16 S Azufre 32.06
No metal p-block Period 3 Group 16

Azufre

S · Element 16 · Chalcogens

Yellow, brittle, and responsible for the smell of struck matches, rotten eggs and volcanic vents.

ESTADO A 20°C Sólido
MASA ATÓMICA 32.06 u
ELECTRON CONFIGURATION [Ne] 3s² 3p⁴

Estructura

El átomo de azufre

No es un diagrama de puntos sobre anillos, sino una muestra de Monte Carlo de la densidad de probabilidad real |ψ|² para cada subcapa ocupada. Arrastra para girar. El azul y el violeta indican signos opuestos de la función de onda, lo que hace posible el enlace químico.

Nube orbital

Valores medidos

Ficha de propiedades

Cada barra muestra dónde se sitúa azufre entre los 118 elementos para esa propiedad.

Físico

Densidad 2.067 g/cm³ 18%
Punto de Fusión 388.4 K 22%
Punto de Ebullición 717.8 K 18%
calor específico 0.71 J/g·K
Conductividad Térmica 0.21 W/m·K 13%

Atómico

Radio Atómico 105 pm 9%
radio covalente 105 pm
radio de Van der Waals 180 pm

Electrónico

Electronegatividad 2.58 92%
energía de ionización 999.6 kJ/mol 85%
Afinidad Electrónica 200.7 kJ/mol 91%

Presencia

Abundancia en la corteza 350 mg/kg 86%

Identidad

SímboloS
Número atómico16
Masa atómica32.06 u
CategoríaNo metal
Bloquep
Estructura cristalinaortorrómbica
Estados de oxidación-2, -1, +1, +2, +3, +4, +5, +6
DescubrimientoPrehistoric
Descubierto porKnown since antiquity

Fuentes: pesos atómicos estándar de la IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Los valores marcados con ~ son predichos y no medidos.

Tamaño, a escala

How big is an azufre atom?

Radius 105 pm — that is 0.105 nm, so about 4762 million of them side by side would span a millimetre.

Intervalo térmico

Solid, liquid, gas — and when

Azufre is liquid over a 329 K window, from 388 K to 718 K.

Dónde se encuentra

Posición en la tabla

Azufre sits in period 3, group 16. Everything in group 16 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

OTHER NO METALES

All no metales

La historia

Qué es azufre y cómo lo descubrimos

Sólido amarillo con un olor característico. Esencial para las proteínas.

The discovery of azufre

El descubrimiento y la historia del azufre

Conocimientos antiguos y primeros usos

El azufre tiene la particularidad de ser uno de los pocos elementos conocidos por las civilizaciones antiguas en su forma pura. Los alquimistas chinos alrededor del 500 a. C. lo llamaban «liu huang» (amarillo fluido) y lo utilizaban en las primeras formulaciones de pólvora. Los antiguos egipcios empleaban azufre para la momificación y la medicina, mientras que el filósofo griego Plinio el Viejo (23-79 d. C.) documentó su uso para la fumigación y con fines medicinales en su «Historia natural».

El nombre del elemento deriva del latín «sulfurium», relacionado con «sulfur», que significa «arder». Los antiguos romanos lo conocían como «sulphur» y lo asociaban con la actividad volcánica, especialmente en torno al Vesubio y las islas volcánicas de Sicilia.

Aportaciones islámicas medievales

Jabir ibn Hayyan (721-815 d. C.), considerado el padre de la química, identificó el azufre como uno de los principios fundamentales de la materia en su teoría del azufre y el mercurio. Este polímata persa propuso que todos los metales contenían distintas proporciones de azufre y mercurio, una teoría que dominó el pensamiento alquímico durante siglos. Su obra «Kitab al-Khawass al-kabir» describía las propiedades del azufre y los métodos de purificación.

La clasificación revolucionaria de Antoine Lavoisier

La comprensión moderna del azufre comenzó con Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794), quien demostró definitivamente que el azufre era un elemento en sus innovadores experimentos de 1777. En su laboratorio del Arsenal de París, Lavoisier demostró que el azufre no podía descomponerse en sustancias más simples y lo incluyó en su famosa lista de 33 elementos de 1789, en «Traité Élémentaire de Chimie».

El alumno de Lavoisier, Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850), y su colega Louis Jacques Thénard (1777-1857) confirmaron posteriormente la naturaleza elemental del azufre en 1809 al demostrar que el sulfuro de hidrógeno contenía únicamente hidrógeno y azufre, sin componentes ocultos.

La Revolución Industrial y el proceso de contacto

La importancia industrial del azufre creció enormemente durante el siglo XIX. Peregrine Phillips, fabricante británico de vinagre, patentó el proceso de contacto para producir ácido sulfúrico el 15 de octubre de 1831. Su método utilizaba catalizadores de platino para convertir eficazmente el dióxido de azufre en trióxido de azufre, revolucionando la fabricación de productos químicos.

Nicolas Leblanc (1742-1806) había desarrollado anteriormente el proceso Leblanc en 1791, que requería enormes cantidades de ácido sulfúrico para producir carbonato de sodio, impulsando la demanda mundial de azufre.

La revolución del proceso Frasch

El químico germano-estadounidense Herman Frasch (1851-1914) resolvió el desafío de extraer azufre de yacimientos subterráneos con su ingenioso proceso, patentado en 1894. Mientras trabajaba para Union Sulfur Company en Luisiana, Frasch desarrolló un método que utilizaba agua sobrecalentada (160 °C) para fundir el azufre subterráneo y aire comprimido para forzarlo hasta la superficie.

El 26 de diciembre de 1894, en la mina Sulphur de Luisiana, el primer pozo Frasch produjo azufre fundido, transformando la industria mundial del azufre. Para 1900, la producción estadounidense de azufre había aumentado cien veces, convirtiendo a Estados Unidos en el principal productor mundial de azufre.

Ciencia moderna del azufre

Eilhard Mitscherlich (1794-1863) descubrió las formas alotrópicas del azufre en 1823, identificando los cristales rómbicos y monoclínicos. El químico sueco Jöns Jacob Berzelius (1779-1848) determinó la masa atómica del azufre como 32,07 en 1818, un valor notablemente cercano al valor aceptado actualmente de 32,065.

El siglo XX aportó conocimientos sobre el papel del azufre en la bioquímica. Frederick Gowland Hopkins descubrió los aminoácidos que contienen azufre, cisteína y metionina, y recibió por ello el Premio Nobel de Fisiología de 1929.

Aplicaciones

Para qué se utiliza azufre

Aplicaciones industriales del azufre

Producción de ácido sulfúrico (85 % del uso del azufre)

El azufre se convierte principalmente en ácido sulfúrico (H₂SO₄) mediante el proceso de contacto, inventado por Peregrine Phillips en 1831. Este proceso de tres etapas incluye:

  • Etapa 1: Combustión del azufre en aire para formar dióxido de azufre (S + O₂ → SO₂)
  • Etapa 2: Oxidación catalítica con pentóxido de vanadio a 450 °C (2SO₂ + O₂ → 2SO₃)
  • Etapa 3: Absorción en ácido sulfúrico concentrado para evitar la formación de niebla ácida

Las plantas modernas producen hasta 3000 toneladas al día, con una eficiencia de conversión del 99,5 %. Entre los mayores productores se encuentran Mosaic Company (Florida) y Nutrien (Canadá).

Fabricación de fertilizantes

El ácido sulfúrico es esencial para producir fertilizantes fosfatados como el superfosfato y el superfosfato triple. La reacción Ca₃(PO₄)₂ + 2H₂SO₄ → Ca(H₂PO₄)₂ + 2CaSO₄ produce fósforo soluble en agua. Cargill y CF Industries operan enormes instalaciones de transformación de azufre en fertilizantes en todo el medio oeste estadounidense.

Refinado de petróleo

El ácido sulfúrico elimina impurezas durante el refinado del petróleo mediante procesos de alquilación. ExxonMobil y Chevron utilizan ácido sulfúrico al 40-60 % para catalizar la combinación de isobutano con alquenos y producir componentes de gasolina de alto octanaje. Una sola refinería consume entre 200 y 500 toneladas de ácido sulfúrico al día.

Procesamiento de metales y minería

El ácido sulfúrico lixivia el cobre de minerales de baja ley mediante la lixiviación en pilas. En las operaciones de Freeport-McMoRan en Arizona, el mineral triturado se irriga con ácido sulfúrico diluido (pH 1,5-2,0), disolviendo el cobre en forma de sulfato de cobre. Este proceso recupera entre el 60 y el 90 % del cobre de minerales que contienen solo entre un 0,4 y un 0,8 % de cobre.

Fabricación de productos químicos

Los compuestos de azufre son intermediarios cruciales:

  • Dióxido de azufre (SO₂): Conservante alimentario (E220) y antiséptico para el vino
  • Disulfuro de carbono (CS₂): Producción de rayón viscosa en las instalaciones de Lenzing AG
  • Sulfuro de hidrógeno (H₂S): Fuente de azufre puro mediante el proceso Claus en refinerías de petróleo
  • Cloruros de azufre: Aceleradores de la vulcanización del caucho

Vulcanización del caucho

El descubrimiento de Charles Goodyear en 1839 utiliza azufre elemental para formar enlaces cruzados entre los polímeros del caucho. La fabricación moderna de neumáticos en Bridgestone y Michelin utiliza entre un 1 y un 3 % de azufre en masa, creando enlaces disulfuro entre las cadenas poliméricas. Este proceso transforma el caucho blando en un material duradero y elástico, resistente a temperaturas extremas.

Aplicaciones cotidianas del azufre

Productos agrícolas

  • Azufre en polvo para jardines - Reducción del pH del suelo para plantas acidófilas como arándanos y azaleas
  • Fertilizantes sulfato - Sulfato de amonio (21-0-0-24S) de fabricantes como Simplot
  • Fungicidas en aerosol - Polvos de azufre orgánico para controlar el oídio en uvas y rosas
  • Suplementos para el ganado - Bloques de azufre para el ganado bovino con el fin de prevenir deficiencias minerales

Cuidado personal y salud

  • Tratamientos contra el acné - Jabones y cremas de azufre (marcas: De La Cruz, Grisi)
  • Champús anticaspa - Sulfuro de selenio en Head & Shoulders Clinical Strength
  • Medicamentos para la artritis - Suplementos de MSM (metilsulfonilmetano)
  • Afecciones cutáneas - Pomadas de azufre para la dermatitis seborreica y la rosácea

Alimentos y bebidas

  • Conservación del vino - El dióxido de azufre (SO₂) previene la oxidación y el crecimiento bacteriano
  • Frutas deshidratadas - Los sulfitos de los albaricoques y las pasas mantienen el color y la frescura
  • Procesamiento de alimentos - Metabisulfito de potasio como agente antimicrobiano
  • Elaboración de cerveza - Los compuestos de azufre forman pastillas Campden para la desinfección

Uso doméstico e industrial

  • Fósforos - Azufre en las cabezas de fósforos que se encienden en cualquier superficie y en las tiras de fósforos de seguridad
  • Pólvora - Pólvora negra tradicional (75 % de salitre, 15 % de carbón vegetal, 10 % de azufre)
  • Producción de papel - Proceso de fabricación de pasta al sulfito en las fábricas de International Paper
  • Fotografía - Tonificadores de sulfuro de plata para impresiones artísticas en blanco y negro
  • Hormigón - Hormigón de azufre para aplicaciones de construcción resistentes a sustancias químicas

Automoción y transporte

  • Fabricación de neumáticos - Agente de vulcanización en todos los neumáticos de caucho
  • Ácido de baterías - Electrolito de ácido sulfúrico en baterías de plomo-ácido para automóviles
  • Aditivos para combustibles - Los compuestos organoazufrados mejoran la estabilidad del combustible
  • Líquido de frenos - Compuestos de azufre en las formulaciones DOT 3 y DOT 4

De dónde procede

Presencia natural

350 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 86% of elements

Presencia natural del azufre

Abundancia terrestre

El azufre es el décimo elemento más abundante en la corteza terrestre, con 260 ppm, y el quinto más abundante en el cuerpo humano. El elemento se concentra en determinados entornos geológicos debido a sus propiedades químicas únicas y a los ciclos biológicos.

Yacimientos de azufre elemental

Los cristales de azufre puro se forman mediante varios procesos geológicos:

  • Regiones volcánicas: El Vesubio (Italia), Kawah Ijen (Indonesia) y Yellowstone (Estados Unidos) contienen azufre nativo procedente de la oxidación del sulfuro de hidrógeno
  • Domos salinos: La costa del golfo de Texas y Luisiana presenta enormes yacimientos de azufre de hasta 150 metros de espesor, formados por la reducción bacteriana del yeso
  • Aguas termales: El azufre precipita cuando el agua rica en sulfuro de hidrógeno entra en contacto con el oxígeno en Rotorua (Nueva Zelanda) y Mammoth Hot Springs

Minerales de azufre

En la naturaleza existen más de 200 minerales que contienen azufre:

  • Pirita (FeS₂): «Oro de los tontos» - el mineral de azufre más común, presente en todo el mundo
  • Galena (PbS): Principal mena de plomo, con grandes yacimientos en Misuri, Australia y Perú
  • Esfalerita (ZnS): Principal mena de zinc, abundante en yacimientos de tipo Mississippi Valley
  • Calcopirita (CuFeS₂): La mena de cobre más importante, presente en yacimientos de pórfido
  • Yeso (CaSO₄·2H₂O): Mineral evaporítico que forma estratos masivos en rocas sedimentarias
  • Anhidrita (CaSO₄): Se forma cuando el yeso se deshidrata en profundidad

Ciclo biológico del azufre

El azufre experimenta transformaciones complejas mediante procesos biológicos:

  • Entornos marinos: El fitoplancton produce sulfuro de dimetilo (DMS), que afecta a la formación de nubes y al clima
  • Ecosistemas del suelo: Las bacterias reductoras de azufre convierten los sulfatos en sulfuro de hidrógeno en condiciones anaerobias
  • Bacterias de aguas termales: Organismos termófilos como Sulfolobus oxidan el azufre a temperaturas superiores a 80 °C
  • Metabolismo vegetal: Las verduras crucíferas (brócoli, ajo) concentran compuestos organoazufrados

Orígenes cósmicos y estelares

El azufre se forma mediante la combustión del silicio en estrellas masivas (>8 masas solares), a temperaturas superiores a 3 mil millones de kelvin. El proceso ²⁸Si + ⁴He → ³²S ocurre durante las etapas finales de la evolución estelar. El azufre-16 tiene un «número mágico» de protones, lo que lo hace excepcionalmente estable. Los meteoritos contienen azufre en forma de troilita (FeS) y oldhamita (CaS), lo que aporta pruebas sobre la química del sistema solar primitivo.

Química oceánica

El agua de mar contiene aproximadamente 905 ppm de azufre en forma de iones sulfato (SO₄²⁻), lo que lo convierte en el segundo anión más abundante después del cloruro. Las fuentes hidrotermales de las dorsales oceánicas depositan minerales de azufre por la reacción de fluidos volcánicos calientes con agua de mar fría, creando chimeneas conocidas como «fumadores negros», ricas en sulfuros de cobre, zinc y plomo.

Manejo

Seguridad

Información de seguridad del azufre

Toxicidad y riesgos para la salud

El azufre elemental tiene una toxicidad extraordinariamente baja, con una DL50 oral de >5000 mg/kg en ratas, por lo que prácticamente no es tóxico. Sin embargo, los compuestos de azufre presentan riesgos importantes:

  • Sulfuro de hidrógeno (H₂S): Gas extremadamente tóxico, mortal a 500-1000 ppm en cuestión de minutos
  • Dióxido de azufre (SO₂): Irritante respiratorio, límite de OSHA de 5 ppm (promedio ponderado en el tiempo de 8 horas)
  • Disulfuro de carbono (CS₂): Neurotoxina que afecta al sistema nervioso central, límite de OSHA de 20 ppm

Regulaciones de OSHA y límites de exposición

  • Polvo de azufre elemental: 15 mg/m³ de polvo total, 5 mg/m³ de fracción respirable
  • Ácido sulfúrico: 1 mg/m³ (promedio ponderado en el tiempo de 8 horas), nivel de peligro inmediato de 15 mg/m³
  • Sulfuro de hidrógeno: Límite máximo de 10 ppm, pico máximo de 50 ppm durante 10 minutos

Equipo de protección individual (EPI)

  • Protección respiratoria: Mascarillas N95 para el polvo de azufre, suministro de aire en entornos con H₂S
  • Protección ocular: Gafas de seguridad al manipular compuestos de azufre
  • Protección cutánea: Guantes de nitrilo y ropa resistente a sustancias químicas para los ácidos
  • Protección de los pies: Botas resistentes a sustancias químicas en entornos industriales

Manipulación y almacenamiento seguros

Azufre elemental: Almacenar en lugares frescos y secos, lejos de oxidantes. El polvo de azufre puede crear riesgos de explosión: mantener la humedad por encima del 65 % y utilizar equipos antiestáticos. Conectar a tierra todos los recipientes y evitar actividades que generen fricción.

Ácido sulfúrico: Almacenar en recipientes de doble pared y mantener la temperatura por debajo de 40 °C. Añadir siempre el ácido al agua, nunca el agua al ácido. Instalar estaciones de lavado ocular de emergencia a menos de 25 pies de las zonas de almacenamiento.

Procedimientos de emergencia

  • Contacto de la piel con ácido sulfúrico: Lavar inmediatamente con agua durante 15 minutos o más y quitarse la ropa contaminada
  • Exposición ocular: Enjuagar con agua durante 15 minutos o más y buscar atención médica inmediata
  • Exposición al sulfuro de hidrógeno: Trasladarse inmediatamente a un lugar con aire fresco, administrar oxígeno si está disponible y llamar a los servicios de emergencia
  • Ingestión: No provocar el vómito en caso de ácidos, dar agua si la persona está consciente y buscar atención médica

Riesgos de incendio y explosión

El azufre arde a 248 °C y produce dióxido de azufre tóxico. El polvo de azufre puede formar mezclas explosivas con el aire (35-1400 g/m³). Utilizar agua pulverizada para enfriar el azufre en combustión; nunca utilizar extintores de CO₂ ni de productos químicos secos en incendios grandes de azufre.

Respuestas rápidas

Preguntas frecuentes sobre Azufre

What is Azufre?

Azufre (symbol S) is element 16 on the periodic table, a no metal in period 3, group 16. Yellow, brittle, and responsible for the smell of struck matches, rotten eggs and volcanic vents. At room temperature it is a solid.

What is the electron configuration of Azufre?

Azufre's ground-state electron configuration is [Ne] 3s² 3p⁴, giving 3 occupied shells holding 2, 8, 6 electrons respectively. Its outer shell holds 6 electrons, which is what sets its bonding behaviour.

What are the melting and boiling points of Azufre?

Azufre melts at 388.4 K (115.2 °C) and boils at 717.8 K (444.7 °C).

What is the atomic mass of Azufre?

The standard atomic weight of Azufre is 32.06 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.

How dense is Azufre?

Azufre has a density of 2.067 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of azufre is about 2.1× heavier.

What is the electronegativity of Azufre?

Azufre has a Pauling electronegativity of 2.58. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.

Who discovered Azufre, and when?

Azufre has been known since antiquity — it occurs in a form usable without smelting, so no single person can be credited with its discovery. The name comes from sanskrit sulvere, via Latin sulphurium.

How common is Azufre on Earth?

Azufre makes up about 350 mg/kg of the Earth's crust — common enough to be mined at scale.