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Dossier > Elément chimique : le soufre Futura-Sciences Source : http://www.futura-sciences.com/magazines/terre/infos/dossiers/d/geologie-tout-savoir- soufre-803/ Page 1 / 32 Tout savoir sur le soufre Le soufre, l’acide sulfurique et leurs dérivés sont présents partout dans notre existence : pollution, engrais, chimie industrielle etc. Ce dossier vous donnera l’occasion de faire le point sur cet élément et ses nombreux composés dont certains, les protéines, sont essentiels à la vie ! Chapitre 1/10 - Elément chimique : le soufre À l’origine, le soufre était contenu dans les roches ignées, principalement dans la pyrite (FeS 2). Le dégazage de la croûte terrestre et l’altération ont permis le transfert dans l’océan de soufre SO42-. Nous verrons comment ce soufre est assimilé par les êtres vivants, et réduit en soufre organique pour les protéines. Soufre Italie © Géry Parent wikipedia Nous verrons aussi que les réactions microbiennes sont déterminantes dans le cycle du soufre, et que plusieurs métaux sont extraits des sulfures déposés dans des gisements d’origine hydrothermale, mais aussi qu’on trouve du soufre dans le pétrole et le charbon et sa combustion donne du SO2 libéré dans l’atmosphère, ce que chacun sait, on en a abondamment parlé avec les pluies acides et leur impact sur les systèmes naturels, forêts et lacs en particulier, sans parler des pollutions urbaines. Nous parlerons également du cycle du soufre, des volcans, et puis, on parlera un peu du commerce. 05/01/2009 - Par Claire König, Enseignante Sciences Naturelles Dossier > Elément chimique : le soufre Futura-Sciences Source : http://www.futura-sciences.com/magazines/terre/infos/dossiers/d/geologie-tout-savoir- soufre-803/ Page 2 / 32 Laboratoire d'un alchimiste Les composés du soufre : a) dans l’atmosphère, à l’état gazeux : -- le soufre réduit : le diméthylsulfure (DMS) CH3SCH3 et le carbonyl COS, -- le dioxyde SO2 -- les sulfates SO4 b) dans les systèmes aquatiques : -- sulfates SO4- c) dans les sédiments : -- les sulfures métalliques, la pyrite FeS2, -- les évaporites : gypse CaSO4. nH2O et anhydrite CaSO4, -- les matières organiques. Bonne lecture. Chapitre 2/10 - Découvrir le soufre Il est connu depuis l'Antiquité. Le soufre, çulbâri : ennemi du cuivre en sanskrit ; sulphur, sulfur ou sulpur en latin) Dossier > Elément chimique : le soufre Futura-Sciences Source : http://www.futura-sciences.com/magazines/terre/infos/dossiers/d/geologie-tout-savoir- soufre-803/ Page 3 / 32 Pyrite © Dave Barthelmy Webmineral L’ Encyclopédie, ou Dictionnaire raisonné des sciences des arts et des métiers Denis Diderot et Jean le R ond d’Alembert le décrit comme : « Soufre, s. m. (Hist. nat. Minéralogie & Chimie.) sulphur ; c’est une substance solide, mais friable, d’un jaune clair lorsqu’il est pur, très-inﬂammable, et qui en se brûlant répand une ﬂamme bleuâtre accompagnée d’une odeur pénétrante et suﬀocante. Il se fond très aisément lorsque le feu ne lui est point immédiatement appliqué, et pour lors il ne s’enflamme point. La nature nous présente le soufre de deux manières : ou il est pur et sous la forme qui lui est propre, ou il est combiné avec d’autres substances du règne minéral, qui par leur union avec lui le rendent méconnoissable ; c’est ainsi qu’il est dans les mines où il est combiné avec les métaux. Le soufre pur que l’on nomme aussi soufre fossile, soufre natif, ou soufre vierge, se trouve abondamment dans quelques endroits de la terre ; ce n’est que dans le voisinage des volcans et des endroits sujets aux embrasememens souterreins que ce soufre se rencontre ; et partout où on le voit, on doit supposer qu’il a été produit & sublimé par les feux de la terre ; ils l’ont dégagé des substances avec lesquelles il étoit combiné ; ils l’ont sublimé comme auroit pû faire un fourneau, et ils l’ont porté à la surface de la terre. » Dossier > Elément chimique : le soufre Futura-Sciences Source : http://www.futura-sciences.com/magazines/terre/infos/dossiers/d/geologie-tout-savoir- soufre-803/ Page 4 / 32 Soufre sur calcite Nom, Symbole, Numéro Soufre, S, 16 non-métal -- Masse volumique : 1 960 kg/m3 -- Couleur : Jaune -- Masse atomique : 32,065 u -- Rayon atomique : 100 pm -- Rayon de covalence : 102 pm -- Rayon de van der Waals: 180 pm -- Configuration électronique : [Ne] 3s2 3p4 -- État(s) d'oxydation : ±2, 4, 6 -- Structure cristalline : orthorhombique -- Température de fusion : 388,36 K -- Température de vaporisation : 717,87 K -- Électronégativité : (Pauling) 2,58 -- Chaleur massique : 710 J/(kg•K) -- 1er potentiel d'ionisation 999,6 kJ/mol -- 2e potentiel d'ionisation 2 252 kJ/mol -- 3e potentiel d'ionisation 3 357 kJ/mol -- 4e potentiel d'ionisation 4 556 kJ/mol -- 5e potentiel d'ionisation 7 004,3 kJ/mol -- 6e potentiel d'ionisation 8 495,8 kJ/mol Isotopes les plus stables -- 32S 95,02 % stable avec 16 neutrons - 33S 0,75 % stable - 34S 4,21 % stable - 36S 0,02 % stable plus un isotope radioactif très peu courant. Dossier > Elément chimique : le soufre Futura-Sciences Source : http://www.futura-sciences.com/magazines/terre/infos/dossiers/d/geologie-tout-savoir- soufre-803/ Page 5 / 32 Soufre Agricola Minerais et préparation - Etat natif dans les terrains volcaniques et certaines terres sédimentaires (Louisiane, Texas). - Sulfures : H2S (gaz de Lacq, 4000 tonnes par jour) , FeS2 pyrite , ZnS blende , PbS galène sulfates anhydrite ou gypse CaSO4. Procédé Frash au T exas : on injecte de la vapeur d'eau à 160°C dans le gisement, ce qui le fait fondre, puis de l'air comprimé est injecté dans le puits pour faire remonter le soufre fondu à la surface. Procédé employé à Lacq : H2S est brûlé en SO2 qui réagit avec H2S pour donner du soufre : SO2 + H2S -> 3 S + H2O Dossier > Elément chimique : le soufre Futura-Sciences Source : http://www.futura-sciences.com/magazines/terre/infos/dossiers/d/geologie-tout-savoir- soufre-803/ Page 6 / 32 Diagramme soufre Variétés allotropiques - octaèdrique, rhomboèdrique ; sa masse volumique vaut 2060 kg.m-3 . - clinorhombique, en aiguilles ; sa masse volumique vaut 1960 kg.m-3 . L'équilibre est athermique ; son enthalpie vaut 0,38 kJ/mol. C'est un équilibre monovariant. Par chauﬀage lent, la transition se fait à 95,5°C sous 1 bar. Mais la transformation est lente, et, si l'on élève rapidement la température, le soufre a n'a pas le temps de se transformer et fond à 112,8°C sous 1 bar. Soufre qui fond © J Hemmerlein Wikipedia A 119°C, le soufre est un liquide jaune mobile. Sa viscosité va diminuer si l'on chauﬀe à 155°C. C'est le soufre formé de molécules S8 cycliques. Si la température dépasse 160°C, le liquide devient visqueux et noircit. Le maximum de viscosité est à 190°C : c'est le soufre formé de chaînes obtenues par rupture des cycles S8. Les chaînes se disloquent ensuite, on obtient un liquide brun, vers 400°C, formé de molécules S2 paramagnétiques, et encore de quelques molécules S8 ,S6 et S4. A 1700°C, il ne reste dans le gaz que des molécules S2. Dossier > Elément chimique : le soufre Futura-Sciences Source : http://www.futura-sciences.com/magazines/terre/infos/dossiers/d/geologie-tout-savoir- soufre-803/ Page 7 / 32 Soufre qui brûle © J Hemmerlein Wikipedia Chapitre 3/10 - Synthèse de l'acide sulfurique Encyclopédie ou Dictionnaire raisonné des sciences des arts et des métiers Denis Diderot et Jean le Rond d’Alembert, définition : Acide sulfurique « VITRIOL, s. m. (Hist. nat. Minéralog.) c’est un sel d’un goût acerbe et astringent, forme par l’union d’un acide particulier, que l’on nomme vitriolique, avec du fer, du cuivre ou du zinc, ou avec une terre ; il est ou vert, ou bleu, ou blanc. Suivant que l’acide vitriolique est combiné avec ces diﬀérentes substances, il constitue des vitriols différents. Quand il est combiné avec le fer, il forme un sel d’une couleur verte plus ou moins foncée, que l’on nomme vitriol de Mars, ou martial, ou couperose verte ; quand ce même acide est combiné avec le cuivre, il fait un sel d’une couleur bleue, que l’on nomme vitriol de Vénus, vitriol cuivreux, vitriol bleu, couperose bleue, vitriol de Chypre, etc... Quand cet acide est combiné avec le zinc, il fait un sel blanc que l’on nomme vitriol blanc, couperose blanche, vitriol de Goslar, ou vitriol de zinc. Dossier > Elément chimique : le soufre Futura-Sciences Source : http://www.futura-sciences.com/magazines/terre/infos/dossiers/d/geologie-tout-savoir- soufre-803/ Page 8 / 32 L’acide vitriolique qui produit ces diﬀérens sels, est aussi appellé acide universel, parce qu’il est répandu dans notre atmosphere ; mais surtout il est propre au règne minéral. Il est le même que celui qui se trouve dans le soufre, et alors cet acide est combiné avec le phlogistique des matières inflammables. Ce qui prouve que l’acide vitriolique est répandu dans l’air , c’est que si on expose à l’air un sel alkali, il se dissout et devient liquide ; et si on fait évaporer cette liqueur, on obtient un sel que l’on appelle tartre vitriolé, qui est exactement de la même nature que celui qui se fait par art en combinant ensemble de l’acide vitriolique avec un alkali ﬁxe. A la vûe de la prodigieuse quantité de soufre que la terre renferme dans son sein, et qui est ordinairement combiné avec les métaux dans les mines, on ne peut douter que l’acide vitriolique n’y soit très-abondant ; mait alors il a des uploads/Geographie/ soufre.pdf