Sulfuro de sodio

Sulfuro de sodio es un compuesto químico con la fórmula Na₂S, o más comúnmente su hidratación Na₂S·9H2O. Tanto el anhídrido como las sales hidratadas en forma cristalina pura son sólidos incoloros, aunque los grados técnicos de sulfuro de sodio son generalmente amarillos a rojo de ladrillo debido a la presencia de polisulfidos y comúnmente suministrados como una masa cristalina, en forma de flake, o como un sólido fundido. Son hidrosolubles, dando soluciones fuertemente alcalinas. Cuando se expone al aire húmedo, Na₂S y sus hidratantes emiten sulfuro de hidrógeno, un gas extremadamente tóxico, inflamable y corrosivo que huele a huevos podridos.

Algunas muestras comerciales se especifican como Na₂S·xH₂O, donde un porcentaje en peso de Na_{2S. Los grados comúnmente disponibles tienen alrededor del 60% de Na2S en peso, lo que significa que x es alrededor de 3. Estos grados de sulfuro de sodio a menudo se comercializan como "sulfuro de sodio". copos'.}

Estructura

Na₂S adopta la estructura antifluorita, lo que significa que los centros Na⁺ ocupan sitios del fluoruro en la estructura CaF₂, y los S²⁻ más grandes ocupan los sitios para Ca²⁺.

Producción

Industrialmente, el Na₂S se produce mediante reducción carbotérmica de sulfato de sodio, a menudo utilizando carbón:

Na₂Así que...₄ + 2 C → Na₂S + 2 CO₂

En el laboratorio, la sal se puede preparar mediante reducción de azufre con sodio en amoníaco anhidro, o mediante sodio en THF seco con una cantidad catalítica de naftaleno (formando naftalenuro de sodio):

2 Na + S → Na₂S

Reacciones con reactivos inorgánicos

El ion sulfuro en sales de sulfuro como el sulfuro de sodio puede incorporar un protón a la sal mediante protonación:

S^{2 - 2}
+ H+ → SH⁻

Debido a esta captura del protón ( H+), el sulfuro de sodio tiene un carácter básico. El sulfuro de sodio es fuertemente básico y puede absorber dos protones. Su ácido conjugado es hidrosulfuro de sodio (SH⁻
>). Una solución acuosa contiene una porción significativa de iones sulfuro que están protonados individualmente.

S^{2 - 2}
+ H2O <math alttext="{displaystyle {ce {>}}}" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">↽ ↽ − − ⇀ ⇀ {displaystyle {ce {} {fn}} {fnK}}}} {fnK}}}}}<img alt="{displaystyle {ce {>}}}" aria-hidden="true" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/286de75351feddd1cbac5e7ebd53c4e682104d56" style="vertical-align: 0; margin-bottom: -0.338ex; width:3.358ex; height:2.676ex;"/> SH⁻
+ Oh-

SH⁻
+ H2O <math alttext="{displaystyle {ce {<}}}" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">↽ ↽ − − ⇀ ⇀ {displaystyle {ce {} {cHFF} {fn}}} {fn}}} {fn}} {fn}}}}}<img alt="{displaystyle {ce {<}}}" aria-hidden="true" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c78d3cd51f1e83cb464dcf6fec2e692339f2c642" style="vertical-align: -0.505ex; width:3.358ex; height:3.009ex;"/> H₂S + Oh-

El sulfuro de sodio es inestable en presencia de agua debido a la pérdida gradual de sulfuro de hidrógeno a la atmósfera.

Cuando se calienta con oxígeno y dióxido de carbono, el sulfuro de sodio puede oxidarse a carbonato de sodio y dióxido de azufre:

2 Na₂S + 3 O₂ + 2 CO₂ → 2 Na₂CO₃ + 2 SO₂

La oxidación con peróxido de hidrógeno da sulfato de sodio:

Na₂S + 4 H₂O₂ → 4 H2O + Na₂Así que...₄

Tras el tratamiento con azufre, se forman polisulfuros:

2 Na₂S + S₈ → 2 Na₂S₅

Usos

El sulfuro de sodio se utiliza principalmente en el proceso kraft en la industria de la pulpa y el papel.

Se utiliza en el tratamiento de agua como agente eliminador de oxígeno y también como precipitante de metales; en fotografía química para tonificar fotografías en blanco y negro; en la industria textil como agente blanqueador, desulfurante y declorante; y en el comercio del cuero para la sulfitación de extractos curtientes. Se utiliza en la fabricación de productos químicos como agente de sulfonación y sulfometilación. Se utiliza en la producción de productos químicos para caucho, tintes de azufre y otros compuestos químicos. Se utiliza en otras aplicaciones, incluida la flotación de minerales, la recuperación de petróleo, la fabricación de tintes y detergentes. También se utiliza durante el procesamiento del cuero, como agente depilador en la operación de encalado.

Reactivo en química orgánica

La alquilación de sulfuro de sodio da tioéteres:

Na₂S + 2 RX → R₂S + 2 NaX

Incluso los haluros de arilo participan en esta reacción. Mediante un proceso muy similar, el sulfuro de sodio puede reaccionar con alquenos en la reacción tiol-eno para dar tioéteres. El sulfuro de sodio se puede utilizar como nucleófilo en reacciones de tipo Sandmeyer. El sulfuro de sodio reduce los derivados de 1,3-dinitrobenceno a 3-nitroanilinas. La solución acuosa de sulfuro de sodio se puede poner a reflujo con nitro que lleva colorantes azoicos disueltos en dioxano y etanol para reducir selectivamente los grupos nitro a amina; mientras que otros grupos reducibles, p. grupo azo, permanecen intactos. El sulfuro también se ha empleado en aplicaciones fotocatalíticas.

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Seguridad

Al igual que el hidróxido de sodio, el sulfuro de sodio es fuertemente alcalino y puede provocar quemaduras químicas. Los ácidos reaccionan con él para producir rápidamente sulfuro de hidrógeno, que es altamente tóxico.