Le Soufre

Elément chimique non métallique, solide, inodore et de couleur jaune citron, de symbole S et de numéro atomique 16, sa masse atomique est égale à 32,064.  Il est l'un des neuf éléments connus depuis l'Antiquité!

Il est assez répandu dans la nature, à l'état libre ou combiné. On le trouve à l'état combiné dans de nombreux sulfures métalliques, comme le sulfure de plomb (la galène,  PbS), la blende de zinc ZnS, la chalcopyrite (Cu,Fe)S2, le cinabre HgS, la stibine Sb2S3 et la pyrite FeS2. Il est également combiné avec d'autres éléments sous forme de sulfates comme la baryte BaSO4, la célestine SrSO4 et le gypse CaSO4!2H2O. Le soufre est aussi présent dans de nombreuses substances organiques.

À l'état libre, on le trouve  mélangé avec le gypse et la pierre ponce dans les régions volcaniques, en Islande, en Sicile, au Mexique et au Japon.  Du soufre libre peut se former par désagrégation naturelle de la pyrite, ou peut être déposé par des eaux sulfureuses chaudes, dans lesquelles le sulfure d'hydrogène a été oxydé dans l'atmosphère.

Lorsque le soufre ordinaire fond, il forme un liquide de couleur paille, qui s'assombrit lorsqu'il est chauffé, puis qui bout. Lorsque l'on refroidit lentement du soufre en fusion, ses propriétés physiques évoluent en fonction de la température, de la pression et du mode de formation du dépôt. Ainsi, le soufre existe sous différentes formes, appelées variétés allotropiques, qui se composent de liquides Sl et Sµ, et de plusieurs variétés de solides, dont les plus courants sont les formes cristallisées, le soufre rhombique et le soufre monoclinique. Toutes les formes du soufre sont insolubles dans l'eau et légèrement solubles dans le benzène!; les formes cristallines sont solubles dans le sulfure de carbone.

La variété la plus stable est le soufre rhombique, solide cristallin jaune, dont la densité est 2,06 à 20!°C.  Il peu soluble dans l'alcool et l'éther, et modérément soluble dans les huiles. À des températures supérieures à 94,5!°C, mais inférieures à 120!°C, la forme rhombique se transforme en soufre monoclinique ( il s'agit de structures allongées, transparentes, en forme d'aiguilles). La température à laquelle les soufres rhombique et monoclinique sont en équilibre, soit 94,5!°C, est la température de transition. Lorsque l'on fait fondre le soufre rhombique ordinaire à 115,21!°C, il se forme un liquide mobile jaune pâle, la forme Sl, qui s'assombrit et devient visqueux à 160!°C, pour former Sµ. Si le soufre est chauffé à une température avoisinant son point d'ébullition de 444,6!°C et qu'il est rapidement jeté dans l'eau, il n'a pas le temps de cristalliser à l'état rhombique ou monoclinique. Il se forme alors une substance transparente, pâteuse, élastique, le soufre amorphe, ou plastique, constitué principalement de Sµ surfondu.

Le soufre Chauffé se combine avec l'hydrogène et les éléments métalliques pour former des sulfures, dont le plus commun est le sulfure d'hydrogène, ( H2S). C'est un gaz incolore et toxique, libérant une odeur caractéristique d'œuf pourri. Le soufre se combine aussi avec le chlore en proportions différentes pour former le monochlorure de soufre S2Cl2 et le dichlorure de soufre SCl2. Calciné à l'air, le soufre se combine avec l'oxygène pour former du dioxyde de soufre SO2, gaz lourd et incolore, d'une odeur suffocante.  Dans l'air humide, le soufre est lentement oxydé en acide sulfurique, ou en d'autres acides, comme l'acide thiosulfurique H2S2O3 et l'acide sulfureux H2SO3.  L'acide sulfureux peut ainsi former deux séries de sels : les sulfites neutres et les sulfites acides. Les solutions de sulfites neutres, tels que le sulfite de sodium Na2SO3 et le sulfite de potassium K2SO3, sont légèrement alcalines.

En Sicile, les roches contenant du soufre sont entassées en talus sur le sol et sont calcinées. On fait couler le soufre liquide résultant dans une série de moules en bois, dans lesquels il se solidifie. Il peut être ensuite purifié par distillation : la vapeur passe dans une grande chambre en briques dans laquelle elle se condense, sur les parois, sous forme de poudre fine appelée fleur de soufre. En Louisiane et au Texas, on emploie le procédé Frasch, inventé en 1891 par le chimiste américain Herman Frasch et qui consiste à faire fondre le minerai de soufre dans le sol.  On obtient aussi le soufre à partir des pyrites, par distillation dans des chambres en fer ou en argile réfractaire, mais il contient alors en général des traces d'arsenic.

On utilise surtout le soufre dans la production de composés tels que l'acide sulfurique, les sulfures, les sulfates et le dioxyde de soufre. L'utilisation du soufre est très répandue dans les médicaments à base de sulfamide et dans de nombreuses pommades dermatologiques. Le soufre est également employé dans la fabrication d'allumettes, de caoutchouc vulcanisé, de colorants et de poudre à canon. À l'état finement divisé, et fréquemment mélangé avec de la chaux, il est utilisé comme fongicide pour les plantes.  Les sulfates de potassium et d'ammonium sont utilisés comme engrais. Le thiosulfate de sodium, sel de formule chimique Na2S2O3!5H2O, communément appelé hyposulfite, est utilisé en photographie pour fixer les négatifs et les impressions. Combiné avec différentes charges minérales inertes, le soufre forme un ciment spécial utilisé pour l'ancrage dans la pierre d'objets métalliques, tels que les grillages et les chaînes. L'acide sulfurique est l'un des produits chimiques industriels les plus importants, car on l'utilise non seulement dans la synthèse de molécules contenant du soufre, mais également dans la production de nombreux autres composés.