Phosphor Sauerstoff  Selen Chlor  
 Schwefel                                           16S
 engl. sulfur; sanskrit sweb oder sweblan ("schlafen oder "erschlagen")
 

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Relat. Atommasse   
Intervall (Hinweis
Ordnungszahl    
Schmelzpunkt    
Siedepunkt    
Oxidationszahlen     
Dichte (monoklin)    
Härte (Mohs)     
Elektronegativität    
Elektronenkonfig.   
Natürl. Häufigkeit  
  
Physikalische Daten: 
α-Schwefel
32,06   
[32,059; 32,076] 
16    
115,2 °C    
444,61 °C    
6, 4, 2, -2    
2,07 g/cm³   
2    
2,58 (Pauling)       
[Ne]3s23p4   
S-32: 94,99%  
S-33: 0,75%  
S-34: 4,25%  
S-36: 0,01%
 
   
     

Film

16 sek
Bei diesem Solfatar in Island lagert sich elementarer Schwefel ab.
Film

46 sek
Eisenwolle reagiert mit Schwefel in einem Reagenzglas. Dabei tritt ein merkwürdiges Phänomen auf.
Film

31 sek
Ein Kupferblech reagiert mit Schwefeldämpfen. Dabei entsteht ein neuer Stoff mit neuen Eigenschaften. 
Film

14 sek
Brennender Schwefel wird in ein Gefäß mit reinem Sauerstoff gehalten.
    
GHS-Piktogramme  
  Achtung
Gefahren (H-Sätze) 
 
H 315 
  

 
CAS-Nummer   7704-34-9
 
GBU  Experimentieren mit Schwefel
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Physikalisch-chemische Eigenschaften
Rhombischer SchwefelBild vergrößern SchwefelschmelzeBild vergrößern
Monokliner SchwefelBild vergrößern
Plastischer SchwefelBild vergrößern

Reiner Schwefel ist bei Zimmertemperatur ein Nichtmetall mit zitronengelber Farbe und leicht die Atemwege reizenden, charakteristischem Geruch. Die Wärmeleitfähigkeit und auch die elektrische Leitfähigkeit ist schlecht. Schwefel ist in Wasser nicht löslich. Kompakte Schwefelkristalle gehen aufgrund der höheren Dichte im Wasser unter. Gepulverter Schwefel kann aufgrund der fehlenden Benetzungsfähigkeit mit Wasser und mit Hilfe der Oberflächenspannung des Wassers auch schwimmen. Löst man Schwefel in Schwefelkohlenstoff, und lässt man die Lösung in einer Petrischale längere Zeit stehen, kristallisieren nach einiger Zeit rhombische Schwefelkristalle aus. Beim Abkühlen einer Schwefelschmelze an der Luft bilden sich dagegen monokline Kristalle. Beim Abschrecken einer Schwefelschmelze in kaltem Wasser entsteht plastischer Schwefel. Schwefel tritt in zahlreichen Modifikationen auf, von denen hier nur eine Auswahl behandelt wird. Orthorhombischer oder rhombischer Schwefel ist bei Raumtemperatur stabil und bildet zitronengelbe Kristalle, die leicht zerbrechen und zu einem feinen Pulver vermahlen werden können. Die im Handel erhältlichen Stangen oder Fäden enthalten rhombischen Schwefel.

Rhombischer Schwefel wird auch α-Schwefel genannt, atomar ist er aus ringförmig gewellten S8-Molekülen aufgebaut. Er geht beim Erwärmen zwischen 110° und 119°C in eine gelbe, leichtflüssige Schmelze über und man erhält λ-Schwefel.  Erwärmt man weiter, färbt sich die Schmelze orange, sie wird ab 159°C allmählich dickflüssig und bildet bei 200°C eine dunkelbraune und harzartige Masse, den μ-Schwefel. Dabei lösen sich die ringförmigen S8-Moleküle auf und bilden lange Ketten. Oberhalb von 250°C nimmt die Zähflüssigkeit ab, und beim Siedepunkt, bei 444°C, ist die Schmelze wieder dünnflüssig. Lässt man den geschmolzenen Schwefel in großen Tiegeln an der Oberfläche erstarren, bilden sich lange, monokline Kristallnadeln. Diese Modifikation wird als monokliner Schwefel oder als β-Schwefel bezeichnet. Beim Abkühlen auf unter 95,6° wandelt sich dieser wieder langsam in rhombischen Schwefel um. Gießt man die dünnflüssige Schmelze in ein Glas mit kaltem Wasser, bilden sich elastische Fäden oder eine gelbbraune, zähe Masse, die als plastischer Schwefel bezeichnet wird. Auch dieser wandelt sich allmählich wieder in den rhombischen Schwefel zurück. 
   
   
 Erhitzen von Schwefel in einem Reagenzglas
   

 
 Beim Erhitzen des Schwefels treten verschiedene Modifikationen auf.
  Film erhältlich auf >DVD   
  

Schwefel ist sehr reaktionsfähig und geht mit vielen Elementen chemische Verbindungen ein. Die Ausnahme bilden Gold, Platin, Iridium, Stickstoff, Tellur, Iod und die Edelgase. An der Luft verbrennt Schwefel in einer Oxidation mit bläulicher Flamme zu dem giftigen und stechend riechenden Gas Schwefeldioxid SO2, das auch mit Schwefeltrioxid SO vermischt sein kann:   
   
S  +  O2 reagiert zu  SO2      ΔHR = -297 kJ/mol  
  
Die wässrige Lösung von Schwefeldioxid wird als Schweflige Säure bezeichnet. Ihre Salze heißen Sulfite. Entzündet man Gemische aus Schwefel- und Metallpulver, entstehen meist unter starker Wärmeentwicklung und Aufleuchten die entsprechenden Metallsulfide:
   
Fe  +  S reagiert zu  FeS       ΔHR = -100 kJ/mol    
Zn  +  S reagiert zu  ZnS       ΔHR = -201 kJ/mol  
Cu  + S reagiert zu  CuS       ΔHR = -53 kJ/mol  
  
 
 Zinkpulver reagiert mit Schwefel
   

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 Reaktion von Zink und Schwefel im Schulversuch: Ausgangs-Mischung, Reaktion, Produkt
  Film erhältlich auf >DVD  
 

Mit Methan und einem Aluminiumoxid-Katalysator erhält man bei 700°C Schwefelkohlenstoff, eine giftige, farblose Flüssigkeit:  
  
CH4  +  4 S reagiert zu  CS2  +  2 H2S   
  
Durch die Reaktion von Schwefel und Wasserstoff bei 350°C mit Hilfe von Katalysatoren gewinnt man das giftige Gas Schwefelwasserstoff:    
  
S  +  H2 reagiert zu   H2S      ΔHR = -21 kJ/mol 
  
Von Salzsäure wird Schwefel nicht angegriffen, dagegen aber von oxidierend wirkenden Säuren wie konzentrierte Salpetersäure. Weitere wichtige Verbindungen des Schwefels sind die Schwefelsäure und ihre Salze, die Sulfate. Ist bei den Alkoholen das Sauerstoffatom der Hydroxy-Gruppe durch ein Schwefelatom ersetzt, dann erhält man ein Thiol (veraltet: Mercaptan oder Thioalkohol). Diese Stoffgruppe zeichnet sich durch einen äußerst unangenehmen Geruch aus. 
   
Physiologie 
Pflanzen nehmen das Biolelement Schwefel in Form der Sulfate über die Wurzeln auf. Bei der Reduktion in den Chloroplasten wird das Sulfat zu den Aminosäuren Cystein und Methionin assimiliert. Schwefel ist auch ein Bioelement im menschlichen Körper. Beim Cystin sind zwei Cysteinmoleküle über eine Sulfidgruppe chemisch verbunden. Die Thiolgruppe R-S-H ist in vielen Peptiden, Proteinen oder Koenzymen enthalten. Beim Biotin-Molekül (Vitamin H) oder beim Thiaminpyrophosphat-Molekül (Vitamin B1) sind ebenfalls Schwefel-Atome integriert.  
  
 
Bioelemente im menschlichen Körper
    

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Die akute Toxizität des elementaren Schwefels wird als nicht besonders hoch eingestuft. Allerdings kann sublimierter Schwefel auf der Haut und vor allem in den Augen Reizungen auslösen. Beim Verbrennen entsteht das stark giftige Gas Schwefeldioxid.
  
Vorkommen 
Häufigkeit   relativ häufig
 

Das Element Schwefel macht in der Erdhülle einen Anteil von etwa 0,05 Massenprozent aus. In der Natur kommt der Schwefel elementar in mächtigen Lagerstätten, beispielsweise in Sizilien, Polen, Irak, Louisiana, Texas und Mexiko vor. Bei den vulkanischen Solfataren lagert sich Schwefel ab. Dort tritt erhitztes und verdampftes Grundwasser zu Tage, das mit den Gasen des Magmas wie Schwefelwasserstoff gesättigt ist. In Europa findet man die Solfatare zum Beispiel auf Island oder bei den Vulkanen in Italien.

 
Wichtige Minerale, die Schwefelverbindungen enthalten, sind Gips (Calciumsulfat), Pyrit und Markasit (Eisensulfid), Buntkupferkies (Kupfersulfid), Bleiglanz (Bleisulfid), Zinkblende (Zinksulfid) oder Zinnober (Quecksilbersulfid). Größere Mengen Schwefel sind auch in den fossilen Brennstoffen Erdöl und Kohle enthalten. Erdgas ist oft mit Schwefelwasserstoff verunreinigt. 
    
  
 Pyrit und Markasit
   
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  Aus Pyrit und Markasit kann man Schwefel gewinnen.
 
 
Geschichte 
Schwefel ist seit der Antike und wahrscheinlich auch schon seit dem Altertum bekannt. In China und Ägypten verwendete man ihn zum Bleichen von Textilien und zum Räuchern. Die Römer gewannen ihn aus Schwefelminen in Sizilien. Bei den Alchimisten galt der Schwefel als das Prinzip der Brennbarkeit. Im Jahre 1777 vermutete Antoine Lavoisier (1743-1794) den elementaren Charakter des Schwefels, aber erst 1809 wurde der Beweis durch Joseph Gay-Lussac (1778-1850) und Louis Jacques Thénard (1777-1857) erbracht.  
  
 
Joseph Gay-Lussac und Louis Jacques Thénard
    
Lussac     Thénard

 
Diese beiden Chemiker bewiesen den Elementcharakter des Schwefels.
 
  
Der deutsche Name Schwefel geht wahrscheinlich auf sanskrit swep oder sweblan ("schlafen" oder "erschlagen") zurück. Er hat vermutlich seinen Ursprung in der Giftigkeit des Schwefeldioxids. Das Symbol "S", als Abkürzung für das lateinische Wort sulfur, schlug J.J. Berzelius 1814 vor.

  Symbole für Schwefel  
  
Herstellung     
Etwa die Hälfte des benötigten Schwefels kann aus gediegenem Schwefel und einer nachfolgenden Reinigung durch Destillation gewonnen werden. Durch ein 150 bis 800 Meter langes Rohr wird heißes Wasser unter Druck in das schwefelhaltige Gestein hineingedrückt. Der unterirdische Schwefel schmilzt und wird anschließend mit heißer Pressluft nach oben befördert. Man erhält Schwefel mit 99,5 bis 99,8% Reinheit. Ein Bohrloch kann bis zu 300 Tonnen Schwefel pro Tag fördern. 
   
  
 Schwefelgewinnung nach dem Frasch-Verfahren
  
Schwefelgewinnung

 
  Der unterirdische Schwefel wird verflüssigt und dann mit heißer Druckluft nach oben befördert.
 
 
Einen weiteren großen Anteil erhält man bei der Entschwefelung von Erdöl und Erdgas nach dem Claus-Verfahren. In zwei Stufen wird der im Erdgas oder in Kokereigasen enthaltene Schwefelwasserstoff H2S zunächst zu etwa einem Drittel mit Sauerstoff in einer Brennkammer zu Schwefeldioxid verbrannt. Dieses wird dann zusammen mit den restlichen zwei Dritteln Schwefelwasserstoff in Gegenwart eines Bauxitkatalysators bei etwa 300°C umgesetzt:   
 
 
1. Schritt:               2 H2S  +  3 O2 reagiert zu  2 SO2  +  2 H2O    
2. Schritt:               2 SO +  4 H2reagiert zu  6 S  +  4 H2 

Gesamtreaktion:   6 H2S  +  3 O2 reagiert zu   6 S  +  6 H2O    
  
 
Auch durch das Rösten von Pyrit kann Schwefel gewonnen werden. Man erhält beim Erhitzen des Erzes Schwefeldioxid, das anschließend mit Kohlenstoff oder Koks reduziert wird.
  
Verwendung 
Schwefel ist ein wichtiger Rohstoff in der chemischen Industrie. Der größte Anteil dient zur Herstellung von Schwefelsäure und damit auch zur Herstellung von Düngemitteln. Aus der Schwefelsäure sind zahlreiche Schwefelverbindungen zugänglich, so auch die Sulfate. Reiner Schwefel wird zur Herstellung von Zündhölzern, Schwarzpulver, Feuerwerkskörper, zur Herstellung von Kunststoffen, Farbstoffen und Pigmenten (Ultramarinblau), zur Vulkanisation von Kautschuk und Gummi, zum Schwefeln von Fässern oder als Bleichmittel für Wolle und Seide verwendet. In der Medizin findet er in Salben und Cremes zur Bekämpfung von Hautkrankheiten wie Akne, Ekzeme, Krätze oder Schuppenflechte Anwendung. Schwefelbäder sollen gegen Rheuma und Gicht wirken. Im Wein- und Gartenbau dient Schwefel zur Bekämpfung von Spinnmilben und Mehltau.   
 
 
 Handelsformen des Schwefels
  
Handelsformen des Schwefels

 
  
 Handelsformen: Platten, Stangen, Fäden und Schwefel sublimiert
 
 
Experimente - Medien  
Demonstrationen mit Schwefel 
Sulfidreaktionen 
Digitale Folien zum Schwefel
 
 
Ausgewählte Schwefelverbindungen im Portrait
 
 Aluminiumsulfat  Ammoniumsulfat  Calciumsulfat  Eisensulfat  Eisensulfid  Alaun
           
Kupfer(II)-sulfat Natriumsulfat Natriumsulfit Natriumthiosulfat Schwefelkohlenstoff






Bromthymolblau Methylorange   Schweflige Säure   Schwefelsäure  

Schwefel-
dioxid


Schwefel-
wasserstoff
 
 
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