Sciences · Éléments chimiques
Soufre
Le soufre (S, numéro atomique 16) est un non-métal jaune vif, connu depuis l’Antiquité, présent près des volcans. Il sert surtout à fabriquer l’acide sulfurique, le produit chimique le plus produit au monde.
Mis à jour le 4 min de lecture
Le soufre est l’un des rares éléments que l’on trouve à l’état pur dans la nature, en cristaux jaunes autour des cheminées volcaniques. Il évoque l’odeur d’œuf pourri, qui est en réalité celle du sulfure d’hydrogène, et le « feu et le soufre » des textes anciens. C’est aujourd’hui un pilier discret de l’industrie chimique.
Fiche d’identité
| Caractéristique | Valeur |
|---|---|
| Symbole | S |
| Numéro atomique | 16 |
| Masse atomique | 32,06 u |
| Famille | Non-métal, chalcogène (groupe 16, période 3) |
| État à 20 °C | Solide |
| Fusion | 115,2 °C (soufre orthorhombique) |
| Ébullition | 444,6 °C |
| Découverte | connu depuis l’Antiquité ; reconnu comme élément par Lavoisier en 1777 |
| Abondance | environ 0,04 % de la croûte terrestre |
Propriétés
Le soufre pur est un solide jaune, cassant, inodore, mauvais conducteur de la chaleur et de l’électricité. Il est insoluble dans l’eau. Sa forme la plus stable est faite de molécules en couronne de huit atomes (S₈).
En fondant, il donne un liquide jaune et fluide qui, chauffé au-delà de 160 °C environ, devient brun et très visqueux : les anneaux s’ouvrent et forment de longues chaînes. Versé dans l’eau froide, il donne un « soufre mou » élastique.
Il brûle avec une flamme bleue en produisant du dioxyde de soufre (SO₂), gaz piquant et suffocant. Il se combine à de nombreux métaux pour former des sulfures, comme la pyrite (sulfure de fer) ou la galène (sulfure de plomb).
Isotopes
| Isotope | Part naturelle |
|---|---|
| Soufre 32 | environ 95 % |
| Soufre 34 | environ 4,2 % |
| Soufre 33 | environ 0,75 % |
| Soufre 36 | environ 0,01 % |
Les variations du rapport soufre 34 / soufre 32 permettent aux géologues de retracer l’activité bactérienne passée et l’oxygénation ancienne de l’atmosphère.
Où le trouve-t-on ?
- Soufre natif autour des volcans et des fumerolles, et dans des dômes de sel (golfe du Mexique).
- Sulfures métalliques : pyrite, galène, blende, chalcopyrite.
- Sulfates : gypse, barytine.
- Pétrole, gaz naturel et charbon, qui en contiennent naturellement.
Sur Io, satellite de Jupiter, les volcans recouvrent la surface de composés soufrés jaunes, orange et rouges (voir Jupiter).
Production
Aujourd’hui, l’essentiel du soufre est un sous-produit de la désulfuration du pétrole et du gaz naturel : on retire le sulfure d’hydrogène, que l’on convertit en soufre par le procédé Claus. Les grands pays producteurs de pétrole et de gaz (Chine, États-Unis, Russie, Arabie saoudite, Émirats) sont donc les premiers producteurs. Au XXᵉ siècle, on extrayait le soufre natif profond en le faisant fondre à la vapeur (procédé Frasch). En France, le gisement de gaz de Lacq en a produit pendant des décennies.
Usages
- Acide sulfurique (H₂SO₄) : environ 90 % du soufre. Il sert à fabriquer les engrais phosphatés, à lixivier les minerais de cuivre et d’uranium, à raffiner le pétrole, dans les batteries au plomb (voir acides et bases).
- Vulcanisation du caoutchouc, découverte par Charles Goodyear en 1839 : le soufre relie les chaînes de polymère et rend le caoutchouc élastique et résistant.
- Agriculture : fongicide contre l’oïdium de la vigne, autorisé en agriculture biologique.
- Œnologie : le SO₂ (sulfites) protège le vin de l’oxydation et des bactéries.
- Poudre noire : mélange de salpêtre, de charbon et de soufre.
- Allumettes, cosmétiques, conservateurs alimentaires.
Rôle biologique et toxicité
Le soufre est présent dans deux acides aminés, la cystéine et la méthionine. Les ponts disulfure entre cystéines stabilisent la forme des protéines : ils donnent sa résistance à la kératine des cheveux et des ongles, et c’est leur odeur qui se dégage quand un cheveu brûle. Le soufre entre aussi dans certaines vitamines (biotine, thiamine).
Le soufre élémentaire est peu toxique. Ses composés gazeux le sont davantage :
- le sulfure d’hydrogène (H₂S), à l’odeur d’œuf pourri, est mortel à forte concentration et paralyse l’odorat, ce qui le rend traître (fosses à lisier, algues vertes en décomposition) ;
- le dioxyde de soufre irrite les voies respiratoires et, transformé en acide dans l’atmosphère, est à l’origine des pluies acides. La réduction du soufre dans les carburants l’a fortement fait baisser en Europe.
Les grandes éruptions volcaniques injectent du SO₂ dans la stratosphère, où il forme des aérosols qui refroidissent temporairement le climat.
Histoire du nom
Le soufre est mentionné dans la Bible, chez Homère, qui l’utilise pour purifier une salle, et par les alchimistes, pour qui il représente le principe de la combustibilité. Le nom vient du latin sulfur (ou sulphur). Lavoisier établit en 1777 que c’est un corps simple et non un composé. L’ancien mot anglais brimstone, « pierre qui brûle », désignait aussi le soufre.
Questions fréquentes
Le soufre sent-il l’œuf pourri ?
Non, le soufre pur est presque inodore. L’odeur d’œuf pourri est celle du sulfure d’hydrogène, et celle des allumettes, du dioxyde de soufre.
Pourquoi met-on du soufre dans le vin ?
Les sulfites protègent le vin de l’oxydation et des micro-organismes indésirables. Leur présence doit être indiquée sur l’étiquette, car ils peuvent provoquer des réactions chez les personnes sensibles.
D’où vient le soufre des volcans ?
Le magma contient des gaz soufrés dissous, qui se libèrent en remontant. En se refroidissant au contact de l’air, une partie se dépose en cristaux de soufre natif.