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Schwefel ist das zweite Element der sechsten Hauptgruppe des Periodensystems. Der Name stammt vom lateinischen sulphur= Schwefel.
Schwefel ist ein gelbes, geruchloses Nichtmetall, das in zahlreichen Modifikationen auftritt. Die Basisstruktur ist ein gewellter Achterring ("Kronenform"). Bei 444°C siedet Schwefel, wobei der Dampf aus Molekülen besteht, die nicht mehr als 8 Moleküle enthalten. Schwefel zeichnet sich durch seine große Reaktivität aus. So geht er mit fast allen anderen Elementen Verbindungen ein. Ausnahmen sind: Edelgase, Stickstoff, Tellur, Jod sowie die Edelmetalle Gold, Platin und Iridium. In seinen Verbindungen hat Schwefel im allgemeinen die Oxidationsstufe -2. Schwefel tritt sowohl gediegen als auch gebunden in sedimentären Lagerstätten und vulkanischen Ablagerungen auf.
Wichtige Schwefelmineralien:
- Zinkblende ZnS
- Anhydrit CaSO4
- Kieserit MgSO4
- Glaubersalz Na2SO4
Wird Schwefel an Luft erhitzt verbrennt er zu Schwefeldioxid. Zur Erlangung der Edelgaskonfiguration fehlen ihm lediglich 2 Elektronen. Schwefel ist ein schlechter elektrischer und thermischer Leiter.
Es gibt 4 Arten des Schwefels: Den a-, den b-, den l- und den m- Schwefel.
1.1 Fester Schwefel
Unter Normalbedingungen tritt die feste Modifikation, der sogenannte "rhombische Schwefel" oder "a- Schwefel" in Erscheinung.
Bei dieser Modifikation handelt es sich um gelbe, rhombische Kristalle, die aus ringförmigen S8- Molekülen aufgebaut sind. Diese spröden Kristalle sind geruch- und geschmacklos, in Wasser unlöslich, schwer löslich in Alkohol und Ether und leicht löslich in Kohlendisulfid.
Bei einer Temperatur von 95,6°C wandelt sich a- Schwefel unter geringem Wärmeverbrauch und Volumenvergrößerung langsam in eine zweite, etwas weniger dichte feste Modifikation, den sogenannten "monoklinen Schwefel" oder "b- Schwefel" um, der in Kohlendisulfid leicht löslich ist. b- Schwefel tritt in Form farbloser, nadelförmiger Kristalle in Erscheinung. Auch beim b- Schwefel handelt es sich um S8- Ringmoleküle, die aber anders aufgebaut sind als bei der a- Form.
1.2 Flüssiger Schwefel
Bei 119,6°C schmilzt der monokline Schwefel (b- Schwefel) zu einer dünnen, durchsichtigen, hellgelben Flüssigkeit, dem sogenannten "l- Schwefel" oder "cyclo- Oktaschwefel". Diese Modifikation wird ebenfalls aus S8 Ringen gebildet. In flüssigem Schwefel können sich aber neben den S8 Ringen auch Ringe anderer Molekülgrößen befinden: z.B. S6, S7, S9, S10, S12, S18, etc.. Kühlt man diese Flüssigkeit unmittelbar nach dem Schmelzen ab. So erstarrt sie wieder bei 119.6°C und löst sich nach dem Erstarren vollständig in Kohlendisulfid auf.
Doch bei weiterem Erhitzen brechen die Schwefelringe auf und eine weitere Modifikation tritt hinzu. Die m- Form oder "catena- Polyschwefel" ist dunkelbraun, harzartig zäh und besteht aus langen S- Molekülketten mit helixartiger Struktur. Diese Ketten können bis zu einer Million Schwefelatome enthalten. Anfangs stehen die l- Modifikation und die m- Modifikation im Gleichgewicht. Der Anteil des m- Schwefels wächst mit steigender Temperatur und überwiegt oberhalb von 159°C.
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