Mikä on bisulfidi?

Sulfidit ovat molekyylejä, joissa on yksi tai useampia eristettyjä rikkiatomeja, joista kussakin on ylimäärä kaksi elektronia. Nämä muodostavat sulfidin negatiivisen osan tai “anionin” – vastaava positiivinen osa on “kationi”. Yksi yksinkertainen esimerkki on kaliumsulfidi, kemiallinen kaava K2S; Molemmissa kaliumatomeissa on +1 varaus, yhdessä rikkiatomissa -2 varaus. Jonkin verran samankaltaisella molekyylillä, jota kutsutaan kaliumvetysulfidiksi tai kaliumbisulfidiksi, kemiallinen kaava KHS, on anioniosanaan kaksiatomiyksikkö (HS) -1, joka sisältää vain yhden lisätyn elektronin. On huomattava, että sanat bisulfidi ja disulfidi eivät ole synonyymejä, kuten havainnollistaa yleinen autojen voiteluaine, molybdeenidisulfidi, kemiallinen kaava MoS2, joka ei sisällä vetyä rakenteessaan.

Jotkut yhdisteet voidaan tunnistaa virheellisesti bisulfideiksi – näiden joukossa on liuotinhiilidisulfidi, CS2. Nämä yhdisteet, jotka ovat rakenteeltaan lähempänä bisulfidia, mutta eivät bisulfidia, ovat rikkiä sisältävät alkoholianalogit, joita kutsutaan tioleiksi tai merkaptaaneiksi; Näitä käytetään joskus keinotekoisina hajusteina maakaasulle tahattoman tukehtumisen estämiseksi. Kaupallisesti tärkeitä oikein tunnistettujen bisulfidien joukossa ovat natrium- ja ammoniumbisulfidi. Natriumbisulfidia käytetään suuria määriä voimapaperin valmistusprosessissa. Toisaalta ammoniumbisulfidi on merkittävä korroosiovaurioiden lähde erityisesti öljyteollisuuden rikinpoistovetykäsittelylaitteille.

Etuliite “bi-” on peräisin yli vuosisadalta ja ehdottaa vain yhden “diproottisen” hapon kahden protonin-vetyionien-neutralointia. Esimerkiksi rikkihapossa (H2SO4) on kaksi protonia tai vetyatomia, jotka voidaan korvata. Jos yksi, mutta molemmat korvataan esimerkiksi natriumhydroksidilla, tuloksena on sulfaatti, Na2S4. Natriumhydroksidin määrän vähentäminen johtaa kuitenkin vain yhden vetyatomin korvaamiseen natriumbisulfaatin, NaHS4, muodostamiseksi. Jälkimmäisessä tapauksessa, vaikka tuote on suola, koska yksi vetyatomi on jäljellä, se on myös happo-natriumbisulfaatti on happosuola.

Rikkivetykaasu, H2S, käyttäytyy samalla tavalla. Vaikka se on heikko, se on myös diproottinen happo, joka veteen liuotettuna ionisoituu kahdessa vaiheessa. Ensimmäinen vaihe tuottaa hydrosulfidi-ioneja: H2O + H2S → (H3O) +1 + (HS) -1. Vaihe kaksi on edelleen hajoaminen, H2O + (HS) -1 → (H3O) +1 + S-2. Haluttaessa voidaan valmistaa kahta tuotetta – osittainen neutralointi antaa bisulfidin: NaOH + H2S → NaHS + H2O, kun taas täydellinen neutralointi antaa sulfidin: 2 NaOH + H2S → 2 NaS + 2 H2O.

Muita hyvin tunnettuja diproottisia happoja ovat hiili- ja viinihapot – H2CO3 ja H2 (C4H4O6). Ne voidaan neutraloida joko osittain tai kokonaan natriumbikarbonaatin tai natriumkarbonaatin tuottamiseksi; tai viinihapon tapauksessa natriumbitartraatti tai natriumtartraatti. Haluttaessa neutralointi voidaan suorittaa vaiheittain. Eri emäksen käyttäminen vaiheessa kaksi antaa sitten “kaksoissuolan”, yksi merkittävä esimerkki on yleinen elintarvikelisäaine, joka tunnetaan historiallisesti nimellä Rochelle-suola, kaliumnatriumtartraatti.