| Symbool | S |
|---|---|
| Atoomnummer | 16 |
| Atoommassa | 32,06 u |
| Categorie | Niet-metaal |
| Groep | 16 |
| Periode | 3 |
| Blok | p-blok |
| Fase bij 20 °C | vast |
| Smeltpunt | 115,21 °C |
| Kookpunt | 444,6 °C |
| Dichtheid | 2,07 g/cm³ |
| Elektronenconfiguratie | [Ne] 3s2 3p4 |
| Elektronen per schil | 2, 8, 6 |
| Elektronegativiteit (Pauling) | 2,58 |
| Oxidatiegetallen | −2, +4, +6 |
| Ontdekt | prehistorie |
| Engelse naam | Sulfur |
| Latijnse naam | Sulfur |
Eigenschappen van zwavel
Bij kamertemperatuur bestaat zwavel uit ringvormige S8-moleculen die gele, brosse kristallen vormen. Het lost niet op in water, wel in koolstofdisulfide. Bij 115 °C smelt zwavel tot een gele vloeistof die bij verder verhitten stroperig en roodbruin wordt, doordat de ringen openbreken en lange ketens vormen. Giet je die hete vloeistof in koud water, dan ontstaat rubberachtige ‘plastische zwavel’. Zwavel brandt met een blauwe vlam tot zwaveldioxide (SO2), een prikkelend gas dat met water zwaveligzuur vormt en bijdraagt aan zure regen. SO2 kan verder worden geoxideerd tot SO3 en zwavelzuur (H2SO4), een sterk zuur dat ook water onttrekt. Met metalen vormt zwavel sulfiden, zoals pyriet (FeS2) en zilversulfide, de zwarte aanslag op zilver. Waterstofsulfide (H2S) is het giftige gas met de geur van rotte eieren. Zwavel heeft vier stabiele isotopen, waarvan zwavel-32 ongeveer 95 procent uitmaakt.
Naam. Het symbool S komt van het Latijnse ‘sulfur’; het Nederlandse ‘zwavel’ is verwant aan het Duitse ‘Schwefel’ en het Gotische ‘swibls’.
Atoombouw en plaats in het periodiek systeem
Zwavel staat in periode 3 en groep 16 (zuurstofgroep of chalcogenen) van het periodiek systeem, in het p-blok.
Een neutraal atoom heeft 16 protonen in de kern en 16 elektronen, verdeeld over 3 schillen: 2, 8, 6. Het periodenummer (3) is gelijk aan het aantal schillen.
Omdat het in groep 16 staat, heeft Zwavel 6 valentie-elektronen in de buitenste schil; die bepalen hoe het reageert en bindingen vormt (zie chemische bindingen).
Buren in het systeem: links/ervoor: Fosfor (P, 15); rechts/erna: Chloor (Cl, 17); erboven in dezelfde groep: Zuurstof (O); eronder in dezelfde groep: Seleen (Se).
Andere elementen in groep 16: Zuurstof, Seleen, Telluur, Polonium, Livermorium.
Voorkomen
Zwavel komt in de natuur zowel vrij als gebonden voor. Rond vulkanen en hete bronnen zet gele zwavel zich af uit vulkanische gassen, bijvoorbeeld bij de Kawah Ijen-vulkaan op Java. Daarnaast zit het in sulfidemineralen zoals pyriet, galeniet en zinkblende, en in sulfaten zoals gips. Ook aardolie, aardgas en steenkool bevatten zwavel. Tegenwoordig komt bijna alle zwavel als bijproduct uit raffinaderijen en gasbehandeling, waar het uit brandstoffen wordt verwijderd om luchtvervuiling te voorkomen. Zwavel is essentieel voor het leven: het zit in de aminozuren cysteïne en methionine, die eiwitten hun vorm geven. Je lichaam bevat ongeveer 140 gram zwavel.
Toepassingen
- Zwavelzuur is de basis van kunstmestproductie (fosfaatmest), wordt gebruikt in accu’s van auto’s en bij het winnen van metalen uit erts.
- Bij het vulkaniseren van rubber koppelt zwavel de rubbermoleculen aan elkaar, waardoor autobanden sterk en elastisch worden.
- Zwavel en zwavelverbindingen worden in de landbouw gebruikt als schimmelbestrijder, bijvoorbeeld in wijngaarden.
- Sulfieten (zwaveldioxide) dienen als conserveermiddel in wijn, gedroogd fruit en sommige sappen.
- Buskruit bestaat uit salpeter, houtskool en zwavel; ook lucifers en vuurwerk bevatten zwavelverbindingen.
- Aan aardgas wordt een zwavelverbinding (mercaptaan) toegevoegd zodat je een gaslek kunt ruiken.
Veelgestelde vragen
Waarom stinkt zwavel?
Zuivere zwavel ruikt bijna niet. De stank die we met zwavel associëren komt van verbindingen zoals waterstofsulfide (rotte eieren) en mercaptanen (stinkdier, gaslucht). Onze neus is extreem gevoelig voor deze stoffen, omdat ze vaak wijzen op bederf. Brandende zwavel geeft het prikkelende zwaveldioxide.
Hoe ontstaat zure regen door zwavel?
Bij het verbranden van steenkool en olie komt zwaveldioxide vrij. In de lucht reageert dat met zuurstof en water tot zwavelzuur, dat met regen neerkomt. Die zure regen tast bossen, meren en gebouwen aan. Doordat brandstoffen nu worden ontzwaveld en rookgassen worden gereinigd, is het probleem in Europa sterk afgenomen.
Waar wordt zwavel voor gebruikt?
Het grootste deel van alle zwavel wordt omgezet in zwavelzuur, vooral voor kunstmest. Verder wordt zwavel gebruikt bij het vulkaniseren van rubber, als schimmelbestrijder in de landbouw, als conserveermiddel in wijn en gedroogd fruit, en in buskruit, lucifers en sommige medicijnen en huidzalven.