investigacion del azufre
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INSTITUTO TECNOLOGICO DE MINATITLAN
División de Estudios a Distancia
Materia:
Química
Tema:
Investigación sobre el Azufre
Profesor:
Ing. Rosa Erika de Jesús de la Rosa
Integrantes:
Fabian Colín Arias. I10231109
Heberto Joel Sanchez Flores. I10231107
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1er. Semestre 02 de Octubre de 2010
I N D I C E
Introducción…………………………………………………………………………………………………………………………….…….3
Antecedentes …………….…………………………….……………..…………………………………………………………….…….4
Características Principales………………..…....………………………………………………………………………………….….4
Propiedades……………………………………………………………………………………….…………………………………………10
Extracción…………………………………………………………………………………………………………………………………….11
Ciclo……………………………………………………………………………………………………………………………………………..13
Importancia Industrial………………………………………………………………………………………………………………….14
Estado Natural……………………………………………………………………………………………………………………………..15
Importancia Económica………………………………………………………………………………………………………………..15
Impacto Ambiental en el Estado de Tabasco………………………………………………………………………………..16
Conclusión……………………………………………………………………………………………………………………………………21
Anexos………………………………………………………………………………………………………………………………………….22
Referencias…………………………………………………………………………………………………………………………………..30
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Introducción
Si se trata de hablar de elementos que se encuentran en la naturaleza de forma natural, el
Azufre cumple con una serie de funciones específicas, tal y como lo es su propio ciclo, de
igual manera el efecto que incurre en otros elementos químicos o superficies naturales. El
azufre en sí, es un sistema complejo que ayuda a la combustión siendo ésta la función por
la cual ha sido reconocido, tomando en cuenta otras características.
El azufre como elemento químico, se refiere a un elemento no metálico, el cual es insípido
e inodoro, que presenta un color amarillento pálido, que a su vez es también llamado
piedra inflamable, gracias a su gran capacidad de combustión y como antesala se puede
mencionar que todas las formas de azufre son insolubles en agua, y las formas cristalinas
son solubles en disulfuro de carbono.
Cuando el azufre ordinario se funde, forma un líquido de color pajizo que se oscurece si
se calienta más, alcanzando finalmente su punto de ebullición. Si el azufre fundido se
enfría lentamente, sus propiedades físicas varían en función de la temperatura, la presión
y el método de enfriamiento.
También hay que tomar en cuenta lo dañino que es el azufre para la salud y para el
ambiente, puesto que éste puede provocar alteraciones peligrosas para el hombre y no
solo para él sino para los animales, por ello se debe tener una previa especialización
sobre el asunto, además de estar al tanto con cuales elementos químicos se puede lograr
mezclar el Azufre.
Todo esto trataremos de plasmar en la presente investigación sobre a través de una serie
de conceptos, definiciones, donde se pueda dar la explicación más veraz y concreta para
tratar todo lo referente a este elemento químico, y así de esta manera entender y tener un
conocimiento básico sobre el azufre.
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Antecedentes del Azufre
A éste elemento químico, se le conoce de su existencia desde el tiempo de la prehistoria,
e incluso se nombra en La Biblia y otros escritos antiguos, aunque éste era empleado
mucho antes por los egipcios como fumigatorio en sus templos. Su nombre procede del
latín sulphur usado por los romanos para designarlo, aunque también es llamado “piedra
inflamable”. Este se encontraba en numerosos lugares de las Costas del Mar
Mediterráneo, lo cual no pudo dejar de llamar la atención en los pueblos antiguos, es decir
los pueblos romanos y los pueblos griegos. Los griegos usaban éste elemento en el culto
de Hefaistos, Dios de los infiernos (Vulcano de los latinos). Como podemos comprender el
nombre griego del azufre estaba completamente vinculado a su uso como ofrenda a los
dioses en los templos, o también como perfume sagrado.
Por motivo de su inflamabilidad, los alquimistas creyeron que el azufre era esencial en la
combustión, en cambio los griegos y los romanos lo usaban en La Medicina para
blanquear las telas con los vapores que desprendía éste.
Las erupciones volcánicas que se presentaban arrastraban consigo, invariablemente,
enormes cantidades de azufre; el olor del gas sulfuroso y el ácido sulfhídrico se
consideraban síntomas de la actividad del Dios subterráneo Vulcano. Los limpios y
transparentes cristales de azufre en los grandes yacimientos de Sicilia fueron ya
advertidos muchos siglos antes de nuestra era. De manera especial llamo la atención la
capacidad que tenía ésta piedra de desprender gases tóxicos. Precisamente ésta cualidad
que posee el Azufre llamo la atención de los investigadores de aquella época,
considerándose en aquel tiempo uno de los elementos fundamentales del mundo.
Por eso no es sorprendente que el azufre jugase un papel tan excepcional en las ideas de
los antiguos naturalistas y especialmente de los alquimistas, en la descripción de los
procesos de actividad volcánica o de formación de cordilleras y vetas rocosas.
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El azufre, como creían los alquimistas, poseía al mismo tiempo la propiedad enigmática
de producir nuevas sustancias al arder, por lo cual se le consideraba como el componente
que faltaba para la piedra filosofal, que tan infructuosamente trataban de hallar para poder
obtener oro artificial.
La noción del extraordinario papel que desempeña el azufre en la naturaleza fue expuesta
maravillosamente en el célebre tratado del sabio ruso Lomonósov sobre las capas
terrestres, en el año 1763. Después a finales de la década de 1770, el francés Antonie
Laurent Lavoisier unos de los mejores químicos de la época, convenció a la comunidad
científica de que el azufre no era un compuesto sino un elemento químico.
Características del Azufre
El azufre es un elemento químico de carácter no metálico, de color amarillo, es blando,
frágil, ligero, que a su vez desprende un olor característico a huevo podrido y arde con
llama de color azul desprendiendo dióxido de azufre (ver representación atómica figura 1,
en Anexos). Es insoluble en agua pero se disuelve en disulfuro de carbono. Aunque
también al mezclarse óxido de sulfuroso con agua produce lluvia ácida. Posee como
valencias el +2, +4 y el +6.
Símbolo
El Azufre tiene como símbolo la letra S. El uso de los símbolos en la química y no solo en
ésta sino también en la alquimia, tiene una función importante, la cual es representar de
manera abreviada los cuerpos simples e incluso algunos compuestos conocidos en la
antigüedad. Los primeros que iniciaron en éste arte combinaban sus doctrinas con la
magia además de atribuir a los planetas, puesto que estos tenían una indudable influencia
sobre las cosas y fenómenos de la Tierra, por ello, los metales eran conocidos por
distintas divinidades planetarias.
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Número Atómico
El número atómico del Azufre es el número 16, esto trata de expresar la cantidad de
protones existentes en el núcleo atómico, representándose con un número entero
positivo. Este es característico de cada uno de los elementos químicos y representa una
propiedad fundamental del átomo: su carga nuclear. El número atómico es el número Z
que acompaña al símbolo X de un elemento. Henry Moseley en 1913, fue el que demostró
la regularidad existente entre los valores de las longitudes de onda de los rayos X
emitidos por diferentes metales tras ser bombardeados con electrones, y los números
atómicos de estos elementos metálicos. Este hecho permitió clasificar a los elementos en
la tabla periódica en orden creciente de número atómico.
Masa Atómica
La masa atómica es de 32,064 que se refiere a la suma de los neutrones y protones, que
contienen los diferentes átomos que constituyen químicamente, la estructura del
elemento, en los cuales se incluyen los isótopos.
Estado de Oxidación
Posee un estado de oxidación de número -2, que vendría siendo la suma de las cargas
positivas y negativas de un átomo, lo cual indirectamente indica el número de electrones
que el átomo ha aceptado o cedido, es decir una aproximación conceptual de procesos de
oxidación y reducción.
Punto de Fusión
El punto de fusión del Azufre es de 119,0, que como ya sabemos es la temperatura por la
cual un sólido cambia a líquido y en las sustancias puras, el proceso de fusión ocurre a
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una sola temperatura y el aumento de temperatura por la adición de calor se detiene
hasta que la fusión es completa.
Punto de Ebullición
Tiene un Punto de Ebullición de 444,6 que se refiere a la temperatura por la cual se
produce la transición de la fase líquida a la gaseosa. En el caso de sustancias puras a
una presión fija, el proceso de ebullición o de vaporización ocurre a una sola temperatura;
conforme se añade calor la temperatura permanece constante hasta que todo el líquido
ha hervido.
Configuración Electrónica
Su configuración electrónica también conocida con el nombre de estructura atómica es de
[Ne]3s23p4 que es la manera en que están organizados los electrones en el átomo y
determina las características del mismo.
Su Grupo y Período
Se encuentra en el grupo 16 del sistema periódico, es decir, cada elemento se encuentra
encolumnados en grupos, por lo cual cada uno de ellos pertenece a un mismo grupo que
presentan características similares. En el caso del azufre los elementos del grupo 16 son:
O (Oxígeno), Se (Selenio) y S (Azufre) que constituyen la familia de los no metales, Te
(Telurio), Po (Polonio) que constituyen la familia de los metaloides y el Unh (Ununhexio)
que es el que constituyen el de la familia de los metales del bloque p.
El período en el cual se localiza el Azufre es en el período 3, es decir, en cada una de las
filas horizontales se encuentran una serie de elementos que se caracterizan por sus
propiedades físicas y químicas que varían gradualmente. El primer elemento de la tabla
periódica presenta un carácter metálico, pero a medida que avanza horizontalmente el
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carácter metálico disminuye y aparece el no metálico, siendo el último elemento de la
tabla periódica netamente no metálico.
Radio Iónico
El Radio Iónico del Azufre es 1,84, es decir, es el radio que ostenta un átomo cuando ha
perdido o ganado electrones, adquiriendo la estructura electrónica del gas noble más
cercano.
Radio Atómico
El Radio Atómico es de 1,27; es como la mitad de la distancia entre dos núcleos de un
mismo elemento unidos entre sí. Estas distancias se calculan mediante técnicas de
difracción de rayos X, neutrones o electrones.
Radio Covalente
Es la mitad de la distancia entre dos átomos iguales que están unidos mediante un enlace
covalente simple en una molécula neutra Su radio covalente es de 102 pm.
Entalpía de Fusión
Su Entalpía de Fusión o calor de fusión es de 1,7175 kJ/mol se refiere a la cantidad de
energía necesaria para hacer que una mol de un elemento que se encuentre en su punto
de fusión pase del estado sólido al líquido.
Entalpía de Vaporación
La Entalpía de Vaporización en el Azufre no se ha encontrado por lo tanto se presenta sin
datos, éste trata de formular la cantidad de energía necesaria para que un mol de un
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elemento que se encuentre en equilibrio con su propio vapor a una presión de una
atmósfera pase completamente al estado gaseoso.
Afinidad Electrónica
La Afinidad Electrónica es la energía liberada cuando un átomo gaseoso en su estado
fundamental capta un electrón libre y se convierte en un ión mononegativo. En el caso del
Azufre posee una afinidad electrónica de 200,4 kJ/mol
Electronegatividad
Posee una electronegatividad de 2,5 eso que refiere a una medida de fuerza de atracción
que ejerce un átomo sobre los electrones de otro en un enlace covalente, es decir es la
capacidad de una átomo en una molécula para atraer hacia el los electrones. La
Electronegatividad de un elemento químico depende de su estado de oxidación y, por lo
tanto, no es una propiedad invariable, esto quiere decir que un mismo elemento puede
presentar distintas electronegatividades dependiendo del tipo de molécula en la que se
encuentre.
Densidad
También tiene una densidad de 2,07 g\mol, es decir es la propiedad intensiva de la
materia definida como la relación de la masa de un objeto dividida por su volumen. La
masa es la cantidad de materia contenida en un objeto (Expresado en g.) y el volumen es
la cantidad de espacio ocupado por la cantidad de la materia (Expresado en ml.)
Abundancia Terrestre
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La abundancia terrestre del azufre es de 0.052%, es decir es la cantidad de azufre que se
encuentra en la corteza terrestre o en el agua del mar (ver figura 2, en Anexos).
Propiedades
Los alótropos (propiedades de algunos elementos de presentarse bajo estructuras
moleculares diferentes) del azufre han sido estudiados considerablemente por los grandes
químicos, pero hasta ahora las diversas alteraciones en las cuales existen para cada
estado (gas, líquido y sólido) del azufre elemental no se han explicado o revelado de
manera completa. (Ver figura 2, Estados de Agregación del Azufre, en Anexos).
Las estructuras cristalinas más comunes son:
- El azufre rómbico: Es conocido de la misma manera como azufre alfa (ver figura 3,
Sistema Cristalino Rómbico, en Anexos). Se halla de la transformación estable del
elemento químico por debajo de los 95.5ºC (204ºF, el punto de transición), y la mayor
parte de las otras formas se revierten a esta modificación si se las deja permanecer por
debajo de esta temperatura. El azufre rómbico posee un color amarillo limón, insoluble en
agua, levemente soluble en alcohol etílico, éter dietílico y benceno, y es muy soluble en
disulfuro de carbono. Posee una densidad de 2.07 g/cm3 (1.19 oz/in3), una dureza de 2.5
en la escala de Mohs y la fórmula molecular presenta es S8.
- El azufre monoclínico: También es llamado azufre prismático o azufre beta (ver figura
4, Sistema Cristalino Monoclínico, en Anexos). Viene siendo la modificación estable del
elemento por encima de la temperatura de transición mientras que se encuentra por
debajo del punto de fusión.
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- El azufre fundido: Se cristaliza en prismas en forma de agujas que son casi incoloras.
Posee una densidad de 1.96 g/cm3 (1.13 oz/in3), un punto de fusión de 119.0ºC (246.7ºF)
y la fórmula molecular que ostenta es S8 (ver figura 5, Azufre Fundido, en Anexos).
- El azufre plástico: Denominado también azufre gamma. Se produce cuando el azufre
fundido en el punto de ebullición normal o cerca de él, es enfriado al estado sólido. Esta
forma es amorfa y es sólo parcialmente soluble en disulfuro de carbono (ver figura 6,
Azufre Plástico, en Anexos).
- El azufre líquido: Posee la propiedad notable de aumentar su viscosidad si sube la
temperatura. Su color cambia a negro rojizo oscuro cuando su viscosidad aumenta, y el
oscurecimiento del color y la viscosidad logran su máximo a 200ºC (392ºF). Por encima
de esta temperatura, el color se aclara y la viscosidad disminuye (ver figura 7, Azufre
Líquido, en Anexos).
- En el punto normal de ebullición del elemento químico (444.60ºC u 832.28ºF) el azufre
gaseoso presenta un color amarillo naranja. Cuando la temperatura aumenta, el color se
torna rojo profundo y después se aclara, aproximadamente a 650ºC (202ºF), y adquiere
un color amarillo paja.
El azufre es un elemento activo que se combina verdaderamente con la mayor parte de
los elementos químicos conocidos. Puede hallarse tanto en estados de oxidación
positivos como negativos, y puede constituir compuestos iónicos así como covalentes y
covalentes coordinados. Sus funciones se limitan principalmente a la producción de
compuestos de azufre. Sin embargo, grandes cantidades de azufre elemental se utilizan
en la vulcanización del caucho, en atomizadores con azufre para combatir parásitos de las
plantas, en la manufactura de fertilizantes artificiales y en ciertos tipos de cementos y
aislantes eléctricos, en algunos ungüentos y medicinas y en la manufactura de pólvora y
fósforos. Los compuestos de azufre se emplean en la manufactura de productos
químicos, textiles, jabones, fertilizantes, pieles, plásticos, refrigerantes, agentes
blanqueadores, drogas, tintes, pinturas, papel y otros productos.
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Extracción del Azufre
Existen varios métodos para la extracción del azufre. En el caso del azufre líquido, que se
va formando, pasa a unos moldes de madera en los que solidifica, produciéndose el
llamado azufre en cañón. Este puede purificarse posteriormente por destilación, haciendo
pasar el vapor por una gran cámara de ladrillos, en cuyas paredes se condensa en forma
de polvo fino llamado flor de azufre. En Estados Unidos, en donde los depósitos de azufre
pueden encontrarse a unos 275 m o más bajo la superficie de la Tierra, el método más
utilizado es el de Frasch, inventado en 1891 por el químico estadounidense Herman
Frasch, éste método consiste en la inyección de agua sobrecalentada o de vapor de agua
en las formaciones que contiene este elemento, debido a que éste funde a 112ºC, y a
160ºC constituyendo un líquido de viscosidad muy baja, que fluye con gran facilidad para
así poder ser bombeado hasta superficie. En este método se introducen en el depósito de
azufre cuatro tuberías concéntricas, la mayor de la cuales mide 20 cm de diámetro. A
través de las dos tuberías exteriores se inyecta agua calentada bajo presión a 170 °C,
fundiendo el azufre. Cuando se ha conseguido fundir una cantidad suficiente de azufre, el
aire caliente baja por las tuberías internas formando una espuma con el azufre fundido, lo
que hace subir la mezcla a la superficie por la tubería restante. Entonces se coloca el
azufre en contenedores de madera donde solidifica, alcanzándose una pureza de un
99,5%, (ver figura 8, Extracción del Azufre, en Anexos). El azufre también puede
extraerse de las piritas por destilación en retortas de hierro o arcilla refractaria, aunque
con este proceso el azufre obtenido suele contener porciones de arsénico.
Aunque también la extracción del Azufre puede ser a través de la mano obrera del
hombre directamente, es decir a punta de pala y cestas, ya que existen unos países que
poseen una gran pobreza y por ello algunos individuos no le queda de otra alternativa que
trabajar de ésta manera aunque sea muy peligroso para su salud, como es el caso de los
indoneses, que trabajan en un volcán llamado Ijen, ésta es una de las pocas minas que
quedan el un mundo donde se extrae a mano. Estas personas suben miles de kilómetros
sin ningún tipo de instrumento especializado para extraer el azufre solo con instrumentos
típicos como la pala y algunas cestas, exponiendo sus vidas puesto que el olor que
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desprende éste elemento puede carcomer sus pulmones y no solo eso pueden sufrir de
asma o asfixia, además que correr peligro pues éste volcán podría erupcionar en
cualquier momento.
Ciclo del Azufre
El azufre es un nutriente secundario necesitado por plantas y animales para ejecutar
diversas funciones, además éste está presente usualmente en todas las proteínas y de
esta manera es un elemento absolutamente esencial para todos los seres vivos.
El azufre transita a través de la biosfera de la siguiente manera, por una parte se
comprende el paso desde el suelo o bien desde el agua, si hablamos de un sistema
acuático, a las plantas, a los animales y regresa nuevamente al suelo o al agua.
Algunos de los compuestos sulfúricos presentes en la tierra son llevados al mar por los
ríos. Este azufre es devuelto a la tierra por un mecanismo que consiste en convertirlo en
compuestos gaseosos tales como el ácido sulfhídrico (H2S) y el dióxido de azufre (SO2).
Estos penetran en la atmósfera y vuelven a tierra firme. Generalmente son lavados por las
lluvias, aunque parte del dióxido de azufre puede ser directamente absorbido por las
plantas desde la atmósfera.
Las bacterias desempeñan un papel trascendental en el reciclaje del azufre. Cuando está
presente en el aire, la descomposición de los compuestos del azufre (incluyendo la
descomposición de las proteínas) produce sulfato (SO4=). Bajo condiciones anaeróbicas,
el ácido sulfúrico (es un gas de olor a huevos en putrefacción) y el sulfuro de dimetilo
(CH3SCH3) son los productos principales. Cuando estos últimos gases llegan a la
atmósfera, son oxidados y se convierten en bióxido de azufre. La oxidación posterior del
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bióxido de azufre y su disolución en el agua de lluvia produce ácido sulfhídrico y sulfatos,
formas principalmente bajo las cuales regresa el azufre a los ecosistemas terrestres. El
carbón mineral y el petróleo contienen también azufre y su combustión libera bióxido de
azufre a la atmósfera. (Ver figura 9, Ciclo del Azufre, en Anexos)
Importancia industrial
La aplicación industrial más importante del azufre es la fabricación de compuestos como
ácido sulfúrico, sulfitos, sulfatos y dióxido de azufre, todos ellos ya citados (ver figura 10,
Industria del Azufre, en Anexos). En medicina, el azufre ha cobrado gran relevancia por la
extensión del uso de las sulfamidas y su utilización en numerosas pomadas tópicas. Se
emplea también para fabricar fósforos, caucho vulcanizado, tintes y pólvora. En forma de
polvo finamente dividido y frecuentemente mezclado con cal, el azufre se usa como
fungicida para las plantas. La sal tiosulfato de sodio, Na2S2O3·5H2O, llamada
impropiamente hiposulfito, se emplea en fotografía para el fijado de negativos y positivos.
Combinado con diversas láminas de minerales inertes, el azufre constituye un pegamento
especial utilizado para sujetar objetos metálicos a la roca, como en el caso de los rieles o
vías de tren y cadenas. El ácido sulfúrico es uno de los productos químicos industriales
más importantes, pues además de emplearse en la fabricación de productos que
contienen azufre sirve también para elaborar una gran cantidad de materiales que no
contienen azufre en sí mismos como el ácido fosfórico. Las industrias también lo utilizan
como materias prima para fabricar sustancias para el cuidado de las plantas ya que es
esencial ingrediente proteico; estimula la formación de hojas y el crecimiento vigoroso en
la planta; ayuda a mantener el color verde oscuro y también ayuda en el uso de
nitrógeno. El azufre es necesario para disminuir el pH del suelo. El azufre tiende a
acidificar el suelo, cuando el azufre elemental se desdobla con el agua. Este proceso
llamado oxidación se acelera cuando las temperaturas son altas. Al tener el azufre tantas
aplicaciones industriales y de otro tipo, se considera un elemento químico de vital
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importancia para la realización de diversas actividades, en el mundo de la medicina, la
química, la biología y la industria propia de manufacturación, hoy en día se extrae como
cualquier otro mineral, así como el hierro.
Estado Natural
El azufre ocupa el lugar 16 en abundancia entre los elementos químicos de la corteza
terrestre, y está bastamente distribuido en la naturaleza, ya sea como azufre libre o como
combinado. Existen depósitos de azufre libre o nativo, en sitios volcánicos. Igualmente
existen depósitos subterráneos muy importantes. Son relativamente abundantes los
sulfuros metálicos, tales como la pirita FeS2, pirita cúprica o calcopirita CuFeS2, galena
PbS, blenda de cinc ZnS, sulfuros metálicos, como el sulfuro de plomo o galena, PbS; la
esfalerita, ZnS; la calcopirita, (CuFeS2); el cinabrio, HgS; la estibina, Sb2S3, También se
encuentra combinado con otros elementos formando sulfatos como la baritina, BaSO4; la
celestina, SrSO4, y el yeso, CaSO4·2H2O. (Ver figura 11, Estado Natural, en Anexos).
Importancia Económica
El azufre a su vez está presente en muchos compuestos orgánicos, en productos,
animales y vegetales: cebolla, ajo, mostaza, rábano silvestre, pelo, muchos aceites,
huevos, proteínas, etc. El sulfuro de hidrógeno y sus productos de oxidación se
encuentran en el agua de muchos manantiales sulfurosos. En estado libre se encuentra
mezclado con rocas de yeso y pumita en zonas volcánicas, principalmente en Islandia,
Sicilia, México y Japón, apareciendo a menudo como sublimados en las inmediaciones de
orificios volcánicos. El azufre en estado libre puede formarse por la acción del aire sobre
las piritas, o también depositarse por aguas sulfurosas calientes, en las cuales el sulfuro
de hidrógeno se ha oxidado en contacto con la atmósfera.
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La aplicación más importante del azufre es la fabricación de compuestos como ácido
sulfúrico, sulfitos, sulfatos y dióxido de azufre, todos ellos ya citados. En medicina, el
azufre ha cobrado gran relevancia por la extensión del uso de las sulfamidas y su
utilización en numerosas pomadas tópicas. Se emplea también para fabricar fósforos,
caucho vulcanizado, tintes y pólvora. En forma de polvo finamente dividido y
frecuentemente mezclado con cal, el azufre se usa como fungicida para las plantas. La sal
tiosulfato de sodio, Na 2 S 2 O 3 ? •5H2O, llamada impropiamente hiposulfito, se emplea
en fotografía para el fijado de negativos y positivos. Combinado con diversas láminas de
minerales inertes, el azufre constituye un pegamento especial utilizado para sujetar
objetos metálicos a la roca, como en el caso de los rieles o vías de tren y cadenas. El
ácido sulfúrico es uno de los productos químicos industriales más importantes, pues
además de emplearse en la fabricación de productos que contienen azufre sirve también
para elaborar una gran cantidad de materiales que no contienen azufre en sí mismos
como el ácido fosfórico.
Impacto Ambiental en el Estado de Tabasco
El estado de Tabasco es uno de los principales extractores de petróleo en el país, siendo
también uno de los principales focos de contaminación de los derivados que el oro negro
produce o que se utilizan para su refinamiento; de los cuales nos enfocaremos
principalmente a los que están compuestos por azufre, que son nocivos para la salud y el
ambiente, como los son el Ácido Sulfhídrico (H2S) y los Óxidos de Azufre (SOX).
Por lo cual comenzaremos explicando algunas de las características de estas sustancias
dañinas.
Ácido Sulfhídrico
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El ácido sulfhídrico o sulfuro de hidrógeno (IUPAC) es un ácido inorgánico de fórmula H2S
(ver figura 12, Estructura Atómica del Ácido Sulfhídrico, en Anexos). Este gas, más
pesado que el aire, es inflamable, incoloro, tóxico y su olor es el de la materia orgánica en
descomposición, como los huevos podridos.
El ácido sulfhídrico ocurre naturalmente en el petróleo crudo, gas natural, gases
volcánicos y manantiales de aguas termales. También puede ocurrir como resultado de la
degradación bacteriana de materia orgánica. Es, además, producto de los desperdicios de
animales y humanos.
Las personas que viven cerca de de proyectos de excavación para la extracción de
petróleo o gas, pueden estar expuestas a niveles más altos de ácido sulfhídrico.
La toxicidad del sulfhídrico es parecida a la del cianhídrico. La causa por la cual, a pesar
de la presencia más masificada de este compuesto, hay relativamente pocos muertos es
el mal olor con que va acompañado. Sin embargo a partir de los 50 ppm tiene un efecto
narcotizante sobre las células receptoras del olfato y las personas afectadas ya no
perciben el hedor. A partir de los 100 ppm se puede producir la muerte. Como la densidad
del sulfhídrico es mayor que la del aire se suele acumular en lugares bajos como pozos,
etc. donde puede causar víctimas. A menudo se producen varios afectados, una primera
víctima se cae inconsciente y luego son afectados también todos los demás que van en
su rescate sin el equipo de protección necesario. El sulfhídrico parece actuar sobre todo
sobre los centros metálicos de las enzimas, bloqueándolas e impidiendo de esta manera
su funcionamiento. Para un tratamiento se recomienda llevar al afectado lo más
rápidamente posible al aire fresco y aplicar oxígeno puro. Además el ión sulfuro se
combina con la hemoglobina del mismo modo que el oxígeno precipitando la asfixia del
organismo.
La exposición a niveles bajos de ácido sulfhídrico puede producir irritación de los ojos, la
nariz o la garganta. También puede provocar dificultades respiratorias en personas
asmáticas. Exposiciones breves a concentraciones altas de ácido sulfhídrico (mayores de
500 ppm) puede causar pérdida del conocimiento y posiblemente la muerte. En la mayoría
de los casos, las personas que pierden el conocimiento parecen recuperarse sin sufrir
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otros efectos. Sin embargo, algunas personas parecen sufrir efectos permanentes o a
largo plazo tales como dolor de cabeza, poca capacidad para concentrarse, mala
memoria y mala función motora. No se han detectado efectos a la salud en personas
expuestas al ácido sulfhídrico en las concentraciones que se encuentran típicamente en el
ambiente (0.00011-0.00033 ppm). Los científicos no tienen información que demuestre la
muerte de personas envenenadas al ingerir ácido sulfhídrico. Cerdos que ingirieron
alimentos que contenían ácido sulfhídrico sufrieron diarrea por varios días y perdieron
peso aun después de 105 días.
Los científicos poseen poca información sobre lo que sucede cuando una persona se
expone al ácido sulfhídrico a través de la piel. Sin embargo, se sabe que es necesario
tener cuidado con el ácido sulfhídrico en forma de líquido comprimido, ya que puede
causar quemaduras de la piel por congelación.
Como prueba de los daños que puede causar este agente tóxico; se muestran extractos
de un artículo publicado en el periódico de distribución nacional “El Universal” el 26 de
julio del 2007:
“El Instituto Mexicano del Petróleo (IMP) detectó, desde 2005, más de 25 mil kilómetros
de ductos de Pemex en riesgo…”
“…Los principales agentes que la provocan —la corrosión— son el ácido sulfhídrico y el
dióxido de carbono contenidos en los hidrocarburos, los cuales paulatinamente debilitan
las paredes de los tubos que, a su vez, están sometidos a considerables esfuerzos
mecánicos debido a la presión generada para bombear el fluido”, señala el documento del
Instituto Mexicano del Petróleo…”.
“…Pemex reconoció más tarde, a través de una solicitud de información, que tanto
Veracruz como Tabasco son áreas “de riesgo”…”
Lo anterior es una prueba de que el peligro de una explosión en los Ductos de PEMEX
(ver figura 13, Explosión de Ducto, en Anexos) implantados en el estado de Tabasco es
latente, provocando un impacto ambiental desastroso en los lugares en donde pueda
ocurrir un evento de esta magnitud, todo ello causado por el ácido sulfhídrico, agente que
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participa en la aceleración de la corrosión de los metales. (Ver figura 14, Corrosión por
Ácido Sulfhídrico, en Anexos).
Óxido de Azufre
El óxido de azufre (IV) también llamado dióxido de azufre, gas sulfuroso y anhídrido
sulfuroso, cuya fórmula es S O 2 (ver figura 15, Estructura Atómica del Óxido de Azufre, en
Anexos), es un gas incoloro con un característico olor asfixiante. Se trata de una
sustancia reductora que, con el tiempo y en contacto con el aire y la humedad, se
convierte en óxido de azufre (VI). La velocidad de esta reacción en condiciones normales
es baja. En agua se disuelve formando una disolución ácida.
El óxido de azufre (IV) es el principal causante de la lluvia ácida ya que en la atmósfera es
transformado en ácido sulfúrico.
Es liberado en muchos procesos de combustión ya que los combustibles como el carbón,
el petróleo, el diésel o el gas natural contienen ciertas cantidades de compuestos
azufrados. Por estas razones se intenta eliminar estos compuestos antes de su
combustión por ejemplo mediante la hidrodesulfuración en los derivados del petróleo o
con lavados del gas natural haciéndolo más "dulce".
Si a pesar de estos esfuerzos aún se generan cantidades importantes del gas se pueden
aplicar lavados básicos p. ej. con leche de cal para retenerlo del aire de salida o
transformándolo conjuntamente con sulfhídrico en azufre elemental (proceso de Claus).
También los procesos metalúrgicos liberan ciertas cantidades de este gas debido a que
se emplean frecuentemente los metales en forma de sulfuros. En la naturaleza el óxido de
azufre (IV) se encuentra sobre todo en las proximidades de los volcanes y las erupciones
pueden liberar cantidades importantes. Otros elementos que pueden ocasionar
contaminación del aire en las ciudades lo constituyen el óxido de carbono (II), el óxido de
nitrógeno (IV), el ozono, el plomo y el sulfuro de hidrógeno.
El óxido de azufre (IV) es un gas irritante y tóxico. Afecta sobre todo las mucosidades y
los pulmones provocando ataques de tos. Si bien éste es absorbido principalmente por el
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sistema nasal, la exposición de altas concentraciones por cortos períodos de tiempo
puede irritar el tracto respiratorio, causar bronquitis y congestionar los conductos
bronquiales de los asmáticos. La concentración máxima permitida en los lugares de
trabajo es de 2 ppm.
El valor IDLH (Peligroso Para la Vida).
Valor letal 100 ppm (262mg/m³).
Umbral de olor 0,5 ppm (1 mg/m³) (es detectado por el olfato humano).
A continuación se muestran extractos del comentario por el ciudadano Antonio del Campo
Gordillo, en respuesta a un artículo publicado por el periódico “Tabasco Hoy” en su página
Web http://www.tabascohoy.com/noticia.php?id_nota=166129, que declara lo siguiente:
“Humanos, animales, árboles, plantas, incluso las piedras, la tierra, láminas y casas
sufren los efectos dañinos de la lluvia ácida que es debida al óxido de nitrógeno y el
dióxido de azufre que se forman en consecuencia por la emisión de gases por los pozos
petroleros y las centrales petroleras como el puerto de Dos Bocas y demás lugares donde
quemadores nocivos de PEMEX tiran humos a la atmosfera. Las emisiones de la
perforación de un pozo petrolero promedio incluyen 50 toneladas de óxidos de nitrógeno,
13 toneladas de monóxido de carbono, 6 toneladas de dióxido de azufre y 5 toneladas de
compuestos orgánicos volátiles…”
“…cuando la lluvia ácida cae al suelo, esa agua acidificada arrastra con los fertilizantes
naturales de la tierra, con lo que se da un empobrecimiento total, que termina estresando
a las plantas, ya que les quita sus minerales e iones esenciales y acaba con los
microorganismos fijadores de Nitrógeno, como consecuencia, se causa un
empobrecimiento en ciertos nutrientes esenciales y el denominado estrés en las plantas,
que las hace más vulnerables a las plagas, produciendo así más mortandad de arboledas
como, el chinin, la pimienta, el aguacate, el cacao, el coco, etc. y también mata plantas
como el chile, tomate, limón, naranja, chayote, etc…”
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“estos datos emitidos por Greenpeace y el Blog Verde nos viene a confirmar lo que
hemos visto desde hace tiempo, que es la pérdida del sistema agropecuario tabasqueño,
el mayor acontecimiento de cáncer en la gente y la desaparición de la otrora fertilidad del
suelo, junto con especies animales y vegetales que se están extinguiendo y que
constantemente se acostumbra a culpar de este exterminio al nativo tabasqueño…”
Las proporciones del impacto ambiental provocado por el dióxido de azufre junto con otros
agentes tóxicos es significativa, no solo dañando el área en donde se producen las
emisiones, sino también en otras áreas o regiones distantes, lo cual contribuye en gran
medida a la contaminación del aire, del agua y de la tierra. (ver figura 16, Lluvia Ácida).
Conclusión
El Azufre es un elemento químico conocido desde la antigüedad por las primeras grandes
civilizaciones que existieron sobre la Tierra, desde entonces, ya era considerado por sus
propiedades como una sustancia útil para la vida cotidiana, que iban desde la limpieza, la
medicina, hasta cultos religiosos.
En la actualidad no es menos importante, sabemos que el azufre es uno de los principales
componentes de la pólvora (descubierto por los chinos), sustancia que cambio por
completo la historia de la humanidad. Además lo podemos encontrar en un sin número de
compuestos químicos en muchas áreas de interés humano, como son la medicina, la
construcción, el hogar, la industria textil, la industria petrolera, producción agrícola, etc.
Tal hecho, ha permitido el crecimiento de la industria de la extracción del azufre, para
cubrir las necesidades de las otras industrias y de la sociedad, por lo cual este mineral es
extraído principalmente del subsuelo y cerca de zonas volcánicas en donde se encuentra
en grandes cantidades, lo que hace peligrosa su extracción debido a la imprevisibilidad de
la actividad volcánica. Otro problema, es que cuando el azufre está combinado con otros
elementos como el oxigeno y el hidrógeno, forma compuestos químicos que afectan a la
salud humana, en particular a la piel y a las vías respiratorias, por lo cual se tiene que
manejar con especial cuidado, con las medidas de seguridad y equipo adecuados.
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También es importante recalcar que compuestos conformados por azufre como los son el
ácido sulfhídrico y el dióxido de azufre manejados de manera incorrecta, pueden tener un
impacto ambiental negativo, contaminando cuerpos de agua, el aire y la tierra, siendo
además agentes que aceleran el calentamiento global que en la actualidad estamos
sufriendo. Por lo que es importante concientizarnos y colaborar en la lucha de la
reducción de las emisiones de esos gases nocivos para el medio ambiente.
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Anexos
Figura 1. Átomo de Azufre
Figura 2. Estados de Agregación.
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Figura 3. Sistema Cristalino Rómbico.
Figura 4. Sistema Cristalino Monoclínico.
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Los tres ejes cristalográficos presentan distinta longitud (x≠y≠z) y se cortan perpendicularmente formando ángulos rectos, es decir que Alfa, Beta y Gamma miden 90°.
Los tres ejes cristalográficos presentan distinta longitud (x≠y≠z). Los ángulos Alfa y Gamma miden 90°; el ángulo Beta, es mayor a 90°.
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Figura 5. Azufre Fundido.
Figura 6. Azufre Plástico.
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Figura 7. Azufre Líquido.
Figura 8. Extracción del Azufre.
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Figura 9. Ciclo del Azufre.
Figura 10. Industria.
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Figura 11. Estado Natural.
Figura 12. Estructura Atómica del Ácido Sulfhídrico.
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Figura 13. Corrosión por Ácido Sulfhídrico.
Figura 14. Corrosión por Ácido Sulfhídrico.
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Figura 15. Estructura Atómica del Óxido de Azufre.
Figura 15. Lluvia Ácida.
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Referencias
http://www.mitecnologico.com/Main/ElementosDeImportanciaEconomica
http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_sulfh%C3%ADdrico
Rui Wang, «La función dual del sulfuro de hidrógeno», Investigación y Ciencia, 404, mayo de 2010, págs. 56-61
http://www.estrucplan.com.ar/Producciones/entrega.asp?IdEntrega=1028
http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_azufre_%28IV%29#Aspectos_toxicol.C3.B3gicos
http://www.siniestrospemex.lunasexta.org/2007/07/26/ven-riesgo-en-la-mitad-de-ductos-en-pemex/
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