Azufre-y-su-ciclo Expocicion.docx

1. INTRODUCCION

El azufre es uno de los oligoelementos o elementos trazas más abundante en la corteza terrestre, al que se asocian, según la clasificación de Gold Schmidt, un gran número de metales y no-metales, formando así el grupo de los denominados calcó- filos. También, el azufre está clasificado geoquímicamente como biófilo, puesto que se encuentra en las plantas formando compuestos sulfurados, sultatados y orgánicos. En estos últimos principalmente en las dos sulfoproteínas, metionina y cisteína, que están asimiladas en los seres animales.

El contenido medio del azufre en las rocas ígneas, según Clarke, es de 520 ppm; pero según Krauskopf el contenido medio en la corteza terrestre es de 300 ppm, siendo las pizarras las de mayor contenido, pudiendo alcanzar hasta 2.500 ppm, mientras que el agua del mar tiene 905 ppm.

El azufre se encuentra en la naturaleza en estado nativo sólido, asociado con el hidrógeno en forma de gas sulfhídrico, o con el oxígeno en el gas sulfuroso, combinado con diferentes metales como el hierro, cobre, plomo, antimonio, mercurio y plata, formando muy variados minerales, en los que también en algunos puede estar el arsénico, y con otros metales y oxígeno en forma de sulfatos con calcio, sodio, potasio, magnesio, estroncio y bario.

Desde tiempos muy remotos se conoce las propiedades terapéuticas de las aguas sulfuradas y de las sulfatadas. También eran muy conocidas las aplicaciones de ese elemento en la fabricación de la pólvora negra y las de otros compuestos como el ácido sulfúrico y los sulfatos, que ha ido evolucionando y utilizándose para la fabricación de abonos, de un gran número de productos químicos, de metales por electrolisis, de colorantes, de plásticos, el refino del petróleo y en la construcción.

2. OBJETIVO

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El objetivo principal de este trabajo es conocer a fondo al elemento azufre(S), y el ciclo en la tierra.

3. ¿QUE ES AZUFRE?

3.1.CONCEPTO: De símbolo S, es un elemento no metálico, insípido, inodoro, de color amarillo pálido. Se encuentra en el grupo 16 del sistema periódico. Su número atómico es 16 y su masa atómica 32,066. El azufre es bien abundante en la corteza terrestre. Se encuentra como: azufre elemental, sulfuros minerales, sulfatos, H2S en el gas natural y como azufre orgánico en aceites combustibles y carbón. El azufre está incorporado prácticamente en todas las proteínas y de esta manera es un elemento absolutamente esencial para todos los seres vivos. Se desplaza a través de la biosfera en dos ciclos, uno interior y otro exterior. El ciclo interior comprende el paso desde el suelo (o desde el agua en los ambientes acuáticos) a las plantas, a los animales, y de regreso nuevamente al suelo o al agua. Sin embargo, existen vacíos en este ciclo interno. Algunos de los compuestos sulfúricos presentes en la tierra (por ejemplo, el suelo) son llevados al mar por los ríos. Este azufre se perdería y escaparía del ciclo terrestre si no fuera por un mecanismo que lo devuelve a la tierra. Tal mecanismo consiste en convertirlo en compuestos gaseosos tales como el ácido sulfhídrico (H2S) y el bióxido de azufre (SO2). Estos penetran en la atmósfera y son llevados a tierra firme. Generalmente son lavados por las lluvias, aunque parte del bióxido de azufre puede ser directamente absorbido por las plantas desde la atmósfera.

Las bacterias desempeñan un papel crucial en el ciclare del azufre. Cuando está presente en el aire, la descomposición de los compuestos del azufre (incluyendo la descomposición de las proteínas) produce sulfato (SO4=). Bajo condiciones anaeróbicas, el ácido sulfhídrico (gas de olor a huevos podridos) y el sulfuro de dimítalo (CH3SCH3) son los productos principales. Cuando estos dos últimos gases

llegan a la atmósfera, son oxidadas y se convierten en bióxido de azufre. La oxidación ulterior del bióxido de azufre y su disolución en el agua lluvia produce ácido sulfhídrico y sulfatos, formas principales bajo las cuales regresa el azufre a los ecosistemas terrestres.

El carbón mineral y el petróleo contienen también azufre y su combustión libera bióxido de azufre en la atmósfera

4. CARACTERÍSTICAS DEL AZUFRE El azufre es insoluble en agua y soluble en sulfuro de carbono. Se trata de una sustancia combustible que puede incendiarse por calor, fricción, chispas o llamas. Quema con llama azul pálido produciendo dióxido de azufre. Su temperatura de inflamación varía entre 168 y 180 °C, dependiendo del tamaño de las partículas. Si, al menos, el 10% de las partículas dispersas en el aire tienen un diámetro menor a los 500 μ, forma una mezcla explosiva a la cual contribuyen las partículas de tamaño mayor. 4.1.Propiedades La tabla 1. Resume las principales propiedades del azufre.

5. ORIGEN DE LA PALABRA Etimológicamente proviene del latín sulphurium, este a su vez del sánscrito śulbāri, término que significa “el cobre pierde el valor al unirse al azufre”, también fue llamado “piedra inflamable”.

6. HISTORIA Fue conocido desde tiempos remotos, en las culturas griega y romana se le atribuía propiedades medicinales y se utilizaba en el blanqueamiento de telas; los egipcios lo utilizaban para purificación de los templos.

Ocupó un papel protagonista en las doctrinas de los antiguos alquimistas quienes consideraban a este elemento, como el componente faltante en la piedra filosofal para poder fabricar oro artificial.

El Azufre se conoce desde tiempos inmemoriales, pero como elemento fue descubierto por Henning Brand. Un comerciante y alquimista amateur de Hamburgo (quien además descubrió el fósforo). Sin embargo fue el químico francés Antoine Lavoisier, quien a través de una serie de experimentos realizados en 1777, descubrió que el azufre es un elemento en lugar de un compuesto y fue el primero en clasificarlo como elemento químico.

6.1. OTROS DATOS 

En el Génesis (19,24), los hebreos decían que Dios (Yahvé) hizo llover sobre Sodoma y Gomorra azufre y fuego desde el cielo.

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Homero recomendaba, en el siglo IX a. C., evitar la pestilencia mediante la quema de azufre (zeio en griego, relacionado con zeos-Zeus).

7. DONDE SE ENCUENTRA

El azufre es un elemento muy abundante en la corteza terrestre, se encuentra en grandes cantidades combinado en forma de sulfuros (pirita, galena) y de sulfatos (yeso). En forma nativa se encuentra en las cercanías de aguas termales, zonas volcánicas y en minas de cinabrio, galena, esfalerita y estibina, y en Luisiana (Estados Unidos, primer productor mundial) se extrae mediante el proceso Frasch consistente en inyectar vapor de agua sobrecalentado para fundir el azufre que posteriormente es bombeado al exterior utilizando aire comprimido. También se obtiene separándolo del gas natural, si bien su obtención anteriormente era a partir de depósitos de azufre puro impregnado en cenizas volcánicas (Italia, y más recientemente Argentina).

También está presente, en pequeñas cantidades, en combustibles fósiles (carbón y petróleo) cuya combustión produce dióxido de azufre que combinado con agua produce la lluvia ácida; para evitarlo las legislaciones de los países industrializados exigen la reducción del contenido de azufre de los combustibles, constituyendo este azufre, posteriormente refinado, un porcentaje importante del total producido en el mundo. También se extrae del gas natural que contiene sulfuro de hidrógeno que una vez separado se quema para obtener azufre: 2 H2S + O2 → 2 S + 2 H2O

El color distintivo de Ío, la luna volcánica de Júpiter, se debe a la presencia de diferentes formas de azufre en estado líquido, sólido y gaseoso. El azufre se encuentra, además, en varios tipos de meteoritos, y se cree que la mancha oscura que puede observarse cerca del cráter lunar Aristarco puede ser un depósito de azufre.

8. COMO SE OBTIENE

8.1. OBTENCIÓN DEL AZUFRE DE LOS YACIMIENTOS DE AZUFRE ELEMENTAL Los yacimientos europeos más importantes de azufre se encuentran en la isla de Sicilia. Estos yacimientos se explotan desde hace muchos siglos, en una gran

cantidad de pequeñas minas siguiendo sistemas muy anticuados y con rendimientos relativamente bajos.

El azufre se encuentra en los llamados saltdome (domos salinos), fajas de terrenos de unos 120 km de ancho, repartidas a lo largo de la costa del Golfo de México. El terreno, hasta bastante profundidad, está constituido por arenas sueltas y capas de arcilla, situados encima de otras más profundas de sal gema. En la parte superior de estos domos salinos hay cantidades difíciles de evaluar de anhidrita, dolomita y caliza, en las que se hallan incrustadas gruesas capas de azufre.

Debido a la arena ligera y movediza que se encuentra en la superficie, se supuso que en esos terrenos sería imposible abrir pozos, pero el método Frasch resolvió esta dificultad. Con este sistema (Figura. 1.4) se comienza por perforar primeramente el estrato que conduce al azufre.

Figura 1. Extracción del azufre método de Frasch

Este, en general, se encuentra a una profundidad que varía entre 250 y 450 m. En el agujero de la perforación se introduce un sistema formado por tres tubos concéntricos. A través de la envolvente tubular exterior se inyecta agua caliente a 160 °C a una presión de 10 a 18 atmósferas. En contacto con el agua, el azufre funde y se va almacenando en el fondo de la perforación, pasa a través de los agujeros que posee el tubo en su exterior, que actúan como un cedazo, y penetra en el tubo intermedio. Por el tubo central se inyecta aire comprimido que obliga al azufre a ascender a la superficie de la tierra.

8.2. DEPOSITOS DE AZUFRE EN LA NATURALEZA:

Los depósitos de azufre más abundantes se encuentran en sedimentos y rocas en forma de minerales sulfatados (principalmente el yeso, CaSO4) y minerales sulfurados (mayormente la pirita de hierro, FeS2). Sin embargo, es propio señalar que la fuente primaria de azufre para la biosfera se encuentra en los océanos en forma de sulfato inorgánico. A continuación, se describe el origen de los principales depósitos de azufre en nuestro planeta:

8.2.1. SULFATO (SO4): Es mucho más abundante en agua de mar que en agua dulce, los lagos ácidos y los lagos con una alta tasa de mineralización, en cuencas cerradas, pueden contener altas concentraciones de sulfato.

Parte del sulfato en agua dulce se origina de la mineralización de rocas en la cuenca de los lagos. Pero la mayoría del sulfato se deriva del agua de lluvia. El sulfato presente en el agua de lluvia se deriva probablemente del azufre presente en el aire en forma de dióxido de azufre (SO2).

8.2.2. SULFURO DE HIDROGENO (H2S): El H2S también es generado a través de procesos de putrefacción y desulfurilación de compuestos organosulfurados. Las emanaciones volcánicas y los depósitos de gas natural representan fuentes menores del H2S.

En plantas que se desarrollan en suelos anegados (pantanos, ciénagas, humedales) (ej arroz), el H2S que se produce por descomposición de organosulfurados o por la actividad de bacterias reductora de sulfato puede ser letal para el desarrollo de estas plantas.

8.2.3. MINERALES SULFURADOS: Los minerales sulfurados representan un depósito abundante de azufre en la naturaleza. Se encuentran en todos los tipos de rocas y tienden a acumularse en vetas, con la excepción de los depósitos que se encuentran en ciertas rocas sedimentarias, Los sulfuros metálicos resultan ser el grupo más común entre los minerales sulfurados, particularmente los sulfuros de hierro, níquel y cobre.

La extracción y refinamiento de estos minerales y metales se lleva a cabo en fundiciones que emiten cientos de toneladas de SO2 diariamente.

8.2.4. AZUFRE ORGÁNICO: El azufre orgánico lo encontramos en la biomasa de organismos vivos y muertos y en los combustibles fósiles.

9. NO METAL Como no metal, se caracteriza por no tener brillo o lustre, no refleja la luz y en su estado natural se presenta en color amarillo limón; su consistencia es sólida pero blanda y quebradiza; es mal conductor del calor y aislante de la electricidad; su punto de fusión es relativamente bajo. Tiene cuatro isótopos naturales: 32-S (95,02%), 33S (0,75%), (4,21%) y (0,02%); veinte inestables con un periodo de semi desintegración que oscila entre 21 milisegundos y 87,32 días.

10. FORMAS ESTRUCTURALES

11. PROPIEDADES ATÓMICAS

La masa atómica de un elemento está determinada por la masa total de neutrones y protones que se puede encontrar en un solo átomo perteneciente a este elemento. En cuanto a la posición donde encontrar el azufre dentro de la tabla periódica de los elementos, el azufre se encuentra en el grupo 16 y periodo 3. El azufre tiene una masa atómica de 32,065 u.

La configuración electrónica del azufre es [Ne] 3s2 3p4. La configuración electrónica de los elementos, determina la forma el la cual los electrones están estructurados en los átomos de un elemento. El radio medio del azufre es de 100 pm, su radio atómico o radio de Bohr es de 88 pm, su radio covalente es de 102 pm y su radio de Van der Waals es de 180 pm. El azufre tiene un total de 16 electrones cuya distribución es la siguiente: En la primera capa tiene 2 electrones, en la segunda tiene 8 electrones y en su tercera capa tiene 6 electrones.

11.1. ESTADOS DEL AZUFRE

Tabla 2: Estados de oxidación y Compuestos Estado de oxidación del

Ejemplo/Familia de compuestos

azufre Ácido sulfhídrico (H2S) ión sulfuro de hidrógeno (HS-), ión sulfuro -2

(S2-) Disulfano(H2S2), disulfuro(S2-2), polisulfuros (-S-Sn-S-

-1

), tiosulfato (S2O3-2) Azufre elemental (Sn), polisulfanos orgánicos (R-Sn-R), politionatos

0

(-O3S-Sn-SO3-)

+1

Diclorurodisulfano (Cl-S-S-Cl)

+2

Dicloruro de azufre(SCl2), sulfoxilato (SO2-2)

+3

Ditionito (S2O4-2)

+4

Dióxido de azufre (SO2), sulfito (SO3-2), bisulfito (HSO3-)

+5

Ditionato (S2O6-2), sulfonato (RSO3-)

+6

Trióxido de azufre (SO3), sulfato (SO4-2), peroxosulfato (SO5-2)

12. USOS El azufre, es un sólido cristalino amarillo brillante, que es esencial para la vida. Si alguna vez te has preguntado para qué sirve el azufre, a continuación tienes una lista de sus posibles usos: 

La mayoría de azufre se convierte en ácido sulfúrico. El ácido sulfúrico es extremadamente importante para muchas industrias de todo el mundo. Se utiliza en la fabricación de fertilizantes, refinerías de petróleo, tratamiento de aguas residuales, baterías de plomo para automóviles, extracción de mineral, eliminación de óxido de hierro, fabricación de nylon y producción de ácido clorhídrico.

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El azufre puede ser utilizado como un pesticida y fungicida. Muchos agricultores que cultivan alimentos orgánicos usan azufre como un pesticida natural y fungicida.

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El sulfato de magnesio, que contiene azufre, se utiliza como laxante, en sales de baño y como un suplemento de magnesio para las plantas.



El azufre es importante para la vida. Por lo tanto, se añade a los fertilizantes (en forma soluble) para que las plantas tengan más azufre disponible en el suelo.

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El disulfuro de carbono, un compuesto de azufre, se puede utilizar para hacer celofán y rayón (un material utilizado en la ropa).



El azufre se utiliza para vulcanizar caucho. La vulcanización de goma hace más difícil. Se asegura que el caucho mantiene su forma. El caucho vulcanizado se utiliza para fabricar neumáticos del coche, suelas de zapatos, mangueras y discos de hockey sobre hielo.

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Otros compuestos de azufre (sulfitos) se utilizan para blanquear el papel y preservar la fruta.

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El azufre es también un componente de la pólvora.

13. PROPIEDADES NUTRICIONALES

l azufre en el interior de las células tiene características de poca movilidad. Cumple fisiológicamente algunas funciones importantes, además de constituir distintas sustancias vitales. Estas son: 

Forma parte constituyente de las proteínas (cistina, cisteína, metionina).

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Forma parte de las vitaminas (biotina).

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Es constituyente de las distintas enzimas con el sulfidrilo (SHˉ) como grupo activo, que actúan en el ciclo de los hidratos de carbono y en los lípidos (en la oxidación de los ácidos grasos, como la coenzima A, CoA).

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Interviene en los mecanismos de óxido-reducción de las células (con el glutation).

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Interviene en la estructura terciaria de las proteínas; las proteínas se ordenan en grandes cadenas moleculares, el azufre ayuda a la constitución de estas macromoléculas además de formar parte de los aminoácidos (compuestos moleculares imprescindibles para la formación de los péptidos, que se unen a su vez para la formación de las proteínas).

Algunas especies, como las crucíferas, y entre ellas las liliáceas, adsorben una gran cantidad de sulfatos, produciendo en su contenido celular gran cantidad de sulfuro de alilo que ocasiona el olor característico de algunos vegetales, como la cebolla.

El contenido de azufre en las oleaginosas, y especialmente de aquellos frutos con alto contenido de aceite como la mostaza, es notablemente elevado. El azufre actúa sobre el contenido de azúcar de los frutos, a pesar de que el contenido de almidón también puede estimarse; sin embargo, no puede hablarse de una elevación del contenido del almidón por la fertilización el azufre.

El azufre es un componente insustituible de algunas grasas (mostaza y ajo), y también forma parte de las vitaminas (tiamina y biotina). Este elemento contribuye, en la formación de la clorofila, a un desarrollo más acelerado del sistema radicular y de las bacterias nodulares, que asimilan el nitrógeno atmosférico, que viven en simbiosis con las leguminosas. Parte del azufre se encuentra en las plantas en forma oxidada de compuestos inorgánicos. Las gramíneas y la patata requieren entre 10-15 Kg/Ha. Las coles 40-70 Kg/Ha.

13.1. Deficiencias del Azufre 13.1.1. Deficiencias del Azufre en el Suelo La deficiencia de azufre se observa en suelos pobres en materia orgánica, suelos arenosos y franco arenosos.

Una deficiencia de azufre en el suelo puede ocasionar una disminución de la fijación de nitrógeno atmosférico que realizan las bacterias, trayendo consecuentemente una disminución de los nitratos en el contenido de aquél.

13.1.2. Deficiencias del Azufre en la Planta Cuando el azufre se encuentra en escasa concentración en las plantas, se alteran los procesos metabólicos y la síntesis de proteínas. La insuficiencia del azufre influye en le desarrollo de las plantas.

13.1.3. Síntomas de Deficiencia de Azufre Los síntomas de deficiencia de azufre son debidos a los trastornos fisiológicos, manifestándose en los siguientes puntos: 

Crecimiento lento.

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Debilidad estructural de la planta, tallos cortos y pobres.

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Clorosis en hojas jóvenes, un amarillamiento principalmente en 1foliares e inclusive aparición de manchas oscuras.

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Desarrollo prematuro de las yemas laterales.

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Formación de los frutos incompleta.

14. EL AZUFRE EN LA NATURALEZA

14.1. EL AZUFRE EN LOS MINERALES

Los depósitos de azufre más abundantes se encuentran en sedimentos y rocas en forma de minerales sulfatados (principalmente el yeso, CaSO4) y minerales sulfurados (mayormente la pirita de hierro, FeS2). Sin embargo, es propio señalar que la fuente primaria de azufre para la biosfera se encuentra en los océanos en forma de sulfato inorgánico. A continuación, se describe el origen de los principales depósitos de azufre en nuestro planeta:

14.1.1. Azufre nativo El elemento azufre (S) se encuentra en la naturaleza en estado nativo en forma de cristales rómbicos bipiramidales, en masas o en impregnaciones, de colores amarillos, pardos o blancos. Este azufre puede proceder de inhalaciones volcánicas o de aguas termales, de gases sulfhídricos o sulfurosos, y también de la transformación de los sulfatos cálcicos, yesos o anhidritas, en azufre y calcita, por la reacción con materia orgánica, que puede ser el petróleo; como así sucede en algunos yacimientos

petrolíferos de Jáltipan (Méjico), Texas y Luisiana (USA), y aunque sean con sólo indicios de petróleo se encuentra en Conil y Arcos de la Frontera (Cádiz), Hellín y Lorca (Murcia) y Libros (Teruel).

14.1.2. Sulfuros Los minerales sulfurados representan un depósito abundante de azufre en la naturaleza. Se encuentran en todos los tipos de rocas y tienden a acumularse en vetas, con la excepción de los depósitos que se encuentran en ciertas rocas sedimentarias, Los sulfuros metálicos resultan ser el grupo más común entre los minerales sulfurados, particularmente los sulfuros de hierro, níquel y cobre.

En la clase de los minerales de azufre, que comprende los sulfuros, existe una gran diversidad de metales asociados al mismo. Entre ellos destacan la Pirita y la Marcasita, la Blenda y la Wurtzita, la Galena, la Antimonita, la Argentita, el Cinabrio, la Molibdenita y la Calcopirita.

La Pirita y la Marcasita son bisulfuros de hierro (S = 53,45%) con la misma composición, pero la primera cristaliza en el sistema cúbico y la segunda en el rómbico. La Pirita puede aparecer en forma de cubos y de dodecaedros aislados o en maclas de las dos formas y de color brillante amarillo latón. Una característica, por la que le viene su nombre, es que da chispas al golpearla con el eslabón. La Marcasita se presenta en agrupaciones en forma de «cresta de gallo», o en estructura fibroso radiada aplastada.

La Pirita es un mineral que se encuentra en todos los tipos de rocas ígneas y metamórficas, tanto en filones, como masiva y en cristales sueltos, siendo muy típica en forma de cubos la de Ambasaguas y Navajún (La Rioja), también se encuentra en forma de pequeños en algunos de los estratos pizarrosos. En forma masiva se presenta en el yacimiento de

origen vulcano-sedimentario de Río Tinto y otros de Huelva y Sevilla. La Marcasita de Illinois tiene la forma singular de una placa radiada circular. En general la pirita se presenta asociada a otros sulfuros formando concreciones como en Reocín (Cantabria), Vall de Arán (Lleida), Linares (Jaén). Su utilización industrial es fundamentalmente para la fabricación del ácido sulfúrico, básico en gran parte dela industria química.

14.1.3. Sulfatos En los sulfatos el azufre está unido al oxígeno, formando sales del ácido sulfúrico, en los cuales los cationes son generalmente metales alcalinos o alcalinotérreos, aunque también los hay con los metales hierro, cobre, aluminio, zinc y plomo. Estos se clasifican en cuatro especies, según sean anhidros o hidratados, y también en los que contienen otros aniones o no.

La Anhidrita es un sulfato cálcico, que contiene un 58,8% de SO3, cristaliza en el sistema rómbico, siendo generalmente de color blanco o incoloro, y a veces de diversos colores, gris, rojo, azulada y violeta. Este mineral se encuentra entre las rocas sedimentarias, siendo su origen evaporítico, asociado a la sal gema o halita, y pudiendo transformarse en yeso por su hidratación, y también se puede producir el proceso inverso de deshidratación del yeso, existiendo muchos lugares donde aparece en forma granuda, como en Cardona (Barcelona), Cabezón de la Sal (Cantabria), Motril (Granada) y en Venturada (Madrid), Segorbe (Castellón), entre otros.

El Yeso, Espejuelo, Alabastro o Selenita es también un sulfato cálcico, pero con dos moléculas de agua, cristalizando en el sistema monoclínico, contiendo un 46,51% de SO3. El Yeso aparece de muchas variadas formas, todas ellas muy características y bellas, desde grandes cristales prismáticos alargados, a veces en maclas de forma de punta de flechas o de lanza, en agujas muy finas y en cristales laminares sacaroideos muy

pequeños agrupados en formas esféricas (rosas del desierto), siendo cuando son puros siempre de color blanco o transparentes. Este mineral es también de origen evaporítico y a veces aparece formando extensos y potentes estratos, explotables en grandes canteras para su uso en la construcción después de cocerlo a 120º C, deshidratándolo en parte y fraguándolo mezclándolo con agua, fabricando placas o para revestir paredes, también se usa en agricultura en los suelos pobres en calcio, en medicina para endurecer los vendajes y en escultura. Los yacimientos explotables están muy repartidos por la geografía española en la que se encuentran terrenos de rocas salinas evaporíticas, principalmente de edad triásica, eocénica y miocénica, como es en Igualada y Calaf (Barcelona), Torá (Lleida), San Juan de las Abadesas (Girona), Calatayud (Zaragoza), Jadraque (Guadalajara), Colmenar de Oreja, Villalbilla, Ciempozuelos y Valdemoro (Madrid), San Fernando (Cádiz) y Cortes de Baza (Granada), entre otros. 14.1.4. SULFURO DE HIDROGENO (H2S): El H2S también es generado a través de procesos de putrefacción y desulfurilación de compuestos organosulfurados. Las emanaciones volcánicas y los depósitos de gas natural representan fuentes menores del H2S.

14.2. EL AZUFRE EN LAS AGUAS En el proceso de meteorización química los minerales sulfurados se descomponen fundamentalmente por medio de reacciones de hidrólisis, de carbonatación y de oxidación, interviniendo en esta última, bacterias que activan la reacción.

La oxidación se realiza en el ambiente superficial, y por lo tanto en contacto de los terrenos rocosos con el oxígeno del aire, y en la zona no saturada del subsuelo, por encima del nivel freático. Esta reacción afecta muy significativamente a los minerales de hierro sulfurado, como son la Pirita, la

Marcasita, junto con otros sulfuros de este elemento y otros metales como el cobre, plata, plomo, antimonio y níquel, o no-metálicos como el arsénico.

La reacción en la Pirita es:

2 Fe S2 + 7 O2 + 2 H2O <====> 2 Fe SO4 + H2 SO4

Estos nuevos compuestos se disocian en contacto con el agua y pueden ser transportados solubilizados, en forma de iones, mientras que el ambiente no sea oxidante y el pH se mantenga ácido, porque si no se producirían las siguientes reacciones:

2 Fe SO4 + O2 + 10 H2O <====> 4 Fe (OH)3 + 4 H2 SO4 4 Fe (OH)3 <====> 4 FeO.OH + 4 H2O Así se forma el Oxihidróxido férrico o Goethita, que precipita porque es insoluble en esas condiciones ambientales oxidantes.

El ácido sulfúrico producido en la primera reacción de oxidación puede descomponer después más pirita:

Fe S2 + H2 SO4 ==== Fe SO4 + H2S + S Por esta razón se puede observar la presencia de gas sulfhífrico y eflorescencias de azufre en los afloramientos de los yacimientos de sulfuros metálicos, denominados «gossan» o monteras de hierro, en los que se han producido esas reacciones, siempre por encima del nivel freático y también en las surgencias de las aguas sulfuradas. Además el ácido sulfúrico puede raccionar con minerales que contengan otros metales como sodio, magnesio, estrocio o calcio, descomponiéndolos y aportando así a las aguas esos nuevos cationes.

14.2.1. AGUAS SULFURADAS

El azufre es uno de los elementos fundamentales para la vida. Una carencia extrema de este elemento podría producir la muerte en plantas, animales e incluso en el hombre, pero el extremo contrario, es decir, demasiado azufre, podría resultar venenoso. El azufre, en función de su estado de oxidación, tiene como valencias principales –2, +2, +3, +4 y +6.

Las formas de azufre que aparecen en el agua, dependiendo del pH y la temperatura, son las de hidrógeno sulfurado (SH2), es decir, como molécula no disociada en forma reducida (valencia –2) y que confiere a estas aguas un característico olor a huevos podridos, como ion SH– de igual grado de oxidación que el anterior, como sulfatos (SO4 2–) con valencia +6 y como sulfitos (SO3 2–), con valencia +4.

Asimismo, se puede encontrar el azufre en el agua en forma de tiosulfatos (S2O32), con un estado de oxidación de +2. En las aguas mineromedicinales también puede encontrarse el azufre en forma coloidal, que es una forma amorfa del azufre S8 y que da un tono azulado a las aguas que lo contienen (Armijo y San Martín, 1994).

En relación con las propiedades y acciones terapéuticas de las aguas mineromedicinales tienen mayor interés los compuestos azufrados con grado de oxidación –2, es decir, el sulfuro de hidrógeno, sulfhidratos y sulfuros, tratándose entonces de aguas sulfuradas y también los de valencia +6 o sulfatos, denominándose en este caso aguas sulfatadas. Químicamente y en comparación con las aguas mineromedicinales sulfatadas, las aguas mineromedicinales sulfuradas contienen una cantidad mucho menor de azufre que las primeras, pero en la forma biológica mucho más activa de grado de oxidación –2 (Gutenbrunner e Hildebrant, 1994).

Cabe destacar que el cuerpo humano contiene aproximadamente un 0,21% de azufre, ligado fundamentalmente a las proteínas orgánicas. Los péptidos y proteínas que contienen azufre se encuentran como sistemas redox (por ejemplo, el glutatión), en hormonas (como por ejemplo, la insulina) y conforman como queratina el armazón proteico de la piel, pelo y uñas. El azufre proteico se encuentra invariablemente en los grupos atómicos de la cistina, cisteína y metionina. Aproximadamente un tercio del azufre total (alrededor de 50 g) aparece en forma de sulfato en la condrointina y hialuronidasa, unido al tejido conectivo de la piel, pared arterial, cartílago líquido sinovial (Gutenbrunner e Hildebrant, 1994).

El azufre ha sido utilizado, desde tiempos remotos, como remedio terapéutico en diversos campos de la medicina. Una de estas aplicaciones es la balneoterapia con aguas sulfuradas.

14.2.2. Efectos fármaco-dinámicos de las aguas sulfuradas

En este sentido cabe destacar que en las aplicaciones periódicas de los baños de azufre en una cura balnearia se producen sobre todo efectos normalizadores. Así, tras la balneoterapia sulfurada, se puede observar en los pacientes con eczema crónico, reumatismo articular crónico y diversas enfermedades circulatorias crónicas, una normalización de la función capilar.

La mejora de la circulación cutánea y sobre todo de la circulación de las extremidades se aprecia en los trastornos circulatorios, en enfermedades de los vasos y heridas, así como después de amputaciones.

Los efectos terapéuticos del tratamiento con aguas mineromedicinales sulfuradas en la poliartritis crónica se deben a la influencia de éstas en la regulación de metabolismo mesenquimal y conducen a efectos

normalizadores. Los condroitín sulfatos son los elementos fundamentales del cartílago articular y del tejido conectivo y se renuevan en un tiempo medio de alrededor de dos semanas. La incorporación del azufre en la condroitina se lleva a cabo mediante un ácido azufrado activo. El gradiente de esta incorporación se incrementa en los casos de reparación tisular y en las inflamaciones locales.

15. CICLO DEL AZUFRE Descrito de forma simple, el ciclo del azufre comienza en la litosfera: la corteza superficial del planeta Tierra. Los sulfatos son sales o ésteres que están presentes en el suelo. Los sulfatos también están disueltos en las aguas. La intemperización extrae sulfatos de las rocas, los que recirculan en los ecosistemas. En los lodos reducidos, el azufre recircula gracias a las bacterias reductoras del azufre que reducen sulfatos y otros compuestos similares, y a las bacterias desnitrificantes, que oxidan sulfuros. -

Las plantas absorben los sulfatos del suelo a través de sus raíces y los incorporan a su sustancia vegetal. Ellas reducen los sulfatos a sulfuros.

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Una vez en la estructura vegetal, el azufre puede pasar a través de los seres vivos en las cadenas alimentarias de la naturaleza.

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Los animales herbívoros se alimentan de las plantas e incorporan el azufre en su cuerpo.

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Los carnívoros se alimentan de los herbívoros, así que la carne de estos, que ya contiene azufre, pasa a su propio cuerpo para contribuir a su funcionamiento.

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Cuando los animales mueren, los cuerpos echados en el suelo son aprovechados por organismos descomponedores, tales como bacterias y hongos. Estos desintegran los cadáveres y la materia queda reducida a partículas orgánicas. Como el azufre está presente en algunos aminoácidos del cuerpo, las bacterias del suelo lo convierten en sulfuro de hidrógeno que se oxida para producir sulfato; así, los sulfatos vuelven al suelo y el ciclo se completa para volver a empezar. Lo

mismo ocurre con las heces de los animales, pues también son descompuestas. Parte del azufre elemental puede incorporarse a las rocas. POR OTRO LADO… El H2S que regresa a la atmósfera, se oxida espontáneamente, y es transportado por la lluvia. Los sulfuros presentes en combustibles fósiles y rocas sedimentarias son oxidados y finalmente empleados como combustible por el hombre, debido a movimientos de la corteza terrestre, y a la intemperización, respectivamente.

La mineralización del azufre ocurre en las capas superiores del suelo. El sulfato liberado del humus es fijado en pequeña escala por el coloide del suelo y la fuerza de absorción con la cual son fijados los aniones

El sulfato es ligado mucho más débilmente que el fosfato, de las cual pequeñas cantidades son suficientes para reemplazar el SO4 a través de las raíces. El sulfato es la forma soluble del tratamiento del azufre en la planta donde es reducido para integrar compuestos orgánicos. La reabsorción del SO4, depende del catión acompañante y crece en el sentido siguiente.

Ca < Mg. < Na < NH < K

En cantidades limitadas, el azufre puede absorberse; este proceso puede ser inhibido por el cloro, por las partes epigeas de la planta.

Figura 2. Ciclo del azufre Entre el azufre orgánico y el mineral, no existe una concreta relación en la planta; la concentración de S-mineral, depende en forma predominante de la concentración del azufre in situ, por la cual pueden darse notables variaciones. En cambio, el azufre de las proteínas depende del nitrógeno: su concentración es aproximadamente 15 veces menos que el nitrógeno. El azufre es absorbido por las plantas en su forma sulfatado, SO4, es decir en forma aniónica perteneciente a las distintas sales: sulfatos de calcio, sodio, potasio, etc. (SO4 Ca, SO4 Na2)

El azufre no solo se incorpora a la planta a través del sistema radicular, sino también por las hojas en forma de gas de SO2, que se encuentra en la atmósfera, a donde se

concentra debido a los procesos naturales de descomposición de la materia orgánica, combustión de carburantes y fundición de metales.

Figura 3. Ciclo del azufre

16. PRODUCCIÓN MUNDIAL

17. EFECTO NEGATIVOS SOBRE LA SALUD

18. TOXICIDAD

El azufre ingerido en una cura hidropínica en forma de sulfuro se absorbe en el intestino como SH2. La mucosa intestinal puede reducir el azufre elemental a SH2.

El azufre absorbido se encuentra en la sangre en su mayor parte como sulfato anorgánico libre. Éste se reparte de manera rápida y uniformemente por todo el espacio extracelular. El azufre con valencia 2 se oxida rápidamente en el organismo a azufre con valencia 6. El contenido de azufre en la sangre llega a un punto máximo, que va decreciendo durante las 6-12 horas posteriores a la administración del agua mineromedicinal sulfurada, en el cual además de sulfato libre se puede encontrar azufre en forma de sulfuro en una concentración relativamente pequeña. La disminución consecutiva del contenido de azufre sanguíneo se produce en su mayor parte al finalizar la absorción intestinal a través de una eliminación rápida. Esta eliminación se verifica principalmente por la orina, en el 85% como sulfato libre. La concentración en orina de los esteres de sulfato y azufre neutro es muy pequeña. La eliminación del azufre por las heces constituye solamente el 10% del total. Alrededor de un 50% se eliminan al transcurrir cuatro horas de la administración de azufre por vía oral, en el primer día el 70-75% y después de tres días, el 80-85%.

El aporte intracelular de azufre comienza ya a los 20 minutos de su administración en bebida. Una pequeña parte del azufre retenido se emplea en la síntesis de aminoácidos que contienen azufre, la mayor parte está destinada a la síntesis de mucopolisacáridos. Mediante la aplicación de azufre radiactivo se ha visto que éste se encuentra fundamentalmente en el cartílago y tejidos óseos, en la sustancia fundamental de las arterias, en la córnea y esclerótica oculares, en los tejidos braditróficos del corazón, en la piel y en los folículos pilosos, así como en la mucosa del tracto intestinal. En el cartílago se alcanza la concentración máxima a las 24 horas, en el período siguiente disminuye muy lentamente (Gutenbrunner e Hildebrandt, 1994).

No es venenoso en pequeñas concentraciones, aunque es irritante de las mucosas puede ser metabolizado, pero en altas concentraciones puede producir paro respiratorio. El dióxido de azufre SO2, es un gas contaminante atmosférico, produce

lluvia ácida al transformarse en óxido de azufre SO3. El disulfuro de carbono CS2 es altamente inflamable, su ingestión en pequeñas cantidades puede producir parálisis.

19. CONCLUCIONES En la dieta diaria tanto de una persona como de un animal debe estar presente el azufre. Que, si un alimento tiene proteínas, este también posee azufre.

Por más que se consuma este elemento en exceso no trae daños, puesto que su exceso se expulsa a través de la orina.

Este elemento está presente tanto en procesos orgánicos e inorgánicos. A pesar que tiene muchas características beneficiosas, este también tiene efectos perjudiciales como cuando se combina con elementos que no se encuentran de manera natural.

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