En horticultura , el sulfuro de cal ( lime sulphur en inglés británico , véase diferencias ortográficas en inglés americano y británico ) es principalmente una mezcla de polisulfuros de calcio y tiosulfato [1] (más otros subproductos de reacción como sulfito y sulfato ) formados al reaccionar hidróxido de calcio con azufre elemental , utilizado en el control de plagas . Se puede preparar hirviendo en agua una suspensión de hidróxido de calcio poco soluble (cal) y azufre sólido junto con una pequeña cantidad de surfactante para facilitar la dispersión de estos sólidos en agua. Después de la eliminación de sólidos residuales (floculación, decantación y filtración), normalmente se utiliza como una solución acuosa, que es de color amarillo rojizo y tiene un olor ofensivo distintivo de sulfuro de hidrógeno ( H2S , huevos podridos).
La reacción química exacta que conduce a la síntesis del azufre de cal se escribe generalmente como:
según se informa en un documento del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA). [2]
Esta reacción vaga es poco conocida, ya que implica la reducción de azufre elemental y no aparece ningún reductor en la ecuación, mientras que los productos de oxidación del azufre también se mencionan como productos. El pH inicial de la solución impuesta por la cal hidratada poco soluble es alcalino (pH = 12,5), mientras que el pH final está en el rango 11-12, típico de los sulfuros que también son bases fuertes .
Cuando se tiene en cuenta la hidrólisis del sulfuro de calcio, las reacciones individuales para cada uno de los subproductos son:
Sin embargo, el azufre elemental puede sufrir una reacción de desproporción , también llamada dismutación. La primera reacción se parece a una reacción de desproporción. La reacción de comproporción inversa es la reacción que ocurre en el proceso Claus utilizado para la desulfuración de productos de petróleo y gas crudo en la industria de refinación:
Reescribiendo la última reacción en dirección inversa se obtiene una reacción consistente con la observada en la reacción global de cal y azufre:
En condiciones alcalinas, da:
y después de la simplificación, o más exactamente el reciclaje, de las moléculas de agua en la reacción anterior:
Añadiendo 6 cationes Ca 2+ de la cal hidratada con el fin de lograr la electroneutralidad, se obtiene la reacción global.
Esta última reacción es consistente con la reacción global de azufre de cal mencionada en el documento del USDA. [2] Sin embargo, no da cuenta de todos los detalles, entre ellos, la producción de tiosulfato y sulfato entre los productos finales de la reacción. Mientras tanto, es una buena aproximación de primer orden y destaca de manera útil el esquema general de la reacción de azufre de cal porque la química de las formas reducidas o parcialmente oxidadas de azufre es particularmente compleja y todos los pasos intermedios o mecanismos involucrados son difíciles de desentrañar. Además, una vez expuesto al oxígeno atmosférico y a la actividad microbiana, el sistema de azufre de cal sufrirá una oxidación rápida y sus diferentes productos continuarán evolucionando y finalmente ingresarán al ciclo natural del azufre .
La presencia de tiosulfato en la reacción de cal y azufre puede explicarse por la reacción entre el sulfito y el azufre elemental (o con sulfuro y polisulfuros) y la del sulfato por la oxidación completa del sulfito o el tiosulfato siguiendo un esquema de reacción más complejo. Se ha descrito más información sobre la producción de tiosulfato de calcio en una patente registrada por Hajjatie et al. (2006). [3]
Hajjatie et al. (2006) escribieron la reacción del azufre de cal de diversas maneras dependiendo del grado de polimerización de los polisulfuros de calcio, pero la siguiente reacción es probablemente la más simple de su serie:
También lograron controlar con éxito esta reacción para lograr la conversión del azufre elemental en una solución casi pura de tiosulfato de calcio.
La receta de la Estación Experimental Agrícola del Estado de Nueva York para el concentrado sugiere comenzar con 80 lb. de azufre , 36 lb. de cal viva y 50 gal. de agua, equivalente a 19,172 kg de azufre y 8,627 kg de óxido de calcio por cada 100 litros de agua. Aproximadamente 2,2:1 es la proporción (en peso) para combinar azufre y cal viva; esto produce la mayor proporción de pentasulfuro de calcio. Si se utiliza hidróxido de calcio (coadyuvantes o cal hidratada ), se puede utilizar un aumento de 1/3 o más (a 115 g/L o más) con los 192 g/L de azufre. Si la cal viva tiene una pureza del 85%, 90% o 95%, utilice 101 g/L, 96 g/L o 91 g/L; Si se utiliza cal hidratada impura, se aumenta la cantidad para compensar, aunque en la práctica rara vez se utiliza cal con una pureza inferior al 90%. Luego se hierve la mezcla durante una hora mientras se remueve mientras se agregan pequeñas cantidades de agua para evaporarla.
En la agricultura y la horticultura, el azufre de cal se vende en forma de aerosol para controlar hongos , bacterias e insectos . En los árboles de hoja caduca, se puede rociar durante el invierno sobre la superficie de la corteza en altas concentraciones, pero como el azufre de cal puede quemar el follaje, debe diluirse mucho antes de rociarlo sobre cultivos herbáceos, especialmente durante el clima cálido. El azufre de cal está aprobado para su uso en cultivos orgánicos en la Unión Europea y el Reino Unido. [4]
Los entusiastas del bonsái utilizan azufre de cal sin diluir para blanquear, esterilizar y conservar la madera muerta de los árboles de bonsái, a la vez que les dan un aspecto envejecido. [5] En lugar de rociar todo el árbol, como ocurre con el uso de pesticidas, el azufre de cal se pinta directamente sobre la madera muerta expuesta y, a menudo, se tiñe con una pequeña cantidad de pintura oscura para que parezca más natural. Sin pigmentos de pintura, la solución de azufre de cal blanquea la madera hasta obtener un color blanco hueso que tarda en desgastarse y adquirir un aspecto natural. [6] En el caso muy específico del cultivo del bonsái, si el azufre de cal se aplica con cuidado y mucha paciencia a mano con un pincel pequeño y no entra en contacto directo con las hojas o las agujas, esta técnica se puede utilizar en árboles de bonsái de hoja perenne, así como en otros tipos de árboles verdes. Sin embargo, esto no se aplica para un uso normal en árboles comunes con hojas verdes.
Las soluciones diluidas de sulfuro de cal (entre 1:16 y 1:32) también se utilizan como baño para mascotas para ayudar a controlar la tiña (un hongo) , la sarna y otras dermatosis y parásitos . El sulfuro de cal sin diluir es corrosivo para la piel y los ojos y puede causar lesiones graves como la ceguera.
El sulfuro de cal reacciona con ácidos fuertes (incluido el ácido estomacal ) y produce sulfuro de hidrógeno (gas de huevo podrido) altamente tóxico, y de hecho suele tener un olor característico a "huevo podrido". El sulfuro de cal no es inflamable, pero puede liberar dióxido de azufre altamente irritante cuando se incendia.
Se deben usar gafas de seguridad y guantes impermeables al manipular sulfuro de cal. Las soluciones de sulfuro de cal son fuertemente alcalinas (los concentrados comerciales típicos tienen un pH superior a 11,5 debido a la presencia de sulfuros disueltos y aniones de hidróxido ) y son nocivas para los organismos vivos y pueden causar ceguera si se salpican en los ojos.
La naturaleza corrosiva del sulfuro de cal se debe a las especies reducidas de azufre que contiene, en particular los sulfuros responsables de la corrosión bajo tensión y los tiosulfatos causantes de la corrosión por picaduras . La corrosión localizada por las especies reducidas de azufre puede ser dramática, incluso la mera presencia de azufre elemental en contacto con metales es suficiente para corroerlos considerablemente, incluidos los llamados aceros inoxidables .
Se cree que el azufre de cal es el primer producto químico sintético utilizado como pesticida, ya que se utilizó en la década de 1840 en Francia para controlar el mildiú polvoroso de la vid Uncinula necator , que se había introducido desde los EE. UU . en 1845 y redujo la producción de vino en un 80%. [ cita requerida ] En 1886 se utilizó por primera vez en California para controlar la cochinilla de San José . A partir de alrededor de 1904, los proveedores comerciales comenzaron a fabricar azufre de cal; antes de esa fecha, se esperaba que los jardineros fabricaran el suyo propio. En la década de 1920, prácticamente todos los huertos comerciales en los países occidentales estaban protegidos por pulverizaciones regulares con azufre de cal. Sin embargo, en la década de 1940, el azufre de cal comenzó a ser reemplazado por fungicidas orgánicos sintéticos que suponían un menor riesgo de dañar el follaje del cultivo.