Lưu Huỳnh


Thiên thạch
Lưu huỳnh có ở khắp mọi nơi và tồn tại trong tự nhiên dưới dạng S8. Nó có mặt trên một số thiên thạch và dường như có môt lượng lưu huỳnh trên Mặt trăng, gần miệng núi lửa Aristarchus. Bề mặt của Io, một trong những mặt trăng của sao Mộc, được bao phủ bởi lưu huỳnh phun ra từ những núi lửa đang hoạt động.
Trên Trái đất tồn tại một lượng lớn lưu huỳnh mà một phần có nguồn gốc sinh học. Vi khuẩn Pyrobaculum islandicum sống trong các suối nước nóng đã sản sinh ra một lượng đáng kể lưu huỳnh tự nhiên trong suốt kỉ Permi và kỉ Jurra.


Cần thiết cho cuộc sống
Lưu huỳnh là một trong các nguyên tố tạo nên amino axit Methionin và là thành phần quan trọng của các tế bào sống. Nhiều loại thức ăn như trứng, ngũ cốc, cá, thịt,... cũng chứa một lượng nhỏ lưu huỳnh. Một loại amino axit khác trong cơ thể con người là Cystein cũng chứa nguyên tố lưu huỳnh, tạo nên keratin-chất sừng trong tóc và móng tay con người. Cơ thể con người có khả năng tự tổng hợp chất này.



Mùi
Các hợp chất của lưu huỳnh rất đa dạng về mùi và vị. Mùi của hành tây do propanethial S-oxide gây ra trong khi mùi của tỏi là mùi của diallyl disulfide. Hoa titan arum (Amorphophallus titanium) khiến con người khó chiu với mùi hương như xác thối của nó (mùi của dimethyl disulfide và dimethyl trisulfide).
Cơ thể hay hơi thở của con người cũng có mùi khó chịu vì chứa các hợp chất của lưu huỳnh như H2S, methanethiol và dimethyl sulfide, sinh ra do hoạt động của vi khuẩn.















Công nghiệp
Nguồn nguyên liệu chính cho công nghiệp - khí thiên nhiên, thường bị nhiễm H2S. H2S phải được loại bỏ hoàn toàn trước khi sử dụng khí thiên nhiênq. Tuy nhiên một hợp chất khác của lưu huỳnh là butanethiol lại được cho thêm vào khí đốt để phát hiện sự rò rỉ khí gas trong nhà.
H2S được tách khỏi khí thiên nhiên bằng cách lội qua một dung môi hòa tan nó, ví dụ như ethanolamine. Chúng được cho phản ứng với một lượng O2 được thêm vào để tạo thành H2O theo phản ứng:
                                    2H2S + O2 → 2H2O + 2S
Trong công nghiệp, lưu huỳnh được chuyển hóa thành SO2 – một sản phẩm phụ của quá trình đốt cháy muối sunfua. Phần lớn SO2 được sử dụng để sản xuất khí SO3 bằng cách đốt trong O2 ở nhiệt độ 420°C với xúc tác V2O5:
                                    2SO2 + O2  2SO3
Sau đó SO3 sẽ đươc dùng để sản xuất H2SO4 – loại hóa chất vô cơ được sản xuất sản xuất nhiều nhất trên thế giới. Hầu hết lượng H2SO4 sản xuất ra (60%) sẽ được dùng để điều chế H3PO4 – hóa chất có ứng dụng chính là làm phân lân.
Trong công nghiệp, người ta cũng sử dụng lưu huỳnh để sản xuất thuốc nhuộm và thuốc tẩy
Lịch sử
Người La Mã cổ đã đốt lưu huỳnh trong nhà để khử trùng và trong trong các nhà máy rượu vang để ngăn các men giả làm hỏng nước nho lên men. Các tàu chiến của đế quốc Đông La Mã đã sử dụng một chất lỏng bí mật, được gọi là ngọn lửa Hy Lạp, để bắn vào thuyền của quân địch. Người Trung Quốc từng bảo vệ cẩn thận công thức bí mật về một loại thuốc súng được chế tạo từ lưu huỳnh. Cuối cùng, khi loại thuốc súng này được đưa đến châu Âu, một nhà triết học Roger Bacon (1214-1292) đã tìm ra cách chế tạo từ than, lưu huỳnh và KNO3 theo tỉ lệ lần lượt là 30%, 30% và 40%. Ngày nay tỉ lê trong hỗn hợp là 15%, 10%  và 75%.


Hợp chất khí
Trong khí quyển có một vài hợp chất của lưu huỳnh tồn tại ở thể khí, phổ biến nhất là carbon oxygen sulfide (COS). Khí này tồn tại chủ yếu ở vùng đầm lầy và có tác dụng chống lại sự oxi hóa.
Một vài hợp chất khí khác của lưu huỳnh là H2S, CS2, (CH3)2S rất dễ bị oxi hóa và biến mất khỏi không khí. Khí SO2 thoát ra từ các núi lửa, từ các hoạt động của con người như đốt than và đốt dầu. Hàm lượng lưu huỳnh và than trong các nguyên liệu hóa thạch lên đến 5%. Điều này dẫn tới hậu quả là mỗi năm có hơn 300 triệu tấn SO2 được thải vào khí quyển từ nguồn này.


SO2 từ các nhà máy điện có thể được loại bỏ bằng cách phun nước sau đó trung hòa axit bằng vôi. Tuy nhiên phương pháp này khá tốn kém. Thay vào đó, người ta chuyển hóa than thành hỗn hợp khí gồm CO và H2, sau đó hỗn hợp được đốt để giải phóng năng lượng. Lưu huỳnh sẽ tự tách riêng ra.
Một hợp chất khác của lưu hình luôn luôn tồn tại trong khí quyển là hexafluoride, SF6. Chất này được sử dụng trong các máy cao áp như một khí cách điện vì nó không bị phân hủy khi tiếp xúc với tia lửa điện. Tuy nhiên SF6 lại là một khí gây ra hiệu ứng nhà kính.