Schwefel

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Schwefel Übung
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Beschreibe das Element Schwefel.
TippsHier siehst du ein Bild des Elements Schwefel.
Wirf einen Blick in das Periodensystem und suche das Element Schwefel.
LösungDas Element Schwefel ist ein gelbes Pulver ohne metallischen Glanz oder Festigkeit, wie es bei einer Metallplatte aus Eisen der Fall wäre. Daher zählt man Schwefel zu den Nichtmetallen. Schwefel besitzt bei Zimmertemperatur einen festen Aggregatzustand, da es erst bei 115°C schmilzt. Dem Periodensystem zufolge gehört Schwefel zur Gruppe der Chalkogene oder auch Erzbildner genannt. Somit befindet sich das Element nicht in der VIII. Hauptgruppe, wie die Edelgase, sondern in der VI. Hauptgruppe. Das Element ist geruchlos. Die Verbindung des Schwefels, die nach faulen Eiern riecht, ist $H_2S$.
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Erkläre die Verbrennung von Schwefel.
TippsDenke an die entstehende Farbe der Flamme.
LösungSchwefel verbrennt mit Sauerstoff in einer blauen Flamme zu Schwefeldioxid $SO_2$. Eine Reaktion eines Stoffes mit Sauerstoff bezeichnet man als Verbrennung. Bei dieser Reaktion nimmt der Schwefel Sauerstoff auf und es entsteht Schwefeldioxid. Bei einer solchen Reaktion sind auf der Seite der Ausgangsstoffe dieselben Elemente vorhanden wie auf der Produktseite, wodurch man Verbindungen mit neuen Elementen, wie Blei oder Calcium, ausschließen kann.
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Bestimme die Produkte in folgenden Reaktionen mit Schwefelverbindungen.
TippsDenke daran, dass links und rechts der Reaktionsgleichung dieselben Elemente stehen müssen.
Beachte auch die Anzahl der verschiedenen Atome auf der jeweiligen Seite der Reaktionsgleichung.
LösungSchwefel reagiert mit Metallen und Halbmetallen immer zu den entsprechenden Sulfiden und liegt als $S^{2-}$ vor. Ausnahmen liegen bei einigen Edelmetallen, wie Platin, Iridium und Gold vor, wobei keine Reaktion stattfindet. Mit Hydroxid-Ionen reagiert Schwefel zu den sogenannten Sulfit-Ionen (${SO_3}^{2-}$), dem Anion der schwefeligen Säure. Mit oxidierenden Säuren, wie Salpetersäure, reagiert Schwefel einen Schritt weiter bis zu den Sulfat-Ionen (${SO_4}^{2-}$), das heißt den Anionen der Schwefelsäure. Diese Reaktion beruht auf der Fähigkeit von $HNO_3$, den Sauerstoff zu übertragen.
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Entscheide über den Schwefelgehalt der Lebensmittel.
TippsDenke an den Geruch von alten Eiern.
Erinnere dich, als was Schwefel in den Nahrungsmitteln vorliegen könnte.
LösungTierische Lebensmittel besitzen alle einen sehr hohen Schwefelgehalt, da sie sehr eiweißhaltig sind. Erklären kann man das durch den chemischen Aufbau von Eiweiß. Es besteht aus Aminosäuren, wobei zwei das Element Schwefel enthalten, nämlich Cystein und Methionin. Die Lebensmittel pflanzlicher Art, wie Gemüse und Obst, enthalten wenig bis kaum Eiweiß und somit auch keine schwefelhaltigen Aminosäuren. Nimmt man es sehr genau, so enthalten pflanzliche Nahrungsmittel Spuren von Schwefel. Dieser Schwefel wird durch die Pflanze in Form von Mineralien aus dem Erdboden und Wasser aufgenommen. Hierbei liegt der Schwefel als das Salz der Schwefelsäure, also den Sulfat-Ionen (${SO_4}^{2-}$), vor. Mineralwasser besteht hauptsächlich aus Wasser und Carbonaten und Haushaltszucker besteht aus Saccharose, beide sind also schwefelfrei.
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Nenne Vorkommen und Verwendungsmöglichkeiten von Schwefelverbindungen.
TippsDenke an den Geruch von Reifen an heißen Tagen.
LösungSchwefel wird in Reifen verwendet, um sie hart und elastisch, ähnlich wie Gummi, zu machen. An heißen Tagen haben Reifen einen unangenehmen Geruch, was man auf Schwefelverbindungen zurückführen kann. In Farbstoffen führen Bindungen zwischen mehreren Schwefelatomen unter anderem zu der Farbigkeit der Verbindung. Schwefel ist giftig, weshalb man es in Insektiziden einsetzt. Ein großer Teil des Schwefels wird zur Herstellung der Schwefelsäure ($H_2SO_4$) verwendet, welche für viele Synthesen eine große Rolle spielt. Schwefel kommt in Form von Salzen, genauer gesagt den Sulfaten und Sulfiden, zu 8 % Prozent im Meer vor. Bei Vulkanausbrüchen riecht die gesamte Umgebung nach faulen Eiern, was man auf die Anwesenheit von Schwefel zurückführen kann.
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Vervollständige die Reaktionsgleichung zur Bildung des Ozonkillers.
TippsSchwefel bildet Moleküle, in denen acht Schwefelatome verknüpft sind.
Beachte, dass die Anzahl eines Teilchens auf beiden Seiten einer Reaktionsgleichung gleich sein muss.
LösungUm das Ozon zerstörende Treibhausgas Schwefelhexafluorid zu bilden, benötigt man $24~F_2$. Diese Menge an Fluor erhält man, da das Halogen Fluor als Molekül, das heißt $F_2$ elementar vorliegt. Schwefel kommt in der Natur als 8-Ring vor. Es sind also acht Schwefelatome über Einfachbindungen zu einem Ring geschlossen. Im Vergleich zu anderen Treibhausgasen wie $CO_2$, handelt es sich bei Schwefelhexafluorid um eines der schädlichsten Treibhausgase.
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