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Soufre – Propriétés – Prix – Applications – Production

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À propos du Soufre

Le soufre est abondant, multivalent et non métallique. Dans des conditions normales, les atomes de soufre forment des molécules octatomiques cycliques de formule chimique S8. Le soufre élémentaire est un solide cristallin jaune vif à température ambiante. Chimiquement, le soufre réagit avec tous les éléments à l’exception de l’or, du platine, de l’iridium, du tellure et des gaz nobles.

Résumé

Élément Soufre
Numéro atomique 16
Catégorie d’élément Pas de métal
Phase à STP Solide
Densité 1,96 g/cm3
Résistance à la traction ultime N / A
Limite d’élasticité N / A
Module de Young N / A
Échelle de Mohs 2
Dureté Brinell N / A
Dureté Vickers N / A
Point de fusion 112,8°C
Point d’ébullition 444,7°C
Conductivité thermique 0,269 W/mK
Coefficient de dilatation thermique N / A
Chaleur spécifique 0,71 J/g·K
Température de fusion 1,7175 kJ/mol
Chaleur de vaporisation 45 kJ/mol
Résistivité électrique [nanoohmmètre] 2E24
Susceptibilité magnétique −15,5e-6cm^3/mol


Applications du Soufre

La plus grande utilisation commerciale de l’élément est la production d’acide sulfurique pour les engrais sulfatés et phosphatés et d’autres procédés chimiques. Le soufre est de plus en plus utilisé comme composant des engrais. La forme la plus importante de soufre pour les engrais est le sulfate de calcium minéral. L’élément soufre est utilisé dans les allumettes, les insecticides et les fongicides. De nombreux composés soufrés sont odoriférants et les odeurs de gaz naturel odorisé, d’odeur de mouffette, de pamplemousse et d’ail sont dues aux composés organosoufrés.


 
 

Applications de soufre

Production et prix du Soufre

Les prix des matières premières changent quotidiennement. Ils dépendent principalement de l’offre, de la demande et des prix de l’énergie. En 2019, les prix du Soufre pur se situaient autour de 240 $/kg.

La production de soufre s’effectue de trois manières fondamentales. Il peut être exploité grâce à l’utilisation de puits forés dans des gisements de soufre et travaillés avec la méthode «Frasch». Il peut être extrait du flux de pétrole ou de gaz dans une usine de traitement. Et il peut être gratté de la surface de la terre ou creusé dans des fosses à ciel ouvert. Le soufre « brut » est produit à partir du procédé Frasch ou récupéré à partir de gaz naturel ou de pétrole « acide ». Bien que qualifié de « brut », ce soufre possède une pureté minimale de 99,5 % et convient à la majorité des usages. Les impuretés sont principalement constituées de matières organiques piégées. Aujourd’hui, presque tout le soufre élémentaire est produit en tant que sous-produit de l’élimination des contaminants contenant du soufre du gaz naturel et du pétrole.

Tableau périodique du soufre

Source : www.luciteria.com

Propriétés mécaniques du Soufre

Soufre-propriétés-mécaniques-résistance-dureté-structure cristalline

Force du Soufre

En mécanique des matériaux, la résistance d’un matériau est sa capacité à supporter une charge appliquée sans rupture ni déformation plastique. La résistance des matériaux considère essentiellement la relation entre les charges externes appliquées à un matériau et la déformation ou la modification des dimensions du matériau qui en résulte. Lors de la conception de structures et de machines, il est important de tenir compte de ces facteurs, afin que le matériau sélectionné ait une résistance suffisante pour résister aux charges ou forces appliquées et conserver sa forme d’origine. La résistance d’un matériau est sa capacité à supporter cette charge appliquée sans défaillance ni déformation plastique.

Pour la contrainte de traction, la capacité d’un matériau ou d’une structure à supporter des charges tendant à s’allonger est appelée résistance ultime à la traction (UTS). La limite d’élasticité ou la limite d’élasticité est la propriété du matériau définie comme la contrainte à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement, tandis que la limite d’élasticité est le point où la déformation non linéaire (élastique + plastique) commence.

Voir aussi: Résistance des matériaux

Résistance à la traction ultime du Soufre

La résistance à la traction ultime du soufre est N/A.

Limite d’élasticité du Soufre

La limite d’élasticité du soufre est N/A.

Module de Young du Soufre

Le module de Young du soufre est N/A.

Dureté du Soufre

En science des matériaux, la dureté est la capacité à résister à  l’indentation de surface (déformation plastique localisée) et  aux rayuresLe test de dureté Brinell est l’un des tests de dureté par indentation, qui a été développé pour les tests de dureté. Dans les tests Brinell, un pénétrateur sphérique dur  est forcé sous une charge spécifique dans la surface du métal à tester.

La dureté Brinell du soufre est d’environ N/A.

La méthode d’essai de dureté Vickers a été développée par Robert L. Smith et George E. Sandland chez Vickers Ltd comme alternative à la méthode Brinell pour mesurer la dureté des matériaux. La méthode d’essai de dureté Vickers peut également être utilisée comme méthode d’essai de microdureté, qui est principalement utilisée pour les petites pièces, les sections minces ou les travaux en profondeur.

La dureté Vickers du soufre est d’environ N/A.

La dureté à la rayure est la mesure de la résistance d’un échantillon à la déformation plastique permanente due au frottement d’un objet pointu. L’échelle la plus courante pour ce test qualitatif est l’échelle de Mohs, qui est utilisée en minéralogie. L’ échelle de Mohs de dureté minérale est basée sur la capacité d’un échantillon naturel de minéral à rayer visiblement un autre minéral.

Le soufre a une dureté d’environ 2.

Voir aussi: Dureté des matériaux

Soufre – Structure cristalline

Une structure cristalline possible du soufre est la structure orthorombique.

structures cristallines - FCC, BCC, HCP

Dans les métaux et dans de nombreux autres solides, les atomes sont disposés en réseaux réguliers appelés cristaux. Un réseau cristallin est un motif répétitif de points mathématiques qui s’étend dans tout l’espace. Les forces de la liaison chimique provoquent cette répétition. C’est ce motif répété qui contrôle les propriétés telles que la résistance, la ductilité, la densité, la conductivité (propriété de conduire ou de transmettre la chaleur, l’électricité, etc.) et la forme. Il existe 14 types généraux de ces modèles connus sous le nom de réseaux de Bravais.

Voir aussi: Structure cristalline des matériaux

Structure cristalline du Soufre
La structure cristalline du soufre est : orthorombique

Force des éléments

Élasticité des éléments

Dureté des éléments

Propriétés thermiques du Soufre

Soufre-point de fusion-conductivité-propriétés thermiques

Soufre – Point de fusion et point d’ébullition

Le point de fusion du soufre est de 112,8°C.

Le point d’ébullition du soufre est de 444,7°C.

Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard.

Soufre – Conductivité thermique

La conductivité thermique du soufre est de 0,269 W/(m·K).

Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la conductivité thermique, k (ou λ), mesurée en W/mK. C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par conduction. Notez que  la loi de Fourier s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gazeux), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.

Coefficient de dilatation thermique du Soufre

Le coefficient de dilatation thermique linéaire du soufre est  µm/(m·K)

La dilatation thermique est généralement la tendance de la matière à changer ses dimensions en réponse à un changement de température. Il est généralement exprimé sous la forme d’un changement fractionnaire de longueur ou de volume par unité de changement de température.

Soufre – Chaleur spécifique, chaleur latente de fusion, chaleur latente de vaporisation

La chaleur spécifique du soufre est de 0,71 J/g K.

La capacité calorifique est une propriété extensive de la matière, c’est-à-dire qu’elle est proportionnelle à la taille du système. La capacité thermique C a l’unité d’énergie par degré ou d’énergie par kelvin. Lors de l’expression du même phénomène en tant que propriété intensive, la  capacité thermique  est divisée par la quantité de substance, de masse ou de volume, ainsi la quantité est indépendante de la taille ou de l’étendue de l’échantillon.

La chaleur latente de fusion du soufre est de 1,7175 kJ/mol.

La chaleur latente de vaporisation du soufre est de 45 kJ/mol.

La chaleur latente est la quantité de chaleur ajoutée ou retirée d’une substance pour produire un changement de phase. Cette énergie décompose les forces attractives intermoléculaires, et doit également fournir l’énergie nécessaire pour dilater le gaz (le pΔV travail). Lorsque la chaleur latente est ajoutée, aucun changement de température ne se produit. L’enthalpie de vaporisation est fonction de la pression à laquelle cette transformation a lieu.

Point de fusion des éléments

Tableau périodique des éléments - point de fusion

Conductivité thermique des éléments

Tableau périodique des éléments - conductivité thermique

Dilatation thermique des éléments

Tableau périodique des éléments - dilatation thermique

Capacité calorifique des éléments

Tableau périodique des éléments - capacité calorifique

Chaleur de fusion des éléments

Tableau périodique des éléments - fusion par chaleur latente

Chaleur de vaporisation des éléments

Tableau périodique des éléments - vaporisation de la chaleur latente

Soufre – Résistivité électrique – Susceptibilité magnétique

Soufre-résistivité-électrique-susceptibilité-magnétique

La propriété électrique fait référence à la réponse d’un matériau à un champ électrique appliqué. L’une des principales caractéristiques des matériaux est leur capacité (ou leur incapacité) à conduire le courant électrique. En effet, les matériaux sont classés selon cette propriété, c’est-à-dire qu’ils sont divisés en conducteurs, semi-conducteurs et non-conducteurs.

Voir aussi: Propriétés électriques

La propriété magnétique fait référence à la réponse d’un matériau à un champ magnétique appliqué. Les propriétés magnétiques macroscopiques d’un matériau sont une conséquence des interactions entre un champ magnétique extérieur et les moments dipolaires magnétiques des atomes qui le constituent. Différents  matériaux réagissent différemment à l’application du champ magnétique.

Voir aussi: Propriétés magnétiques

Résistivité électrique du Soufre

La résistivité électrique du soufre est de 2E24 nΩ⋅m.

La conductivité électrique et son inverse, la résistivité électrique, est une propriété fondamentale d’un matériau qui quantifie la façon dont le soufre conduit le flux de courant électrique. La conductivité électrique ou conductance spécifique est l’inverse de la résistivité électrique.

Susceptibilité magnétique du Soufre

La susceptibilité magnétique du soufre est de −15,5e-6 cm^3/mol.

En électromagnétisme, la susceptibilité magnétique est la mesure de l’aimantation d’une substance. La susceptibilité magnétique est un facteur de proportionnalité sans dimension qui indique le degré d’aimantation du soufre en réponse à un champ magnétique appliqué.

Résistivité électrique des éléments

Tableau périodique des éléments - résistivité électrique

Susceptibilité magnétique des éléments

Application et prix des autres éléments

Soufre - Comparaison des propriétés et des prix

Tableau périodique en résolution 8K

Autres propriétés du Soufre