Azufre de cal - Lime sulfur
En horticultura , sulfuro de calcio ( British ortografía cal de azufre ) es principalmente una mezcla de calcio polisulfuros y tiosulfato (además de otros subproductos de la reacción como sulfito y sulfato ) formados por reacción de hidróxido de calcio con elemental de azufre , utilizados en el control de plagas . Se puede preparar hirviendo en agua una suspensión de hidróxido de calcio (cal) poco soluble y azufre sólido junto con una pequeña cantidad de tensioactivo para facilitar la dispersión de estos sólidos en agua. Después de la eliminación de los sólidos residuales (floculación, decantación y filtración), normalmente se utiliza como una solución acuosa, que es de color amarillo rojizo y tiene un olor desagradable distintivo de sulfuro de hidrógeno (H 2 S, huevos podridos).
Reacción de síntesis
La reacción química exacta que conduce a la síntesis de azufre de cal es poco conocida y generalmente se escribe como:
- Ca (OH)
2+ x S → CaS x + por productos (S
2O2−
3, ENTONCES2−
3, ENTONCES2−
4)
- donde x = 2–8 y el valor x se encuentra a menudo alrededor de 5, pentasulfuro de calcio, un polisulfuro
como se informa en un documento del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA).
Esta vaga reacción es desconcertante porque implica la reducción de azufre elemental y no aparece ningún reductor en la ecuación mencionada anteriormente, mientras que también se mencionan los productos de oxidación del azufre. El pH inicial de la solución impuesto por la cal hidratada poco soluble es alcalino (pH = 12,5) mientras que el pH final está en el rango de 11-12, típico de los sulfuros que también son bases fuertes .
Sin embargo, el azufre elemental puede sufrir una reacción de desproporción , también llamada dismutación. La reacción anterior se asemeja a una reacción de desproporción. La reacción de conmutación inversa es la reacción que se produce en el proceso Claus utilizado para la desulfuración de productos crudos de petróleo y gas en la industria del refino.
Proceso de Claus :
- 2 H 2 S + 3 O 2 → 2 SO 2 + 2 H 2 O
- 4 H 2 S + 2 SO 2 → 3 S 2 + 4 H 2 O
Al reescribir la última reacción en la dirección inversa se obtiene una reacción consistente con lo que se observa en la reacción global de azufre de cal:
- 3 S 2 + 4 H 2 O → 4 H 2 S + 2 SO 2
En condiciones alcalinas da:
- 3 S 2 + 4 H 2 O + 12 OH - → 4 S 2– + 2 SO 3 2– + 10 H 2 O
y después de la simplificación, o más exactamente reciclado, de moléculas de agua en la reacción anterior:
- 3 S 2 + 12 OH - → 4 S 2– + 2 SO 3 2– + 6 H 2 O
añadiendo 6 cationes Ca 2+ de la cal hidratada en aras de la electroneutralidad, se obtiene la reacción global.
Reacción de azufre de cal :
- 3 S 2 + 6 Ca (OH) 2 → 4 CaS + 2 CaSO 3 + 6 H 2 O
Esta última reacción es consistente con la reacción global de azufre de cal mencionada en el documento del USDA. Sin embargo, no tiene en cuenta todos los detalles, entre otros, la producción de tiosulfato y sulfato entre los productos finales de la reacción. Mientras tanto, es una buena aproximación de primer orden y destaca de manera útil el esquema general de reacción de azufre de cal porque la química de las formas de azufre reducidas o parcialmente oxidadas es particularmente compleja y todos los pasos intermedios o mecanismos involucrados son difíciles de desentrañar. Además, una vez expuesto al oxígeno atmosférico y a la actividad microbiana, el sistema cal-azufre sufrirá una rápida oxidación y sus diferentes productos seguirán evolucionando y finalmente entrarán en el ciclo natural del azufre .
La presencia de tiosulfato en la reacción de azufre de cal se puede explicar por la reacción entre sulfito y azufre elemental (o con sulfuro y polisulfuros) y la del sulfato por la oxidación completa de sulfito o tiosulfato siguiendo un esquema de reacción más complejo. Se ha descrito más información sobre la producción de tiosulfato de calcio en una patente registrada por Hajjatie et al. (2006).
Hajjatie y col. (2006) escribieron la reacción de azufre de cal de varias formas dependiendo del grado de polimerización de los polisulfuros de calcio, pero la siguiente reacción es probablemente la más simple de su serie:
- 3 Ca (OH)
2 + 6 S → 2 CaS
2 + CaS
2O
3 + 3 H
2O
- donde la especie S 2 2– corresponde al anión disulfuro - S – S - (con un enlace covalente entre los 2 átomos de azufre) también presente en la pirita (FeS 2 ), un mineral disulfuro de Fe (II).
También lograron controlar con éxito esta reacción para lograr la conversión de azufre elemental en una solución cuasi pura de tiosulfato de calcio.
Preparación de azufre de cal
Una receta de la Estación Experimental Agrícola del Estado de Nueva York para el concentrado es de 80 libras de azufre , 36 libras de cal viva y 50 galones. de agua. Transfiriendo esta fórmula al sistema métrico y usando un volumen total como 100 L de agua purificada a esto le agregaremos 19.172 kg de azufre y 8.627 kg de hidróxido de calcio. Aproximadamente 2,2: 1 es la relación (en peso) para mezclar azufre y cal viva; esto produce la mayor proporción de pentasulfuro de calcio. Si se usa hidróxido de calcio (reforzantes o cal hidratada ), se puede usar un aumento de 1/3 o más (a 115 g / L o más) con los 192 g / L de azufre. Si la cal viva tiene una pureza del 85%, 90% o 95%, use 101 g / L, 96 g / L o 91 g / L; si se utiliza cal hidratada impura, aumente igualmente su cantidad. Evite el uso de cal que tenga menos del 90% de pureza. Hierva durante una hora, revolviendo y agregando pequeñas cantidades de agua caliente para compensar la evaporación.
Usar
El azufre de cal se vende como aerosol para árboles de hoja caduca para controlar hongos , bacterias e insectos que viven o inactivos en la superficie de la corteza . El azufre de cal quema las hojas y, por lo tanto, no se puede rociar sobre plantas de hoja perenne o sobre plantas que todavía tienen hojas verdes en las temporadas altas.
Los entusiastas del bonsái utilizan azufre de cal sin diluir para blanquear, esterilizar y preservar la madera muerta de los bonsáis mientras le dan un aspecto envejecido. En lugar de rociar todo el árbol, como con el uso de pesticidas, el azufre de cal se pinta directamente sobre la madera muerta expuesta y, a menudo, se colorea con una pequeña cantidad de pintura oscura para que se vea más natural. Sin pigmentos de pintura, la solución de cal y azufre blanquea la madera a un color blanco hueso que tarda en envejecer y se vuelve natural. En el caso muy específico del cultivo del bonsái, si el azufre de cal se aplica a mano con cuidado y con mucha paciencia con un pincel pequeño y no entra en contacto directo con las hojas o agujas, esta técnica se puede utilizar también en bonsáis de hoja perenne. como otros tipos de árboles verdes. Sin embargo, esto no se aplica a un uso normal en árboles comunes con hojas verdes.
Las soluciones diluidas de azufre de cal (entre 1:16 y 1:32) también se utilizan como un baño para mascotas para ayudar a controlar la tiña (hongos) , la sarna y otras dermatosis y parásitos . El azufre de cal sin diluir es corrosivo para la piel y los ojos y puede causar lesiones graves como ceguera.
Seguridad
El azufre de cal reacciona con ácidos fuertes (incluido el ácido del estómago ) para producir sulfuro de hidrógeno (gas de huevo podrido ) altamente tóxico y, de hecho, suele tener un olor distintivo a "huevo podrido". El azufre de cal no es extremadamente inflamable, pero la combustión produce un gas de dióxido de azufre altamente irritante .
Se deben usar gafas de seguridad y guantes impermeables mientras se manipula azufre de cal. Las soluciones de azufre de cal son fuertemente alcalinas (los concentrados comerciales típicos tienen un pH superior a 11,5 debido a la presencia de aniones de hidróxido y sulfuros disueltos ), son dañinos para los organismos vivos y pueden causar ceguera si se salpican los ojos.
La naturaleza corrosiva del azufre de cal se debe a las especies reducidas de azufre que contiene, en particular los sulfuros responsables del agrietamiento por corrosión bajo tensión y los tiosulfatos que causan corrosión por picaduras . La corrosión localizada por las especies reducidas de azufre puede ser dramática, incluso la mera presencia de azufre elemental en contacto con metales es suficiente para corroerlos considerablemente, incluidos los llamados aceros inoxidables .
Historia
Lime azufre se cree que es el producto químico sintético temprano utilizado como plaguicida, siendo utilizado en la década de 1840 en Francia con el control de la vid de uva oidio Uncinula necator , que había sido introducido desde el EE.UU. en 1845 y la reducción de vino de producción en un 80%. En 1886 se utilizó por primera vez en California para controlar la escala de San José . A partir de 1904, los proveedores comerciales comenzaron a fabricar azufre de cal; antes de ese momento, se esperaba que los jardineros fabricaran los suyos propios. En la década de 1920, prácticamente todos los huertos comerciales de los países occidentales estaban protegidos mediante la pulverización regular de azufre de cal. Sin embargo, en la década de 1940, el azufre de cal comenzó a ser reemplazado por fungicidas orgánicos sintéticos que arriesgaban menos daño al follaje del cultivo.
Ver también
Referencias
Notas
Bibliografía
"Investigación química de las mejores condiciones para hacer el lavado de cal y azufre". LL Van Slyke, AW Bosworth, & CC Hedges, New York Agricultural Experiment Station Bulletin No. 329, diciembre de 1910, Ginebra, Nueva York