16 S Enxofre 32.06
não metal p-block Period 3 Group 16

Enxofre

S · Element 16 · Chalcogens

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

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

Estrutura

O átomo de enxofre

Não é um diagrama de pontos em anéis — é uma amostra de Monte Carlo da densidade de probabilidade real |ψ|² para cada subcamada ocupada. Arraste para girar. Azul e violeta marcam sinais opostos da função de onda, o que torna possível a ligação química.

Nuvem orbital

Valores medidos

Ficha de propriedades

Cada barra mostra onde enxofre se situa entre todos os 118 elementos para essa propriedade.

Física

Densidade 2.067 g/cm³ 18%
Ponto de Fusão 388.4 K 22%
Ponto de Ebulição 717.8 K 18%
calor específico 0.71 J/g·K
Condutividade Térmica 0.21 W/m·K 13%

Atômica

Raio Atômico 105 pm 9%
raio covalente 105 pm
raio de Van der Waals 180 pm

Eletrónica

Eletronegatividade 2.58 92%
energia de ionização 999.6 kJ/mol 85%
Afinidade Eletrônica 200.7 kJ/mol 91%

Ocorrência

Abundância na crosta 350 mg/kg 86%

Identidade

SímboloS
Número atômico16
Massa atómica32.06 u
Categorianão metal
Blocop
Estrutura cristalinaortorrômbica
Estados de oxidação-2, -1, +1, +2, +3, +4, +5, +6
DescobertoPrehistoric
Descoberto porKnown since antiquity

Fontes: massas atômicas padrão da IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Os valores marcados com ~ são previstos, não medidos.

Tamanho, em escala

How big is an enxofre atom?

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

Faixa térmica

Solid, liquid, gas — and when

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

Onde está

Posição na tabela

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

OTHER NÃO-METAIS

All não-metais

A história

O que é enxofre e como o encontramos

Sólido amarelo com odor característico. Essencial para as proteínas.

The discovery of enxofre

A descoberta e a história do enxofre

Conhecimento antigo e primeiros usos

O enxofre tem a distinção de ser um dos poucos elementos conhecidos pelas civilizações antigas em sua forma pura. Alquimistas chineses por volta de 500 a.C. chamavam-no de “liu huang” (amarelo fluido) e usavam-no nas primeiras formulações de pólvora. Os antigos egípcios empregavam o enxofre na mumificação e na medicina, enquanto o filósofo grego Plínio, o Velho (23-79 d.C.) documentou seu uso para fumigação e fins medicinais em sua “História Natural”.

O nome do elemento deriva do latim “sulfurium”, relacionado a “sulfur”, que significa “queimar”. Os antigos romanos conheciam-no como “sulphur” e associavam-no à atividade vulcânica, particularmente nas proximidades do Monte Vesúvio e das ilhas vulcânicas da Sicília.

Contribuições islâmicas medievais

Jabir ibn Hayyan (721-815 d.C.), considerado o pai da química, identificou o enxofre como um dos princípios fundamentais da matéria em sua teoria do enxofre e mercúrio. Esse polímata persa propôs que todos os metais continham proporções variadas de enxofre e mercúrio, uma teoria que dominou o pensamento alquímico durante séculos. Sua obra “Kitab al-Khawass al-kabir” descrevia as propriedades e os métodos de purificação do enxofre.

A classificação revolucionária de Antoine Lavoisier

A compreensão moderna do enxofre começou com Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794), que provou definitivamente que o enxofre era um elemento em suas experiências pioneiras de 1777. Trabalhando em seu laboratório no Arsenal de Paris, Lavoisier demonstrou que o enxofre não podia ser decomposto em substâncias mais simples e incluiu-o em sua famosa lista de 33 elementos de 1789, no “Traité Élémentaire de Chimie”.

O aluno de Lavoisier, Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850), e seu colega Louis Jacques Thénard (1777-1857) confirmaram ainda mais a natureza elementar do enxofre em 1809, mostrando que o sulfeto de hidrogénio continha apenas hidrogénio e enxofre, sem componentes ocultos.

Revolução industrial e o Processo de Contacto

A importância industrial do enxofre explodiu durante o século XIX. Peregrine Phillips, fabricante britânico de vinagre, patenteou o Processo de Contacto para a produção de ácido sulfúrico em 15 de outubro de 1831. Seu método usava catalisadores de platina para converter eficientemente o dióxido de enxofre em trióxido de enxofre, revolucionando a fabricação de produtos químicos.

Nicolas Leblanc (1742-1806) havia desenvolvido anteriormente o processo Leblanc, em 1791, que exigia enormes quantidades de ácido sulfúrico para a produção de carbonato de sódio, impulsionando a procura por enxofre em todo o mundo.

A revolução do processo Frasch

O químico teuto-americano Herman Frasch (1851-1914) resolveu o desafio de extrair enxofre de depósitos subterrâneos com seu engenhoso processo, patenteado em 1894. Trabalhando para a Union Sulfur Company, na Louisiana, Frasch desenvolveu um método que usava água superaquecida (160°C) para derreter o enxofre subterrâneo e ar comprimido para forçá-lo até a superfície.

Em 26 de dezembro de 1894, na Sulphur Mine, Louisiana, o primeiro poço Frasch produziu enxofre fundido, transformando a indústria mundial do enxofre. Em 1900, a produção de enxofre dos Estados Unidos havia aumentado 100 vezes, tornando o país o maior produtor mundial de enxofre.

Ciência moderna do enxofre

Eilhard Mitscherlich (1794-1863) descobriu as formas alotrópicas do enxofre em 1823, identificando cristais rômbicos e monoclínicos. O químico sueco Jöns Jacob Berzelius (1779-1848) determinou a massa atômica do enxofre como 32.07 em 1818, notavelmente próxima do valor aceite atualmente, de 32.065.

O século XX trouxe a compreensão do papel do enxofre na bioquímica, com Frederick Gowland Hopkins descobrindo os aminoácidos que contêm enxofre, cisteína e metionina, o que lhe rendeu o Prémio Nobel de Fisiologia de 1929.

Aplicações

Para que enxofre é usado

Aplicações industriais do enxofre

Produção de ácido sulfúrico (85% dos usos do enxofre)

O enxofre é principalmente convertido em ácido sulfúrico (H₂SO₄) por meio do Processo de Contacto, inventado por Peregrine Phillips em 1831. Esse processo de três etapas envolve:

  • Etapa 1: Queima do enxofre no ar para formar dióxido de enxofre (S + O₂ → SO₂)
  • Etapa 2: Oxidação catalítica usando pentóxido de vanádio a 450°C (2SO₂ + O₂ → 2SO₃)
  • Etapa 3: Absorção em ácido sulfúrico concentrado para evitar a formação de névoa ácida

As instalações modernas produzem até 3.000 toneladas por dia, com eficiência de conversão de 99,5%. Entre os maiores produtores estão a Mosaic Company (Flórida) e a Nutrien (Canadá).

Fabricação de fertilizantes

O ácido sulfúrico é essencial para produzir fertilizantes fosfatados, como superfosfato e superfosfato triplo. A reação Ca₃(PO₄)₂ + 2H₂SO₄ → Ca(H₂PO₄)₂ + 2CaSO₄ cria fósforo solúvel em água. A Cargill e a CF Industries operam grandes instalações de conversão de enxofre em fertilizantes em todo o Centro-Oeste dos Estados Unidos.

Refino de petróleo

O ácido sulfúrico remove impurezas no refino de petróleo por meio de processos de alquilação. A ExxonMobil e a Chevron usam ácido sulfúrico a 40-60% para catalisar a combinação de isobutano com alcenos, produzindo componentes de gasolina de alta octanagem. Uma única refinaria consome de 200 a 500 toneladas de ácido sulfúrico por dia.

Processamento de metais e mineração

O ácido sulfúrico extrai cobre de minérios de baixo teor por meio da lixiviação em pilha. Nas operações da Freeport-McMoRan no Arizona, o minério triturado é irrigado com ácido sulfúrico diluído (pH 1.5-2.0), dissolvendo o cobre na forma de sulfato de cobre. Esse processo recupera 60-90% do cobre de minérios contendo apenas 0.4-0.8% de cobre.

Fabricação de produtos químicos

Os compostos de enxofre são intermediários essenciais:

  • Dióxido de enxofre (SO₂): Conservante de alimentos (E220) e antisséptico para vinhos
  • Dissulfeto de carbono (CS₂): Produção de rayon de viscose nas instalações da Lenzing AG
  • Sulfeto de hidrogénio (H₂S): Fonte de enxofre puro por meio do processo Claus em refinarias de petróleo
  • Cloretos de enxofre: Aceleradores da vulcanização da borracha

Vulcanização da borracha

A descoberta de Charles Goodyear em 1839 utiliza enxofre elementar para formar ligações cruzadas entre polímeros de borracha. A fabricação moderna de pneus na Bridgestone e na Michelin usa 1-3% de enxofre em massa, criando ligações dissulfeto entre as cadeias poliméricas. Esse processo transforma a borracha macia em um material durável e elástico, resistente a extremos de temperatura.

Aplicações cotidianas do enxofre

Produtos agrícolas

  • Pó de enxofre para jardinagem - Redução do pH do solo para plantas que preferem solos ácidos, como mirtilos e azaleias
  • Fertilizantes à base de sulfato - Sulfato de amônio (21-0-0-24S) de fabricantes como a Simplot
  • Sprays fungicidas - Pós de enxofre orgânico para controlar o oídio em uvas e rosas
  • Suplementos para animais - Blocos de enxofre para gado, para prevenir deficiência mineral

Cuidados pessoais e saúde

  • Tratamentos para acne - Sabonetes e cremes de enxofre (marcas: De La Cruz, Grisi)
  • Champôs anticaspa - Sulfeto de selénio no Head & Shoulders Clinical Strength
  • Medicamentos para artrite - Suplementos de MSM (metilsulfonilmetano)
  • Problemas de pele - Pomadas de enxofre para dermatite seborreica e rosácea

Alimentos e bebidas

  • Conservação de vinhos - O dióxido de enxofre (SO₂) previne a oxidação e o crescimento bacteriano
  • Frutas secas - Sulfitos em damascos e uvas-passas mantêm a cor e o frescor
  • Processamento de alimentos - Metabissulfito de potássio como agente antimicrobiano
  • Fabricação de cerveja - Compostos de enxofre formam pastilhas de Campden para higienização

Uso doméstico e industrial

  • Fósforos - Enxofre nas cabeças de fósforos que acendem em qualquer superfície e nas tiras de fósforos de segurança
  • Pólvora - Pólvora negra tradicional (75% salitre, 15% carvão, 10% enxofre)
  • Produção de papel - Processo de polpação com sulfito nas fábricas da International Paper
  • Fotografia - Tonalizadores de sulfeto de prata para impressões artísticas em preto e branco
  • Concreto - Concreto de enxofre para aplicações de construção resistentes a produtos químicos

Automóveis e transporte

  • Fabricação de pneus - Agente de vulcanização em todos os pneus de borracha
  • Ácido de bateria - Eletrólito de ácido sulfúrico em baterias automotivas de chumbo-ácido
  • Aditivos de combustível - Compostos organossulfurados melhoram a estabilidade do combustível
  • Fluido de freio - Compostos de enxofre em formulações DOT 3 e DOT 4

De onde vem

Ocorrência natural

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

Ocorrência natural do enxofre

Abundância terrestre

O enxofre é o 10º elemento mais abundante na crosta terrestre, com 260 ppm, e o 5º mais abundante no corpo humano. O elemento concentra-se em ambientes geológicos específicos devido às suas propriedades químicas únicas e ao ciclo biológico.

Depósitos de enxofre elementar

Cristais de enxofre puro formam-se por meio de vários processos geológicos:

  • Regiões vulcânicas: O Monte Vesúvio (Itália), Kawah Ijen (Indonésia) e Yellowstone (EUA) contêm enxofre nativo proveniente da oxidação do sulfeto de hidrogénio
  • Domos salinos: A costa do Golfo do Texas e da Louisiana apresenta grandes depósitos de enxofre com até 150 metros de espessura, formados pela redução bacteriana do gesso
  • Fontes termais: O enxofre precipita quando a água rica em sulfeto de hidrogénio entra em contacto com o oxigénio em Rotorua (Nova Zelândia) e Mammoth Hot Springs

Minerais de enxofre

Mais de 200 minerais contendo enxofre existem na natureza:

  • Pirita (FeS₂): “Ouro dos tolos” - mineral de enxofre mais comum, encontrado em todo o mundo
  • Galena (PbS): Principal minério de chumbo, com grandes depósitos no Missouri, na Austrália e no Peru
  • Esfalerita (ZnS): Principal minério de zinco, abundante em depósitos do tipo Mississippi Valley
  • Calcopirita (CuFeS₂): Minério de cobre mais importante, encontrado em depósitos pórfiros
  • Gesso (CaSO₄·2H₂O): Mineral evaporítico que forma camadas espessas em rochas sedimentares
  • Anidrita (CaSO₄): Forma-se quando o gesso se desidrata em profundidade

Ciclo biológico do enxofre

O enxofre sofre transformações complexas por meio de processos biológicos:

  • Ambientes marinhos: O fitoplâncton produz sulfeto de dimetila (DMS), afetando a formação de nuvens e o clima
  • Ecossistemas do solo: Bactérias redutoras de enxofre convertem sulfatos em sulfeto de hidrogénio em condições anaeróbias
  • Bactérias de fontes termais: Organismos termófilos como Sulfolobus oxidam o enxofre em temperaturas superiores a 80°C
  • Metabolismo vegetal: Vegetais crucíferos (brócolis, alho) concentram compostos organossulfurados

Origens cósmicas e estelares

O enxofre forma-se por meio da queima do silício em estrelas massivas (>8 massas solares), a temperaturas superiores a 3 bilhões de Kelvin. O processo: ²⁸Si + ⁴He → ³²S ocorre durante os estágios finais da evolução estelar. O enxofre-16 tem um “número mágico” de protões, o que o torna excepcionalmente estável. Meteoritos contêm enxofre na forma de troilita (FeS) e oldhamita (CaS), fornecendo evidências da química do sistema solar primitivo.

Química dos oceanos

A água do mar contém aproximadamente 905 ppm de enxofre na forma de iões sulfato (SO₄²⁻), tornando-o o segundo ânion mais abundante depois do cloreto. Chaminés hidrotermais de dorsais meso-oceânicas depositam minerais de enxofre a partir da reação de fluidos vulcânicos quentes com a água fria do mar, criando chaminés do tipo “fumador negro” ricas em sulfetos de cobre, zinco e chumbo.

Manuseio

Segurança

Informações de segurança do enxofre

Toxicidade e riscos à saúde

O enxofre elementar apresenta toxicidade extremamente baixa, com uma DL50 oral de >5.000 mg/kg em ratos, sendo praticamente atóxico. No entanto, os compostos de enxofre apresentam riscos significativos:

  • Sulfeto de hidrogénio (H₂S): Gás extremamente tóxico, fatal a 500-1000 ppm em poucos minutos
  • Dióxido de enxofre (SO₂): Irritante respiratório, limite da OSHA de 5 ppm (TWA de 8 horas)
  • Dissulfeto de carbono (CS₂): Neurotoxina que afeta o sistema nervoso central, limite da OSHA de 20 ppm

Regulamentações da OSHA e limites de exposição

  • Poeira de enxofre elementar: 15 mg/m³ de poeira total, 5 mg/m³ de fração respirável
  • Ácido sulfúrico: 1 mg/m³ (TWA de 8 horas), nível de perigo imediato de 15 mg/m³
  • Sulfeto de hidrogénio: limite máximo de 10 ppm, pico máximo de 50 ppm por 10 minutos

Equipamentos de proteção individual (EPI)

  • Proteção respiratória: Máscaras N95 para poeira de enxofre, ar fornecido para ambientes com H₂S
  • Proteção ocular: Óculos de proteção ao manusear compostos de enxofre
  • Proteção da pele: Luvas de nitrilo e roupas resistentes a produtos químicos para ácidos
  • Proteção dos pés: Botas resistentes a produtos químicos em ambientes industriais

Manuseio e armazenamento seguros

Enxofre elementar: Armazene em locais frescos e secos, longe de oxidantes. A poeira de enxofre pode criar riscos de explosão - mantenha a humidade acima de 65% e use equipamentos antiestáticos. Aterre todos os recipientes e evite atividades que gerem fricção.

Ácido sulfúrico: Armazene em recipientes de parede dupla e mantenha a temperatura abaixo de 40°C. Sempre adicione o ácido à água, nunca a água ao ácido. Disponibilize estações de lavagem de emergência para os olhos a até 25 pés das áreas de armazenamento.

Procedimentos de emergência

  • Contacto da pele com ácido sulfúrico: Lave imediatamente com água durante 15+ minutos e remova as roupas contaminadas
  • Exposição dos olhos: Enxague com água durante 15+ minutos e procure atendimento médico imediato
  • Exposição ao sulfeto de hidrogénio: Vá imediatamente para um local com ar fresco, forneça oxigénio se disponível e chame os serviços de emergência
  • Ingestão: Não provoque vómito em caso de ingestão de ácidos, dê água se a pessoa estiver consciente e procure atendimento médico

Riscos de incêndio e explosão

O enxofre queima a 248°C, produzindo dióxido de enxofre tóxico. A poeira de enxofre pode formar misturas explosivas no ar (35-1400 g/m³). Use água pulverizada para arrefecer o enxofre em chamas; nunca use extintores de CO₂ ou de produto químico seco em grandes incêndios de enxofre.

Respostas rápidas

Enxofre: perguntas frequentes

What is Enxofre?

Enxofre (symbol S) is element 16 on the periodic table, a não 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 Enxofre?

Enxofre'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 Enxofre?

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

What is the atomic mass of Enxofre?

The standard atomic weight of Enxofre 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 Enxofre?

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

What is the electronegativity of Enxofre?

Enxofre 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 Enxofre, and when?

Enxofre 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 Enxofre on Earth?

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