El sulfuro (también sulphide en inglés británico ) [2] es un anión inorgánico de azufre con la fórmula química S 2− o un compuesto que contiene uno o más iones S 2− . Las soluciones de sales de sulfuro son corrosivas. El sulfuro también se refiere a grandes familias de compuestos inorgánicos y orgánicos , por ejemplo, sulfuro de plomo y sulfuro de dimetilo . El sulfuro de hidrógeno (H 2 S) y el bisulfuro (SH − ) son los ácidos conjugados del sulfuro.
El ion sulfuro no existe en soluciones alcalinas acuosas de Na 2 S. [3] [4] En cambio, el sulfuro se convierte en hidrosulfuro:
Al tratarlas con un ácido, las sales de sulfuro se convierten en sulfuro de hidrógeno :
La oxidación del sulfuro es un proceso complicado. Según las condiciones, la oxidación puede producir azufre elemental, polisulfuros , politionatos, sulfito o sulfato . Los sulfuros metálicos reaccionan con halógenos y forman azufre y sales metálicas.
Las soluciones acuosas de cationes de metales de transición reaccionan con fuentes de sulfuro (H2S , NaHS, Na2S ) para precipitar sulfuros sólidos. Estos sulfuros inorgánicos suelen tener una solubilidad en agua muy baja y muchos están relacionados con minerales con la misma composición (véase más adelante). Un ejemplo famoso es la especie amarilla brillante CdS o " amarillo de cadmio ". El deslustre negro que se forma en la plata esterlina es Ag2S . A estas especies a veces se las denomina sales. De hecho, el enlace en los sulfuros de metales de transición es altamente covalente, lo que da lugar a sus propiedades semiconductoras , que a su vez están relacionadas con los colores profundos. Varios tienen aplicaciones prácticas como pigmentos, en células solares y como catalizadores. El hongo Aspergillus niger desempeña un papel en la solubilización de sulfuros de metales pesados. [5]
Muchos minerales metálicos importantes son sulfuros. [6] Algunos ejemplos significativos incluyen: argentita ( sulfuro de plata ), cinabrio ( sulfuro de mercurio ), galena ( sulfuro de plomo ), molibdenita ( sulfuro de molibdeno ), pentlandita ( sulfuro de níquel ) , rejalgar ( sulfuro de arsénico ), estibina ( sulfuro de antimonio ), esfalrita ( sulfuro de cinc ), pirita ( disulfuro de hierro ) y calcopirita ( sulfuro de hierro y cobre ). Estos minerales de sulfuro registraron información (como isótopos ) de su entorno circundante durante su formación. Los científicos utilizan estos minerales para estudiar los entornos en las profundidades marinas o en el pasado de la Tierra. [7]
Los sulfuros libres disueltos (H 2 S, HS − y S 2− ) son especies muy agresivas para la corrosión de muchos metales como el acero, el acero inoxidable y el cobre. Los sulfuros presentes en solución acuosa son responsables del agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) del acero, y también se conoce como agrietamiento por tensión de sulfuro . La corrosión es una preocupación importante en muchas instalaciones industriales que procesan sulfuros: molinos de mineral de sulfuro, pozos petrolíferos profundos , tuberías que transportan petróleo agrio y fábricas de papel Kraft .
La corrosión inducida por microbios (MIC) o corrosión por sulfuro biogénico también es causada por bacterias reductoras de sulfato que producen sulfuro que se emite al aire y se oxida en ácido sulfúrico por bacterias oxidantes de azufre. El ácido sulfúrico biogénico reacciona con los materiales de alcantarillado y, en general, causa pérdida de masa, agrietamiento de las tuberías de alcantarillado y, en última instancia, colapso estructural. Este tipo de deterioro es un proceso importante que afecta a los sistemas de alcantarillado en todo el mundo y genera costos de rehabilitación muy altos.
La oxidación del sulfuro también puede formar tiosulfato ( S
2Oh2−
3), especie intermedia responsable de graves problemas de corrosión por picaduras en aceros y aceros inoxidables, mientras que el medio también se acidifica por la producción de ácido sulfúrico cuando la oxidación está más avanzada.
En química orgánica , "sulfuro" se refiere generalmente al enlace C–S–C, aunque el término tioéter es menos ambiguo. Por ejemplo, el tioéter dimetil sulfuro es CH3 – S –CH3 . El sulfuro de polifenileno (véase más abajo) tiene la fórmula empírica C6H4S . Ocasionalmente, el término sulfuro se refiere a moléculas que contienen el grupo funcional –SH . Por ejemplo, sulfuro de metilo puede significar CH3 – SH. El descriptor preferido para dichos compuestos que contienen SH es tiol o mercaptano, es decir, metanotiol o metilmercaptano.
La confusión surge de los diferentes significados del término " disulfuro ". El disulfuro de molibdeno (MoS 2 ) consiste en centros de sulfuro separados, en asociación con molibdeno en el estado de oxidación formal +4 (es decir, Mo 4+ y dos S 2− ). El disulfuro de hierro ( pirita , FeS 2 ), por otro lado, consiste en S2−
2, o dianión − S–S − , en asociación con hierro divalente en el estado de oxidación formal +2 (ion ferroso: Fe 2+ ). El disulfuro de dimetilo tiene el enlace químico CH 3 –S–S–CH 3 , mientras que el disulfuro de carbono no tiene enlace S–S, siendo S=C=S (molécula lineal análoga a CO 2 ). Con mayor frecuencia en la química del azufre y en la bioquímica, el término disulfuro se atribuye comúnmente al análogo de azufre del enlace peróxido –O–O–. El enlace disulfuro (–S–S–) juega un papel importante en la conformación de las proteínas y en la actividad catalítica de las enzimas .
Los compuestos de sulfuro se pueden preparar de varias maneras diferentes: [8]
Muchos sulfuros metálicos son tan insolubles en agua que probablemente no sean muy tóxicos. Algunos sulfuros metálicos, cuando se exponen a un ácido mineral fuerte , incluidos los ácidos gástricos , liberarán sulfuro de hidrógeno tóxico .
Los sulfuros orgánicos son altamente inflamables. Cuando un sulfuro se quema, produce gas de dióxido de azufre (SO2 ) .
El sulfuro de hidrógeno, algunas de sus sales y casi todos los sulfuros orgánicos tienen un hedor fuerte y pútrido; la biomasa en descomposición los libera.
Los nombres sistemáticos sulfanediuro y sulfuro(2−) , nombres válidos de la IUPAC , se determinan según las nomenclaturas sustitutiva y aditiva, respectivamente. El nombre sulfuro también se utiliza en la nomenclatura IUPAC compositiva que no tiene en cuenta la naturaleza del enlace involucrado. Ejemplos de tales nombres incluyen disulfuro de selenio y sulfuro de titanio , que no contienen iones de sulfuro.
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