Was ist Schwefel?
Schwefel (Symbol S) ist Element 16 im Periodensystem, ein Nichtmetall in der 3, Gruppe 16. Gelb, spröde und verantwortlich für den Geruch von Streichhölzern, faulen Eiern und vulkanischen Schloten. Bei Raumtemperatur ist es fest.
Die Geschichte
Was Schwefel ist und wie wir es gefunden haben
Gelber Feststoff mit charakteristischem Geruch. Unentbehrlich für Proteine.
Die Entdeckung von Schwefel
Die Entdeckung und Geschichte des Schwefels
Altes Wissen und frühe Verwendungen
Schwefel gehört zu den wenigen Elementen, die alten Zivilisationen in reiner Form bekannt waren. Chinesische Alchemisten nannten ihn um 500 v. Chr. „liu huang“ (fließendes Gelb) und verwendeten ihn in frühen Schießpulverrezepturen. Die alten Ägypter setzten Schwefel zur Mumifizierung und in der Medizin ein, während der griechische Philosoph Plinius der Ältere (23–79 n. Chr.) seine Verwendung zur Begasung und für medizinische Zwecke in seiner „Naturgeschichte“ dokumentierte.
Der Name des Elements leitet sich vom lateinischen „sulfurium“ ab, das mit „sulfur“ im Sinne von „brennen“ verwandt ist. Die alten Römer kannten es als „sulphur“ und brachten es mit vulkanischer Aktivität in Verbindung, insbesondere in der Umgebung des Vesuvs und der Vulkaninseln Siziliens.
Beiträge der mittelalterlichen islamischen Welt
Jabir ibn Hayyan (721–815 n. Chr.), der Vater der Chemie, identifizierte Schwefel in seiner Schwefel-Quecksilber-Theorie als eines der Grundprinzipien der Materie. Dieser persische Universalgelehrte vertrat die Auffassung, dass alle Metalle unterschiedliche Anteile an Schwefel und Quecksilber enthielten – eine Theorie, die das alchemistische Denken über Jahrhunderte beherrschte. Sein Werk „Kitab al-Khawass al-kabir“ beschrieb die Eigenschaften und Reinigungsverfahren von Schwefel.
Antoine Lavoisiers revolutionäre Klassifizierung
Das moderne Verständnis von Schwefel begann mit Antoine Laurent Lavoisier (1743–1794), der in seinen bahnbrechenden Experimenten von 1777 endgültig bewies, dass Schwefel ein Element ist. In seinem Labor am Pariser Arsenal zeigte Lavoisier, dass Schwefel nicht in einfachere Stoffe zerlegt werden konnte, und nahm ihn in seine berühmte Liste von 33 Elementen aus dem Jahr 1789 im „Traité Élémentaire de Chimie“ auf.
Lavoisiers Schüler Joseph Louis Gay-Lussac (1778–1850) und sein Kollege Louis Jacques Thénard (1777–1857) bestätigten 1809 die elementare Natur des Schwefels weiter, indem sie zeigten, dass Schwefelwasserstoff nur Wasserstoff und Schwefel ohne verborgene Bestandteile enthielt.
Industrielle Revolution und Kontaktverfahren
Die industrielle Bedeutung des Schwefels nahm im 19. Jahrhundert explosionsartig zu. Peregrine Phillips, ein britischer Essighersteller, ließ am 15. Oktober 1831 das Kontaktverfahren zur Schwefelsäureproduktion patentieren. Seine Methode verwendete Platinkatalysatoren, um Schwefeldioxid effizient in Schwefeltrioxid umzuwandeln, und revolutionierte die chemische Herstellung.
Nicolas Leblanc (1742–1806) hatte bereits 1791 das Leblanc-Verfahren entwickelt, das für die Herstellung von Natriumcarbonat enorme Mengen Schwefelsäure benötigte und dadurch die weltweite Nachfrage nach Schwefel steigerte.
Die Revolution durch das Frasch-Verfahren
Der deutsch-amerikanische Chemiker Herman Frasch (1851–1914) löste mit seinem 1894 patentierten, genialen Verfahren die Herausforderung, Schwefel aus unterirdischen Lagerstätten zu gewinnen. Während seiner Arbeit für die Union Sulfur Company in Louisiana entwickelte Frasch eine Methode, bei der überhitztes Wasser (160°C) unterirdischen Schwefel schmolz und Druckluft ihn an die Oberfläche presste.
Am 26. Dezember 1894 förderte die erste Frasch-Bohrung in der Sulphur Mine in Louisiana geschmolzenen Schwefel und veränderte damit die weltweite Schwefelindustrie. Bis 1900 hatte sich die amerikanische Schwefelproduktion verhundertfacht, wodurch die Vereinigten Staaten zum weltweit führenden Schwefelproduzenten wurden.
Moderne Schwefelforschung
Eilhard Mitscherlich (1794–1863) entdeckte 1823 die allotropen Formen des Schwefels und identifizierte rhombische und monokline Kristalle. Der schwedische Chemiker Jöns Jacob Berzelius (1779–1848) bestimmte 1818 die Atommasse des Schwefels mit 32,07, bemerkenswert nahe am heute akzeptierten Wert von 32,065.
Das 20. Jahrhundert brachte ein Verständnis der Rolle des Schwefels in der Biochemie. Frederick Gowland Hopkins entdeckte die schwefelhaltigen Aminosäuren Cystein und Methionin und erhielt dafür 1929 den Nobelpreis für Physiologie.