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.
Estrutura
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.
Valores medidos
Cada barra mostra onde enxofre se situa entre todos os 118 elementos para essa propriedade.
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
Radius 105 pm — that is 0.105 nm, so about 4762 million of them side by side would span a millimetre.
Faixa térmica
Enxofre is liquid over a 329 K window, from 388 K to 718 K.
A história
Sólido amarelo com odor característico. Essencial para as proteínas.
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.
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 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.
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.
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.
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
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:
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).
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.
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.
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.
Os compostos de enxofre são intermediários essenciais:
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.
De onde vem
350 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 86% of elements
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.
Cristais de enxofre puro formam-se por meio de vários processos geológicos:
Mais de 200 minerais contendo enxofre existem na natureza:
O enxofre sofre transformações complexas por meio de processos biológicos:
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.
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
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:
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.
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 (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.
[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.Enxofre melts at 388.4 K (115.2 °C) and boils at 717.8 K (444.7 °C).
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.
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.
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.
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.
Enxofre makes up about 350 mg/kg of the Earth's crust — common enough to be mined at scale.