Azufre y sus compuestos: sulfuros y ácido sulfúrico.

Después de haber interrumpido el estudio de las sustancias para Ocuparnos de algunos aspectos generales de la. Química, volveremos ahora a dicho estudio, objeto principal de esta ciencia.Es seguro que el lector habrá visto alguna vez esta sustancia sólida, de color amarillo, que se expende en las farmacias en forma de barritas cilíndricas o de polvo. Lo que quizá no sepa es que se trata de una sustancia simple de gran importancia práctica. La utilidad del azufre se debe no tanto al azufre mismo como a algunos de sus derivados, entre los que figura en primera línea el ácido sulfúrico.

El azufre existe en la naturaleza como tal. De modo que para obtenerlo basta
con retirarlo de los lugares donde se halla y separado de impurezas, o, como se dice en la jerga de minería, "refinarlo", en caso de existir esas impurezas. El método de extracción del azufre de-pende fundamentalmente de la manera en que se encuentre. Éstas son dos: en la superficie terrestre, y enterrado a cierta profundidad debajo de la superficie del suelo.

El primer caso se presenta en las famosas soltataras sicilianas y del sur de la península itálica, y en el Japón; y el segundo en los yacimientos de Luisiana y Texas, en Estados Unidos de Norteamérica, y en Islandia. Parece ser que todo el azufre libre existente es un producto de la actividad volcánica.
En ambos casos la extracción se realiza aprovechando la propiedad del azufre de fundir a temperatura relativamente baja: unos 113°C.

En el procedimiento italiano de los calcamni se disponen las "piedras de azufre", esto es; trozos de minerales que contienen azufre e impurezas, en montones sobre un piso inclinado. En el montón de "piedras de azufre" se dejan unas chimeneas. Dado que el azufre es combustible, se usa parte del mismo como tal. El calor producido por la combustión de la parte que quema sirve para fundir el resto. El azufre líquido desciende, llega al piso, y se recoge en su parte más baja. El producto así obtenido debe luego purificarse. Además de este inconveniente, tiene este método el de que con él se pierde una parte de azufre, la que se emplea como combustible; pero esta circunstancia deriva del hecho de que en las regiones donde se emplea este procedimiento los combustibles ordinarios son escasos.

El método Frasch, más moderno, se aplica en los lugares donde el azufre se halla bajo tierra. Se practica una perforación en la que luego se introducen varios caños concéntricos que llegan hasta la capa de azufre. Por el tubo exterior se introduce vapor de agua a temperaturas superiores al punto de fusión del azufre. Por el tubo central se envía aire a presión. El vapor de agua funde el azufre, y el aire comprimido lo hace ascender en estado líquido por el tubo comprendido entre el que lleva el aire y el que lleva el vapor de agua. El azufre solidifica luego, y se dispone en grandes pilas que se van cargando a medida que la demanda lo exige, en medios de transporte adecuados. El producto ob-tenido por este procedimiento es muy puro y recibe el nombre comercial de azufre Frasch.
Según hemos dicho, el azufre es combustible, esto es, quema con una llama de color azul, en presencia del oxígeno, sea puro o del aire, cuando se lo calienta a una temperatura suficientemente elevada.
 
El producto de la combustión, S02' recibe el nombre de dióxido de azufre (o anhídrido sulfuroso). El "olor de azufre quemado" asociado en la antiguedad a supersticiones populares vinculadas con brujas y el demonio, es debido precisamente a este compuesto, S02' gas de olor característico ..

En la combustión del S se forman también pequeñas cantidades de SOs, trióxido de azufre.

SULFUROS E HIDRÓGENO SULFURADO

El azufre se combina con la mayor parte de los metales, dando compuestos que reciben el nombre de sulfuroso Entre los más importantes, por ser componentes de minerales de los que se extraen los respectivos metales, figuran SPb (de plomo) y SZn (de cinc). El sulfuro de hierro, SFe, es un producto artificial. En cambio el sulfuro de fórmula S2Fe es una sustancia que se encuentra en la naturaleza formando el mineral llamado pirita. (Obsérvese en estos dos sulfuros de hierro el cumplimiento de la ley de las proporciones múltiples.)

Vamos a realizar la siguiente experiencia. En el aparato de Kipp, utilizado para la preparación continua de H2 con CIH y Zn, vamos a colocar, en lugar de dicho metal, trocitos de SFe, sustancia sólida de color negro y aspecto metálico. Como líquido usamos, al igual que en la preparación de H2' una solución acuosa de HCl. Abriendo la llave podremos recoger un gas que posee un olor ex-tremadamente desagradable, que recuerda el de los huevos podridos. Ese gas tiene por fórmula SH2 y recibe el nombre de hidrógeno sulfurado, sulfuro de hidrógeno, y también el impropio de  ácido sulfhídrico. La reacción que lo ha originado es la siguiente:
SFe + 2ClH ------7 C12Fe + SH:
cloruro ferroso. El hidrógeno sulfurado se utiliza mucho en análisis químico. Es bastante tóxico. Si se lo inhala con aire puede producir serios trastornos. Arde con llama azulada, como el azufre.

 

ÁCIDO SULFÚRICO

 

Esta sustancia, de gran importancia industrial, hasta el punto de considerarse su consumo en un país como índice del progreso industrial del mismo, es conocida ya por nosotros, pues la hemos visto utilizada en algunas preparaciones tales como las del NOsH y CIH, y además con su fórmula hemos ejemplificado algunas afirmaciones respecto de las fórmulas en general.

Esta sustancia es un líquido incoloro de aspecto aceitoso y de densidad casi doble de la del agua: 1 cms de S04Hz tiene una masa de 1,834 g, es decir, su densidad es de 1,834 gj cms. En el comercio se vende en concentraciones de casi 100 %, siendo agua la principal impureza. Su nombre deriva del nombre del azufre en latín, sulPhur, palabra que también da origen al símbolo (S) del azufre.
El método moderno de obtención industrial del ácido sulfúrico es el llamado "proceso de <;ontacto". Consiste en los siguientes pasos:

  • 1) Obtención del S02' por combustión de S

 

  • 2) Obtención del SO2 oxidando el S02

 

  • 3) Tratamiento del SO2 con agua

 
De los tres pasos, el característico es el segundo, el cual es, además, el que ha dado origen a mayores dificultades, que han sido finalmente resueltas. En efecto, esa reacción es extremadamente lenta aun a temperaturas elevadas; pero se ha encontrado que es acelerada por un catalizador (ver la definición en la síntesis del amoníaco), que en este caso es el platino (Pt). Como hecho interesante cabe señalar que el platino y los catalizadores de este tipo, en general, actúan con mayor eficacia cuanto más divididos se hallan, es decir, cuanto mayor sea la superficie de contacto entre los gases reaccionantes (S02 y O2) Y el catalizador, y de ahí el nombre del método. Por este motivo, el platino tiene en estas instalaciones el aspecto de "esponja", o se halla finamente distribuido sobre un material inerte, generalmente amianto. Se obtiene así un buen rendimiento en SO2 Ésta es una sustancia
sólida, de bajo punto de fusión y que sublima con facilidad, es decir, el sólido se transforma en vapor. Por este motivo, si se desea tenerlo al estado sólido es menester recogerlo en un tubo enfriado exteriormente con hielo.
En la industria la preparación del 50s no es uil fin, sino un medio para preparar S04H2' Según vimos, para transformar 50s en 504H2 basta aña-dirle H20; pero debido a que la reacción entre ambas sustancias es demasia
do violenta, lo que origina ciertas dificultades, se recoge el 50s en SO;¡H2,en el cual se disuelve dando una solución conocida con el nombre de "óleum". Esta solución de 50s en S04H2 se trata posteriormente con H20 y se tiene así terminado el proceso.

La instalación industrial tiene algunos agregados que responden a finalidades concretas. En primer lugar, el S02 se obtiene, a menudo, con la tostación de pirita. Este proceso consiste en calentar pirita de hierro en presencia de oxígeno del aire.
En este caso el S02 sale mezclado con N2 y 02 (del aire), y tiene además en suspensión un polvo fino que suele contener impurezas que "envenenan" el catalizador. Estos venenos catalíticos tienen por resultado disminuir la acción de catálisis, con lo cual el método dejaría de rendir la cantidad de 50s que debe producir para ser económico. El envenenamiento puede llegar a anular por completo la acción catalítica. Por esta razón, existe un colector de polvo que priva a los gases de las partículas suspendidas. Los gases son luego enfriados y secados, antes de pasar a la cámara de contacto.

En el proceso antiguo, llamado de las cámaras de plomo, que aún se usa hoy en algunas fábricas, el pasaje de S02 a 50s se obtiene mediante un proceso complicado en el cual intervienen óxidos de nitrógeno, los cuales se producen, a su vez, a partir de NOsH (ácido nítrico).

El S04H2 tiene la propiedad fundamental de ser un deshidratante enérgico, es decir: puesto en contacto con sustancias que tienen agua,' se las quita. Tal es la avidez del S04H2 por el agua, que llega a deshidratar sustancias que tienen H y O en su composición, los cuales, por acción del S04H2, se unen dando H20, que es absorbida por aquél, de-jando un residuo. Para comprobar esto éstos son la principal fuente de obtención del cobre.