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S | Le
soufre
[symbole : S] est un corps simple, non métallique
connu depuis l'Antiquité. Du fait qu'il brûle facilement, il était considéré
par les alchimistes comme le principe de combustibilité, représentant
l'altérabilité des métaux par le feu. Il est solide à température
ambiante et présent dans la nature sous différentes formes, dont la plus
courante est le soufre élémentaire, sous forme de cristaux jaunes. Il
est insoluble dans l'eau (sauf le soufre dit colloĂŻdal,
obtenu en faisant passer du disulfure d'hydrogène dans une solution aqueuse
de dioxyde de soufre), mais soluble dans les solvants organiques tels que
le benzène et le tétrachlorure de carbone.
Le soufre est un mauvais conducteur de chaleur et d'électricité.
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Le soufre dans
la nature.
Le soufre se rencontre aussi en combinaison. • Ses composés, en particulier ceux avec des métaux (sulfures), sont courants et comprennent la chalcopyrite ou le sulfure de cuivre-fer, le cinabre ou le sulfure de mercure, la galène ou le sulfure de plomb, la pyrite ou le sulfure de fer, les sulfures d'arsenic ou de réalgar et d'orpiment, la sphalérite ou le sulfure de zinc, la stibine ou le sulfure d'antimoine. La chimie du soufreLe soufre est un élément réactif qui peut réagir avec de nombreux autres éléments. Il réagit avec l'oxygène pour former du dioxyde de soufre (SO2). A côté du gaz sulfureux, il se forme toujours un peu d'anhydride ou d'acide sulfurique, suivant que le gaz est sec ou humide :S + O2 SO2 + énergieLe soufre constitue donc un élément réducteur. Les agents oxydants, l'acide azotique, le chlorate, l'azotate de potassiume le transformeront plus ou moins rapidement en acide sulfurique. Ce dernier acide est lui-même réduit par le soufre pour engendrer du gaz sulfureux : S2O6H2O2 + S 3SO2 + H2O2L'hydrogène se combine directement au soufre à partir de 440° en formant de l'hydrogène sulfuré. (L'hydrogène naissant, produit par le zinc et l'acide chlorhydrique, produit la même réduction à la température ordinaire). Le chlore (Cl), le phosphore (P), le silicium (Si), le bore (B) se combinent directement avec le soufre en donnant des composés dont la formule est comparable à celle des composés oxygénés correspondants, H2S2, H2O2 ; SiS2, SiO2; BO3, BO2, etc., mais c'est surtout avec le carbone qu'apparaît nettement l'analogie chimique entre l'oxygène et le soufre. Le carbone, qui se combine si facilement avec l'oxygène, n'agit directement, en dehors du fluor, avec aucun des métalloïdes si ce n'est le soufre; le composé qui forme le sulfure de carbone C2S4 est analogue à l'anhydride carbonique C2O4; comme ce dernier, il se combine aux bases pour engendrer des sels; on connaît aussi un sulfure CS analogue comme formule au monoxyde de carbone CO. L'action du soufre sur les métaux rapproche étroitement ce métalloïde de l'oxygène. Tous les métaux, sauf les métaux précieux, se combinent directement à l'oxygène, ils se combinent aussi au soufre, et leur ordre d'affinité pour ces deux métalloïdes est sensiblement le même. Les sulfures.
Le
disulfure d'hydrogène.
On le prépare en décomposant certains sulfures comme les sulfures de fer et d'antimoine par les acides; dans le premier cas, on opère à froid et on utilise un appareil à hydrogène; dans le second, il est nécessaire de chauffer. Pour avoir le gaz pur, on opère avec le sulfure d'antimoine, on lave le gaz à l'eau et on le dessèche avec du chlorure de calcium. C'est un gaz incolore, présentant l'odeur désagréable des neufs pourris, sa densité est égale à 1,1912. La solution aqueuse constitue un réactif courant dans les laboratoires. Ce gaz se liquéfie sous la pression atmosphérique à - 74°C, il est solide à - 83°. L'acide sulfhydrique constitue un poison violent. Avec les solutions salines, l'acide sulfhydrique donne dans la plupart des cas des précipités de sulfures insolubles dans l'eau et plus ou moins solubles dans les acides. Sur cette propriété fort importante repose la méthode générale d'analyse d'un mélange de sels. Les sels alcalins et alcalino-terreux seuls ne donnent pas de précipités. Enfin, les sels de plomb noircissent à la température ordinaire on se transformant en sulfure lorsqu'on les met au contact du gaz sulfuré. Cette réaction très sensible permet facilement de reconnaître la présence de ce gaz.A côté du gaz sulfhydrique, il existe un autre sulfure ou plusieurs autres sulfures d'hydrogéné dont la composition varie de H2S2 à HS3. C'est un liquide huileux, instable en présence des bases, comme l'eau oxygénée, se décomposant lentement, rapidement en présence des corps poreux, de l'oxyde d'argent; il est endothermique et se forme à partir des polysulfures de calcium, comme l'eau oxygénée à partir du bioxyde de baryum. Il décoloré les matières organiques et blanchit les étoffes comme l'eau oxygénée. L'hydrogène
sulfuré.
L'hydrogène sulfuré jouit de propriétés acides, il colore en rouge un papier de tournesol sensible, et réagit sur les bases en se combinant avec elles en même temps qu'il y a élimination d'eau : NaOHO + 2HS NaSHS + 2HOLe sulfure NaS ne se forme qu'en liqueur concentrée; en liqueur étendue il se décompose en produisant la réaction inverse de celle qui lui a donné naissance. On distingue les solutions des deux sulfures à l'aide de la solution d'un sel neutre, le sulfate de zinc par exemple; les solutions de sulfhydrate dégagent du H2S2, celles du sulfure n'en dégagent pas. Vis-à -vis des métaux, l'hydrogène sulfuré se comporte comme le soufre, excepté dans le cas des sulfures formés avec un faible dégagement de chaleur; avec le cuivre, le mercure, l'argent, les réactions sont, en effet, limitées par la réaction inverse. On utilise cette action sur les métaux pour établir la composition en volume ; chauffé dans une cloche courbe avec un peu d'étain, le soufre est absorbé, il reste après refroidissement un volume d'hydrogène égal au volume initial. Le gaz renferme donc son volume d'hydrogène. La considération des densités établit qu'il contient la moitié de son volume de vapeur de soufre. Les
sulfochlorures.
Le terme de sulfochlorures est plus spécialement appliqué aux composés dans lesquels un atome de soufre est lié à un atome de chlore et à un atome de carbone. On les utilise pour introduire des groupes fonctionnels de sulfoxyde et de thioester dans des molécules organiques. Autres
sulfures.
Le brome, l'iode donnent avec le soufre des combinaisons semblables. Le fluor agit aussi directement sur le soufre et donne entre autres un perfluorare SF3, d'une inertie remarquable au point de vue chimique. Le soufre se combine avec l'hydrogène pour former un disulfure (hydrogène sulfuré) et un persulfure, dont le premier est bien connu. Le persulfure est un liquide jaune huileux qui est préparé en versant une solution aqueuse d'un polysulfure alcalin dans un excès d'une solution de parties à peu près égales d'acide chlorhydrique concentré et d'eau. Il a la propriété de blanchir les matières colorantes organiques, réduit les oxydes d'or et d'argent avec une grande rapidité. Les composés
oxygénés du soufre.
Le trioxyde de soufre, ou anhydride sulfurique, se forme lorsqu'un mélange de dioxyde de soufre et d'oxygène passe sur une éponge de platine, ou par distillation d'acide sulfurique fumant. C'est un liquide mobile incolore qui se solidifie sous forme de longs cristaux prismatiques transparents qui fondent à 14,8°C. Le liquide bout à 46°C. Il est très âcre et carbonise le papier, le bois et les matières organiques en général. Lorsqu'il est versé dans l'eau, il se dissout avec un sifflement et dégage une grande quantité de chaleur, formant de l'acide sulfurique. Sous le nom d'acide sulfurique cristallisable, il est utilisé dans la fabrication de couleurs de goudron de houille, comme l'alizarine, et dans la purification de l'ozokérite. Le dioxyde de soufre, ou anhydride sulfureux, était connu des anciens, et Homère mentionne le fait que les fumées de la combustion du soufre étaient utilisées pour la fumigation, tandis que Pline dit que ces fumées étaient utilisées pour purifier les tissus. Il se forme facilement en brûlant du soufre dans l'air, et aussi par l'action de certains métaux, comme le cuivre, sur l'acide sulfurique.Les composés acides du soufre. L'acide sulfurique est un gaz incolore avec une odeur suffocante et est librement soluble dans l'eau, formant de l'acide sulfureux. Ce gaz est utilisé comme agent de blanchiment, comme désinfectant et comme antiseptique, servant à arrêter la fermentation. Il est également utilisé dans le sulfurage du vin. Son composé avec l'eau, connu sous le nom d'acide sulfureux (H2SO3), se combine avec des bases pour former une série de sels appelés sulfites. Avec l'hydrogène et l'oxygène, le soufre forme une série d'acides comprenant, outre ceux déjà cités, les suivants : • l'acide thiosulfurique ou hyposulfureux qui est décrit ailleurs;Les sulfates. Les sulfates sont des composés dans lesquels le soufre est lié à quatre atomes d'oxygène. Ces composés, généralement solubles (le sulfate de plomb étant ici une exception) sont présents naturellement dans l'eau de mer et dans de nombreux minéraux, tels que la barytine, l'anglésite, la gypse (sulfate de calcium, CaSO4) et l'epsomite (sulfate de magnésium, MgSO4). Les sulfates peuvent également être formés dans l'atmosphère par des réactions chimiques, contribuant ainsi à la composition de l'aérosol atmosphérique. Ils sont utilisés notamment pour la fabrication d'engrais et de pigments. On peut encore mentionner parmi les sulfates : • Le sulfate d'ammonium ((NH4).2SO4), utilisé notamment comme engrais.Les sulfoxydes et les sulfones. Les sulfoxydes et les sulfones sont des composés oxygénés du soufre dans lesquels intervient le carbone. Quand un seul atome de carbone et un seul atome d'oxygène sont impliqués, on parle de sulfoxyde; on parle de sulfones dans les dans le cas où l'atome de soufre est lié à deux atomes de carbone et à deux atomes d'oxygène. Les sulfoxydes sont souvent utilisés en chimie organique comme solvants et comme oxydants doux. Même chose pour les sulfones, qui sont aussi utilisés comme stabilisateurs de polymères. |
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