus automotivos, por exemplo.

Mecânico trocando um pneu automotivo, produto da vulcanização do enxofre. — O processo de vulcanização é imprescindível para a indústria de borracha.

Também é empregado na produção de compostos orgânicos e outros compostos químicos que possuem boa aplicação, como é o caso do dissulfeto de carbono, CS₂, muito empregado como solvente na indústria. É do enxofre também que se fabrica o sulfito de sódio, Na₂SO₃, conservante aplicado na fabricação do famoso papel sulfite.

O enxofre também é usado na fabricação da pólvora negra e de fertilizantes.

Veja também: Fósforo — outro ametal da Tabela Periódica

Fórmula do enxofre

O elemento enxofre é representado pela letra S, em alusão a “sulfur”, uma palavra latina para designar esse elemento. O enxofre possui diversos alótropos e, portanto, é comum fazer a sua representação por S_x, ou apenas S. Muitos autores acabam se referindo ao enxofre como S₈, que é considerado a forma alotrópica mais estável do elemento.

Características do enxofre

O enxofre se apresenta como um sólido amarelo pálido, inodoro, quebradiço, insolúvel em água, porém solúvel em dissulfeto de carbono. Seus dados podem ser consultados a seguir:

Símbolo: S.
Número atômico: 16.
Massa atômica aproximada: 32,059 a 32,076 u.m.a.
Temperatura de fusão: 115,21 °C.
Temperatura de ebulição: 444,61 °C.
Densidade: 2,07 g/cm³ (rômbico, 20 °C); 2,00 g/cm³ (monoclínico, 20 °C).
Principais números de oxidação: -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 e +6.
Localização na Tabela Periódica: 4º período, grupo 16 (calcogênios).

Minerador carregando amostras minerais de enxofre em um cesto pendurado em suas costas. — No cesto, amostras minerais de enxofre, um sólido amarelo, pálido e inodoro.

Propriedades do enxofre

O enxofre possui tendência à catenação, uma propriedade química que permite que átomos de um mesmo elemento se liguem covalentemente para formação de cadeias e anéis. Os alótropos conhecidos do enxofre possuem as fórmulas S₆, S₇, S₈, S₉, S₁₀, S₁₁, S₁₂, S₁₈ e S₂₀, todas cíclicas. Dessas formas alotrópicas, a mais estável é a forma ortorrômbica (ou apenas rômbica), de fórmula S₈ e representada como α-S₈, a qual ocorre naturalmente na forma de grandes cristais amarelos em áreas vulcânicas.

O enxofre é considerado um elemento reativo. Ele queima em presença de ar com a formação de uma chama azul, formando SO₂, assim como reage com os halogênios F₂, Cl₂ e Br₂:

S₈ + 8 O₂ → 8 SO₂
S₈ + 24 F₂ → 8 SF₆
S₈ + 4 Cl₂ → 4 S₂Cl₂
S₈ + 4 Br₂ → 4 S₂Br₂

Hidrocarbonetos saturados são desidrogenados quando aquecidos com enxofre e reações subsequentes com alcenos ocorrem. Uma aplicação dessa reação é na vulcanização da borracha. O enxofre pode ainda reagir com CO ou cianeto (CN⁻) para a produção de O=C=S ou íon tiocianato (N=C=S ↔ N≡C−S)⁻.

Onde o enxofre é encontrado?

O enxofre elementar pode ser encontrado em depósitos em torno de regiões vulcânicas e fontes termais. Combinado e na forma de minerais sulfetos, podemos citar a pirita (ouro dos tolos, FeS₂), a galena (PbS), a esfalerita (ZnS), o cinábrio (HgS), o realgar (As₄S₄), auripigmento (As₂S₃), estibnita (Sb₂S₃), molibdenita (MoS₂) e calcosita (Cu₂S).

Amostra de pirita, FeS2, sulfeto conhecido como ouro dos tolos, que tem o enxofre em sua composição. — Amostra de pirita, FeS₂, sulfeto conhecido como ouro dos tolos, que tem o enxofre em sua composição.

O enxofre também pode ser obtido a partir de depósitos do gás natural e do petróleo cru, fonte essa que vem sendo cada vez mais explorada comercialmente.

Como se produz enxofre?

O processo tradicional de produção de enxofre é o processo Frasch. Água superaquecida (167 °C sob alta pressão) é utilizada para fundir o enxofre, enquanto ar comprimido é utilizado para expulsá-lo para a superfície. Contudo, tal método está em declínio e muitas plantas de operação têm sido fechadas.

A produção de enxofre a partir de depósitos de gás natural e petróleo cru tem aumentado, onde o enxofre ocorre na forma de ácido sulfídrico (H₂S). O processo de obtenção é o que se segue:

2 H₂S + 3 O₂ → 2 SO₂ + 2 H₂O

2 H₂S + SO₂ → 3 S + 2 H₂O

Todo e qualquer H₂S remanescente é passado por reatores que contenham catalisadores de alumina, molibdênio ou cobre para se alcançar a conversão completa em enxofre. Também é possível a obtenção de enxofre como subproduto da produção de ácido sulfúrico, a partir do SO₂ utilizado para a produção desse ácido.

Cuidados com o enxofre

O enxofre em si não é um elemento considerado tóxico. Ele é, inclusive, um nutriente necessário em nossa dieta, embora níveis excessivos devam ser evitados. Os principais problemas do enxofre têm, na verdade, relação com seus compostos.

Chaminés liberando dióxido de enxofre na atmosfera. — O dióxido de enxofre é um dos principais poluentes do ar atmosférico.

O gás sulfídrico, H₂S, pode até ser metabolizado em pequenas quantidades, mas em concentrações maiores, pode causar rapidamente a morte por paralisia respiratória. Outros sintomas possíveis são colapso, cianose, coma e arritmia cardíaca. Além disso, é um gás que inibe a percepção dos odores, ou seja, as pessoas não conseguem perceber sua presença pelo olfato, mesmo em altas concentrações.

Já o dióxido de enxofre é um dos principais poluentes atmosféricos. O SO₂, quando em contato com as nossas membranas úmidas, pode formar quantidades de ácido sulfúrico, causando irritação nos olhos, nas mucosas e na pele. O ácido sulfúrico pode também comprometer o funcionamento dos pulmões.

Não só isso, o dióxido de enxofre aumenta a acidez da chuva, causando um problema ambiental conhecido como chuva ácida. A chuva ácida, ao aumentar os níveis de acidez de corpos hídricos e solo, causa mortandade de peixes, perda de florestas e diminui a quantidade de nutrientes disponíveis nos solos para as plantas, além de aumentar os níveis de alumínio no solo, o que é tóxico para a vegetação.

Saiba mais: O níquel é um metal ou um ametal?

História do enxofre

Embora seja conhecido desde épocas remotas da história da humanidade, sendo citado em livros como Gênesis e também no Ayurveda, o enxofre só veio a ser classificado como um elemento em 1777, por intermédio do químico francês Antoine Lavoisier.

Sociedades pré-históricas já faziam uso de enxofre para pigmentos de pinturas rupestres em cavernas. No Egito Antigo, o enxofre era queimado como parte de rituais religiosos. Foram os egípcios que, por volta de 1600 a.C. fizeram uso de SO₂ (enxofre queimado) para clarear o algodão, sendo este reconhecido como o primeiro uso industrial deste elemento.

Obras de mitologia grega descrevem a queima do enxofre para fumigação. Já na China, por volta de 500 d.C., o enxofre começa a ser utilizado em explosivos e, posteriormente, para a preparação do “fogo grego”, que fora utilizado em guerras durante o período da Idade Média. Um fato curioso liga esse elemento a Plínio, “o Velho”, que relatou diversos usos para o enxofre. Ele morreu durante a erupção do Vesúvio, em 79 d.C., provavelmente asfixiado por vapores de enxofre e seus respectivos compostos.

Fontes

FACULDADE DE ARQUITETURA E URBANISMO DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO – FAUUSP. Papel Sulfite. DAMatéria. Disponível em: https://sites.usp.br/damateria/papelao-sulfite/

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HOUSECROFT, C. E.; SHARPE, A. G. Inorganic Chemistry. 2. ed. Pearson Education Limited: Londres, 2005.

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WOOLLINS, J. D. Sulfur: Inorganic Chemistry. In: Encyclopedia of Inorganic Chemistry. 2. ed. Wiley: Nova Jersey, 2005.

Escrito por: Stéfano Araújo Novais Stéfano Araújo Novais, além de pai da Celina, é também professor de Química da rede privada de ensino do Rio de Janeiro. É bacharel em Química Industrial pela Universidade Federal Fluminense (UFF) e mestre em Química pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).