svovl

Svovl har været kendt i Egypten siden ca. 2000 f.v.t. og var kendt i Grækenland i oldtiden og i Romerriget. Det er omtalt i Bibelen, fx 1.Mos. 19,24. Homer lader Odysseus afbrænde svovl, således at den dannede gas (svovldioxid) kan desinficere rummene efter besøg af uønskede personer. Plinius d.æ. omtalte svovl mange gange i sit værk om naturen, Naturalis historia.

Alkymisterne benyttede ordet svovl i en abstrakt betydning. Det var et brændbart væsen, et princip, der fandtes i alt brændbart. Metaller, planter og dyr blev betegnet som svovlede, når de kunne brænde. Svovllever er en mørkebrun væske, der dannes, når svovl koges med alkalier. Den indeholder en blanding af polysulfider.

A.L. Lavoisier regnede i 1789 svovl for et grundstof, men der var mange, der tvivlede, blandt andet H. Davy. I 1809 førte J.L. Gay-Lussac og L.J. Thenard det afgørende bevis for, at svovl er et grundstof og ikke en oxygenforbindelse, og at hydrogensulfid er en syre, som ikke indeholder oxygen. Den organiske svovlkemi blev grundlagt af W.A. Lampadius, som i 1796 fremstillede carbondisulfid. Den danske kemiker W.C. Zeise videreudviklede fra 1833 forskningsområdet ved fremstilling af en række carbonforbindelser, hvori oxygen var erstattet med svovl.

Svovl findes i naturen i både organisk og uorganisk sammenhæng, og det udgør 340 gram pr. ton af jordskorpen. Ultrabasiske bjergarter indeholder 50 gram pr. ton, basalt 500 gram pr. ton, andesit og granit 200 gram pr. ton og lerbjergarter 2000 gram pr. ton, mens pegmatitter og hydrotermale årer kan have meget højere indhold.

Ca. halvdelen af alt svovl i den øverste del af jordskorpen findes i havvand, der gennemsnitlig indeholder ca. 885 gram pr. ton, og i saltaflejringer, såkaldte evaporitter. Svovl findes som frit grundstof i blandt andet vulkanske bjergarter og evaporitter og indgår i et stort antal mineralgrupper som sulfider, sulfosalte og sulfater samt i kul, olie, naturgas, tjæresand og skifre. Hydrogensulfid (svovlbrinte) og svovlsyrling i vulkanske gasser og hydrogensulfid i naturgas kan under medvirken af bakterier oxideres til kolloidalt svovl eller svovlkrystaller. Gips og anhydrit omdannes ved reduktion til frit svovl. Svovlets oprindelse kan bestemmes ud fra dets isotopsammensætning.

I magmaer, specielt basiske, der er rige på svovl, danner svovl sammen med grundstoffer som fx jern, nikkel, kobber og sølv-platin-metaller ublandbare sulfiddråber, der synker til bunds og kan danne økonomisk vigtige forekomster som i Sudbury, Canada. I Skærgårdsintrusionen i Grønland findes lokalt høje sulfidforekomster med platinmetaller. Store forekomster af sulfidmineraler dannes hydrotermalt ved udfældninger på dybhavets bund som black smokers. Under metamorfose falder svovlindholdet i forhold til udgangsbjergarterne, da svovlmineralerne under processerne let nedbrydes til flygtige svovlforbindelser. Svovl blev tidligere overvejende udnyttet fra vulkanske bjergarter, men udvindes nu fra evaporitforekomster (USA, Canada og Polen), naturgas (USA) og sulfidmineraler (Río Tinto, Spanien).

Svovl i naturen findes som rent grundstof, som sulfid-, sulfosalt-, antimonid- og telluridmineraler samt sjældent som thiocyanatforbindelser (SCN) og oxysulfider.

I sulfosalte er en eller flere metalioner kombineret med svovl, arsen, antimon eller bismuth. I sulfider danner svovl kun rene ionbindinger med elektropositive metaller med lav ladning.

Disulfiderne kan have ionstrukturer, men mest almindelig er pyritstruktur (ionbinding og covalent binding), marcasitstruktur (ofte radiært strålende) og kædestrukturer. Mange silikatmineraler har svovl som sporgrundstof.

Svovl fremstilles dels ved minedrift, dels som biprodukt fra oparbejdning af olie og gas.

Ved minedrift udnyttes naturlige forekomster af frit svovl, enten ved traditionelle former for minedrift eller ved Frasch-processen. Traditionel minedrift har sin oprindelse på Sicilien, som næsten havde monopol på svovlfremstilling indtil 1900. I begyndelsen skete udsmeltningen ved forbrænding af en del af det opgravede materiale i store, primitive miler med lav effektivitet. Senere benyttedes mere effektive, kul- eller koksfyrede kammerovne. Ved Frasch-processen, der blev udviklet til udvinding af svovl fra salthorste i Louisiana, Texas og Mexico, smeltes svovlet in situ ved nedpumpning af ca. 165 °C varmt vand, hvorefter det flydende svovl transporteres op til overfladen vha. trykluft. I midten af 1900-tallet blev størstedelen af verdensmarkedets svovl udvundet ved brug af Frasch-processer.

I sidste halvdel af 1900-tallet skete en væsentlig ændring i forsyningssituationen, idet svovl udvundet ved oparbejdning af olie og naturgas fik voksende betydning og i dag dækker ca. 60 procent af markedets behov. Svovlet fremstilles ud fra hydrogensulfid, der fremkommer dels ved rensning af naturgas for dens naturlige indhold af hydrogensulfid, dels ved katalytisk afsvovlning og hydrokrakning af produkter og mellemprodukter i mineralolieindustrien. Omdannelse af hydrogensulfid til svovl sker ved Claus-processen.

Den første større anvendelse af svovl var til krudt. I Danmark anvendtes svovl fra Island, som førtes til Svovlhuset ved Tøjhuset i København, hvor det blev lutret (renset). I dag anvendes mindst 85 procent til produktion af svovlsyre. Heraf går mere end halvdelen til fremstilling af kunstgødning (fosfatgødning), men i øvrigt anvendes svovlsyre til mange andre formål (se svovlsyre). Svovl anvendes også til vulkanisering af gummi, til fremstilling af carbondisulfid (svovlkulstof) og fosforpentasulfid, som er udgangspunkt for visse insekticider, bl.a. parathion. Endvidere til fremstilling af svovldioxid til desinficering, til fremstilling af cellulose og til mange andre svovlforbindelser.

Den radioaktive isotop ³⁵S, der henfalder med en halveringstid på 87,2 døgn under udsendelse af lavenergetisk β-stråling (max. 0,167 MeV; standses af et vandlag på ca. 0,3 mm), finder anvendelse til bestemmelse af omsætningssted og -mængde af svovlholdige forbindelser i biologiske systemer, fx ved autoradiografi.

Svovl optræder i forbindelser med oxidationstrin −2 og fra +1 til +6 samt i forbindelser, hvor svovl ikke kan tildeles præcise oxidationstrin.

Forbindelser i oxidationstrin −2 kan afledes af den giftige, farveløse og ildelugtende luftart dihydrogensulfid (svovlbrinte), H₂S. Det er en svag syre, der er opløselig i vand, og dens salte kaldes sulfider. Sulfider af alkalimetallerne og de alkaliske jordartsmetaller, fx natriumsulfid, Na₂S, og calciumsulfid, CaS, er letopløselige i vand. Da sulfidionen, S^2-, er en meget stærk base, danner den med vand hovedsagelig hydrogensulfidioner, HS^-. Sulfiderne af de tungere metaller som fx kobber, nikkel og bly er tungt opløselige og findes i jordskorpen som mineraler. Endvidere findes der disulfider, fx jern(II)disulfid, FeS₂, og andre lignende forbindelser, der indeholder S₂-grupper med en afstand mellem svovlatomerne, der er nær den, der findes i grundstoffets S₈-molekyler.

Ud fra hydrogensulfid kan man aflede en række olieagtige forbindelser kaldet sulfaner med den generelle formel H₂S_x, hvor der kendes veldefinerede stoffer med værdier af x fra fx 2 til 8. Saltene af sulfanerne kaldes polysulfider. De er normalt ikke helt veldefinerede forbindelser. I sulfaner og polysulfider øges det gennemsnitlige oxidationstrin gradvist med x.

I oxidationstrin −2 har svovl visse ligheder med oxygen; fx svarer H₂S til H₂O. En anden analogi findes mellem carbondioxid, CO₂, og carbondisulfid, svovlkulstof, CS₂. Til forskel fra carbondioxid er carbondisulfid en væske. Den er et vigtigt industrielt opløsningsmiddel i bl.a. gummiindustrien. Den skal bruges med forsigtighed, da den og dens dampe er giftige. En mellemting mellem kuldioxid og carbondisulfid er carbonoxidsulfid, carbonylsulfid, COS. Det er en giftig gas, der dannes ved reaktioner mellem kulmonoxid eller kuldioxid og svovlholdige forbindelser, fx ved forbrænding af svovlholdigt kul.

• svovl – biokemi
• svovl – plantenæringsstof
• svovlkredsløb
• svovl – forurening