Kaj je bisulfid?

Sulfidi so molekule z enim ali več izoliranimi atomi žvepla, od katerih ima vsak presežek dveh elektronov. Ti sestavljajo negativni del ali “anion” sulfida – ustrezen pozitivni del je “kation”. Eden preprostih primerov je kalijev sulfid, kemična formula K2S; vsaka dva atoma kalija nosita naboj +1, en atom žvepla in -2 naboj. Nekoliko podobna molekula, imenovana kalijev vodikov sulfid ali kalijev bisulfid, kemijska formula KHS, ima za svoj anionski del dvoatomsko enoto (HS)-1, ki nosi samo en dodan elektron. Opozoriti je treba, da besedi bisulfid in disulfid nista sopomenki, kot je razvidno iz običajnega avtomobilskega maziva, molibdenovega disulfida, kemične formule MoS2, ki v svoji strukturi ne vsebuje vodika.

Nekatere spojine se lahko napačno identificirajo kot bisulfidi – med njimi je topilo ogljikov disulfid, CS2. Te spojine, ki so po strukturi bolj podobne bisulfidu, vendar ne bisulfidu, so analogi alkohola, ki vsebujejo žveplo, imenovani tioli ali merkaptani; te se včasih uporabljajo kot umetne dišave za zemeljski plin, da preprečijo nenamerno zadušitev. Med pravilno identificiranimi bisulfidi sta komercialno pomembna natrijev in amonijev bisulfid. Natrijev bisulfid se uporablja v velikih količinah v procesu izdelave kraft papirja. Po drugi strani je amonijev bisulfid glavni vir poškodb zaradi korozije, zlasti za razžveplane hidročistilce v naftni industriji.

Predpona “bi-” sega več kot stoletje nazaj in nakazuje nevtralizacijo le enega od dveh protonov – vodikovih ionov – “diprotske” kisline. Na primer, žveplova kislina (H2SO4) ima dva protona ali vodikova atoma, ki ju je mogoče zamenjati. Če ne enega, ampak oba nadomestimo z natrijevim hidroksidom, na primer, je rezultat sulfat, Na2SO4. Zmanjšanje količine natrijevega hidroksida pa povzroči zamenjavo samo enega vodikovega atoma, da nastane natrijev bisulfat, NaHSO4. V tem zadnjem primeru, čeprav je produkt sol, ker ostane en atom vodika, je tudi kislina – natrijev bisulfat je kislinska sol.

Plin vodikov sulfid, H2S, se obnaša na podoben način. Čeprav je šibka, je tudi diprotinska kislina, ki v vodi raztopljena ionizira v dveh korakih. V prvem koraku nastanejo hidrosulfidni ioni: H2O + H2S → (H3O)+1 + (HS)-1. Drugi korak je nadaljnja razgradnja, H2O + (HS)-1 → (H3O)+1 + S-2. Po želji lahko nastaneta dva produkta – z delno nevtralizacijo dobimo bisulfid: NaOH + H2S → NaHS + H2O, s popolno nevtralizacijo pa sulfid: 2 NaOH + H2S → 2 NaS + 2 H2O.

Dodatne, dobro znane diprotične kisline sta ogljikova in vinska kislina – H2CO3 oziroma H2(C4H4O6). Te je mogoče delno ali v celoti nevtralizirati, da nastane natrijev bikarbonat ali natrijev karbonat; ali, v primeru vinske kisline, natrijev bitartrat ali natrijev tartrat. Po želji lahko nevtralizacijo izvedemo v fazah. Z uporabo druge baze v drugem koraku dobimo “dvojno sol”, en opazen primer je običajni aditiv za živila, ki je zgodovinsko znan kot Rochelleova sol, kalijev natrijev tartrat.