Sofre

iso.	AN	Per??ode de semidesintegraci??	CD	ED M eV	PD
³²S	95,02%	S'is Is??top estable amb 16 neutrons
³³S	0,75%	S ??s estable amb 17 neutrons
³⁴S	4,21%	S ??s estable amb 18 neutrons
³⁵S	Sint??tic	87,32 d	??^-	0,167	³⁵Cl
³⁶S	0,02%	S ??s estable amb 20 neutrons

Valors en el SI d'unitats i en CNPT (0?? C i 1 atm),
excepte quan s'indica el contrari.

El sofre ??s un element qu??mic de nombre at??mic 16 i s??mbol S. ??s un no metall abundant, ins??pid, inodor. El sofre es troba principalment en sulfurs (S^2-) i sulfats (SO₄^2-) i incl??s en forma nativa (especialment en regions volc??niques). ??s un element qu??mic essencial per a tots els organismes i necessari per a molts amino??cids i per conseg??ent tamb?? per a les prote??nes. S'usa principalment com a fertilitzant per?? tamb?? en la fabricaci?? de p??lvora, laxants, llumins i insecticides.

[edita] Caracter??stiques principals

Aquest no metall ??s de color groc, bla, fr??gil, lleuger, despr??n un olor caracter??stica a ou podrit al mesclar-se amb hidrogen i crema amb flama de color blau desprenent di??xid de sofre (SO₂). ??s insoluble en aigua per?? es dissol en disulfur de carboni (CS₂). ??s multivalent i s??n comuns els estats d'oxidaci?? -2, +2, +4 i +6.

En tots els estats, s??lid, l??quid i gas??s presenta forma al??lotr??piques les relacions dels quals no s??n completament conegudes. Les estructures cristal??lines m??s comuns s??n l'octaedre ortor??mbic (sofre ??) i el prisma monocl??nic (sofre ??) sent la temperatura de transici?? d'una a una altra de 96??C; en ambd??s casos el sofre es troba formant mol??cules de S₈ amb forma d'anell, sent la diferent disposici?? d'aquestes mol??cules la que provoca les distintes estructures cristal??lines. A temperatura ambient, la transformaci?? del sofre monocl??nic en ortor??mbic, m??s estable, ??s molt lenta.

Al fondre el sofre, s'obt?? un l??quid que flueix amb facilitat format per mol??cules de S₈, per?? si s'escalfa el color es torna marr?? quelcom rogenc i s'incrementa la viscositat. Aquest comportament es deu a la ruptura dels anells i la formaci?? de llargues cadenes d'??toms de sofre que poden aconseguir diversos milers d'??toms de longitud que s'enreden entre si disminuint la flu??desa del l??quid; el pic m??xim de viscositat s'aconsegueix entorn dels 200??C. Refredant r??pidament este l??quid visc??s s'obt?? una massa el??stica, de consist??ncia semblant a la de la goma, denominada ??sofre pl??stic?? (sofre ??) i formada per cadenes que no han tingut temps de reordenar-se per a formar mol??cules de S₈; transcorregut cert temps la massa perd la seua elasticitat cristal??litzant en el sistema r??mbic. Estudis realitzats amb rajos X mostren que aquesta forma amorfa pot estar constitu??da per mol??cules de S₈ amb estructura d'h??lice espiral.

En estat vapor tamb?? forma mol??cules de S₈, per?? a 780??C ja s'aconseguix l'equilibri amb mol??cules diat??miques i per damunt d'aproximadament 1800??C la dissociaci?? ??s completa i es troben ??toms de sofre.

[edita] Aplicacions

El sofre s'usa en multitud de processos industrials com la producci?? d'??cid sulf??ric (H₂SO₄) per a bateries, la fabricaci?? de p??lvora i el vulcanitzat del cautx??. El sofre t?? usos com fungicida i en la manufactura de fosfats fertilitzants. Els sulfits s'usen per a blanquejar el paper i en llumins. El tiosulfat de sodi (Na₂S₂O₃) o d'amoni ((NH₄)₂S₂O₃) s'empren en la ind??stria fotogr??fica com a ??fixador?? ja que dissol el nitrat de plata (AgNO₃); i el sulfat de magnesi (MgSO₄ , tamb?? anomenada sal Epsom) t?? usos diversos com laxant, exfoliant o suplement nutritiu per a plantes.

[edita] Rol biol??gic

Els amino??cids ciste??na, metionina homociste??na i taurina contenen sofre, igual que alguns enzims, fent-lo necessari per als organismes vius i els enlla??os disulfur entre polip??ptids s??n de gran import??ncia per a l'estructura i acoblament de les prote??nes. ??s constituent d'algunes vitamines, participa en la s??ntesi del col??lagen, neutralitza els t??xics i ajuda al fetge en la secreci?? de bilis. Es troba en llegums, cols, esp??rrecs, porros, alls, cebes, peixos, formatges i rovell d'ou; a difer??ncia del sofre inorg??nic, el sofre dels aliments no ??s t??xic i el seu exc??s s'elimina amb l'orina; el seu d??ficit retarda el creixement.

Les plantes absorbixen el sofre del s??l com i?? sulfat (SO₄^2-), en l'anomenat cicle del sofre , i alguns bacteris utilitzen el sulfur d'hidrogen (H₂S) de l'aigua com a donant d'electrons en un proc??s semblant a una fotos??ntesi primitiva.

[edita] Hist??ria

Sofre cristallitzat

El sofre (del llat?? sulphur, -uris) ??s conegut des de l'antiguitat i ja Homer recomanava, en el segle IX aC, evitar la pestil??ncia del sofre. Aproximadament en el segle XII, els xinesos van inventar la p??lvora, mescla explosiva de nitrat de potassi (KNO₃), carb?? i sofre. Els alquimistes de l'edat mitjana coneixien la possibilitat de combinar el sofre amb el mercuri, per?? no va ser fins a finals de la d??cada de 1770 quan Antoine L. Lavoisier va conv??ncer a la comunitat cient??fica que el sofre no era un compost si no un element qu??mic.

[edita] Abund??ncia i obtenci??

Sofre en estat natural

El sofre, element molt abundant en l'escor??a terrestre, es troba en grans quantitats combinat en forma de sulfurs (pirita, galena) i de sulfats (algeps). En forma nativa es troba en les proximitats d'aig??es termals, zones volc??niques i en menes de cinabri, galena, esfalerita i estibina, i s'extrau per mitj?? del proc??s Frasch consistent a injectar vapor d'aigua sobreescalfat per a fondre el sofre que posteriorment ??s bombat a l'exterior utilitzant aire comprimit.

Tamb?? est?? present, en petites quantitats, en combustibles f??ssils (carb?? i petroli) la combusti?? del qual produ??x di??xid de sofre que combinat amb aigua produ??x la pluja ??cida; per a evitar-ho les legislacions dels pa??sos industrialitzats exigixen la reducci?? del contingut de sofre dels combustibles, constituint aquest sofre, posteriorment refinat, un percentatge important del total produ??t en el m??n. Tamb?? s'extrau del gas natural que cont?? sulfur d'hidrogen que una vegada separat es crema per a obtindre sofre:

2 H₂S + O₂ -> 2 S + 2 H₂O

El color distintiu de Io, la lluna volc??nica de J??piter es deu a la pres??ncia de diferents formes de sofre en estat l??quid, s??lid i gas??s; el sofre es troba, a m??s, en diversos tipus de meteorits i es creu que la taca fosca que pot observar-se prop del cr??ter lunar Aristarc pot ser un dip??sit de sofre.

[edita] Compostos

Moltes de les olors desagradables de la mat??ria org??nica es deuen a compostos que contenen sofre com el sulfur d'hidrogen. Dissolt en aigua ??s ??cid (pK_a1 = 7,00, pK_a2 = 12,92) i reacciona amb els metalls. Els sulfurs met??l??lics es troben en la naturalesa, sobretot el de ferro (pirita) que pot presentar resist??ncia negativa i la galena, sulfur de plom natural, en el que per primera vegada es va observar l'efecte semiconductor del rectificat.

El nitrur de sofre pol??mer (SN)_x, sintetitzat al 1975 per Alan G. MacDiarmid i Alan J. Heeger, presenta propietats met??l??liques, a pesar d'estar constitu??t per no metalls, i inusuals propietats el??ctriques i ??ptiques. Aquest treball va servir de base per al posterior desenvolupament, amb Hideki Shirakawa, de pl??stics conductors i semiconductors que va motivar la concessi?? del Nobel de Qu??mica, al 2000, als tres investigadors.

Els ??xids m??s importants s??n el di??xid de sofre, SO₂ que en aigua forma una soluci?? de ??cid sulfur??s (H₂SO₃), i el tri??xid de sofre, SO₃, que en soluci?? forma el ??cid sulf??ric; sent els sulfits'i sulfats les sals respectives.

[edita] Is??tops

Es coneixen 18 is??tops del sofre, quatre dels quals s??n estables: S-32 (95,02%), S-33 (0,75%), S-34 (4,21%) i S-36 (0,02%). A banda del S-35, format a l'incidir la radiaci?? c??smica sobre l'arg??-40 atmosf??ric i que t?? una vida mitjana de 87 dies, els altres is??tops radioactius s??n de vida curta.

[edita] Precaucions

El disulfur de carboni, el sulfur d'hidrogen, i el di??xid de sofre han de manejar-se amb precauci??. A m??s de ser prou t??xic (m??s que el cianur), el di??xid de sofre reacciona amb l'aigua atmosf??rica per a produir la pluja ??cida i en altes concentracions reacciona amb l'aigua en els pulmons formant ??cid sulfur??s que provoca hemor??gies, omplint els pulmons de sang amb la conseg??entment asf??xia. Encara que molt pudent incl??s en concentracions baixes, quan la concentraci?? s'incrementa el sentit de l'olfacte r??pidament se satura desapareixent l'olor pel que a les v??ctimes potencials de l'exposici?? els pot passar desapercebuda la seua pres??ncia en l'aire fins que es manifesten els seus efectes, possiblement mortals.