El azufre es abundante, multivalente y no metálico. A temperatura normal, el azufre elemental es un sólido cristalino de color amarillo brillante. El azufre es el décimo elemento más abundante en masa en el universo y el quinto más abundante en la Tierra. El azufre en la Tierra se encuentra típicamente en forma de minerales de sulfuro y sulfato, mientras que ocasionalmente se descubre en forma pura y nativa. Casi todo el azufre elemental en la actualidad se crea como un subproducto de la eliminación de las impurezas que contienen azufre del gas natural y el petróleo. La aplicación comercial más importante del elemento es la fabricación de ácido sulfúrico para fertilizantes sulfatados y fosfatados, así como otros procesos químicos.
El azufre es un elemento químico de símbolo S y número atómico 16.
Muchos compuestos de azufre son odoríferos y los compuestos organosulfurados son responsables de los olores del gas natural odorizado, el olor a zorrillo, la toronja y el ajo. El olor a huevos podridos y otros procesos biológicos es causado por el sulfuro de hidrógeno. El azufre es necesario para toda la vida, sin embargo, casi siempre se encuentra en forma de compuestos organosulfurados o sulfuros metálicos. Los compuestos organosulfurados incluyen tres aminoácidos (cisteína, cistina y metionina) y dos vitaminas (biotina y tiamina). El azufre es un macronutriente esencial para todos los seres vivos y uno de los componentes químicos clave necesarios para el funcionamiento metabólico. Estudiemos dos rusts de azufre.
monrust de azufre
El monrust de azufre (SO) es un químico inorgánico. Sólo existe como una fase gaseosa diluida. Se transforma en S 2 O 2 cuando se concentra o condensa (dirust de disulfuro). Se ha descubierto en el espacio, pero rara vez se ve intacto en la Tierra.
Formación de SO
Una descarga eléctrica produce un gas incoloro e inestable en una combinación a baja presión de dirust de azufre y vapor de azufre; al enfriarse, se condensa en un sólido rojo anaranjado que se descompone lentamente en azufre y dirust de azufre.
Estructura y unión de SO
La molécula de SO tiene un estado fundamental de triplete, lo que significa que cada molécula tiene dos electrones desapareados. La longitud del enlace SO en S 2 O, SO 2 y SO 3 gaseosos es de 148,1 pm, que es similar a la longitud del enlace SO en los rusts de azufre inferiores pero más larga que la longitud del enlace SO en el S 2 O gaseoso , SO 2 y SO 3 . La molécula es estimulada al estado de singlete por la radiación del infrarrojo cercano (sin electrones desapareados). Se cree que el estado singlete es más reactivo que el estado triplete básico, al igual que se piensa que el oxígeno singlete es más reactivo que el oxígeno triplete.
Estructura de monrust de azufre
Producción y reacciones de SO
- El uso de moléculas que extruyen SO como reactivo en síntesis orgánica se ha centrado en la producción de SO como reactivo. La descomposición de la molécula relativamente simple episulfrust de etileno, así como otras más complejas, como un rust de trisulfuro, C 10 H 6 S 3 O, son ejemplos.
C 2 H 4 SO → C 2 H 4 + SO
- La molécula de SO es termodinámicamente inestable, cambiando primero a S 2 O 2 . El SO se inserta en alquenos, alquinos y dienos para formar tiiranos, moléculas que tienen anillos de azufre de tres miembros.
Medidas de seguridad para SO
Es difícil estimar adecuadamente sus riesgos debido a su rareza en nuestra atmósfera y baja estabilidad. Sin embargo, cuando se condensa y compacta, produce dirust de disulfuro, que es letal y corrosivo. Esta molécula también es muy combustible (similar al metano) y libera dirust de azufre, un gas letal cuando se quema.
Dirust de azufre
El compuesto químico de fórmula SO 2 es el dirust de azufre. Es un gas venenoso que provoca el olor a fósforos quemados. Es emitido naturalmente por la actividad volcánica y se crea como un subproducto de la extracción de cobre y la combustión de combustibles fósiles que contienen azufre. El dirust de azufre tiene un olor fuerte similar al ácido nítrico.
Estructura y unión de SO 2
SO 2 es una molécula doblada. Un método de la teoría del enlace de valencia que solo considere los orbitales s y p explicaría el enlace como una resonancia entre dos estructuras de resonancia. El orden de enlace del enlace azufre-oxígeno es 1,5. Hay soporte para esta técnica sencilla que no requiere cooperación orbital. El átomo de azufre tiene un estado de oxidación de +4 y una carga formal de +1 según el formalismo de conteo de electrones.
Estructura de dirust de azufre
Ocurrencia de SO 2
El dirust de azufre está presente en la Tierra en concentraciones extremadamente bajas y en la atmósfera en aproximadamente 1 ppm. Se puede encontrar en concentraciones variables en otros planetas, siendo la más notable la atmósfera de Venus, donde es el tercer gas atmosférico más abundante con 150 ppm. Se combina con agua para generar nubes de ácido sulfúrico, que es un componente crucial del ciclo de azufre atmosférico global del planeta y contribuye al calentamiento global. Se cree que ocurre en abundancia como hielo en las lunas galileanas, como hielo sublimado o escarcha en el hemisferio posterior de Io y en la corteza y el manto de Europa, Ganímedes y Calisto, potencialmente incluso en forma líquida e interactuando rápidamente con el agua.
Preparación de SO 2
- En el laboratorio, el dirust de azufre se produce haciendo reaccionar sulfito metálico o bisulfito metálico con ácido diluido. En una reacción entre ácido sulfúrico diluido y sulfito de sodio, por ejemplo, se produce.
Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + H 2 O + SO 2
- Se obtiene comercialmente como subproducto de la tostación de minerales sulfurados. El gas resultante se seca, licua y almacena en cilindros de acero.
4FeS 2 (s) + 11O 2 (g) →2Fe 2 O 3 (s) + 8SO 2 (g)
Propiedades del SO 2
- Es un gas incoloro con olor a huevo podrido. Es extremadamente soluble en agua.
- Se licua fácilmente.
- Se disuelve en agua para generar ácido sulfuroso, lo que le da un sabor ácido.
- No es combustible ni propicio para la quema.
- Es un poderoso agente oxidante.
- También es un agente reductor. También actúa como agente reductor.
Usos del SO 2
- Como conservante de alimentos en la industria alimentaria.
- Funciona tanto como agente blanqueador como desinfectante para eliminar el exceso de cloro.
- En el laboratorio se emplea como reactivo y disolvente.
- Aunque el dirust de azufre se utiliza principalmente en la producción de ácido sulfúrico, trirust de azufre y sulfitos.
- También se emplea como desinfectante, refrigerante, agente reductor, blanqueador y conservante de alimentos, particularmente en frutos secos.
- El dirust de azufre se emplea como desinfectante, refrigerante, agente reductor, blanqueador y conservante de alimentos, especialmente en frutas secas, a pesar de su uso principal en la producción de ácido sulfúrico, trirust de azufre y sulfitos.
Dirust de azufre en el aire
La quema de combustibles fósiles por parte de las centrales eléctricas y otras instalaciones industriales es la principal fuente en la atmósfera. Las fuentes de emisiones más pequeñas incluyen actividades industriales como la extracción de minerales, fuentes naturales como volcanes y locomotoras, barcos y otros vehículos y equipos pesados que funcionan con gasolina rica en azufre.
Efectos sobre la salud del dirust de azufre
- La exposición a corto plazo al dirust de azufre puede afectar el sistema respiratorio humano y dificultar la respiración. Los asmáticos, en particular los jóvenes, son especialmente vulnerables a los efectos del dirust de azufre.
- Las emisiones de dirust de azufre que dan lugar a altas concentraciones de SO 2 en el aire suelen dar lugar a la creación de otros rusts de azufre (SO x ). Pueden surgir pequeñas partículas cuando el SO x reacciona con otras sustancias en el medio ambiente.
- La contaminación por partículas (PM) es causada por estas partículas. Las partículas pequeñas pueden penetrar profundamente en los pulmones y, si están presentes en cantidades significativas, pueden causar problemas de salud.
- El SOx gaseoso , en altas concentraciones, puede dañar árboles y plantas al destruir las hojas y retardar el crecimiento. La lluvia ácida, causada por SO2 y otros rusts de azufre, puede destruir ecosistemas delicados.
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: ¿Cuál es la naturaleza del dirust de azufre?
Responder:
El dirust de azufre es un gas ácido, lo cual se puede comprobar fácilmente llenando un recipiente de gas con agua y unas gotas de indicador universal. Se forma ácido sulfuroso, que es un ácido ligeramente dibásico.
Pregunta 2: ¿Cómo el dirust de azufre forma lluvia ácida?
Responder:
El dirust de azufre y los rusts de nitrógeno se liberan a la atmósfera y son transportados por el viento y las corrientes de aire, lo que da como resultado la lluvia ácida. Los ácidos sulfúrico y nítrico se forman cuando ambos rusts reaccionan con agua, oxígeno y otras moléculas. Luego se mezclan con agua y otros condimentos antes de servir.
Pregunta 3: ¿Qué es la lluvia ácida?
Responder:
La lluvia o cualquier otra forma de precipitación que sea altamente ácida, lo que sugiere que incluye niveles significativos de iones de hidrógeno, se denomina lluvia ácida. El pH de la mayoría del agua, incluida el agua que bebemos, está entre 6,5 y 8,5, pero la lluvia ácida tiene un pH más bajo que este.
Pregunta 4: ¿Cómo se forma el monrust de azufre?
Responder:
Una descarga eléctrica produce un gas incoloro e inestable en una combinación a baja presión de dirust de azufre y vapor de azufre; al enfriarse, se condensa en un sólido rojo anaranjado que se descompone lentamente en azufre y dirust de azufre.
Pregunta 5: ¿Cuál es la estructura del dirust de azufre?
Responder:
El dirust de azufre es una molécula doblada. Un método de teoría del enlace de valencia que solo considere los orbitales s y p explicaría el enlace como resonancia entre dos estructuras de resonancia.
Pregunta 6: ¿Cómo se forma el dirust de azufre?
Responder:
El dirust de azufre se produce mediante la combustión de combustibles fósiles (carbón y petróleo) y la fundición de minerales que contienen azufre (por ejemplo, aluminio, cobre, zinc, hierro y plomo). Las moléculas de dirust de azufre se disuelven fácilmente en agua para formar ácido sulfúrico.
Pregunta 7: ¿Es el dirust de azufre un compuesto?
Responder:
El dirust de azufre es un gas inorgánico peligroso que es espeso e incoloro. Se puede crear en grandes cantidades durante los procesos intermedios de producción de ácido sulfúrico. El dirust de azufre también tiene un olor distintivo y desagradable que es similar al aroma de una cerilla recién encendida.
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por Prateek Sharma 7 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA