polisulfuro

Los polisulfuros son una clase de compuestos químicos derivados de cadenas aniónicas de átomos de azufre . ^{[ 1 ]} Existen dos clases principales de polisulfuros: inorgánicos y orgánicos. Los polisulfuros inorgánicos tienen la fórmula general S ²⁻ _n . Estos aniones son las bases conjugadas de los polisulfanos H ₂ S _n . Los polisulfuros orgánicos generalmente tienen la fórmula R ¹ S _n R ² , donde R es un grupo alquilo o arilo . ^{[ 2 ]}

Los polisulfuros de metales alcalinos se obtienen mediante el tratamiento de una solución del sulfuro con azufre elemental , por ejemplo, sulfuro de sodio para formar polisulfuro de sodio :

S ²⁻+ n S → S ²⁻ _{n +1}

En algunos casos, estos aniones se han obtenido como sales orgánicas, que son solubles en disolventes orgánicos. ^{[ 4 ]}

La energía liberada en la reacción del sodio con el azufre elemental es la base de la tecnología de las baterías. Las baterías de sodio-azufre y de litio-azufre requieren altas temperaturas para mantener el polisulfuro líquido y las membranas conductoras de Na ⁺ , que son inertes frente al sodio, el azufre y el sulfuro de sodio.

Los polisulfuros son ligandos en la química de coordinación . Ejemplos de complejos _de polisulfuros de metales de transición incluyen (C₅H₅ ₎ ₂TiS₅ _, [ Ni (S₄ _{) ₂ ]} ²⁻ ^y [ Pt ( S₅ ₎ ₃ _] ²⁻ ^. [ ^{5 ] Los} elementos del grupo principal también forman polisulfuros. ^{[ 6 ]}

En el ámbito comercial, el término «polisulfuro» suele referirse a una clase de polímeros con cadenas alternas de varios átomos de azufre e hidrocarburos. Su fórmula es ^{R₁SₙR₂ .} En esta fórmula , n indica el número de átomos de azufre (o «rango»). Los polímeros de polisulfuro se pueden sintetizar mediante reacciones de polimerización _por condensación entre dihaluros orgánicos y sales de metales alcalinos de aniones polisulfuro.

n Na ₂ S ₅ + n ClCH ₂ CH ₂ Cl → [ CH ₂ CH ₂ S ₅ ] _n + 2 n NaCl

_Los dihaluros utilizados en esta polimerización por condensación son dicloroalcanos como _el 1,2 - dicloroetano , el bis( ₂ -cloroetoxi)metano ( ClCH₂CH₂OCH₂OCH₂CH₂Cl ) y _el 1,3-dicloropropano _. Los polímeros se denominan tiocoles . En algunos casos, se pueden formar polímeros de polisulfuro mediante reacciones de polimerización por apertura de anillo .

Los polímeros de polisulfuro también se preparan mediante la adición de polisulfanos a alquenos. Una ecuación idealizada es:

2 RCH=CH ₂ + H ₂ S _n → (RCH ₂ CH ₂ ) ₂ S _n

En realidad, es difícil preparar muestras homogéneas de H ₂ S _{n .} ^{[ 2 ]}

Los polímeros de polisulfuro son insolubles en agua, aceites y muchos otros disolventes orgánicos. Debido a su resistencia a los disolventes, estos materiales se utilizan como selladores para rellenar juntas en pavimentos, cristales de automóviles y estructuras de aeronaves.

Los polímeros que contienen uno o dos átomos de azufre separados por secuencias de hidrocarburos generalmente no se clasifican como polisulfuros, por ejemplo, el poli( p -fenileno) sulfuro (C ₆ H ₄ S) _n .

Polisulfuros en el caucho vulcanizado

Muchos elastómeros comerciales contienen polisulfuros como enlaces cruzados . Estos enlaces cruzados interconectan las cadenas poliméricas vecinas, confiriendo rigidez. El grado de rigidez está relacionado con el número de enlaces cruzados. Por lo tanto, los elastómeros tienen la capacidad característica de recuperar su forma original después de ser estirados o comprimidos. Debido a esta memoria de su forma original vulcanizada , los elastómeros se conocen comúnmente como cauchos . El proceso de reticulación de las cadenas poliméricas en estos polímeros con azufre se llama vulcanización . Las cadenas de azufre se unen a los átomos de carbono alílicos, que son adyacentes a los enlaces C=C. La vulcanización es un paso en el procesamiento de varias clases de cauchos, incluidos el policloropreno ( neopreno ) , el estireno-butadieno y el poliisopreno , que es químicamente similar al caucho natural. El descubrimiento de Charles Goodyear sobre la vulcanización, que consiste en calentar poliisopreno con azufre, fue revolucionario porque convirtió un material pegajoso y casi inútil en un elastómero que podía transformarse en productos útiles.

Además de agua y amoníaco , las nubes en las atmósferas de los planetas gigantes gaseosos contienen sulfuros de amonio. Las nubes de color marrón rojizo se atribuyen a polisulfuros, que se forman por la exposición de los sulfuros de amonio a la luz. ^{[ 7 ]}

Los polisulfuros, al igual que los sulfuros, pueden provocar agrietamiento por corrosión bajo tensión en el acero al carbono y el acero inoxidable .

Los polisulfuros existen en biología como metabolitos derivados del sulfuro de hidrógeno y los hidropersulfuros . Se cree que desempeñan un papel importante en la biología redox al actuar como reservorios de hidropersulfuros (RSSH) y polisulfuros de hidrógeno (RSS _n SH) tras la ruptura de las cadenas de polisulfano por tioles biológicos. ^{[ 8 ]}

• Disulfuro – Grupo funcional con la estructura química R–S–S–R′ 
• Trisulfuro – Grupo funcional 
• Hidropersulfuro – Grupo funcional con la estructura química R–S–S–H
• Poliselenuro - análogo de selenio
• Politelururo - análogo del telurio
• Poliyoduro : aniones compuestos por muchos átomos de yodo. 
• Catenación : Unión de átomos del mismo elemento en cadenas o anillos.