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Schwefel

Dampfende Schwefel-Fumarole auf White Island in Neuseeland. Quelle: James Shook

Schwefel (von althochdeutsch swëbal; lateinisch sulpur und gräzisiert sulphur bzw. sulfur, wie swëbal vermutlich von einer indogermanischen Wurzel suel- mit der Bedeutung ‚langsam verbrennen‘, woraus im Germanischen auch deutsch „schwelen“ entstand; die zur Benennung schwefelhaltiger Verbindungen verwendete Silbe „-thio-“ stammt vom griechischen Wort θεῖον theĩon „Schwefel“). Schwefel ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol S und der Ordnungszahl 16. Er zählt zu den Chalkogenen, der sechsten Hauptgruppe des Periodensystems. In der Häufigkeit der in der Lithosphäre vorkommenden Elemente steht er an 16. Stelle. Schwefel ist ein gelber, nichtmetallischer Feststoff, der eine Vielzahl allotroper Modifikationen bildet. In der Natur kommt er sowohl gediegen als auch in Form seiner anorganischen Verbindungen vor, in diesen vor allem als Sulfid oder Sulfat.

Vorkommen in der Lithosphäre

Elementarer Schwefel kommt in der Natur in mächtigen Lagerstätten, zum Beispiel in Sizilien, Polen, Irak, Iran, Louisiana, Texas und Mexiko vor. Weltweit konnte gediegener Schwefel bis 2011 an rund 1500 Fundorten nachgewiesen werden. Neben den bereits genannten Lagerstätten wurde Schwefel unter anderem in mehreren Regionen von Australien, Nord- und Südamerika, Asien und Europa gefunden. Schwefel fand sich in Mineralproben vom Meeresboden des Golfes von Mexiko, des Mittelatlantischen Rückens und des Ostpazifischen Rückens.

Schwefel tritt gediegen, das heißt in elementarer Form, in der Natur auf. Reiner Schwefel ist zwar insgesamt relativ selten, Vulkanausbrüche setzen ihn jedoch in großen Mengen frei. Er findet sich in Vulkanschloten oder an anderen postvulkanischen Erscheinungen als Resublimationsprodukt in pulvriger Form als sogenannte Schwefelblüte. Synthetisch durch Raffinierung hergestellter Schwefel wird allerdings ebenfalls als Schwefelblume oder Schwefelblüte bezeichnet.

Die Dichte von Schwefel beträgt etwa 2,0 bis 2,1 g/cm³ und seine Mohshärte etwa 1,5 bis 2,5. Meist zeigt er hellgelbe bis dunkelgelbe Kristallprismen oder Pyramidenformen, die sich auf Gesteinsflächen aus schwefelreichen Gasen durch unvollständige Oxidation von Schwefelwasserstoff (H2S) oder Reduktion von Schwefeldioxid (SO2) bilden. Auf einer Strichtafel hinterlässt Schwefel einen weißen Strich.

Schwefel kommt meist in derber Form vor, das heißt, ohne mit bloßem Auge erkennbare Kristalle, insbesondere in Sedimenten oder Sedimentgesteinen. Häufig findet er sich in Evaporiten (Salzgesteinen), wo er meistens durch Reduktion von Sulfaten entsteht.

Je nach Fundort kann Schwefel in Paragenese mit verschiedenen anderen Mineralen wie beispielsweise Anhydrit, Aragonit, Calcit, Coelestin, Gips und Halit auftreten.

Wesentlich häufiger als in gediegener Form tritt Schwefel in der Natur in gebundener Form in verschiedenen Mineralen auf, vor allem in Sulfiden und in Oxiden, Halogeniden und anderen. Insgesamt waren im Jahr 2010 fast 1000 Schwefelminerale bekannt. Weitverbreitet ist Schwefel in sulfidischen Mineralen, wie Pyrit und Markasit (FeS2), Kupferkies (CuFeS2), Bleiglanz (PbS) und Zinkblende (ZnS). Schwermetalle liegen in der Natur oft als schwerlösliche Sulfide vor. In Form von Sulfaten, wie Sulfat-Ionen in den Meeren (etwa 0,9 g/l), Gips (CaSO4 · 2 H2O), Schwerspat (BaSO4) und anderen schwer wasserlöslichen Sulfaten kommt Schwefel natürlich vor.

Minerale mit den höchsten Schwefelgehalten sind dabei die Sulfide Patrónit (circa 71,6 %), Villamaninit (circa 55,9 %), Hauerit (circa 53,9 %), Pyrit und Markasit (jeweils circa 53,5 %).

Gewinnung

Eine wichtige Quelle für die Gewinnung von Schwefel sind fossile Brennstoffe wie Erdöl, Erdgas und Kohle. Vor allem Erdgas enthält relativ viel Schwefelwasserstoff (H2S). In Braunkohle beträgt der Schwefelgehalt bis zu 10 % .

Bedeutung in der Geothermie

In der Geothermie spielt Schwefel nicht nur im Zusammenhang mit oberflächennahen Manifestationen eine Rolle, sondern auch als Betandteil des Thermalwassers bei

Literatur

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Sakai, H.: Sulfur isotope exchange rate between sulfate and sulfide and its application. In: Geothermics Nummer 12(2) (1983), S. 111-117 

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Vitolo, S., Seggiani, M.: Mercury removal from geothermal exhaust gas by sulfur-impregnated and virgin activated carbons. In: Geothermics Nummer 31(4) (August 2002), S. 431-442

Weblink

https://de.wikipedia.org/wiki/Schwefel