Soufre - Définition

Caractéristiques notables

Cristaux de soufre naturels

Cristal de soufre

Soufre purifié

C'est un non-métal d'aspect jaune pâle qui peut se combiner avec l'hydrogène pour donner le sulfure d'hydrogène, est un gaz toxique qui présente une odeur caractéristique d'œufs putréfiés. Il brûle avec une flamme bleue qui émet une odeur particulièrement suffoquante (le dioxyde de soufre SO₂). Le soufre est insoluble dans l'eau mais est soluble dans le (bi-)sulfure de carbone (CS₂). Les états d'oxydation les plus communs du soufre sont 2-, 2+, 4+ et 6+.

Le soufre possède des formes allotropiques aussi bien à l'état solide que liquide ou gazeux ; on peut montrer que le soufre cristallin est formé d'anneaux à 8 membres : S₈.

Les polymères de nitrure de soufre ont des propriétés métalliques bien qu'ils ne contiennent aucun atome métallique ; ce composé a également des propriétés électriques et optiques peu communes.

Du soufre amorphe ou « plastique » peut être produit par refroidissement rapide du soufre cristallin. Les études par rayons X prouvent que la forme amorphe est formée d'une structure hélicoïdale avec huit atomes de soufre par spire.

Du soufre peut être obtenu sous deux formes cristallines : des octaèdres orthorhombiques ou en prismes monocliniques ; la forme orthorhombique étant la plus stable aux températures ordinaires.

Rôle biologique

Les acides aminés cystéine, méthionine, homocystéine et taurine contiennent du soufre, de même que quelques enzymes communs à toutes les cellules vivantes.

Les liaisons disulfure entre polypeptides jouent un rôle très important dans l'assemblage et la structure des protéines.

Quelques types de bactéries emploient le sulfure d'hydrogène (H₂S) au lieu de l'eau comme donneur d'électron dans un processus semblable à une photosynthèse primitive.

Du soufre est absorbé du sol par les plantes sous forme d'ion sulfate.

Le soufre inorganique est présent dans les centres fer-soufre des métalloprotéines et le soufre est le ligand du site Cu de l'oxydase du cytochrome c.

Applications

Le soufre est employé dans de nombreux processus industriels tels que la production d'acide sulfurique (H₂SO₄) pour les batteries, la production de poudre à canon et la vulcanisation du caoutchouc. Le soufre est aussi employé comme fongicide et dans la fabrication d'engrais phosphatés. Le soufre est utilisé également dans la fabrication des allumettes et des feux d'artifice.

Les sulfites sont employés pour blanchir le papier et les fruits secs.

Le thiosulfate de sodium ou d'ammonium est employé comme agent de fixage en photographie. Les sels d'Epsom, le sulfate de magnésium, peuvent être employés comme laxatif, comme additif de bain, comme exfoliant ou comme source de magnésium pour la croissance des plantes.

Sources de soufre

Des dépôts de soufre.

Le soufre se trouve naturellement en grande quantité, composé à d'autres éléments sous forme de sulfures (par exemple : la pyrite) le cinabre, la galène, la sphalérite et la stibine) et de sulfates (par exemple : le gypse, la barite, les vitriols). On le trouve sous forme libre au niveau des sources chaudes, les fumerolles et plus généralement dans les gaz volcaniques.

Cet élément se trouve aussi en petites quantités dans le charbon et le pétrole, qui produisent de l'anhydride sulfureux lorsqu'ils brûlent. Des normes sur les carburants exigent de plus en plus que le soufre soit extrait des combustibles fossiles, parce que l'anhydride sulfureux se combine avec l'eau présente dans l'atmosphère (gouttelettes de pluie) pour produire les pluies acides. Ce soufre extrait est alors raffiné et représente une grande partie de production de soufre.

Il est également extrait le long de la côte du golfe du Mexique, suivant le procédé Frash : de la vapeur d'eau à 160 °C est injectée dans le gisement de soufre, ce qui le fait fondre. De l'air comprimé est ensuite injecté dans le puits pour faire remonter le soufre fondu à la surface.

Pour les grandes quantités, le soufre est transporté par voie maritime sur des navires spécialisés appelés soufriers.