Skript zum AC-Teil - Anorganische Chemie, AK Röhr, Freiburg

9.3. POLYMORPHIE VON SCHWEFEL 83
9.3 Polymorphie von Schwefel
Geräte
• Reagenzglas
• Reagenzglasklammer
• Becherglas mit Wasser
Chemikalien
• Schwefelpulver, S(s)
Durchführung
Ein Reagenzglas wird zu etwa einem Drittel
mit Schwefel gefüllt. Unter ständigem
Schütteln wird der Schwefel langsam erhitzt.
Die Farb- und Viskositätsveränderungen werden
beobachtet. Ist der Schwefel rotbraun und
dünnflüssig, wird er in ein mit kaltem Wasser
gefülltes Becherglas gegossen.
Theorie
Kristalliner Schwefel besitzt zwei Zustandsformen.
Der rhombische Schwefel (α-S, gelb,
S8-Ringe) geht bei 95,6 o C in den monoklinen
Schwefel (β-S, gelb, S8-Ringe) über.
Dieser Übergang ist während des Erhitzens
nicht zu erkennen, allerdings sublimiert Schwefel
ab 100 o C. Bei 119,6 o C schmilzt monokliner
Schwefel. Die leichtflüssige Schmelze besteht
ebenfalls noch aus S8-Ringen (λ-S, gelb).
Mit steigender Temperatur wird die Schmelze
allmählich dunkelbraun und zähflüssig. Dabei
treten zunächst niedermolekulare Schwefelringe
(π-S, n=6-26) auf. Am zähflüssigsten Punkt
liegen hauptsächlich Schwefelketten (µ-S, dunkelbraun,
Sx-Ketten mit x=10 3 −10 6 ) vor. Bei
weiterem Erhitzen wird die Schmelze wieder
dünnflüssig und rotbraun, da die Schwefelketten
brechen. Bei 444,6 o C ist der Siedepunkt
erreicht und der Schwefeldampf schlägt sich
am kühlen Reagenzglasrand nieder. Durch Abschrecken
des braunen dünnflüssigen Schwefels
wird die plastische Form erhalten, die sich
bei Raumtemperatur wieder in die kristalline
Form umwandelt.
Literatur
Handbuch der Experimentellen Chemie Sekundarbereich
II, Band 1, S.257, s. [10]