SOUFRE
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L'élément soufre
Propriétés physico-chimiques
Le soufre possède un atome dont la couche externe contient six électrons. Cette couche se divise en deux sous-couches qui comprennent respectivement deux et quatre électrons. En faisant l'acquisition de deux électrons, le soufre se comporte comme un élément divalent électronégatif ; en perdant des électrons, il est électropositif. Il peut être alors tétravalent ou hexavalent. Le soufre retient moins bien que l'oxygène ses électrons de la couche externe ; il les partage volontiers avec d'autres éléments ou avec d'autres atomes de soufre. Il en résulte des molécules qui ont de 2 à 106 atomes de soufre. Celles-ci forment des chaînes ou des circuits élémentaires sans branches latérales. Le lien qui unit ces atomes était mal compris jusqu'à ces derniers temps. La spectroscopie par électrons apporte enfin un espoir de solution.
Le soufre solide se présente sous un grand nombre d'état allotropes. Comme le sujet est encore controversé, on ne citera ici que les allotropes bien établis.
Concrétions de soufre natif
Photographie
Le soufre, lorsqu'il n'est pas composant de sulfures (comme la pyrite) ou de sulfates (comme le gypse), donne généralement de très beaux cristaux d'un jaune vif, rares et fragiles. À l'état natif, on le trouve et on l'exploite le plus souvent sous forme de concrétions qui peuvent s'accumuler...
Crédits : G. Mouly-Héras
Variétés allotropiques
Les cycles à six atomes forment des cristaux rhomboédriques (soufre ρ). Les cycles à huit atomes donnent lieu à une grande variété de cristaux : orthorhombiques, ou soufre α, forme habituelle du soufre stable jusqu'à 96 0C ; monocliniques, ou soufre β, qui est la forme stable courante entre 96 0C et le point de fusion du soufre (112 0C) ; cristaux monocliniques γ qui apparaissent dans certaines conditions en feuilles brillantes fondant à 106,8 0C. Chauffé jusqu'à l'obtention d'un liquide de haute viscosité, puis trempé et extrait au sulfure de carbone, le soufre donne un produit fibreux ou plastique. Le résidu correspond au soufre insoluble, ou soufre ω. Par action de l'hydrogène sulfuré sur l'acide sulfureux, on obtient un soufre colloïdal hydrophile ; par condensation de la vapeur de soufre dans l'eau, on obtient un soufre colloïdal hydrophobe. Le comportement du soufre à haute pression a été étudié par Percy W. Bridgman jusqu'à 98 kbar à tempér [...]
Percy Bridgman
Photographie
Le physicien américain Percy Williams Bridgman (1882-1961). Il obtient le prix Nobel de physique en 1946, pour ses travaux sur les propriétés de la matière soumise à de très hautes pressions,
Crédits : Hulton Getty
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Écrit par :
- Fernande CHATAGNER : maître de recherche au C.N.R.S.
- René LECLERCQ : vice-président de l'Institut International du soufre
- Noël LOZAC'H : doyen honoraire de la faculté des sciences de Caen, professeur émérite de l'université de Caen
- Serge MASSON : directeur de recherche au C.N.R.S., Caen
Classification
Autres références
« SOUFRE » est également traité dans :
CARBURANTS
Dans le chapitre « Désulfuration des carburants » : […] Elle a été mise en œuvre à l'origine pour réduire les émissions d'anhydride sulfureux (SO 2 ) qui est un polluant majeur. Actuellement, on exige des teneurs en soufre très basses, aussi bien dans les essences que dans le gazole afin de favoriser le fonctionnement des catalyseurs disposés sur le circuit d'échappement. En effet, le soufre est un inhibiteur pour ces catalyseurs : il retarde leur amor […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/carburants/#i_3383
COLORANTS
Dans le chapitre « La classification tinctoriale » : […] Si la classification chimique présente un intérêt pour le fabricant de matières colorantes, le teinturier préfère le classement par domaines d'application. Ainsi, il est renseigné sur la solubilité du colorant dans le bain de teinture, son affinité pour les diverses fibres et sur la nature de la fixation. Celle-ci est de force variable selon que la liaison colorant-substrat est du type ionique, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/colorants/#i_3383
CUIR
Dans le chapitre « Tannages minéraux » : […] Un très grand nombre de sels minéraux peuvent, dans certaines conditions, transformer en cuir la peau en tripe. Cependant, seuls quelques sels, en raison de leur abondance et de leur facilité de mise en œuvre, sont utilisés. Les plus importants sont sans aucun doute les sels basiques de chrome. Ce mode de tannage, utilisé seul ou associé au tannage végétal, au tannage à l'alun ou aux tannages orga […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cuir/#i_3383
CYCLES BIOGÉOCHIMIQUES
Dans le chapitre « Le soufre » : […] À l'état réduit, le soufre (S) est un élément indispensable à la vie. À l'état oxydé de sulfate, il constitue le deuxième anion par ordre d'abondance dans les rivières et l'océan (après l'ion chlorure). Son cycle naturel est profondément perturbé, parce que les combustions de charbons et de certains pétroles sont responsables d'émissions de soufre comparables aux flux naturels. Il n'est donc plus […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cycles-biogeochimiques/#i_3383
ÉLASTOMÈRES ou CAOUTCHOUCS
Dans le chapitre « La vulcanisation » : […] La vulcanisation par le soufre est encore le procédé le plus utilisé bien que le plus ancien, car c'est un procédé très souple qui permet l'obtention d'une large plage de propriétés pour un mélange donné. Un système de vulcanisation par le soufre comprend un agent de réticulation (le soufre ou des produits libérant du soufre), des activateurs (oxyde de zinc et acide stéarique) et des accélérateur […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/elastomeres-caoutchoucs/#i_3383
ÉLÉMENTS NATIFS
Dans le chapitre « Soufre » : […] Deux processus générateurs très différents, l'un volcanique, l'autre biochimique, peuvent aboutir au dépôt de soufre natif. Le soufre d'origine volcanique est déposé par les émanations fumerolliennes soit directement par sublimation, soit par oxydation au contact de l'air d'hydrogène sulfuré, et par des sources thermales. Ce sont les solfatares des régions volcaniques, tels l'Italie du Sud (Etna […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/elements-natifs/#i_3383
ENGRAIS
Dans le chapitre « Engrais phosphatés » : […] La solution la plus élémentaire de la fertilisation phosphatée consiste dans l'utilisation directement en culture des phosphates naturels moulus ; un broyage très poussé a permis d'accroître leur efficacité. Ils sont utilisables dans les sols acides (pH […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/engrais/#i_3383
FORÊTS - Dépérissement des forêts
Dans le chapitre « Quels enseignements peut-on tirer de toutes ces recherches ? » : […] Après de nombreuses études menées en Amérique du Nord et en Europe, il n'existe pas de consensus global de l'impact de la pollution atmosphérique sur le dépérissement des forêts. En simplifiant, on peut dire qu'une pollution atmosphérique diffuse affecte les écosystèmes naturels même si les effets sont insidieux et les interactions au sein des écosystèmes complexes. Il reste (et restera) des incer […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/forets-deperissement-des-forets/#i_3383
MATIÈRE (physique) - Transitions de phase
Dans le chapitre « Polymorphisme cristallin » : […] Les transitions entre variétés cristallines différentes d'un même corps pur sont, elles aussi, des transitions sans paramètre d'ordre. À une température et à une pression déterminées, la phase la plus stable est celle dont le potentiel thermodynamique est le plus bas. La variation de volume qui accompagne une transition entre deux formes cristallines différentes étant, en général, très faible, on […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-transitions-de-phase/#i_3383
NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Isotopes
Dans le chapitre « Système 34S/32S » : […] Le soufre des météorites a une composition quasi constante ; d'une manière générale, l'oxydation (à l'état de sulfates) conduit à un enrichissement en 34 S, et la réduction (formation de sulfure) à l'inverse. Tout ce qui a été dit pour 13 C/ 12 C s'applique ici (fig. 1c), particulièrement le rôle de l'activité microbienne, d'une part, et celui du tampon océanique, d'autre part. Le rapport 34 S/ 3 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nucleaire-physique-isotopes/#i_3383
NUTRITION
Dans le chapitre « Les métalloïdes » : […] Les phosphates sont parmi les premiers sels qui aient été utilisés comme engrais (le brevet de Lawes pour le superphosphate date de 1842). Le groupement phosphoryle PO 3 H 2 est présent dans les molécules fondamentales : phosphoaminolipides des membranes, nucléoprotéines des noyaux ; beaucoup de biocatalyseurs (nucléotides) sont des composés phosphorés. D'autre part, les dérivés phosphorylés jou […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nutrition/#i_3383
OTHONIEL JEAN-MICHEL (1964- )
Située aux confins de l'art et de la littérature, du masculin et du féminin, de la sculpture et de l'installation, de la performance et du multimédia, la démarche artistique de Jean-Michel Othoniel est difficilement classable. Si l'on devait néanmoins l'inscrire dans une généalogie esthétique, il serait possible d'évoquer ici l'importance d'une figure comme celle de Marcel Broodthaers. Utilisant t […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/jean-michel-othoniel/#i_3383
PÉTROLE - Le pétrole brut
Dans le chapitre « Composition » : […] On peut caractériser la composition des pétroles bruts de deux façons : – par des méthodes globales fondées sur une distillation, suivie de mesures de densité, de viscosité, etc. sur les diverses fractions. Ces méthodes fournissent des indications utiles pour le raffinage et la valorisation des pétroles ; – par des méthodes fondées sur des fractionnements par solubilité, chromatographie liquide, e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/petrole-le-petrole-brut/#i_3383
PHLOGISTIQUE
Cet adjectif grec ( phlogiston ) signifiant « inflammable » est utilisé pour la première fois par Aristote pour désigner une combustion accompagnée de flamme ; il fut ensuite repris par Becher (1635-1682) et surtout par Stahl (1660-1734) dans les circonstances suivantes. Becher pensait que tous les corps composés contiennent, en proportions différentes, trois espèces de terre : la terre vitrifiabl […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/phlogistique/#i_3383
POUDRE NOIRE
Explosif constitué de trois éléments : le salpêtre (nitrate de potassium KNO 3 ), le soufre et le charbon de bois. C'est le premier explosif découvert par les hommes. L'origine de la poudre noire est très obscure ; on sait néanmoins qu'elle a été utilisée dès le x e siècle par les Chinois pour des feux d'artifice et que les Arabes s'en servaient au xiv e siècle pour lancer des flèches à partir d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/poudre-noire/#i_3383
PYRITE
Bisulfure de fer, la pyrite est un minéral très répandu et présent dans de nombreux types de roche. Sa détermination est relativement facile en raison de sa couleur jaune laiton, de son éclat métallique et de la géométrie de ses cristaux fréquents dérivée du cube : cubique pure (forme rare) ou pentagonododécaédrique, cette dernière forme étant typique de ce minéral et, pour cela, appelée pyritoé […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pyrite/#i_3383
SÉLÉNIUM
Dans le chapitre « Propriétés chimiques » : […] Le sélénium est capable de réagir avec de nombreux éléments pour donner des composés présentant une grande analogie avec les composés correspondants du soufre. Le séléniure d'hydrogène rappelle le sulfure d'hydrogène. Il peut être obtenu par action d'un acide dilué, comme l'acide chlorhydrique, sur un séléniure métallique ou par chauffage à 225 0 C d'un mélange de sélénium et d'hydroxyde de magné […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/selenium/#i_3383
SIDÉRURGIE
Dans le chapitre « Désulfuration » : […] Lors de la solidification, le soufre précipite aux joints des grains selon un faciès lié à la teneur en oxygène en solution dans le métal. Toutes les propriétés mécaniques usuelles des aciers moulés en sont défavorablement influencées. Dans les aciers corroyés, les sulfures alignés (dans le sens du laminage, par exemple) accroissent la différence entre propriétés en long et propriétés en travers, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/siderurgie/#i_3383
SULFURE D'HYDROGÈNE ou HYDROGÈNE SULFURÉ
Formule brute : H 2 S Masse moléculaire : 34,08 Point de fusion : — 85,5 0 C Point d'ébullition : — 60,7 0 C Température critique : 100,38 0 C Gaz incolore, d'odeur caractéristique d'œufs pourris, assez soluble dans l'eau où il cristallise avec sept molécules d'eau ; il apparaît toujours dans la décomposition des substances organiques contenant du soufre, et il est l'un des constituants des vapeur […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sulfure-d-hydrogene/#i_3383
SULFURES ET SULFOSELS NATURELS
Le soufre se combine avec la plupart des éléments métalliques pour constituer les sulfures et les sulfosels. Le sélénium et le tellure sont aussi susceptibles de former avec certains métaux des composés, les séléniures et tellurures , inclus dans la même classe minéralogique ; celle-ci comprend ainsi 350 espèces environ. Dans la nature, l'importance quantitative des sulfosels par rapport aux sulfu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sulfures-et-sulfosels-naturels/#i_3383
SULFURIQUE ACIDE
Dans le chapitre « Préparation de l'anhydride sulfureux » : […] Les matières premières principales sont aujourd'hui le soufre et les minerais sulfurés. Souvent très pur et facilement purifiable, le soufre élémentaire est la matière de départ la plus simple. Il est extrait pour l'essentiel du golfe du Mexique par le procédé Frasch. De ce fait, l'industrie américaine de l'acide sulfurique repose sur le soufre. On le récupère aussi de certains gaz naturels qui c […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/acide-sulfurique/#i_3383
TELLURE
Symbole chimique : Te Numéro atomique : 52 Masse atomique : 127,6 g Point de fusion : 449,8 0 C Point d'ébullition : 1 390 0 C Densité (à 20 0 C) : 6,4 Élément chimique de la famille des chalcogènes (colonne VI a de la classification périodique), d'aspect argenté et de dureté 2,3 (échelle Mohs), le tellure fut découvert en 1798 par M. H. Klaproth et étudié par J. J. Berzelius (1832). C'est un él […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/tellure/#i_3383
TERRE BOULE DE NEIGE HYPOTHÈSE DE LA
Dans le chapitre « Les glaciations, un accélérateur d’évolution des êtres vivants ? » : […] Dès 1964, Brian Harland et Martin Rudwick supposent une chute de la productivité et de la biodiversité lors d’une glaciation généralisée à cause du froid intense et de l’abaissement du niveau de la mer qui aurait fait disparaître la plupart des écosystèmes marins. Ils suggèrent que l’élévation du niveau marin au cours de la déglaciation aurait submergé de grands espaces et « recréé une variété d’ […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hypothese-de-la-terre-boule-de-neige/#i_3383
ZINC
Dans le chapitre « Grillage des minerais » : […] Les minerais concentrés sont le plus souvent des blendes contenant de 28 à 32 p. 100 de soufre. Il est nécessaire de transformer le sulfure en oxyde par un grillage : L'anhydride sulfureux dégagé est utilisé pour la production d'acide sulfurique. Selon la température, des réactions parasites peuvent se produire, la plus importante étant l'oxydation en sulfate : Elle a lieu principalement entre […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/zinc/#i_3383
Voir aussi
Pour citer l’article
Fernande CHATAGNER, René LECLERCQ, Noël LOZAC'H, Serge MASSON, « SOUFRE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 janvier 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/soufre/