Sulfuro

El sulfuro (también llamado sulfuro en inglés británico ) ^{[ 2 ]} es un anión inorgánico de azufre con la fórmula química S²⁻ ^o un compuesto que contiene uno o más iones S²⁻ ^. Las disoluciones de sales de sulfuro son corrosivas. El término sulfuro también se refiere a amplias familias de compuestos inorgánicos y orgánicos , como el sulfuro de plomo y el dimetilsulfuro . El sulfuro de hidrógeno (H₂S ₎ y el bisulfuro (HS⁻ ⁾ son los ácidos conjugados del sulfuro.

El ion sulfuro no existe en soluciones alcalinas acuosas de Na₂S _. [ ^{3 ] [ 4 ] En} cambio, el sulfuro se convierte en hidrosulfuro:

S ²⁻ + H ₂ O → SH ⁻ + OH ⁻

Al ser tratadas con un ácido, las sales de sulfuro se convierten en sulfuro de hidrógeno :

S ²⁻ + H ⁺ → SH ⁻

SH ⁻ + H ⁺ → H ₂ S

La oxidación del sulfuro es un proceso complejo. Según las condiciones, puede producir azufre elemental, polisulfuros , politionatos , sulfito o sulfato . Los sulfuros metálicos reaccionan con halógenos , formando azufre y sales metálicas.

8  MgS + 8  I ₂ → S ₈ + 8  MgI ₂

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 muy baja en agua, y muchos están relacionados con minerales de la misma composición (véase más adelante). Un ejemplo conocido es el CdS, de color amarillo brillante, o « amarillo de cadmio ». La pátina negra que se forma en la plata de ley es Ag₂S. _A estas especies se las denomina a veces 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 sus colores intensos. Varios tienen aplicaciones prácticas como pigmentos, en células solares y como catalizadores. El hongo Aspergillus niger participa 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 ), esfalerita ( sulfuro de zinc ), pirita ( disulfuro de hierro ) y calcopirita ( sulfuro de hierro y cobre ). Estos minerales sulfurados registraron información (como isótopos ) de su entorno durante su formación. Los científicos utilizan estos minerales para estudiar entornos en las profundidades marinas o en el pasado de la Tierra. ^{[ 7 ]}

Los sulfuros libres disueltos (H₂S _, HS⁻ ^y S²⁻ ⁾ 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 de la fisuración por corrosión bajo tensión (SCC) del acero, también conocida como fisuración por sulfuro . La corrosión es una preocupación importante en muchas instalaciones industriales que procesan sulfuros: plantas de procesamiento de mineral de sulfuro, pozos petrolíferos profundos, oleoductos que transportan petróleo agrio y fábricas de papel Kraft .

La corrosión inducida por microorganismos (CIM) o corrosión biogénica por sulfuro también es causada por bacterias reductoras de sulfato que producen sulfuro, el cual se emite al aire y se oxida en ácido sulfúrico por bacterias oxidantes de azufre. El ácido sulfúrico biogénico reacciona con los materiales de las aguas residuales y, por lo general, provoca pérdida de masa, agrietamiento de las tuberías 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 elevados.

La oxidación del sulfuro también puede formar tiosulfato ( S₂ O ²⁻ ₃ ), una especie intermedia responsable de graves problemas decorrosión por picadurasdel acero y el acero inoxidable, mientras que el medio también se acidifica por la producción de ácido sulfúrico cuando la oxidación está más avanzada.

En química orgánica , el sulfuro suele referirse al enlace C–S–C, aunque el término tioéter es menos ambiguo. Por ejemplo, el tioéter dimetilsulfuro es CH₃ _– S–CH₃ _. El sulfuro de polifenileno (véase más abajo) tiene la fórmula empírica C₆H₄S. _En ocasiones , el término sulfuro se refiere a moléculas que contienen el grupo funcional –SH . Por ejemplo, el metilsulfuro puede significar CH₃ _– SH. El descriptor preferido para estos 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 (MoS₂ ₎ consta de centros de sulfuro separados, asociados al molibdeno en estado de oxidación formal +4 (es decir, Mo⁴⁺ ^y dos S²⁻ ⁾ . El disulfuro de hierro ( pirita , FeS₂ ₎ por otro lado consta de S²⁻² , o dianión ^−S _– S⁻ ^, asociado al hierro divalente en estado de oxidación formal +2 (ión ferroso: Fe²⁺ ⁾ . ^El disulfuro de dimetilo tiene el enlace químico CH₃ _–S –S–CH₃ _, mientras que el disulfuro de carbono no tiene enlace S–S, siendo S=C=S (análogo molecular lineal del CO₂ ₎ . Con mayor frecuencia en química del azufre y en bioquímica, el término disulfuro se atribuye comúnmente al análogo de azufre del enlace peróxido –O–O–. El enlace disulfuro (–S–S–) desempeña un papel fundamental 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 ]}

1. Combinación directa de elementos:

   Ejemplo: Fe _{( s )} + S _{( s )} → FeS _{( s )}

2. Reducción de un sulfato:

   Ejemplo: MgSO₄ _{( s )} + 4C _{( s )} → MgS _{( s )} + 4CO _{( g )}

3. Precipitación de un sulfuro insoluble:

   Ejemplo: M ²⁺ + H ₂ S _{( g )} → MS _{( s )} + 2H ⁺ _{( aq )}

Muchos sulfuros metálicos son tan insolubles en agua que probablemente no sean muy tóxicos. Algunos sulfuros metálicos, al exponerse a un ácido mineral fuerte , incluidos los ácidos gástricos , liberan sulfuro de hidrógeno tóxico .

Los sulfuros orgánicos son altamente inflamables. Cuando un sulfuro arde, produce 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 sulfanediido 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 composicional de la IUPAC, que no tiene en cuenta la naturaleza del enlace involucrado. Ejemplos de esta nomenclatura incluyen el disulfuro de selenio y el sulfuro de titanio , que no contienen iones sulfuro.

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