16 S Enxofre 32,06
não metal bloco-p Período 3 Grupo 16

Enxofre

S · Elemento 16 · Não metal

Amarelo, quebradiço e responsável pelo cheiro de fósforos riscados, ovos podres e fontes vulcânicas.

Estado a 20°C sólido
Massa atómica 32,06 u
Configuração eletrónica[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 rodar. O azul e o violeta indicam 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 atómico 105 pm 9%
Raio covalente 105 pm
Raio de Van der Waals 180 pm

Eletrônica

Eletronegatividade 2,58 92%
Energia de ionização 999,6 kJ/mol 85%
Afinidade eletrónica 200,7 kJ/mol 91%

Ocorrência

Abundância na crosta 350 mg/kg 86%

Identidade

SímboloS
Número atómico16
Massa atómica32,06 u
Categorianão metal
Blocop
Estrutura cristalinaortorrômbica
Estados de oxidação-2, -1, +1, +2, +3, +4, +5, +6
Descoberto emPrehistoric
Descoberto porConhecido desde a Antiguidade

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

Tamanho, em escala

Qual é o tamanho do átomo de enxofre?

Raio de 105 pm — isso corresponde a 0,105 nm, portanto cerca de 4,76 milhões deles lado a lado cobririam um milímetro.

Faixa térmica

Sólido, líquido, gás — e quando

Enxofre permanece líquido em uma faixa de 329 K, de 388 K a 718 K.

Onde está localizado

Posição na tabela

Enxofre está no período 3, grupo 16. Tudo no grupo 16 compartilha a mesma quantidade de eletrões na camada externa, por isso se comporta de maneira tão semelhante.

Outro Não metais

Todos os não metais

A história

O que enxofre é e como o encontramos

Sólido amarelo com odor característico. Essencial para as proteínas.

A descoberta de 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 o conheciam como "sulphur" e o associavam à atividade vulcânica, especialmente ao redor 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 enxofre-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" descreveu 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 seus experimentos inovadores de 1777. Trabalhando em seu laboratório no Arsenal de Paris, Lavoisier demonstrou que o enxofre não podia ser decomposto em substâncias mais simples e o incluiu 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 hidrogênio continha apenas hidrogênio 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 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 demanda mundial por enxofre.

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 americana de enxofre havia aumentado 100 vezes, tornando os Estados Unidos o principal 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, valor notavelmente próximo do valor aceito atualmente, 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% do uso de enxofre)

O enxofre é convertido principalmente 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 plantas 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 enormes instalações de conversão de enxofre em fertilizantes em todo o Meio-Oeste americano.

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 200-500 toneladas de ácido sulfúrico diariamente.

Processamento de metais e mineração

O ácido sulfúrico lixivia 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 que contêm apenas 0.4-0.8% de cobre.

Fabricação de produtos químicos

Os compostos de enxofre são intermediários fundamentais:

  • 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 hidrogênio (H₂S): Fonte de enxofre puro pelo processo Claus em refinarias de petróleo
  • Cloretos de enxofre: Aceleradores da vulcanização da borracha

Vulcanização da borracha

A descoberta de Charles Goodyear em 1839 usa 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 temperaturas extremas.

Aplicações cotidianas do enxofre

Produtos agrícolas

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

Cuidados pessoais e saúde

  • Tratamentos para acne - Sabonetes e cremes de enxofre (marcas: De La Cruz, Grisi)
  • Shampoos anticaspa - Sulfeto de selênio 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 de acendimento em qualquer superfície e nas tiras de fósforos de segurança
  • Pólvora - Pólvora negra tradicional (75% salitre, 15% carvão vegetal, 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

Automotivo 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 para combustíveis - Compostos organossulfurados melhoram a estabilidade do combustível
  • Fluido de freio - Compostos de enxofre nas formulações DOT 3 e DOT 4

De onde vem

Ocorrência natural

350 mg/kg da crosta terrestre · mais abundante do que 86% dos elementos

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 se concentra em ambientes geológicos específicos devido às suas propriedades químicas únicas e ao ciclo biológico.

Depósitos de enxofre elementar

Cristais de enxofre puro se formam por vários processos geológicos:

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

Minerais de enxofre

Mais de 200 minerais que contêm enxofre existem na natureza:

  • Pirita (FeS₂): "Ouro de tolo" - mineral de enxofre mais comum, encontrado no mundo todo
  • Galena (PbS): Minério primário de chumbo, com grandes depósitos no Missouri, na Austrália e no Peru
  • Esfalerita (ZnS): Principal minério de zinco, abundante em depósitos do tipo Vale do Mississippi
  • 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 perde água 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 hidrogênio em condições anaeróbias
  • Bactérias de fontes termais: Organismos termofílicos como Sulfolobus oxidam o enxofre a temperaturas superiores a 80°C
  • Metabolismo vegetal: Vegetais crucíferos (brócolis, alho) concentram compostos organossulfurados

Origens cósmicas e estelares

O enxofre se forma pela 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 possui 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 oceânica

A água do mar contém aproximadamente 905 ppm de enxofre na forma de íons sulfato (SO₄²⁻), sendo o segundo ânion mais abundante depois do cloreto. Fontes hidrotermais de dorsais meso-oceânicas depositam minerais de enxofre a partir da reação de fluidos vulcânicos quentes com a água do mar fria, criando chaminés de "fumadores negros" ricas em sulfetos de cobre, zinco e chumbo.

Manuseio

Segurança

Informações de segurança do enxofre

Toxicidade e riscos à saúde

O enxofre elementar tem toxicidade notavelmente 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 hidrogênio (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

Regulamentos 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 hidrogênio: 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 segurança ao manusear compostos de enxofre
  • Proteção da pele: Luvas de nitrila, 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 umidade acima de 65% e use equipamentos antiestáticos. Aterre todos os recipientes e evite atividades que gerem atrito.

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

Procedimentos de emergência

  • Contacto da pele com ácido sulfúrico: Lave imediatamente com água por 15+ minutos e remova as roupas contaminadas
  • Exposição ocular: Enxágue com água por 15+ minutos e procure atendimento médico imediato
  • Exposição ao sulfeto de hidrogênio: Vá imediatamente para um local com ar fresco, forneça oxigênio se disponível e chame os serviços de emergência
  • Ingestão: Não provoque o vómito em caso de ácidos, ofereça 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 spray de água para resfriar o enxofre em combustão; nunca use extintores de CO₂ ou de produtos químicos secos em grandes incêndios de enxofre.

Respostas rápidas

Enxofre: perguntas comuns

O que é Enxofre?

Enxofre (símbolo S) é o elemento 16 da tabela periódica, um não metal do período 3, grupo 16. Amarelo, quebradiço e responsável pelo cheiro de fósforos riscados, ovos podres e fontes vulcânicas. À temperatura ambiente, é um sólido.

Qual é a configuração eletrónica de Enxofre?

A configuração eletrónica do estado fundamental de Enxofre é [Ne] 3s² 3p⁴, resultando em 3 camadas ocupadas com a distribuição 2, 8, 6. Sua camada externa contém 6 eletrões, o que determina seu comportamento nas ligações.

Quais são os pontos de fusão e de ebulição de Enxofre?

Enxofre derrete a 388.4 K (115.2 °C) e entra em ebulição a 717.8 K (444.7 °C).

Qual é a massa atómica de Enxofre?

A massa atómica padrão de Enxofre é 32.06 u. Trata-se de uma média ponderada dos seus isótopos que ocorrem naturalmente, por isso raramente é um número inteiro.

Qual é a densidade de Enxofre?

Enxofre tem densidade de 2.067 g/cm³. A água tem 1.0 g/cm³, portanto um bloco de Enxofre é aproximadamente 2.1× mais pesado.

Qual é a eletronegatividade de Enxofre?

Enxofre tem eletronegatividade de Pauling igual a 2.58. A escala vai de 0,70 (frâncio, o menos ávido por eletrões) a 3,98 (flúor, o mais ávido). Valores nessa faixa intermediária tendem a formar ligações covalentes, em vez de ligações fortemente iónicas.

Quem descobriu Enxofre e quando?

Enxofre é conhecido desde a Antiguidade — ocorre em uma forma utilizável sem fundição, portanto nenhuma pessoa pode ser creditada por sua descoberta. O nome vem de sânscrito sulvere, via latim sulphurium.

Quão comum é Enxofre na Terra?

Enxofre constitui sobre 350 mg/kg da crosta terrestre — é comum o suficiente para ser extraído em grande escala.