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Dossier>Elémentchimique:lesoufre Futura-Sciences

Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/terre/infos/dossiers/d/geologie-tout-savoir-

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Toutsavoirsurlesoufre

Le soufre, l’acide sulfurique et leurs dérivés sont présents partout dans notre existence : pollution,engrais,chimieindustrielleetc.Cedossiervousdonneral’occasiondefairelepointsurcetélémentetsesnombreuxcomposésdontcertains,lesprotéines,sontessentielsàlavie!

Chapitre1/10-Elémentchimique:lesoufreÀ l’origine, le soufre était contenu dans les roches ignées, principalement dans la pyrite (FeS2). Le

dégazagede lacroûte terrestreet l’altérationontpermis le transfertdans l’océandesoufreSO42-.Nous verronscommentcesoufreestassimiléparlesêtresvivants,etréduitensoufreorganiquepourlesprotéines.

SoufreItalie©GéryParentwikipedia

Nous verrons aussi que les réactions microbiennes sont déterminantes dans le cycle du soufre, et que plusieursmétauxsontextraitsdessulfuresdéposésdansdesgisementsd’originehydrothermale,maisaussiqu’ontrouvedusoufredanslepétroleetlecharbonetsacombustiondonneduSO2libérédansl’atmosphère,cequechacunsait,onenaabondammentparléaveclespluiesacidesetleurimpactsurlessystèmesnaturels,forêtsetlacsenparticulier,sansparlerdespollutionsurbaines.Nousparleronségalementducycledusoufre,desvolcans,etpuis,onparleraunpeuducommerce.

05/01/2009-ParClaireKönig,EnseignanteSciencesNaturelles



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Laboratoired'unalchimiste

Lescomposésdusoufre:a)dansl’atmosphère,àl’étatgazeux:--lesoufreréduit:lediméthylsulfure(DMS)CH3SCH3etlecarbonylCOS,--ledioxydeSO2--lessulfatesSO4b)danslessystèmesaquatiques:--sulfatesSO4-c)danslessédiments:--lessulfuresmétalliques,lapyriteFeS2,--lesévaporites:gypseCaSO4.nH2OetanhydriteCaSO4,--lesmatièresorganiques.

Bonnelecture.

Chapitre2/10-DécouvrirlesoufreIlestconnudepuisl'Antiquité.Lesoufre,çulbâri:ennemiducuivreensanskrit;sulphur,sulfurousulpurenlatin)



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Pyrite©DaveBarthelmyWebmineral

L’Encyclopédie,ouDictionnaireraisonnédessciencesdesartsetdesmétiersDenisDiderotetJeanleRondd’Alembertledécritcomme:«Soufre,s.m.(Hist.nat.Minéralogie&Chimie.)sulphur;c’estunesubstancesolide,maisfriable,d’unjauneclairlorsqu’ilestpur,très-inflammable,etquiensebrûlantrépanduneflammebleuâtreaccompagnéed’uneodeurpénétranteetsuffocante.Ilsefondtrèsaisémentlorsquelefeuneluiestpointimmédiatementappliqué,etpourlorsilnes’enflammepoint.

Lanaturenousprésentelesoufrededeuxmanières:ouilestpuretsouslaformequiluiestpropre,ouilestcombinéavecd’autressubstancesdurègneminéral,quiparleurunionavecluilerendentméconnoissable;c’estainsiqu’ilestdanslesminesoùilestcombinéaveclesmétaux.

Lesoufrepurquel’onnommeaussisoufrefossile,soufrenatif,ousoufrevierge,setrouveabondammentdansquelquesendroitsdelaterre;cen’estquedanslevoisinagedesvolcansetdesendroitssujetsauxembrasememenssouterreinsquecesoufreserencontre;etpartoutoùonlevoit,ondoitsupposerqu’ilaétéproduit&subliméparlesfeuxdelaterre; ils l’ontdégagédessubstancesaveclesquellesilétoitcombiné; ils l’ontsublimécommeauroitpûfaireunfourneau,etilsl’ontportéàlasurfacedelaterre.»



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Soufresurcalcite

Nom,Symbole,NuméroSoufre,S,16non-métal--Massevolumique:1960kg/m3--Couleur:Jaune--Masseatomique:32,065u--Rayonatomique:100pm--Rayondecovalence:102pm--RayondevanderWaals:180pm--Configurationélectronique:[Ne]3s23p4--État(s)d'oxydation:±2,4,6--Structurecristalline:orthorhombique--Températuredefusion:388,36K--Températuredevaporisation:717,87K--Électronégativité:(Pauling)2,58--Chaleurmassique:710J/(kg•K)--1erpotentield'ionisation999,6kJ/mol--2epotentield'ionisation2252kJ/mol--3epotentield'ionisation3357kJ/mol--4epotentield'ionisation4556kJ/mol--5epotentield'ionisation7004,3kJ/mol--6epotentield'ionisation8495,8kJ/molIsotopeslesplusstables--32S95,02%stableavec16neutrons-33S0,75%stable-34S4,21%stable-36S0,02%stableplusunisotoperadioactiftrèspeucourant.



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SoufreAgricola

Mineraisetpréparation-Etatnatifdanslesterrainsvolcaniquesetcertainesterressédimentaires(Louisiane,Texas).-Sulfures:H2S(gazdeLacq,4000tonnesparjour),FeS2pyrite,ZnSblende,PbSgalènesulfatesanhydriteougypseCaSO4.

ProcédéFrashauTexas: oninjectedelavapeurd'eauà160°Cdanslegisement,cequilefaitfondre,puisdel'aircompriméestinjectédanslepuitspourfaireremonterlesoufrefonduàlasurface.

ProcédéemployéàLacq:H2SestbrûléenSO2quiréagitavecH2Spourdonnerdusoufre:SO2+H2S->3S+H2O



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Diagrammesoufre

Variétésallotropiques-octaèdrique,rhomboèdrique;samassevolumiquevaut2060kg.m-3.-clinorhombique,enaiguilles;samassevolumiquevaut1960kg.m-3.

L'équilibreestathermique;sonenthalpievaut0,38kJ/mol.C'estunéquilibremonovariant.

Par chauffage lent,la transition se fait à 95,5°C sous 1 bar.Mais la transformationest lente,et, si l'onélèverapidementlatempérature,lesoufrean'apasletempsdesetransformeretfondà112,8°Csous1bar.

Soufrequifond©JHemmerleinWikipedia

A119°C,lesoufreestunliquidejaunemobile.Saviscositévadiminuersil'onchauffeà155°C.C'estlesoufreformédemoléculesS8cycliques.Si la températuredépasse160°C, le liquidedevientvisqueuxetnoircit.Lemaximumdeviscositéestà190°C:c'estlesoufreformédechaînesobtenuesparrupturedescyclesS8.Leschaînessedisloquentensuite, on obtient un liquide brun,vers 400°C, formédemolécules S2 paramagnétiques, et encore de quelquesmoléculesS8,S6etS4.A1700°C,ilnerestedanslegazquedesmoléculesS2.



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Soufrequibrûle©JHemmerleinWikipedia

Chapitre3/10-Synthèsedel'acidesulfuriqueEncyclopédieouDictionnaireraisonnédessciencesdesartsetdesmétiersDenisDiderotetJeanleRondd’Alembert,définition:

Acidesulfurique

«VITRIOL, s. m. (Hist. nat. Minéralog.) c’est un sel d’un goût acerbe et astringent, forme par l’union d’un acideparticulier,quel’onnommevitriolique,avecdufer,ducuivreouduzinc,ouavecuneterre;ilestouvert,oubleu,oublanc.

Suivant que l’acide vitriolique est combiné avec ces différentes substances, il constitue des vitriolsdifférents. Quand il est combiné avec le fer, il formeun sel d’unecouleur verte plus oumoins foncée, que l’onnommevitrioldeMars,oumartial,oucouperoseverte;quandcemêmeacideestcombinéaveclecuivre,ilfaitunseld’unecouleur bleue, que l’on nomme vitriol de Vénus, vitriol cuivreux,vitriol bleu, couperose bleue, vitriol deChypre,etc...Quandcetacideestcombinéavec lezinc, il faitunselblancque l’onnommevitriolblanc,couperoseblanche,vitrioldeGoslar,ouvitrioldezinc.



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L’acidevitrioliquequiproduitcesdifférenssels,estaussiappelléacideuniversel,parcequ’ilest répandudansnotreatmosphere;maissurtoutilestpropreaurègneminéral.Ilestlemêmequeceluiquisetrouvedanslesoufre,etalorscetacideestcombinéaveclephlogistiquedesmatièresinflammables.

Cequiprouveque l’acidevitrioliqueest répandudans l’air, c’estquesionexposeàl’airunselalkali, ilsedissoutetdevientliquide;etsionfaitévaporercetteliqueur,onobtientunselquel’onappelletartrevitriolé,quiestexactementdelamêmenaturequeceluiquisefaitparartencombinantensembledel’acidevitrioliqueavecunalkalifixe. A la vûe de la prodigieuse quantité de soufre que la terre renferme dans son sein, et qui est ordinairementcombinéaveclesmétauxdanslesmines,onnepeutdouterquel’acidevitrioliquen’ysoittrès-abondant;maitalorsiladesentraves,puisqu’ilestliéparlapartiegrassedusoufrequiestuniaveclessubstancesmétalliques.»

JabiribnHayyanalchimiste

Evidemment« l’acidevitriolique»fait toutdesuitepenserà l’alchimieetonpeut lireencoredenosjours des stupidités du genre :« L'alchimie se conçoit à la fois spirituellement et au laboratoire: l'alchimiespirituelleetl'alchimiepratiquesontindissociablesetsepratiquentensemble…»etmalheureusementbiend’autres!surdessites internet,entreautres,maisaussidansdenombreuxarticlessur lessciencesplusoumoinsoccultes :l’alchimien’aplusderaisond’êtreaujourd’huisicen’estpourl’étudedel’histoire,eneffet,lachimieneseraitpasnéesans elle : ils furent, ces alchimistes, des esprits curieux etméthodiques, imprégnés de surnaturel comme tout leMoyenAge,maisc’estdupassé!

L'acide sulfurique est un des produits chimiques industriels les plus important. Sa synthèse est opérée à partir dusoufre.Danscertainssites,lemineraiestgrillé;parexemplelapyriteFeS2:onobtientduSO2Celui-ciestoxydéenacidesulfuriquepar2procédés:

-Procédédes chambresdeplombquipermettentderécupérer l'acidesulfurique,car leplombserecouvredesulfatedeplombPbSO4, insolubledans l'acidesulfurique. Ilseformeintermédiairement lesulfateacidedenitrosyleHO-SO2-ONO.

- Procédé de contact : découverten1831àBristol. En1891,BASFdécouvre lepentoxydededivanadiumV2O5



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catalyseurleplusefficace.Ceci consiste à oxyder de l'anhydride sulfureux en anhydride sulfurique en présence d'un catalyseur. L'anhydridesulfurique forméest absorbédansune solutiond'acide sulfuriquequi ruisselledansdes toursd'absorption. Lorsquecettesolutionestconcentrée,elleestrecueillieetstockée.

Unexcèsd'air,augmentelerendement. A700K,etsous1bar,lerendementestde0,99.Toutledioxydedesoufreestdoncoxydé,cequirendinutileunquelconquerecyclagedecegaz.

LeSO3estun«poison»pourlecatalyseur,etilfautl'éliminerrapidementaufuretàmesure.Onconstatequepluslaquantitéd'oxygèneestimportantepluslaréactionestcomplèteàconditiond'éliminerletrioxydedèssaformation,d'oùlasynthèseencontinu.

LecatalyseurestformédeV2O5(parcalcinationdeNH4VO3),auquelonajouteunpeudeK2OetNa2O.Latempératureestde450°Csouspressionatmosphérique.

Préparationacidesulfurique

Propriétés

--Formulebrute(2H3O+)+(SO42-)--Liquidetransparent--Massemoléculaire98,1u--Températuredefusion283K(10°C)--Températuredevaporisation610K(337°C)--Miscible(réactionexothermique)--Densité1.84g.cm-3(liquide)--InhalationLesvapeurspeuventêtremortelles.--PeauetyeuxetingestionGravesbrûlures

AuCISdel’OrganisationInternationaleduTravailontrouve«desmodulesdeformationàlasécuritéchimiqueontpourobjectif d'introduire la sécurité dans l'utilisation des produits chimiques sur les lieux de travail, de présenter lessystèmesdeclassificationpour leurétiquetageettransport,defaciliter lacompréhensionet la lecturedesfichesdesécuritéchimique,demettreenévidencelesélémentstoxicologiquesimportantsetdedonnerdesinformationssurlesdifférentessubstancesdangereusesdontl'utilisationesttrèsrépandue.



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OIT

Cematérieldeformations'adresseàtoutepersonnedésirantélargirsesconnaissancesenmatièredesécuritéchimique,notamment:-àcellesquimanipulentdesproduitschimiquesautravail;- à celles qui doivent décider de mesures réquerant des informations sur les produits chimiques, telles que lestravailleurs;- aux préposés à la sécurité qui ont besoin d'informations sur les caractéristiques physiques et chimiques d'unesubstancedonnée;-auxinspecteursdutravailquicherchentàconnaîtredeslimitesd'expositionprofessionnelle;-auxpersonneschargéesdelaformationàlamanipulationetàl'utilisationdesproduitschimiques.»

Pictogrammesdesproduitsnocifs

Quelquesréactions:



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--Avec l'acidenitrique, l'acidesulfurique forme l'ionnitronium,quiestemployédans lanitrationdescomposéspourfabriquerlesexplosifs:trinitrotoluèneparex.

--Avecl’eauildégagebeaucoupdechaleuretpeutmêmeconduireàprovoquerdesprojectionsdeliquide:onmettoujoursl’acidedansl’eaudansl’ordrealphabétique!C’estdoncunagentdedéshydratation,ets'emploiepourpréparerlesfruitssecsparexemple.

Sonaffinitépourl'eauesttellequ'ilprenddesatomesd'hydrogèneetd'oxygèneàd'autrescomposés:unmélangedeglucose et d'acide sulfurique concentré donne du carbone et de l'eau (qui dilue l'acide).La réaction estspectaculaire!

--Avecdenombreuxproduitsorganiques,*métaux : zinc, fer, cuivreetcertaines fontesmaispas leplomb. Iln'ad'actionsur le fer, l'acieret la fontequ’àchaud.* sels : carbures, chlorates, chromates, nitrates, permanganates, fulminates, de façon très exothermiquevoirexplosive.--Aveclesbasesfortesanhydresouensolutionsconcentréespourdonnerunseletdel’eau.

Utilisationsprincipales:--productiond'engraisàbasedephosphatesetdesulfated'ammonium.- -fabrication des produits commerciaux : fibres textiles, pigments, explosifs, alcools, plastiques, colorants,médicaments,détergents,caoutchouc,papier,catalyseurs,accumulateursauplomb-- industrie chimique et minière : acides chlorhydrique et fluorhydrique, sulfates d'aluminium et de cuivre,composéschimiquesrenfermantduchrome.raffinage du pétrole, décapage du fer, de l'acier et d'autres métaux, agent de lixiviation pour les minerais, bainsgalvanoplastiques,agentd'alkylation,réactifdelaboratoire.

L’acideducommerceL'acidesulfuriqueestvenduetutiliséendifférentesconcentrations:

-qualitétechnique(78à93%)-concentré(96,98-99et100%).

Parmi les impuretés, ilyadesmétaux,fer,cuivre,zinc,arsenic,plomb,mercureetsélénium,acidesulfureux(SO2),nitratesetchlorures.LenuméroderegistreCASde l'acidesulfuriqueest7664-93-9estattribuépar leChemicalAbstractsServiceetsertdenumérod'identificationdanslemondeentier.

Chapitre4/10-Lecycledusoufre

Danslabiosphère,lesoufrecirculeessentiellementsousforme:-d’hydrogènesulfuré;-dedioxydedesoufre;-desulfates.

Dans la plupart des sols, le soufre est un élément rare quiprovientde ladécompositionde la roche-mèrecontenantdesminérauxsoufrés(pyritesparex.).Laprincipalesourcepour lesorganismesvivantssont lessulfates,solubles, et seule forme de soufre inorganique disponible. Absorbés par les plantes ils sont transformés en acidesaminéssulfurés:cystine,cystéineetméthionine.



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Ce soufre est ensuite restitué au sol par les micro-organismes (sulfobactéries) qui réduisent le soufreorganique (acides aminés) en hydrogène sulfuré. L’hydrogène sulfuré se dégage dans l’air ou dans l’eau, ou esttransformé en produits dont l’oxydation aboutit à des sulfates. Le cycle du soufre présente aussi une phasesédimentaire.Lorsqu’ilprécipiteenmilieuanaérobieenprésencedefer,lesoufres’accumulesousformedeFeS2,quipourraêtreréintroduitdanslecycleparl’érosiondessolsetlevolcanisme.

Cdusoufre©AcasAmiens

1-Lediméthylsulfure(DMS)C’estungazquiauneffetrefroidissantsurleclimatencontribuantàlaformationdenuages. LeDMSest produit dans les océans par la dégradation du diméthylsulfoniopropionate (DMSP) synthétisé par certainsphytoplanctons.Plusieursdecesalguespeuventconvertir leDMSPenDMS,danslaplupartdescas, laconversionenDMSsefaitpardesbactériesqui l’utilisentcommesourcedesoufre.LesvariationsdelaproductionbiologiquedeDMSontétéétudiésdansleSaint-Laurent,lePacifiquenord-estetl’Atlantiquenord-ouest.Ilfinitparsetransformerensulfate.

2-LesulfuredecarbonyleGazvolcanique,ilaidelesacidesaminésàformerdeschaînes.LukeLemanetsescollèguesontdémontréqu’unesolutionaqueused’acidesaminés,exposéeausulfuredecarbonyle,peutproduiredes liaisonscontenantaumoins deux acides aminés, dans des concentrations de 80% à température ambiante. Des ions métalliques ontintensifiélaréaction.Lesulfuredecarbonylen’estpasaccumulédansl’atmosphère,ilauraitdonceuuneffetsur des acides aminés près d’éruptions volcaniques, formant des chaînes peptidiques sur des rochers avoisinants,processus que les chercheurs appellent «polymérisation sur les rochers ». Il est aussi produit à partir des sulfuresorganiquesdissoutsdansl’eaudemer.Ilfinitparsetransformerensulfates.



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Cliquezpouragrandirleshema

3-LedioxydedesoufreSO2

Cegazrésulte:

-delacombustiondematièresfossilescontenantdusoufre(charbon,fuel,gazole,...)-deprocédésindustriels.

EnFrance,lesconcentrationsenSO2ontdiminuéde50%depuis15ans.C'estungazirritant,associéàunealtérationdelafonctionpulmonairechezl'enfantetàuneexacerbationdessymptômesrespiratoireschezl'adulte.Enprésenced'humidité,ilformedel'acidesulfuriqueetcontribueauphénomènedespluiesacidesetàladégradationdesarbres,delapierreetdesconstructions.



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Cycledusoufre

Normesenvigueur:1°)Recommandationsdel'OMS--DioxydedeSoufre-SO2

--Objectifdequalité50µg/m3moyenneannuelle--Valeurlimite125µg/m3moyennejournalière--Seuild'information350µg/m3moyennehoraire--Seuild'alerte500µg/m3moyennequart-horaire

2°)RecommandationsduConseilSupérieurd'HygiènePubliquedeFrance(CSHPF)

--Objectifdequalité50µg/m3moyenneannuelle--Valeurlimite125µg/m3moyennejournalière--Seuild'information250µg/m3moyennehoraire--Seuild'alerte350µg/m3(sur3heuresconsécutives)Moyennehoraire



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Sulfuremission18502000

Chapitre5/10-LesoufreetlesvolcansLes sources naturelles de dioxyde de soufre (SO2) incluent les émanations des volcans (éruptions),des océans, des décompositions biologiques et des feux de forêt. Lesmontants réels dégagés par dessourcesnaturellessontdifficilesàmesurer;en1983leProgrammed'EnvironnementdesNationsUniesaestiméentre80millionset280millionsdetonnesd'oxydesdesoufreparan.

SulfurcrystalitesatWai-o-tapuhotsprings,NorthIsland,NewZealand.Dschwen©wikipedia

1-LeslacsacidesdecratèreLeKawahIdjen,signifie«cratèrevert»,àJava,estuniqueaumonde.Celacdétienteneffettouslesrecords:



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--plusgrandetaille(700x600m,profondeurdel'ordrede200m),--pérennitéimportante(2sièclesouplus),--plusforteacidité(pHrecordde0,15enaoût1999).

Onconnaîtd’autreslacsdecratèrecontenantdeslacsd’acidemaismoinsimportantset/oumoinsacides:PoasauCosta-Rica,PinatuboauxPhilippines,ZaoauJapon.Leurcouleurvarieduvertjadeauvertémeraude.

Iln'yapasd’autresexemplesd’exploitationdesoufreaussiimportantequecelleduKawahIdjen(6tonnesparjour!).

Certains de ces lacs deviennent acides à cause des fumerolles et sources sous lacustres. Ce n’est pas le cas enIslande. Citons ceux du Poas et de l’Irazu à Costa-Rica, du Kusatsu-Shirane et du Zao au Japon, du Pinatubo auxPhilippines,dulacVouidansl’îled’AobaauVanuatu..(RéponseàuninternautedeJ.MBardintzeffsurleforumFutura-Sciences)

KawahIdjen

Celacdevitriolcontientunevéritablefortune:--1,3milliondetonnesdesulfated'aluminium,--600000tonnesd'acidechlorhydrique,--550000d'acidesulfurique,--200000tonnesd'aluminium,--170000tonnesdesulfatedefer,--140000tonnesdesulfatedemagnésium,--120000tonnesdesulfatedecalcium,90000tonnesdesulfatedepotassium...

Maisces36millionsdemètrescubes,aucunindustrielnel'exploitecarlevolcanseréveilleparfoisetprojettedel'acideà600mètresdehauteur.(Krafft)

LesporteursdesoufreduKawahIdjenLeshommescollectentlesoufredansuneatmosphèresuffocantepuisletransportentsurvingtkilomètres.Récitd'uneincursiondansunâgequel'oncroyaitrévolu.(ExtraitdusitedevoyagedePascalBlondé)

« Village de Sempol dans l'est de Java en Indonésie, le 2 juillet 1993 au soir. Nous prenons un dernier repas chezl'habitant avant de poursuivre la route qui serpente le long des plantations de caféiers. Pas pour longtemps car lechemincarrossables'arrêteprèsd'unrefugefermé.Lasuitedutrajetseferaàpiedparunsentierdeterrequigrimpeàtraverslaforêt.LebutduvoyageestlevolcanduKawahIjenetses"porteursdesoufre".



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Recoltedusoufre

Maisl'InstitutdeVolcanologiedeBanyuwangiadécrétél'étatd'alerterécemment,suiteàd'importantesémanationsdegaz toxiques qui ont été signalées au niveau du lac du cratère. L'accès est interdit dans un rayon de 3 kilomètresautourduvolcan,etl'exploitationdesoufrearrêtée.Deplus,lamontagnesecamouflederrièreunecalottedenuages.Pasquestiond'entamerl'ascensioncesoir.

Ledépartpourlesommetn'alieuquevers5h15dumatin.Danslecalmedel'aubenaissante,unesortedegrincementrythméetsaccadésefaitentendreetsembleserapprocher.Lemystères'éclaircitvite:desporteursdesoufresonttoutdemêmeautravail.Ilsontentamélespremiersdesvingtkilomètresquilesséparentdel'usinedetraitementdeLicinplusbasdanslavallée.Ilsportentenéquilibresurl'épauledegrosblocsdesoufre,répartisdansdeuxpaniersreliésparunbalancierfaitdelattesdebambou.L'élasticitédel'ensembleestàl'originedecebruitcaractéristique.

Plushaut, prèsd'une cabaneenbois, lesporteurspèsent leur charge: 70, 80etmêmeparfois 90 kg. Ils feront demême à l'usine de Licin. Arrivée sur les crêtes à plus de 2300 mètres d'altitude vers 6h30. Les rayons du soleiln'atteignentpasencorelefondducratère,maislelacdecouleurvertfoncéquileremplitestimpressionnanttantpoursabeautéquepoursacomposition:38millionsdemètrescubed'acidesulfurique.LecourageuxvolcanologueMauriceKrafftyavaitnaviguéencanotpouryeffectuerdesprélèvements.

D'abondantesfumerollesprèsdubordmarquentl'emplacementdel'exploitationdesoufre.Ici,c'estl'antredel'enfer.Lesolestjaune,lesparoiségalement.Maislacouleurvivedisparaîtsanscessedanslesfuméessulfureusesgrisesquitournoientaugréduvent.La respirationdevientdifficile,voiremême impossible,et,entredeuxboufféesd'air frais,l'apnéeestderigueur.

L'exploitationdu soufre relèved'unautreâge. Lemasqueàgazn'estpasà laportéefinancièredes travailleursduKawahIjen.Leurseuleprotection:unchiffondanslabouche.

Canalisant le soufre liquide orangédès sa sortie à la surface, à l'aidede tuyaux, ils endétachent lesmorceauxderochesrefroidies,équipésdesimplesbarresàmine.

Entempsnormal,ilssontentre40et60àextraireuntotalde6tonnesdesoufreparjourouàleporterjusqu'àLicinpourunsalairebienfaiblede25Fparjour.Leurespérancedevienedépassepas40ans.Ilsnesontpourtantpasdesesclaves et sont respectés de tous. Un sentiment de fierté éclaire le regard de ceux qui osent affronterquotidiennementlevolcan.

Aujourd'hui,ilssontmoinsnombreuxcarlevolcandonnedessignesd'inquiétude.Desvapeursblanchâtressurmontentlelacducratèreetdesbouillonnementsgazeuxenvahissentsasurface.



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Il est8h50ce3 juillet1993, lorsque, lorsde la remontéevers le sommetducratère,unbruit sourdparvientànosoreilles.Unrapidecoupd'œilnousendonnel'explication:unebulled'acide-d'unecinquantainedemètresdediamètrepourunehauteurde10ou20mètres-vientd'exploseràlasurfacedulac.Lesremoussepropagentverslesabordsdulacencerclesconcentriques.

Ilfautaccélérerlepascarlecratèrepeutseremplirtotalementdegaztoxiques,commecefutlecasilyaquelquesannéescequiprovoqualamortdeplusieursporteursdesoufre.Cettefois-ci,lestravailleursdel'enferduKawahIjenenserontquittespourunegrandepeur.Nousaussi!»

Lesémissionsvolcaniquesdesoufre.03septembre2005SantaAna,ElSalvador.2365m.Lepanachedegazetvapeurss'élèveà400metl'incandescenceestvisibleàl'intérieur.L'émissiondeSO2estestiméeàplusde1000tonnesparjour.D'aprèsl'observatoire,lemagmasetrouveàquelqueskilomètresdeprofondeuretdesprocessusdedégazagesontenclenchés.Unezoned'exclusionde2kmautourducratèreestinstaurée.

Vulcano©Manwikipedia

MaisaussiVulcano,archipeléolien.UnebelledescriptionfutécriteparGuydeMaupassanten1890etladescriptiondugéographeEliséeReclus,en1865,nousmontreuneîlesauvage,oùvivaientquelquesouvriersquiextrayaientlesoufre,commeactuellementauKawahIjen,enIndonésie.

«L’intérieurdecettevasteboucheestblanc,elleesttapisséeetdoréepardessoufresdedifférentescouleurs.Ilsortd’uneinfinitéd’endroitsunefuméeblanchesuffocante,qui,perçantslemassifmêmedelamontagne,prouvequ’elleestforméedematièreslégères,perméableàlafumée:cettefuméeépaisseestunevéritableflammebrillante,maistranquille,qui s’élève lanuit au-dessusde lamontagne,etquiéclaireàunecertainedistance : je l’observai le soirmême;elleestproduiteenpartieparlesoufrefonduquibrûlelentement:onaremarquédanstouslestemps,quecequiétaitfuméependantlejour,étaitflammependantlanuit.Lacouleurblanchedespierresdel’intérieurdetouslescratèresenflammésestdueàunevéritablealtérationde la lave,produitepar lesvapeursacide-sulfureusesqui lespénètrent, et qui se combinant avec l’argile qui leur sert de base, y forment l’alun que l’on retire des matièresvolcaniques».(DéodatdeDolomieu)



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Chapitre6/10-Lespluiesacides

1-L'acidificationdeseauxdesurfaceC’estuneconséquence indirecte,via lesécosystèmes,d'une formedepollutionatmosphériquedueaux rejetsdansl'atmosphère

*d'azote(NO)et*d'oxydessoufre(SO2)résultantdelacombustiond’énergiesfossiles.Depuisl'essorindustrielduXIXèmesiècle,lesdépôtsatmosphériquesdepolluantsacides(H2SO4,HNO3)n'ontcesséd'augmenter.

Durantunsiècle,lescapacitéstampondesmilieuxontneutralisélesapportsacides.C'estvers1960,quelespremièresmanifestationsd’aciditéontattirél'attention:

*dysfonctionnementdessols*pertedupouvoirtampon*fortediminutiondutauxdesaturation.

Forêtetpluieacide

Quelssontleseffetsdespluiesacidessurl'environnement?Les éléments de ce paragraphe sont directement tirés de http://www.emissions-poitou-charentes.org/effet_pluies_acides.htm

L'action nocive de la pollution acide sur la santé est observée sur les enfants et les personnes âgées ou souffrantd'affectionsrespiratoiresetcardiaques,etnotreenvironnementestaussiaffecté:eau,sol,matériauxetvégétaux.



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--EffetsurlessolsLes solsdeviennentacides surtoutdans lesmontagnesoù les sols sontpauvres : centreet sudde l'AllemagneouVosges ; cet effet se traduit par une perte d'élémentsminéraux pour la végétation. Les sols sableux sont les plussensibles.Surlessolsalcalins(calcaire)l'aciditéestenpartieneutraliséeetl'effetestréduit.

--Effetsurl'eauEn Scandinavie, au Canada, dans les Vosges, on observe une acidification progressive de certains ruisseaux et decertainslacs.ApartirdepH5,5jusqu'à4,5,onobserveuneraréfactionpuisunedisparitiondessalmonidés,lebrochetetl'anguillesontrelativementrésistants.Ledébutdel'acidificationprovoqueladépositionsurlesfondsdelamatièreorganique, ladiversitédesespècesdiminue .Les joncsprospèrent.Lamousse 'SphagnumBlanche'peut formeruntapisépaissurlefondàcausedeseauxplusclaires..Lesanimauxtelsquesangsues,escargotsetécrevissessontundes premiers signes del'acidification. Peu d'espèces d'insectes sont résistantes.Cependant, larves de libellule,coléoptèresetlesversdevasepeuventsedévelopperanormalement:ilyamoinsdeconcurrence.

L'acidificationentraîneunedissolutiondemétauxtoxiquescommel'aluminium.Les oiseaux peuvent être contaminés lorsqu'ils absorbent lesminéraux toxiques (poissons contaminés). Même lesmerssonttouchées(rapportdelafondationpourladéfensedel'environnementauxEtats-Unis)côteatlantique,NewYork.



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Pluiesacides©Sitedel'AssociationpourlaSurveillanceetl'étudedelaPollutionAtmosphériqueenAlsace

--EffetsurlesvégétauxLedépérissementforestier(conifèresetrésineux)enEurope,Allemagne,Autriche,Pologne,Roumanieestduàdeuxphénomènesdistincts:

*perturbationdelaphotosynthèseàlasuitedeladécompositiondelachlorophylle.*acidificationdusolparlespluiesacidesetmodificationdel'absorptiondesselsminéraux.L’écorce,atteinte,devientvulnérableauxinsectesetauxmaladies.

Depuisunevingtained'années,leshypothèsessontorientéesversl'implicationdelapollutionatmosphérique:

*polluantsgazeux,*dépôtsatmosphériquesacides(acidesulfuriqueetacidenitrique),*dépôtsatmosphériquesacidifiants(ammonium),*stressoxydatif(photo-oxydantscommel'ozone).

Aujourd'huilesfeuillus(chênes,hêtres...)sontégalementtouchés.

--EffetsurlesanimauxLafauneaquatiqueestlaplustouchée.Lesanimauxterrestressontatteintsenabsorbantdespoissonsoudel'herbecontaminée.

--EffetsurlesmatériauxetlesconstructionsurbainesL'acidificationdesprécipitations entraîneuneérosiondes surfacesmétalliques (cuivre, zinc ...). En Tchécoslovaquie,l'érosion des voies de chemin de fer impose une limitation de la vitesse des trains. Les pierres sont atteintes(monumentshistoriquescompris!),attaquéesparlapluieetlevent,l’effetcorrosifcroîtconsidérablement.Deplusdespolluants soufrés se déposent puis se combinent à la pierre calcaire ou au grès et donnent une substance friablefacilementemportéeparl'eaudepluie.

Chapitre7/10-LesoufreetlesbactériesLa vie est-elle possible sans dioxygène ? Oui. Pour certains ! La majorité des êtres vivants utilisent ledioxygènepourlarespiration:

Composéorganique+O2->CO2+H2O+énergiechimique.Lesorganismesdisposantdecesseulsprocédéssont«aérobiesstricts».D’autresorganismes«aérobiesfacultatifs»peuventvivreavecousansdioxygène.llestpossiblededégraderlesnutrimentsenrésidustelsqu’acidesoualcools,sansutiliserdedioxygène.C’estlafermentation:Composéorganique->Composéorganiqueplussimple+CO2+énergiechimique.Ainsi,leslevurestransformentleglucoseenéthanol;nosmuscles,enmanquedeO2,produisentdel’acidelactique,d’oùnoscourbatures.



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Desulfovibriodesulfuricans

Certainsorganismessimplessont«anaérobiesstricts»parexemplelesbactériessulforéductrices:

Composéorganique+sulfatesSO4->Composéorganique+Soufre+énergiechimique.

Lespremiersêtresvivantsdevaientfonctionnerdecettemanière.Unepartied’entreeuxadisparuavecl’apparitiondudioxygène.Lesbactériessulfoxydantes,elles,sontaérobies,viventdansdeseauxrichesenhydrogènesulfuréproduitparlesbactériessulforéductricesdansleseauxdemaraisoudeseauxd’originevolcanique(Leucothiobacteriales)oulesfumeursnoirsocéaniques.Lesoufrepeuts’accumulerdanslacelluleouàl’extérieur:Acidesulfhydrique,oxygèneetfixateurd’électrons ->oxydedesoufre(ousoufre),eauetfixateurhydrogénéH2SquisetransformeenSO2passeduDO-2auDO+4libérantainsi6électronspourformerdel’ATP.

L'eaulaiteusedecertainesvasièresindiqueleurprésence.LepHestprochede7,5etlepotentielrédox(Eh)estpositif(0



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Sulfolobus(iciinfectéparunvirus)©XiaoyuXiangWikipedia

Bactériegéantemangeusedesoufre:(Science,avril1999)

LerecorddetaillepourlesbactériesestdévoluàThiomargaritanamibiensisavec0.75mm.Reliéeslesunesauxautrespardumucusellesformentdespetits«colliers»visiblesàl’œilnu.Dotéesd’uneimmensevacuolepleinedenitrates,ellesrenfermentdegrandesquantitésdeglobulesdesoufre.Ellestirent l’énergienécessaireà leurmétabolismedel’oxydationdusoufrecoupléeàuneréductiondenitrates.Cesderniersétantpeudisponibles,elleslesaccumulentlorsdesgrosoragesquipermettentauxnitratesdepercolerdanslessédimentsoùellessetrouvent.Entredeux,ehbien,ellesretiennentleurrespiration!

Lesfumeursnoirs:SurladorsaleAtlantique,3650mdefond,315°C,prèsdesfumerollescertainslieuxgrouillentdevie.DesversRiftiade2mdelongsontgroupésenbouquets.Sanstubedigestif,cesversgéantssontnourrisparlesbactériesquioxydentlescomposéssulfureux.

Dans les abysses du Pacifique, poissons, crabes, étoiles demer, anémones et spirographes vivent aussi dans cesconditions:5200mdeprofondeur,températurede350°C.Ondénombreplusde350espècesdanscesmilieuxVoici quelques exemples de records pour les bactéries (d’après le journal du net et sous réserve de nouvellesdécouvertes!):



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Fumeurnoir



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Fumeurnoir©Bourque

Métabolismedesbactériessulfato-réductricesEllesappartiennentaudomainedesBacteriaaveclesgenresDesulfovibrioDesulfotomaculumenparticulier.LegenreArcheoglobulus,lui,faitpartiedesArchea.

Les espèces peuvent remplacer l'hydrogène comme donneur d'électrons par divers composés : acétate, éthanol,lactateetc.Ellessonthétérotrophesetutilisentlesulfatecommeaccepteurd'électrons.

Widdellesrépartitendeuxgroupes:*Desulfovibriodesulfuricans,DesulfomonasouDesulfotomaculumnigrificansparex.chezquil'oxydationdulactateetdel'éthanols'arrêteàl’acétate*Desulfobacteriumautotrophicum,DesulfonemaouDesulfobacter,parex.,chezquil’oxydationesttotale

Ellesont lacapacitéchimio-physiologiquede remplacer lesulfatepar lenitrate, lenitrite, le thiosulfateou lesoufre.Ellespeuventainsicoloniserdenombreuxbiotopescommenousvenonsdelevoir:

ArcheaoglobulusfulgitusesthyperthermophileDesulfotomaculumacetoxidansestcaractériséparuneforteconcentrationenNaClDesulfovibriodesulfuricanspeutvivreentre0et60g.L-1deNaCl!

Ellespeuventaussisupporterquantitédetoxiques,laréalitédépassanticilafiction…voirleparagraphesurledrainageminieracidementionnéci-dessous,certainespourraientêtreutiliséespourappauvrircertainspétrolesensoufreetc...

Aliresurnotresite"Vieetstructuredesocéans"dePierre-AndréBourque,etégalement"Bactériesetmicrobesentoutgenre"

Voicidoncunpetitaperçudecesêtresvivantspourlemoinssurprenants…



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Chapitre8/10-LesoufreetlesprotéinesLesacidesaminéssoufréssontlessuivants:Cystinecystéineetméthionine

Cystine

Cystéine

Methionine

Les acides aminés sont groupés en plusieurs familles aux propriétés différentes selon leur groupelatéral,parexemple:

-aliphatiques:leradicalestunechaînehydrogéno-carbonéeapolaire-hydroxylésavecungroupealcooldoncpolaires,maisnonchargésetneutres. -soufrésavecun soufredans lachaîne latérale. L'und'eux, la cystéineest un thiol, deux cystéinespeuvent établir une liaison covalente entre leurs



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atomesdesoufrerespectifs.- dicarboxyliques avec un groupement acide à l'extrémité de leur chaîne latérale, donc polaires, chargésnégativement(àpHneutre)etacides.-aromatiquesavecuncyclearomatiquedanslachaînelaterale,nonchargésetfortementapolaires-etc...

1-LaliaisonpeptidiqueLegroupementacidepeut réagiravec legroupementamined'unautre,avecéliminationd'unemoléculed'eaupourformer une liaison covalente nommée liaisonpeptidique.Lamolécule est undipeptide.D'autresacidesaminéspeuventréagiravecluietformerunpolypeptide.Lapropriétédelaliaisonpeptidiqueestqu’elleestmobileautourdesonaxeetceciconfèreauxprotéinesdespropriétésparticulièreset«vitales».

LiaisonpeptidiqueJaspard,Angers

PepBondJaspard,Angers

2-LesprotéinesUneprotéineestconstituéedepeptides,lespluscourtesavecunecinquantained'acidesaminés,lespluslonguesavec



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plusieursmilliers. Ellespeuventporterune chaîneglucidique, onaalorsdesglycoprotéinesou formerdesagrégatsdivers dont les hèmes par exemples associés à un atome demétal comme l’hémoglobine ou la chlorophylle. Lesprotéinesinterviennentàtouslesniveauxdanslacellule.

3-LepontdisulfureLacystéineestl'acideL-2-amino-3-mercaptopropionique.

Formationdecystéine

Sachaînelatéraleporteungroupementsulfhydryle(-SH)extrêmementréactif.L'autreacideaminésulfuré, laméthionine,porteungroupeméthyle,estplushydrophobe,d'unencombrementplusimportantetmoinsréactive.

Deuxcystéinesreliéesparunpontdisulfuredonneunecystine,letroisièmeacideaminésulfuré.

Unpontdisulfureestuneliaisoncovalenteentre2atomesdesoufredelachaînelatéralede2résiduscystéines(Cys)réduits.Ilssontformésdansunmilieucellulaireoxydant.

Lecytoplasmen’estpasoxydant,ilyadoncpeudeprotéinesintracellulairesquipossèdentdespontsdisulfure(seulement27%).Unpontdisulfurepeutêtreétablientre2cystéinesd'unemêmechaînepolypeptidiqueoude2chaînespolypeptidiquesdifférentes

Le nombre de ponts disulfure des protéines varie: les toxines, pourtant de très petites protéines (20 à 30 acidesaminés)peuventencontenirjusqu'à6!Touteslescystéinesneformentpasunpontdisulfure.

L'énergielibredeliaisonestimportanteetcontribueàlastabilisationdelastructuretridimentionnelledelaprotéine,sansforcémentjouerunrôledéterminantdanslerepliementdesprotéines.

Laformationd'unpontdisulfureestuneréactiond'oxydo-réductionréversiblequidépenddupotentielrédoxetdupH.

Il semble que les bactéries hyperthermophiles augmentent le nombre de ponts disulfure de leurs protéines pourqu’ellesrésistentmieuxàlachaleur.



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Chapitre9/10-Productionetcommercedusoufre

1-Lesengraisazotés

--Lesengraisorganiquesfumier, terreau, végétauxque vous laissez pourrir, sangdesséché (10 à 13%d'azote), corne torréfiée (13 à 15%d'azote), poudre de viande (8 à 11% d'azote), tourteaux qui sont les restes végétaux du traitement industriel decertainesproductionsagricoles(colza,tournesol),bouesséchéesdesstationsd'épuration.

Tous ces produits ne contiennent pas seulement de l'azotemais aussi des autres engrais et oligo-élémentsetpeuventêtreconsidéréscommedesamendementspuisqu'ilsapportentbeaucoupd'humus.

--Lesengraisammoniacaux-Lesulfated'ammoniaque(20à21%d'azote).-Lecyanamide(18à22%d'azote),environ60%dechaux(terretropacide

--Lesengraisnitriques-Lenitratedesoude(15à16%d'azote).-Lenitratedechaux(15à16%d'azote)quicontientde26à28%dechaux.

--Lesengraisuréiques-Ilsseprésententsousformed'urée"perlée",environ45%d'azoteuréique.

2-Lesengraisphosphatés:

--LesphosphatesnaturelsIlscontiennent30à35%d'acidephosphoriqueet40à45%decalcium--Lessuperphosphates

Phosphatesnaturelstraitésàl'acideavec15à25%d'acidephosphorique,déconseillésdansdessolsacides.

3-LaPotasseElle favorise la production des fruits, elle augmente le poids et la qualité de la production de nos arbres.Lesdifférentsengraispotassiquessont:-Lasylvinite.-Lechloruredepotassium.-Lesulfatedepotasse.C'estlemeilleurengraispotassiquequiconvientàtouslessols.Ildose50%depotasse.-LePatenkali,engraisnaturelautoriséenagriculturebiologique.



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Tableauengrais

Productionetcommerce-DonnéesdeSociétéFrançaisedeChimie

Teneurmoyennedel'écorceterrestre600ppm.

Origines(en%delaproductionmondiale1995):-Soufreélémentaire(67%)- purification du gaz naturel (32 %) : Canada, ex-URSS, France et par désulfuration des pétroles bruts dans lesraffineries(23%).-natif(mines)etFrasch(11%):États-Unis,Pologne,Irak,exURSS.-Sulfuresmétalliques(33%)-mineraisdecuivre,blendes,galènes(18%),-pyrites(15%):Chine,exURSS.

ActionRaffineriesdeSoufreReunies



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Transportetcommerceinternational:Ilesttransportésousformedegranulésouliquideentre124et145°C.Productions:1995,en106t.Paysimportateurs:Maroc,États-Unis,Inde,Tunisie,Brésil--Monde55,3--Etats-Unis11,7--Canada9,0--Chine7,3--exURSS4,9--Japon3,2--Pologne2,5--Allemagne2,2--Arabie.S.1,7--Mexique1,2

Etparcompagnie--Shell:2,4--Gazprom(Russie):2,0--Siarkopol(Pologne):2,0--Exxon:2,0--Freeport(États-Unis):1,6--Aramco(ArabieSaoudite):1,5--Husky(Canada):1,5--Amoco(Canada):1,0--ElfAquitaine:0,9--Pennzoil(États-Unis):0,9

De1957à1993,laproductioncumuléedeLacqaétéde48,9millionsdetà55%exportées.ProductiontotaledeElfAquitaineen1993:951000t.ALacq,lesstocksd'ElfAquitainecouvrent6ha,surunehauteurde13msoit1,9milliondet.

Consommations:Sélémentaire,en1993,enmillionsdet.danslemonde:33,6(52,2soustouteslesformes)aveclesUSAentêteavec11.7PlusduquartdelaconsommationfrançaiseesteffectuéeàRouenpourlafabricationd'engrais.

Secteursd'utilisation:Agriculture:61%Caprolactame(textile):5%Métallurgie:5%TiO2(pigment):2,5%Alkylation(essence):2,5%Tripolyphosphate(détergents):2%Alimentationanimale:2%Pâteàpapier:2%HF:2%

Danslemondeen1993:90%duSestdestinéàfabriquerH2SO4dont60%estdestinéàl'élaborationdesengraiset34%àdesutilisationsnonagricolesUtilisationsdiverses:-Agriculture(horsengrais):viticultureetarboriculture.-Caoutchouc:2%desoufre,élasticitéàfroidetàchaud.- Fabrication du CS2 employé comme solvant d'extraction et intermédiaire de synthèse pour la fabrication de la



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rayonne, du tétrachlorure de carbone, des films de cellophane, de produits agrochimiques et pharmaceutiques, decaoutchoucs(accélèrelavulcanisation).Lesconsommationsdiminuentrégulièrement.-Fabricationdubisulfitedecalcium:pâteàpapier

Bibliographiedeceparagraphe-SyndicatNationalProfessionneldelaChimieMinérale,14ruedelaRépublique,Cedex99,92902ParislaDéfense.-DocumentsdelaDirectionSoufredeElfAquitaine,TourElf,Cedex45,92078ParisLaDéfense.-DocumentsdeInternationalFertilizerIndustryAssociation,28RueMarbeuf,75008Paris.

-Sulphur,sulphurdioxide,sulphuricacid,industrialchemistryandtechnology,TheBritishSulphurCorporation,1984.

Chapitre10/10-Bibliographie-ColinRonan,HistoireMondialedesSciences,EdSeuil-HandbookofWorldMineralTradeStatistics1994-1999publiéparlaCnuced-KonigClaire,coursdechimiesurlesmétaux,notespersonnelles-MetaleuropAnnuairestatistique.-Pascal,P.,sousladir.de-.Nouveautraitédechimieminérale,Masson1964-RamadeF.Ecotoxicologie.Masson,Paris,1977-RamadeF.Elémentsd’écologie,écologieappliquée.Actiondel’hommesurlabiosphère.McGraw-Hill,Paris,1982.

SitesInternethttp://www.fcf.fr/http://www.oithttp://www.omshttp://webmineral.com/http://www.unesco.orghttp://www.globalwitness.org/GlobalWitnessestuneorganisationnongouvernementaleindépendantequienquêtesurlesliensqu'entretiennentlesressourcesnaturellesavecl'exploitation,lesconflitsetlacorruption,etquimènedescampagnesdanscedomaine.LesrapportsdeGlobalWitnesspeuventyêtreconsultés.

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