Schwefel

Isotop	NH	t_1/2	ZM	ZE M eV	ZP
³⁰S	{syn.}	1,178 s	ε	6,138	³⁰P
³¹S	{syn.}	2,572 s	ε	5,396	³¹P
³²S	95,02 %	S ist stabil mit 16 Neutronen
³³S	0,75 %	S ist stabil mit 17 Neutronen
³⁴S	4,21 %	S ist stabil mit 18 Neutronen
³⁵S	{syn.}	87,32 d	β^-	0,167	³⁵Cl
³⁶S	0,02 %	S ist stabil mit 20 Neutronen
³⁷S	{syn.}	5,05 min	β^-	4,865	³⁷Cl
³⁸S	{syn.}	170,3 min	β^-	2,937	³⁸Cl
³⁹S	{syn.}	11,5 s	β^-	6,640	³⁹Cl
⁴⁰S	{syn.}	8,8 s	β^-	4,710	⁴⁰Cl

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Schwefel (chemisch nach dem Lateinischen Sulphur oder Sulfur genannt, im Deutschen eventuell vom Indogermanischen *suel- „schwelen" abgeleitet) ist ein chemisches Element.

Modifikationen

Schwefel tritt in verschiedenen Modifikationen auf:

Fester Schwefel existiert hauptsächlich in zwei Ausbildungen:
- Die bei Raumtemperatur thermodynamisch stabilste Modifikation des Schwefels ist α-Schwefel, rhombisch kristallisierend (rhombischer Schwefel). Er hat die typische schwefelgelbe Farbe.
- Bei 95,6 C° liegt der Umwandlungspunkt zu β-Schwefel. Diese Schwefelmodifikation ist fast farblos und kristallisiert monoklin (monokliner Schwefel).
- Seltener ist der ebenfalls monoklin kristallisierende γ-Schwefel.
Bei flüssigem Schwefel gibt es folgende Modifikationen:
- λ-Schwefel: S₈-Ringe (gelb)
- π-Schwefel: S_n (n=6-26) niedermolekulare Ringe
- μ-Schwefel: S_n (n=10³-10⁶) hochmolekulare Ketten

Fester Schwefel besteht normalerweise aus S₈-Molekülen, bei denen acht Schwefel-Atome in einem Ring gebunden sind. Beim Erhitzen vereinen diese sich nach dem Schmelzen zunächst zu langen Ketten, diese brechen dann bei steigender Temperatur wieder auf. Gasförmiger Schwefeldampf ist dunkelrot und besteht anfangs aus S₈-Ringen, die dann immer weiter aufbrechen, so dass die Moleküle immer kleiner werden. Ab etwa 1800 °C hat man dann Schwefelatome.

Schwefel als Mineral

Schwefel tritt gediegen, also in elementarer Form, als Schwefelblüte in der Natur auf. Er kristallisiert unterhalb etwa 95 °C im orthorhombischen Kristallsystem (α-Schwefel), hat eine Dichte von 2,0 bis 2,1, eine Härte von 1,5 bis 2,5 und eine hell- bis dunkelgelbe Farbe, sowie eine weiße Strichfarbe. Meist zeigt er hellgelbe prismen- oder pyramidenförmige Kristalle, die sich auf Gesteinsflächen aus schwefelreichen Gasen durch unvollständige Oxidation von Schwefelwasserstoff (H₂S) oder Reduktion von Schwefeldioxid (SO₂) bilden. Oberhalb etwa 95 °C kristallisiert Schwefel monoklin (β-Schwefel). Diese Form wandelt sich unterhalb 95 °C rasch in die orthorhombische α-Form um. Reiner Schwefel ist relativ selten, wird allerdings in großen Mengen bei Vulkanausbrüchen freigesetzt und. Er findet sich in Vulkanschloten oder an anderen Postvulkanischen Erscheinungen. Schwefel kommt aber auch in derber Form, das heißt, ohne mit bloßem Auge erkennbare Kristalle vor, insbesondere in Sedimenten oder Sedimentgesteinen. Häufig findet er sich in Evaporiten (Salzgesteinen), wo er meistens durch Reduktion von Sulfaten entsteht.

Charakteristisch für das Mineral sind neben der geringen Härte die Farbe und der niedrige Schmelzpunkt 112,8 °C (α-S) beziehungsweise 119,2 °C (β-S).

Gewinnung

Früher bildete das gediegene Mineral eine wichtige Quelle für Schwefel: 3,5 Millionen Tonnen wurden jährlich mit Hilfe des Frasch-Verfahrens abgebaut, hauptsächlich in den USA und in Polen. Den größten Anteil machte jedoch aus Sulfiderzen gewonnener Schwefel aus: Aus dieser Quelle stammten etwa 50 Millionen Tonnen pro Jahr. Heute fällt der Schwefel in großen Mengen als Abfallprodukt bei der Entschwefelung von Erdgas mit Hilfe des Claus-Verfahrens an.

Verwendung

Schwefel wird sowohl in der chemischen als auch in der pharmazeutischen Industrie genutzt, unter anderem zur Produktion von Schwefelsäure, Farbstoffen, Insektiziden und Kunstdüngern. Schwefel findet auch bei der Herstellung von Schwarzpulver oder bei anderen Sprengstoffen Verwendung.

Der pharmazeutische Nutzen von Schwefel war bereits im Altertum bekannt. Innerlich wurde Schwefel als Laxans (Abführmittel) eingesetzt. Schwefel reizt die Darmschleimhaut und der bakteriell entstehende Schwefelwasserstoff regt die Peristaltik an. Äußerlich kamen Schwefelrezepturen bei Hauterkrankungen wie Akne, Ekzemen, Krätze, Mykosen u.a. zum Einsatz. Heute findet Schwefel in der Dermatologie nur noch selten Verwendung, ist aber noch nicht vollständig aus der pharmazeutischen Literatur ausgeschlossen. Nach wie vor gibt es pharmazeutische Zubereitungen die als Wirk- bzw. Hilfsstoff Schwefel enthalten.

Wichtige Schwefelverbindungen

Wichtige anorganische chemische Verbindungen, in denen Schwefel vorkommt, sind:

Schwefeloxide, wie Schwefeldioxid und Schwefeltrioxid,
Schwefelwasserstoff
Schweflige Säure
Schwefelsäure
Sulfide, wie Zinnober (HgS)
Sulfite, wie Natriumsulfit,
Sulfate, wie Natriumsulfat, Ammoniumsulfat, Calciumsulfat (Gips)
Thioschwefelsäure
Thiosulfate
Natriumdithionit (Na₂S₂O₄), ein Bleichmittel
Schwefelnitride:S₄N₄, S₂N₂ und (SN)_x

Auch in verschiedenen organischen Stoffklassen kommt Schwefel gebunden vor (Organoschwefelverbindung), zum Beispiel:

Thiole oder Mercaptane
Thioether
Dithiane
Sulfoxide wie Dimethylsulfoxid als Lösungsmittel
Sulfone
Sulfonsäuren, deren Salze, die Sulfonate, zum Beispiel als Detergentien dienen

Siehe auch

Liste von Mineralen

Weblinks