En horticultura , la cal azufre ( lima azufre en inglés británico , ver 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 ) formada al hacer 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 (cal) poco soluble y azufre sólido junto con una pequeña cantidad de tensioactivo para facilitar la dispersión de estos sólidos en agua. Después de la eliminación de los sólidos residuales (floculación, decantación y filtración), se utiliza normalmente como solución acuosa, de color amarillo rojizo y con un característico olor desagradable a ácido sulfhídrico (H 2 S, huevos podridos).
La reacción química exacta que conduce a la síntesis de azufre de cal es poco conocida y generalmente se escribe como:
según informa un documento del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA). [2]
Esta vaga reacción es desconcertante porque implica la reducción de azufre elemental y no aparece ningún reductor en la ecuación mencionada anteriormente, mientras que también se mencionan productos de oxidación de azufre. El pH inicial de la solución impuesto 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 crudos de petróleo y gas en la industria de refinación:
Reescribiendo la última reacción en dirección inversa se obtiene una reacción consistente con lo que se observa en la reacción global de cal azufre:
En condiciones alcalinas proporciona:
y después de la simplificación, o más exactamente el reciclaje, de las moléculas de agua en la reacción anterior:
agregando nuevamente 6 cationes Ca 2+ de la cal hidratada en aras de la electroneutralidad, se obtiene la reacción global.
Esta última reacción es consistente con la reacción global de cal y azufre mencionada en el documento del USDA. [2] Sin embargo, no tiene en cuenta todos los detalles, entre otros, 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 reacción de la cal y el azufre porque la química de las formas reducidas o parcialmente oxidadas del 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 cal-sulfuro sufrirá una rápida oxidación y sus diferentes productos seguirán evolucionando y finalmente entrarán en el ciclo natural del azufre .
La presencia de tiosulfato en la reacción de cal azufre puede explicarse por la reacción entre sulfito y azufre elemental (o con sulfuro y polisulfuros) y la del sulfato por la oxidación completa del sulfito o tiosulfato siguiendo un esquema de reacción más complejo. En una patente registrada por Hajjatie et al. se describe más información sobre la producción de tiosulfato de calcio. (2006). [3]
Hajjatie et al. (2006) escribieron la reacción de cal y azufre de varias 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 de azufre elemental en una solución casi pura de tiosulfato de calcio.
Una receta de la Estación Experimental Agrícola del Estado de Nueva York para el concentrado es 80 libras de azufre , 36 libras de cal viva y 50 galones de cal viva. de agua. Transfiriendo esta fórmula al sistema métrico y usando un volumen total de 100 L de agua purificada a esto le agregaremos 19,172 kg de azufre y 8,627 kg de óxido de calcio. 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 usa hidróxido de calcio (reforzantes o cal hidratada ), se podría usar 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, igualmente aumentar su cantidad. Evite el uso de cal que tenga menos del 90% de pureza. Hervir durante una hora, revolviendo y agregando pequeñas cantidades de agua caliente para compensar la evaporación.
En agricultura y horticultura, la cal azufre se vende en forma de spray para controlar hongos , bacterias e insectos . En 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, se debe diluir mucho antes de rociar sobre cultivos herbáceos, especialmente durante el clima cálido. La cal azufre está aprobada 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 preservar la madera muerta de los árboles 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, la cal y el azufre se pintan directamente sobre la madera muerta expuesta y, a menudo, se colorean con una pequeña cantidad de pintura oscura para que parezca más natural. Sin pigmentos de pintura, la solución de cal y azufre blanquea la madera hasta obtener un color blanco hueso que tarda tiempo en desgastarse y adquirir un aspecto natural. [6] En el caso muy concreto del cultivo del bonsái, si la cal azufre se aplica con cuidado y mucha paciencia a mano con un cepillo pequeño y no entra en contacto directo con las hojas o acículas, esta técnica se puede utilizar en bonsáis de hoja perenne. árboles así como otros tipos de árboles verdes. Sin embargo, esto no se aplica al uso normal en árboles comunes con hojas verdes.
Las soluciones diluidas de azufre y 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 azufre de cal sin diluir es corrosivo para la piel y los ojos y puede causar lesiones graves como ceguera.
El azufre de cal reacciona con ácidos fuertes (incluido el ácido del estómago ) para producir sulfuro de hidrógeno altamente tóxico (gas de huevo podrido) y, de hecho, generalmente tiene un olor distintivo a "huevo podrido". El azufre de cal no es extremadamente inflamable, pero su combustión produce un gas de dióxido de azufre altamente irritante .
Se deben usar gafas de seguridad y guantes impermeables al manipular azufre de cal. Las soluciones de cal y azufre son fuertemente alcalinas (los concentrados comerciales típicos tienen un pH superior a 11,5 debido a la presencia de sulfuros y aniones hidróxido disueltos ) y son perjudiciales para los organismos vivos y pueden causar ceguera si entran en contacto con los ojos.
La naturaleza corrosiva del azufre de cal se debe a las especies reducidas de azufre que contiene, en particular los sulfuros responsables del agrietamiento por corrosión bajo tensión y los tiosulfatos que causan 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 los 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, y se utilizó en la década de 1840 en Francia para controlar el mildiú polvoriento 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 necesaria ] En 1886 se utilizó por primera vez en California para controlar la escala de San José . Alrededor de 1904, los proveedores comerciales comenzaron a fabricar azufre de cal; antes de esa época, se esperaba que los jardineros fabricaran los suyos propios. En la década de 1920, prácticamente todos los huertos comerciales de los países occidentales estaban protegidos mediante fumigaciones periódicas con cal y azufre. Sin embargo, en la década de 1940, el azufre de cal comenzó a ser reemplazado por fungicidas orgánicos sintéticos que corrían menos daño al follaje del cultivo.