Svovel er et gult grunnstoff som ikke leder elektrisk strøm. På Jorden finnes rent svovel nær vulkaner og varme kilder.

Svovel tilhører gruppe 16 i grunnstoffenes periodesystem sammen med oksygen, selen og tellur (chalkogenene).

Svovel foreligger i naturen som fire stabile isotoper32S (95,02%), 33S (0,75) % , 34S (4,21 %) og 36S (0,02 %).

Svovel antennes i luft ved ca. 250 °C og brenner med svak blålig flamme til svoveldioksid.

Svovel forekommer i flere former. Den stabile modifikasjonen ved vanlig temperatur og trykk er det gule, faste rombiske svovel, også kalt α-svovel. Det er en molekylforbindelse som består av S8-ringer. Det smelter ved hurtig oppvarming ved 112,8 °C, ved langsom oppvarming omdannes α-svovel ved 95,4 °C til β-svovel, som smelter ved 119,3 °C. β-svovel har en monoklin struktur hvor byggesteinene også er S8-ringer.

Det er også fremstilt svovel hvor svovel danner seksringer med struktur som sykloheksan. Også svovel hvor svovel danner ringer med flere svovelatomer enn seks og åtte er fremstilt.

Når svovel smelter er smelten lysegul og lite viskøs, men over 159 oC åpnes ringene og danner lange kjeder av svovelatomer. Da er smelten viskøs og får en mørk farge. Slike svovelkjeder finnes også i sulfaner og polysulfider (f.eks. natriumpolysulfid NaSx).

Svovel er ved smeltepunktet lettflytende og strågult. Smelten inneholder også S8-ringer og er blitt kalt λ-svovel. Ved videre oppvarming til 160 °C blir smelten til en seigtflytende væske, og fargen forandres til mørkerød. Forandringen skyldes at S8-ringene brytes opp og danner lange, spiralformede kjeder. Denne formen kalles catenasvovel, og kjedelengden kan bli opptil 1 million svovelatomer. Ved videre oppvarming brytes svovelkjedene gradvis ned i mindre fragmenter og over 320 °C er smelten igjen lettflytende. Ved temperaturer over kokepunktet (444,6 °C) dannes oransjegul svoveldamp som ved 500 °C blir rød og ved 650 °C strågul. Forandringene skyldes sannsynligvis dissosiasjonsprosesser med stigende temperatur.

Foruten S8-ringer inneholder dampen molekyler med sammensetninger fra S2 til S7. Den relative mengden av mindre molekyler øker med temperaturen og over 1000 °C består dampen av S2-molekyler. Ved bråkjøling av svovelsmelte med utpreget kjededannelse vil kjedene ikke ha tid til å bli rearrangert til ringer og krystallisere, og man får dannet en brungul, plastisk, gummilignende masse (plastisk svovel). Den er ustabil og omdannes ved romtemperatur i løpet av noen timer til vanlig gult, rombisk svovel. Kolloidalt svovel dannes ved å lede hydrogensulfid langsomt inn i kalde, konsentrerte løsninger av svoveldioksid.

Det eksisterer også en rekke andre svovelallotroper, S6, S7, γ-S8, S10, S12, S18 og S20, som alle er beskrevet i krystallinsk form. Deres stabilitet er svært forskjellig; S12, S18, S20 er holdbar i årevis, S6, S9, S10, S11, S13 i dager, mens S7 og andre allotroper med færre atomer i kjeden er holdbar i minutter.

Svovel antas å utgjøre 0,031 vektprosent av jordskorpen. Det forekommer både som fritt, elementært svovel og kjemisk bundet som sulfider, sulfater o.a. Store forekomster av fritt svovel finnes i USA, Mexico, Sør-Amerika, Italia, Polen, Russland, Irak og Kina. Det viktigste sulfid er pyritt, FeS2. Andre viktige sulfidmineraler er chalkopyritt, CuFeS2, galenitt, PbS, og sfaleritt, ZnS. Av sulfatmineraler kan nevnes gips, CaSO4·2H2O, kieseritt, MgSO4·H2O, glaubersalt, Na2SO4·10H2O.

Naturgasser kan inneholde varierende mengder svovel i form av hydrogensulfid, H2S. Små mengder av H2S-gass forekommer nesten overalt pga. bakteriell spalting av proteiner og sulfater. Dessuten inneholder petroleum og kull mer eller mindre svovel, dels som fritt svovel og dels som organisk bundet svovel. I visse typer kull foreligger svovel som pyritt, mens råolje inneholder vanligvis 0,1–2,2 % svovel. Ved forbrenning av petroleum og kull dannes store mengder svoveldioksid, SO2, som dels oksideres videre til svoveltrioksid, SO3. Se svoveloksider.

Organisk bundet svovel finnes både i plante- og dyreriket, først og fremst i aminosyrer, men også i koenzymer og vitaminer. Særlig rikt på svovel er hår, negler, hover, fjær o.l. som inneholder keratin. Det menneskelige legeme inneholder 0,14 vektprosent svovel. Havvann inneholder i gjennomsnitt 0,084 % svovel, hovedsakelig som løste sulfater.

En av Jupiters måner, Io, er en svovelrik måne med vulkaner som spyr ut smeltet svovel.

Svovel inngår i tallrike uorganiske og organiske forbindelser (svoveloksidersvoveloksosyrersvovelkloridersulfatersulfittersulfonsyrerproteiner o.a.).

Svovel inngår oftest i oksidasjonstrinn –II, +II, IV og VI, men også –I, I, III og V er kjent. Svovel har positive oksidasjonstrinn i forbindelser med mer elektronegative grunnstoffer, f.eks. oksygen (SO2, SO3), mens det har oksidasjonstrinn –II i hydrogensulfid, metallsulfider o.a. Svovel er ikke løselig i vann, moderat løselig i benzen, C6H6, og lett løselig i karbondisulfid, CS2.

Svovel finnes i naturen i fri tilstand i svovelleier. Svovel kan også fremstilles fra:  metallsulfider (særlig pyritt) og råolje og naturgass. Da svovel er uønsket i i petroleumsprodukter som brennes fordi det fører til sur nedbør er det for tiden stort overskudd på fritt svovel.

Ved utvinning av svovel fra svovelleier benytter man Frasch-prosessen. Med denne pumpes overopphetet vann (ca. 170 °C) ned i leiene og smelter svovelet som presses til overflaten med trykkluft.

Hydrogensulfid, bl.a. i naturgass, omdannes til svovel ved oksidasjon:

2H2S(g) + O2(g) → 2H2O(g) + 2S(s)

I Claus-prosessen som baseres på råolje blir en del av hydrogensulfidet oksidert til svoveldioksid som så reageres med mer hydrogensulfid til svovel og vann.

Med pyritt som råstoff fremstilles svovel ved termisk spalting:

FeS2(s) → FeS(s) + S(s)

Etter påfølgende røsting av jernsulfidet blir dannet svoveldioksid redusert til svovel med karbon:

SO2(g) + C(s) = S(g) + CO2(g)

eller med karbonmonoksid:

SO2 (g) + 2CO(g) = S(s) + 2CO2(g)

Noe svovel blir også fremstilt av kaliumsulfat.

Svovel og svovelforbindelser blir brukt til mange formål:

  • Den langt største del (ca. 80 %) går til fremstilling av svovelsyre.
  • Svovel brukes til fremstilling av svoveldioksid som brukes i sulfittcelluloseindustrien og som blekemiddel i karbondisulfid.
  • CSanvendes som løsemiddel bl.a. i rayonindustrien.
  • Svovel brukes i gjødningsstoffer, til vulkanisering av kautsjuk, i insektdrepende midler, i fyrstikkindustrien, fyrverkerisaker, svartkrutt o.a.

Svovel var kjent allerede i oldtiden og omtales flere steder i Det gamle testamentet som uttrykk for Guds vrede. Svovelets karakteristiske gule farge, dets brennbarhet og den stikkende lukten av svoveldioksid som dannes ved forbrenning, gjorde at svovel ble anvendt bl.a. ved religiøse seremonier og ved trolldomskunster. Egypterne brukte svovel til bleking av tøyer allerede ca. 2000 f.Kr. Homer omtaler det som desinfeksjonsmiddel, og romerne benyttet det til farmasøytiske formål og krigsformål. Hos alkymistene spilte det en viktig rolle som brennbarhetens prinsipp (se alkymi). Metallsulfider var blant de først benyttede uorganiske pigmenter.

Særlig stor betydning fikk svovelet på 1100-tallet ved oppfinnelsen av svartkrutt. Ved slutten av 1700-tallet fikk det teknisk betydning som råstoff for den begynnende svovelsyreindustrien. I 1771 erkjente  Antoine Laurent Lavoisier at svovel var et grunnstoff

Svovel er et livsnødvendig grunnstoff. Planter opptar svovel hovedsakelig fra jordbunnen i form av løste sulfater, som omdannes til svovelholdige organiske forbindelser. Disse går videre i næringskjeden til dyr og mennesker hvor svovel inngår i aminosyrer og proteiner.

Utsettes hud for fritt svovel, har det liten virkning, men etter lengre tid merkes etter hvert en lett irritasjon. På planter og laverestående dyr er også svovel til å begynne med uten virkning, men det virker giftig når det blir omdannet til svoveldioksid og hydrogensulfid. Svovel har størst virkning i kolloidal form. Dette blir brukt til å bekjempe skadeinsekter på frukt og grønnsaker. Inntatt i organismen passerer svovel magen tilnærmet uforandret. I tarmene blir det delvis omdannet til hydrogensulfid og virker svakt avførende.

Kjemisk symbol S
Atomnummer 16
Relativ atommasse 32,066
Smeltepunkt 112,8 °C
Kokepunkt 444,6 °C
Densitet 2,07 g/cm3
Oksidasjonstall -II, -I, I, II, III, IV, V, VI
Elektronkonfigurasjon [Ne]3s23p4

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.