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Nichtmetalle: Schwefel

Symbol: S
Kategorie: Nichtmetalle
Ordnungszahl: 16
Relative Atommasse: 32,066
Schmelzpunkt: 386 K
Siedepunkt: 717,824 K
Dichte: 2,06 g cm-3
Elektronegativität: 2,4
Ionisierungsenergie: 10,360 eV
Konfiguration: [Ne] 3s² 3p4
Oxidationszahlen: 6, 4, 2, -2
Atomradius: 104 pm
Ionenradius: 29 pm (+6); 37 pm (+4)

Der nachfolgende Artikel ist dem Lexikon der Chemie entnommen.

Explodierende Riesensterne und Supernovae des Typs Ia produzieren Schwefel. Im Universum ist Schwefel das zehnthäufigste Element, auf der Erde das fünfthäufigste. Er ist eines der wenigen Elemente, die nicht nur als Verbindungen, sondern in Reinform natürlich vorkommen. Schwefel bildet in Reinform Ringe und Ketten; fester, gelber Schwefel ist ein Kristall aus Achtringen; schmilzt der Feststoff, bilden sich in der Schmelze Ringe mit unterschiedlich vielen Schwefelatomen. Bei weiter steigender Temperatur bilden sich immer längere Ketten, die Flüssigkeit wird immer zäher und ändert ihre Farbe zu dunkelrot. Steigt die Temperatur der Schmelze über 187 Grad Celsius, wird sie dagegen wieder flüssiger. Der rotbraune Schwefeldampf besteht aus Molekülen mit acht, sechs, vier und zwei Schwefelatomen.

Es gibt eine Reihe klassischer Quellen für Schwefel. Das reine Element wird bis heute traditionell an einigen Vulkanen abgebaut, außerdem enthalten Minerale wie Gips Schwefel. Historische Bedeutung hatte außerdem die Gewinnung reinen Schwefels, der sich unterhalb von Salzdomen angesammelt hat. All das spielt jedoch kaum eine Rolle, denn elementarer Schwefel ist heute der Abfall eines bedeutenden industriellen Prozesses: Es ist das Endprodukt beim Entschwefeln von Erdgas und Erdöl mit Hilfe von Wasserstoff – dabei entsteht zuerst Schwefelwasserstoff, der wiederum mit Schwefeldioxid zu elementarem Schwefel reagiert. Daneben baut man lediglich Gips ab, der jedoch direkt in die Zementproduktion geht. Auf dem Jupitermond Io spucken Vulkane flüssigen Schwefel.

Den meisten elementaren Schwefel setzt man zu Schwefelsäure um – eine der meist produzierten anorganischen Substanzen überhaupt. Der größte Teil dieser Schwefelsäure wiederum wird für die Produktion von Phosphatdünger benutzt. Mit dem elementaren Schwefel selbst vulkanisiert man Reifengummi, stellt Zündhölzer her oder nutzt fein gemahlenen Schwefel als Mittel gegen Pilzbefall im Weinbau. In der Medizin ist es Bestandteil von Salben gegen Akne und andere Hautkrankheiten. Schwefelverbindungen kommen in der Kunststoffherstellung zum Einsatz und viele oberflächenaktive Stoffe wie Detergenzien enthalten eine Sulfatgruppe. Mit Schwefeldioxid konserviert man Wein, Sulfit verwendet man in der Papierherstellung.

Schwefelhaltige Brennstoffe, aus deren Abgasen sich in der Atmosphäre Schwefelsäure bildet, sind für den Sauren Regen verantwortlich. Das Problem ist seit der Einführung der Rauchgasentschwefelung deutlich zurückgegangen, möglicherweise mit einem unerwarteten Nebeneffekt: Die Schwefelaerosole, die dabei entstehen, reflektieren viel Sonnenlicht, und ihr Verschwinden hat womöglich den Klimawandel merklich beschleunigt. Vulkane wiederum tragen große Mengen Schwefelaerosole in die Stratosphäre, wo sie mehrere Jahre verbleiben und die Erde in dieser Zeit merklich abkühlen. Technische Verfahren, solche Aerosolschilde künstlich zu erzeugen, sind im Gespräch, wären aber wohl keine besonders gute Idee.

Schwefel ist ein essenzielles Element aller lebender Zellen und Bestandteil der Aminosäuren Cystein und Methionin sowie einer Reihe weiterer wesentlicher Stoffe. Schwefelhaltige Verbindungen dienen als reduzierende Substanzen, die das Gleichgewicht zwischen oxidierenden und Reduzierenden Stoffen in der Zelle stabil halten und an der Reparatur von Schäden durch freie Sauerstoffradikale beteiligt sind. An vielen zentralen Stoffwechselprozessen sind schwefelhaltige Moleküle beteiligt, darunter auch Eisen-Schwefel-Gruppen der Elektronentransportkette, so dass Fachleute vermuten, dass Schwefel schon am Ursprung des Lebens eine entscheidende Rolle spielte.

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