Azufre
Elemento amarillo que forma compuestos con olor fuerte; es vital para las proteínas.
Propiedades rápidas
Qué es el azufre
El azufre (S) es el elemento número 16, un no metal sólido de inconfundible color amarillo que se encuentra nativo cerca de los volcanes y en yacimientos. Es conocido desde la antigüedad. Su mayor uso es fabricar ácido sulfúrico (H₂SO₄), el producto químico más fabricado del mundo; también vulcaniza el caucho y forma parte de dos aminoácidos esenciales.
Para qué sirve el azufre
Fertilizantes
El azufre se utiliza en la producción de fertilizantes, esencial para el crecimiento de las plantas. Ayuda en la síntesis de aminoácidos y mejora la eficiencia de los fertilizantes nitrogenados.
Vulcanización del caucho
En la industria del caucho, el azufre es clave para la vulcanización, un proceso que mejora la elasticidad y resistencia del caucho, utilizado en neumáticos y otros productos.
Producción de ácido sulfúrico
El azufre es fundamental en la producción de ácido sulfúrico, uno de los productos químicos más utilizados en la industria, empleado en la fabricación de detergentes, baterías y en el refinado de petróleo.
Medicina
Se emplea en la elaboración de fármacos y tratamientos dermatológicos, aprovechando sus propiedades antibacterianas y antifúngicas para tratar afecciones de la piel.
Conservación de alimentos
El dióxido de azufre se usa como conservante en alimentos y bebidas, como el vino, para prevenir el crecimiento de bacterias y hongos.
Datos del azufre
- Número atómico (Z)
- 16
- Masa atómica
- 32,06 u
- Punto de fusión
- 115,21 °C
- Punto de ebullición
- 444,61 °C
- Densidad
- 2,07 g/cm³ (S₈ rómbico, forma estable)
- Electronegatividad (Pauling)
- 2,58
- Radio atómico
- 88 pm
- Energía de 1ª ionización
- 999,6 kJ/mol
- Afinidad electrónica
- 200,4 kJ/mol
- Dureza (Mohs)
- 2
- Estructura cristalina
- ortorrómbica (α-S₈, estable a < 95,3 °C); monoclínica (β-S₈, 95-115 °C)
- Color / aspecto
- amarillo brillante característico (azufre rómbico)
- Origen del nombre
- del latín «sulphur», derivado del sánscrito «shulbāri» (enemigo del cobre)
- Descubrimiento
- prehistórico · conocido desde la antigüedad; identificado como elemento por Antoine Lavoisier en 1777
Propiedades del azufre
Propiedades físicas
El azufre es un sólido de color amarillo, con una densidad de aproximadamente 2 g/cm³. Tiene un punto de fusión de 115 °C y un punto de ebullición de 444 °C. No es conductor de electricidad y es insoluble en agua, pero se disuelve en disolventes orgánicos como el benceno.
Propiedades químicas
Químicamente, el azufre es bastante reactivo. Combina fácilmente con hidrógeno para formar ácido sulfhídrico y con oxígeno para formar dióxido de azufre. Sus estados de oxidación más comunes son -2, +4 y +6. Aunque no es peligroso en su forma elemental, algunos compuestos de azufre pueden ser tóxicos.
Configuración electrónica
La configuración electrónica abreviada del azufre es:
[Ne] 3s² 3p⁴
En notación desarrollada completa:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴
El azufre distribuye sus 16 electrones siguiendo las reglas de Aufbau, Hund y el principio de exclusión de Pauli. Los electrones del último nivel energético (los electrones de valencia) son los responsables de las propiedades químicas del elemento.
Estados de oxidación y valencias del azufre
| Estado | Ejemplo(s) | Frecuencia |
|---|---|---|
| −2 | H₂S, sulfuros (Na₂S, FeS, PbS galena, ZnS blenda) | principal en sulfuros |
| −1 | H₂S₂, Na₂S₂ (disulfuros), FeS₂ (pirita) | secundario |
| 0 | S₈ (azufre molecular) | elemental |
| +2 | SCl₂, S₂O₃²⁻ (tiosulfato, valencia media) | secundario |
| +4 | SO₂ (dióxido), H₂SO₃ (sulfuroso), Na₂SO₃ (sulfito) | común |
| +6 | SO₃, H₂SO₄ (sulfúrico), Na₂SO₄ (sulfato) | principal (ácido sulfúrico) |
Si lo que necesitas es formular, en la página de las valencias del azufre está cada estado de oxidación con su ejemplo resuelto , la nomenclatura de cada uno y de dónde sale a partir de la configuración electrónica.
Historia del azufre
El azufre ha sido conocido desde la antigüedad, mencionado en textos bíblicos y utilizado por los alquimistas. Sin embargo, fue Antoine Lavoisier quien, en el siglo XVIII, lo identificó como un elemento químico. Antes de esto, se pensaba que era un compuesto. Lavoisier demostró que el azufre no podía descomponerse en sustancias más simples, estableciendo su naturaleza elemental. Su nombre proviene del latín 'sulphur', que significa 'piedra que arde'.
Cómo se obtiene el azufre
Hoy el azufre se obtiene mayoritariamente como subproducto del refinado del petróleo y del gas natural mediante el proceso Claus: el H₂S extraído del gas se oxida parcialmente con O₂ (2 H₂S + 3 O₂ → 2 SO₂ + 2 H₂O) y luego H₂S + SO₂ → 3 S + 2 H₂O sobre catalizadores de alúmina. Cubre prácticamente toda la demanda mundial (~80 Mt/año), eliminando además el problema ambiental del azufre en combustibles. La minería tradicional (proceso Frasch con inyección de vapor) es ya marginal.
Compuestos habituales
| Fórmula | Nombre | Descripción |
|---|---|---|
| H2S | Ácido sulfhídrico | Gas incoloro con un olor característico a huevos podridos, tóxico en altas concentraciones. |
| SO2 | Dióxido de azufre | Gas incoloro utilizado como conservante y en la producción de ácido sulfúrico. |
| H2SO4 | Ácido sulfúrico | Líquido altamente corrosivo, uno de los productos químicos más importantes en la industria. |
| CS2 | Disulfuro de carbono | Líquido volátil utilizado como disolvente industrial. |
| CaSO4 | Sulfato de calcio | Compuesto utilizado en la fabricación de yeso y cemento. |
Dónde se encuentra el azufre
El azufre se encuentra abundantemente en la corteza terrestre, principalmente en forma de sulfuros y sulfatos en minerales como la pirita y el yeso. También está presente en depósitos volcánicos y en aguas termales. En los seres vivos, el azufre es un componente esencial de proteínas y vitaminas. En el universo, es uno de los elementos más comunes, encontrado en meteoritos y en la atmósfera de planetas como Júpiter.
Isótopos del azufre
| Isótopo | Masa | Abundancia | Vida media |
|---|---|---|---|
| S-32 | 31,97207 u | 94,99 % | estable |
| S-33 | 32,97146 u | 0,75 % | estable |
| S-34 | 33,96787 u | 4,25 % | estable |
| S-36 | 35,96708 u | 0,01 % | estable |
| S-35 | 34,96903 u | — | 87,37 días |
Curiosidades sobre el azufre
-
El azufre es esencial para la vida, ya que forma parte de dos aminoácidos: cisteína y metionina, fundamentales para la estructura de las proteínas.
-
En la antigua Roma, el azufre se utilizaba como desinfectante y para blanquear la lana.
-
El olor característico de los huevos podridos se debe al ácido sulfhídrico, un compuesto de azufre.
El azufre en la tabla periódica
- Tipo: no metal.
- Grupo: grupo 16 (no metales).
- Periodo: 3.
- Bloque: P (el último electrón se aloja en un orbital de tipo p).
- Valencia principal: +6.
Compara con el resto de no metales o con los elementos del periodo 3.
Diferencias entre azufre y oxígeno
Azufre y oxígeno son ambos calcógenos del grupo 16, vecinos verticales con dos electrones desapareados que tienden a captar para alcanzar el octeto (valencia principal −2). Pero hay diferencias importantes: el oxígeno es gas diatómico (O₂) a temperatura ambiente; el azufre es sólido amarillo molecular (S₈), con moléculas en forma de corona de ocho átomos. La electronegatividad del S (2,58) es menor que la del O (3,44), y por eso el azufre forma más fácilmente enlaces covalentes con muchos no metales. Biológicamente, ambos son esenciales: el O para la respiración, el S en aminoácidos (cisteína, metionina) y vitaminas (biotina, tiamina).
Consulta también la ficha completa del oxígeno (O).
Otros elementos del grupo 16 (no metales)
Otros elementos del periodo 3
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Errores frecuentes en exámenes (EBAU / ESO)
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⚠Olvidar que el azufre elemental existe como S₈ (no S).
A temperatura ambiente el azufre forma moléculas anulares S₈ (corona de ocho átomos). Para fines estequiométricos suele simplificarse como S, pero la fórmula molecular real es S₈ con masa 256,5 g/mol. En reacciones de combustión: S + O₂ → SO₂ está bien, pero si se quiere ser exacto: S₈ + 8 O₂ → 8 SO₂.
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⚠Dar al azufre solo valencia −2 o +6.
El azufre presenta los estados −2, +2, +4 y +6 principales (también −1 en disulfuros, 0 en S elemental). En formulación inorgánica son clave: −2 (sulfuros), +4 (SO₂, sulfitos, H₂SO₃) y +6 (SO₃, sulfatos, H₂SO₄). Olvidar el +4 lleva a errores típicos con el ácido sulfuroso.
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⚠Confundir el sulfato (SO₄²⁻, S en +6) con el sulfito (SO₃²⁻, S en +4).
Sulfato (SO₄²⁻): S en estado +6, sal del ácido sulfúrico (H₂SO₄). Sulfito (SO₃²⁻): S en estado +4, sal del ácido sulfuroso (H₂SO₃). Estequiometría distinta (4 O frente a 3 O) y propiedades opuestas: el sulfato es estable; el sulfito es reductor.
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⚠Pensar que el «olor a azufre» viene del S₈ puro.
El azufre puro es casi inodoro. El olor característico que asociamos al azufre («huevos podridos», «volcánico») viene del sulfuro de hidrógeno (H₂S) o del dióxido de azufre (SO₂), gases que sí huelen intensamente. El H₂S es tóxico a partir de 100 ppm.