2.

Proprietà

Lo zolfo è insolubile in acqua, ma solubile in alcuni solventi organici e in particolare nel solfuro di carbonio. Se portato alla temperatura di fusione, diventa un liquido color paglierino che si scurisce progressivamente man mano che gli si fornisce calore, fino a bollire. Quando lo zolfo fuso viene raffreddato lentamente, le sue proprietà fisiche variano in relazione alla temperatura, alla pressione e al tipo di solidificazione, dando luogo a diverse forme allotropiche.

L’elemento esiste allo stato liquido nelle forme S_λ e S_µ, e in alcune varietà solide, delle quali le più comuni sono quelle che cristallizzano nel sistema rombico e monoclino (vedi Cristallo). La varietà più stabile è lo zolfo rombico, un solido cristallino giallo che a temperatura ambiente (circa 20 °C) ha densità relativa 2,06. Lo zolfo rombico è poco solubile in alcol, etere, moderatamente solubile in oli, e molto solubile in solfuro di carbonio.

A temperature comprese tra 94,5 °C e 120 °C la forma rombica si trasforma in quella monoclina: cristalli allungati, trasparenti, a forma di aghi. La temperatura (94,5 °C) alla quale forma rombica e monoclina sono all’equilibrio è la temperatura di transizione. A 115,21 °C lo zolfo rombico fonde e si trasforma in liquido giallo pallido, identificato come la forma S_λ, che diventa scuro e vischioso a 160 °C, e genera la modificazione S_µ.

Se lo zolfo viene portato vicino al suo punto di ebollizione, pari alla temperatura di 444,6 °C, e viene rapidamente gettato in acqua fredda, solidifica senza avere il tempo di cristallizzare in una delle due espressioni, formando una sostanza trasparente, vischiosa, elastica, nota come zolfo amorfo o plastico, e costituita per la maggior parte da zolfo S_µ sovraraffreddato.

Chimicamente lo zolfo è simile all’ossigeno, e può sostituirlo in numerosi legami. Presenta stato di ossidazione due, quattro e sei, come è evidente, rispettivamente, nei composti solfuro ferroso (FeS), diossido di zolfo (SO₂) e solfato di bario (BaSO₄). In presenza di calore si combina con l’idrogeno e con alcuni metalli, per formare i solfuri: tra questi il più comune è il solfuro di idrogeno, H₂S, un gas incolore, velenoso, con un odore pungente e fastidioso, tipico dell’uovo marcio. Lo zolfo reagisce anche con il cloro, in diverse proporzioni, producendo cloruro di zolfo, S₂Cl₂, e dicloruro di zolfo, SCl₂. Se bruciato all’aria, si combina con l’ossigeno formando biossido di zolfo, SO₂, un gas pesante, incolore, dal caratteristico odore soffocante.

In aria umida lo zolfo si ossida lentamente in acido solforico, ed è un costituente fondamentale di altri acidi, come l’acido tiosolforico, H₂S₂O₃ e l’acido solforoso, H₂SO₃. La molecola di quest’ultimo possiede due atomi di idrogeno che possono essere sostituiti per formare due serie di sali: i solfiti acidi e i normali. I solfiti acidi, o bisolfiti, di metalli alcalini, come il bisolfito di sodio, NaHSO₃, producono soluzioni acide, mentre i solfiti normali, come il solfito di sodio, Na₂SO₃ e il solfito di potassio, K₂SO₃, danno soluzioni debolmente alcaline.

Il diossido di zolfo viene liberato nell’atmosfera durante la combustione di combustibili fossili, come il gas naturale, il petrolio e il carbone, e costituisce uno dei più pericolosi inquinanti. La concentrazione di biossido di zolfo nell’aria può variare da 0,01 a molte parti per milione, ed è responsabile dell’invecchiamento di palazzi e monumenti, del fenomeno delle piogge acide e dell’insorgere di varie malattie umane. Vedi Inquinamento atmosferico.