Sulfuro
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| Nombres | |||
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| Nombre sistemático de la IUPAC Sulfuro(2−) [1] (aditivo), nombre recomendado Sulfanediuro (sustitutivo), [1] no común, rara vez usado, a veces generado por software de nomenclatura automatizada en química orgánica | |||
| Identificadores | |||
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Modelo 3D ( JSmol ) |
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| EBICh |
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| Araña química |
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Identificador de centro de PubChem |
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| UNIVERSIDAD |
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| Propiedades | |||
| S2− | |||
| Masa molar | 32,06 g·mol −1 | ||
| Ácido conjugado | Bisulfuro | ||
| Compuestos relacionados | |||
Otros aniones | seleniuro de óxido telururo | ||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para los materiales en su estado estándar (a 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |||
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.
Propiedades químicas
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 tratarlas con un ácido, las sales de sulfuro se convierten en sulfuro de hidrógeno :
- S2− + H + → SH−
- SH − + H + → H 2 S
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.
- 8MgS + 8I2 → S8 + 8MgI2
Derivados de metales
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 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]
Geología
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]
Corrosión inducida por sulfuro
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.
Química orgánica
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.
Disulfuros
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 .
Ejemplos
| Fórmula | Punto de fusión (°C) | Punto de ebullición (°C) | Número CAS | |
|---|---|---|---|---|
| H2S | El sulfuro de hidrógeno es un gas muy tóxico y corrosivo que se caracteriza por un olor típico a "huevo podrido". | −85,7 | -60,20 | 7783-06-4 |
| CDS | El sulfuro de cadmio se puede utilizar en fotocélulas . | 1750 | 1306-23-6 | |
| El polisulfuro de calcio (" sulfuro de calcio ") es un fungicida tradicional en jardinería . | ||||
| CS 2 | El disulfuro de carbono es un precursor de los compuestos organosulfurados. | -111,6 | 46 | 75-15-0 |
| PbS | El sulfuro de plomo se utiliza en sensores de infrarrojos . | 1114 | 1314-87-0 | |
| MoS 2 | El disulfuro de molibdeno , el mineral molibdenita , se utiliza como catalizador para eliminar el azufre de los combustibles fósiles; también como lubricante para aplicaciones de alta temperatura y alta presión. | 1317-33-5 | ||
| Cl – CH2CH2 – S – CH2CH2 – Cl | La mostaza de azufre (gas mostaza) es un compuesto organosulfurado (tioéter) que se utilizó como arma química en la Primera Guerra Mundial. | 13–14 | 217 | 505-60-2 |
| Ag2S | El sulfuro de plata es un componente del deslustre de la plata . | 21548-73-2 | ||
| Na2S | El sulfuro de sodio , en forma de hidrato, se utiliza en la fabricación de papel kraft y como precursor de compuestos organosulfurados . | 920 | 1180 | 1313-82-2 |
| ZnS | El sulfuro de cinc se utiliza para lentes y otros dispositivos ópticos en la parte infrarroja del espectro . El ZnS dopado con plata se utiliza en detectores alfa, mientras que el sulfuro de cinc con trazas de cobre tiene aplicaciones en tiras fotoluminiscentes para iluminación de emergencia y esferas de relojes luminosas. | 1850 | 1314-98-3 | |
| C6H4S | El sulfuro de polifenileno es un polímero comúnmente llamado "Sulfar". Sus unidades repetidas están unidas entre sí por enlaces de sulfuro (tioéter). | 26125-40-6 25212-74-2 | ||
| SeS 2 | El disulfuro de selenio es un antifúngico que se utiliza en preparados anticaspa, como Selsun Blue . La presencia de selenio, altamente tóxico, en productos cosméticos y sanitarios representa un problema general de salud y medioambiental. | <100 | 7488-56-4 | |
| FeS2 | La pirita , conocida como el “oro de los tontos” , es un mineral común. | 600 | 1317-66-4 |
Preparación
Los compuestos de sulfuro se pueden preparar de varias maneras diferentes: [8]
- Combinación directa de elementos:
- Ejemplo: Fe ( s ) + S ( s ) → FeS ( s )
- Reducción de un sulfato:
- Ejemplo: MgSO 4( s ) + 4C ( s ) → MgS ( s ) + 4CO ( g )
- Precipitación de un sulfuro insoluble:
- Ejemplo: M 2+ + H 2 S ( g ) → MS ( s ) + 2H + ( aq )
Seguridad
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.
Nomenclatura
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.
Referencias
- ^ ab "sulfuro(2−) (CHEBI:15138)". Entidades químicas de interés biológico (ChEBI) . Reino Unido: Instituto Europeo de Bioinformática.
- ^ "SULFURO Definición y significado en inglés". Lexico.com. Archivado desde el original el 2 de agosto de 2019. Consultado el 24 de agosto de 2022 .
- ^ May, PM; Batka, D.; Hefter, G.; Könignberger, E.; Rowland, D. (2018). "Adiós a S2-". Chem. Comm . 54 (16): 1980–1983. doi :10.1039/c8cc00187a. PMID 29404555.
- ^ Meyer, B; Ward, K; Koshlap, K; Peter, L (1983). "Segunda constante de disociación del sulfuro de hidrógeno". Química inorgánica . 22 (16): 2345. doi :10.1021/ic00158a027.
- ^ Harbhajan Singh (17 de noviembre de 2006). Micorregimiento: biorremediación fúngica. John Wiley & Sons. pág. 509. ISBN 9780470050583.
- ^ Vaughan, DJ; Craig, JR “Química mineral de sulfuros metálicos” Cambridge University Press, Cambridge: 1978. ISBN 0-521-21489-0 .
- ^ Tsang, Man-Yin; Inagaki, Fumio (29 de mayo de 2020). "Vida microbiana en las profundidades del fondo marino: una historia de no darse por vencido". Frontiers for Young Minds . 8 : 70. doi : 10.3389/frym.2020.00070 . ISSN 2296-6846.
- ^ Atkins; Shriver (2010). Química inorgánica (5.ª ed.). Nueva York: WH Freeman & Co. pág. 413.
Enlaces externos
