Andrea Labanti TESINA Relatore Prof ssa Panateri Maria

Andrea Labanti TESINA Relatore Prof. ssa Panateri Maria

LO ZOLFO

LO ZOLFO E LE SUE CARATTERISTICHE

• Lo Zolfo è un elemento che si trova in natura allo stato libero. È un non metallo leggero, insapore, inodore ma ha un odore caratteristico quando si lega con l'idrogeno (odore di uova marce: è bene far notare che questo non è l'odore dello zolfo, ma solo del suo composto solfuro d'idrogeno, (H 2 S). Brucia con fiamma bluastra che emette un odore caratteristico e soffocante, dovuto al biossido di zolfo (SO 2) , noto come anidride solforosa o dal triossido di zolfo (SO 3) che si forma come prodotto di combustione. Lo zolfo fuso dà un liquido rosso che diventa più giallo con il raffreddamento. Lo zolfo è insolubile in acqua. E’ un elemento elettronegativo e forma con elementi elettropositivi un legame ionico. Si trova allo stato puro nelle vicinanze di sorgenti calde e di vulcani.

Valenze dello zolfo • E’ costituito da molecole formate da otto atomi di zolfo (S 8), che sono disposti su due piani paralleli a formare un anello. Gli stati di ossidazione più comuni dello zolfo sono − 2, +4 e +6. La sua forma più nota e comune è quella cristallina di colore giallo intenso ma è presente sotto forma di solfuri e solfati in molti minerali: ad esempio, la pirite è un solfuro di ferro, gesso ed alabastro sono solfati di calcio.

Cristalli di color giallo limone Lo zolfo è l'elemento chimico con simbolo S, numero atomico 16 e peso atomico 32, 064.

L’IMPORTANZA DELLO ZOLFO

Lo zolfo è uno degli elementi essenziali alla vita, si trova negli amminoacidi cistina e metionina, in ormoni proteici quali l'insulina, l'ossitocina e la vasopressina, negli enzimi la cui attività enzimatica è legata alla presenza di uno o più gruppi solfidrici, e in alcune vitamine.

CICLO DELLO ZOLFO • Biologicamente rilevante è il ciclo dello zolfo in natura: i solfati presenti nel terreno vengono sintetizzati dai vegetali, raggiungendo gli organismi animali; questi ultimi, in parte nelle urine, in parte attraverso i processi di putrefazione a opera dei batteri aerobi e anaerobi, eliminano, rispettivamente sotto forma di solfato e di idrogeno solforato, lo zolfo, che ritorna così al terreno, ricominciando il ciclo.

IL CICLO DELLO ZOLFO

Lo zolfo atmosferico deriva per ca. il 40% dalle attività umane che utilizzano combustibili contenenti zolfo, il restante 60% proviene dall'idrosfera dove sono presenti batteri chiamati solfobatteri che metabolizzano i solfati presenti nelle acque producendo acido solfidrico che è volatile. In piccole quantità può essere trovato anche nel carbone e nel petrolio, dalla cui combustione viene trasformato in biossido di zolfo che, in presenza dell'ossigeno e dell'umidità dell'aria si trasforma in acido solforico e rende acida la pioggia.

ORIGINI DELLO ZOLFO • ORIGINE VULCANICA( SOLFATARE) • Esalazione di vapori e gas solfurei da condotti o fenditure del suolo, dovuta ad attività vulcanica in via di estinzione. In questi gas si trovano vapori di zolfo che, in presenza di acqua, reagiscono fra loro e si depositano in cristalli e incrostazioni nei crateri, alle bocche delle fumarole e sulle lave.

SOLFATARA DI POZZUOLI Le più note solfatare sono quelle di Pozzuoli (Na), le fumarole dell'Etna e dell'isola di Vulcano

ORIGINE SEDIMENTARIA (SOLFÀRA O ZOLFARA) Le solfare rappresentano i giacimenti di zolfo di maggiore importanza geologica ed economica. Si tratta di materiali sedimentari formatisi per evaporazione di acque marine in ambiente lagunare. Lo zolfo vi si trova associato a calcari, gesso, anidrite, argilla e talora a depositi silicei (tripoli) o di salgemma. Nelle geodi si incontrano splendide e caratteristiche associazioni di cristalli di zolfo.

CARUSI ALL’IMBOCCO DI UN POZZO DELLA ZOLFARA Le più importanti solfare italiane si trovano in Romagna, nelle Marche e soprattutto in Sicilia

ESTRAZIONE

Il minerale solfifero veniva scavato con picconi o attrezzi appuntiti utilizzando anche cariche esplosive. Una volta estratto, il minerale, con carrette, poi con vagoncini che scorrevano su rotaie di legno o metallo trainati da uomini o animali, veniva trasportato dalle gallerie di scavo fino al pozzo principale o alla discenderia. Da qui un elevatore provvedeva a trasportare all’esterno i vagoni, ed il minerale veniva quindi avviato alla fusione. Lo zolfo è caratterizzato da una temperatura di fusione relativamente bassa (112 -114 °C), che consente di ottenerne la separazione dal minerale estratto per riscaldamento.

metodi di estrazione dello zolfo

Doppio ni • Sistema costituito da due recipienti in terracotta (olle o pignatte), collegate da un tubo. Uno dei due recipienti veniva caricato con pezzetti di minerale di zolfo e scaldato a fuoco diretto, bruciando legna o carbone. Lo zolfo evaporava e condensava nell’altro recipiente, dal quale veniva raccolto in stampi di legno

calcarella E’ un forno circolare in mattoni refrattari, aperto nella parte superiore, del diametro di 1, 5 -2 metri e con il fondo inclinato ricoperto da scorie; veniva riempito con minerale di zolfo cui si appiccava il fuoco dal di sopra. Lo zolfo fuso usciva da un foro praticato sul fondo direttamente dentro piccoli stampi.

Calcarone : 1 Forno in mattoni simile alla calcarella ma dal rendimento più elevato. Ha la sommità a forma conica e la carica di minerale di zolfo viene ricoperta da uno strato di terra o scorie; la copertura consente di controllare la combustione, protegge la carica nei confronti delle variazioni climatiche e riduce notevolmente l’inquinamento ad opera dei gas di combustione. Lo zolfo fuso esce da un foro praticato nella bocca del forno (morte) che viene aperto al momento opportuno. Il calcarone è stato il tipo di forno più usato a partire dal 1850.

Forni Gill Forno a funzionamento continuo, costituito da una serie di 4, 6, 8 camere di forma conica in comunicazione fra di loro in sequenza; il calore prodotto dalla combustione dello zolfo nella prima cella (motrice) veniva utilizzato per preriscaldare ed incendiare il minerale contenuto nella seconda, che diventava a sua volta motrice per la terza, e così via. Anche il pavimento di queste celle era inclinato e coperto da scorie pressate; ogni cella era dotata di una serie di aperture: per il caricamento , per convogliare il calore nelle camere vicine e per i gas di combustione poi scaricati all’esterno attraverso il camino principale. Nella parte bassa di ogni cella si trovavano due aperture: una da cui veniva spillato lo zolfo fuso (morte), l’altra, regolabile, per l’aria necessaria alla combustione. L’apertura dei vari condotti era controllata con delle valvole

Metodo Frasch • Permette l'estrazione del minerale dagli strati profondi del sottosuolo. Il processo si basa sull’estrazione dello zolfo tramite la sua fusione in sito e consiste nel pompare nel giacimento di zolfo una miscela di aria compressa e vapore acqueo surriscaldato. Lo zolfo viene portato in superficie attraverso trivelle formate da tre tubi concentrici: uno per l'immissione di vapore surriscaldato in pressione destinato a fondere lo zolfo; uno per la risalita dello zolfo fuso; il terzo per la circolazione di aria calda destinata a mantenere lo zolfo liquido.

Utilizzo dello zolfo

Lo zolfo è uno degli elementi più importanti in ogni settore dell'industria chimica. In campo industriale si usa soprattutto per ricavarne fertilizzanti, ma anche per polvere da sparo, fuochi d’artificio, lassativi, insetticidi e fungicidi. Inoltre, lo zolfo, in buona parte ricavato come scoria di raffinazione degli idrocarburi, si trova in alcuni disinfettanti, trova largo impiego nell'agricoltura dove è impiegato per le sue proprietà fungicide, , è presente nella testa dei fiammiferi e nell'ebanite.

In medicina, è usato come ingrediente in saponi o creme curative di alcune malattie della pelle. Le proprietà curative dello zolfo sono conosciute dall'uomo e dalla medicina dalla notte dei tempi: cura le malattie bronchiali croniche, perché aiuta l'espettorazione dl catarro. Viene considerato poi un efficace purificatore per acne, psoriasi e seborrea perché esso svolge in questi casi la funzione di catalizzatore, e agisce svolgendo un'azione assorbente.

La storia

L’uso dello zolfo avveniva anche in tempi molto antichi. Sono state ritrovate miniere risalenti al 2000 a. c. . Omero ne parla nell’Odissea come elemento purificatore dopo la strage dei Proci. I romani e i greci lo usarono per scopi medici e per produrre giochi pirotecnici durante le rappresentazioni teatrali.

Mescolato ad altre sostanze combustibili, produssero armi incendiarie che usarono nelle loro battaglie, i cinesi lo utilizzarono nell’invenzione della polvere da sparo.

Nel 1736 si scoprì che da esso si ricavava l’acido solforico e che la sua polvere sciolta nell’acqua debellava la malattia che colpiva le viti di tutta Europa.

All’inizio dell’ 800 nacquero numerose industrie per la produzione di acido solforico e di polvere da sparo e nacquero le prime miniere. L’estrazione dello zolfo portò ad un grande sviluppo economico in Sicilia che con i suoi giacimenti forniva circa il 95% del fabbisogno mondiale.

Nel 1906 furono scoperti in Luisiana dei grossi giacimenti dove lo zolfo veniva estratto più facilmente e più puro con un nuovo metodo (Frasch) che abbassando drasticamente i costi di estrazione, rese non più competitive le miniere Siciliane alle quali il metodo non era applicabile a causa della differente conformazione e composizione dei giacimenti.

La Sicilia perse il monopolio e inizio’ la crisi del settore solfifero siciliano. La produzione siciliana di zolfo riprese un po' di fiato solo dopo il 1943 quando l’America ne calò la produzione ma appena la riprese brucio’di nuovo la concorrenza.

A partire dal 1975 varie leggi hanno prodotto la progressiva chiusura delle miniere; oggi non ne rimane nessuna in attività.