¿Qué es el Sulfuro de Fósforo?
El sulfuro de fósforo es un compuesto de fósforo y azufre representado por PxSy. En ocasiones, se utiliza como término genérico para los compuestos de fósforo y azufre. Más concretamente, incluye el trisulfuro de tetrafosforo, el pentasulfuro de fósforo y el pentasulfuro de tetrafosforo. De ellos, el trisulfuro de tetrafosforo es el más común.
El sulfuro de fósforo está designado por la Ley de Salud y Seguridad en el Trabajo como “sustancia peligrosa e inflamable”, “sustancia peligrosa y potencialmente peligrosa cuyo nombre, etc., debe notificarse”, “sustancia peligrosa y potencialmente peligrosa cuyo riesgo debe evaluarse”, etc. Además, son “sustancias venenosas” y “sustancias nocivas” en virtud de la Ley de Control de Sustancias Venenosas y Nocivas. También está designado como “Sólido combustible de clase 2, sulfuro de fósforo” en virtud de la Ley de Servicios contra Incendios.
Usos del Sulfuro de Fósforo
El sulfuro de fósforo se utiliza como materia prima para las cerillas y en síntesis orgánica. Las cerillas de fósforo amarillo se inventaron a principios del siglo XIX, pero los peligros para la salud del fósforo amarillo se convirtieron en un problema social y se inventaron las cerillas de fósforo rojo (cerillas de seguridad) tal y como las conocemos hoy en día.
Las cerillas de seguridad constaban de una cabeza (el extremo de la varilla) y un lado (la superficie de fricción), y había demanda de cerillas que no necesitaran una superficie de fricción. Para satisfacer esta demanda, se inventó la cerilla de sulfuro de fósforo, en la que se aplicaba sulfuro de fósforo como agente chispeante a la cabeza de la cerilla de seguridad.
Las cerillas de sulfuro de fósforo se fabrican a partir de una mezcla de sulfuro de fósforo y clorato de potasio en una proporción de peso de 1:2.
Propiedades del Sulfuro de Fósforo
El sulfuro de fósforo se fabrica a partir de fósforo amarillo, que se obtiene de la descomposición a alta temperatura del mineral de fosfato en un horno eléctrico. Tiene un punto de fusión de 173°C y un punto de ebullición de 407,5°C. Es un sólido entre amarillo y verde a temperatura ambiente. Es insoluble en agua y soluble en disulfuro de carbono y benceno.
El sulfuro de fósforo no reacciona con el agua a temperatura ambiente. Sin embargo, en agua caliente se descompone gradualmente en ácido fosfórico y sulfuro de hidrógeno. Se oxida fácilmente a altas temperaturas o en disulfuro de carbono en presencia de oxígeno.
Estructura del Sulfuro de Fósforo
El sulfuro de fósforo también se conoce como tetrasulfuro o trisulfuro de fósforo. Su fórmula química se expresa como P4S3. Tiene un peso molecular de 220,09 y una densidad de 2,03 g/cm3. Forma cristales ortorrómbicos estables de color amarillo.
Además del tetrasulfuro, otros sulfuros de fósforo son el pentasulfuro de tetrasulfuro, el heptasulfuro de tetrasulfuro y el decasulfuro de tetrasulfuro.
Otra Información sobre el Sulfuro de Fósforo
1. Características del Pentasulfuro de Tetrafosforo
El pentasulfuro de fósforo tetrasulfúrico también se denomina pentasulfuro de fósforo. Su fórmula química es P4S5 y su peso molecular es 284,22. Se forma cuando se añade una pequeña cantidad de yodo como catalizador a una solución de dióxido de carbono de azufre y disulfuro de tetrasulfuro, que luego se expone a la luz.
Es un cristal monoclínico amarillo con una densidad de 2,17 g/cm3. Se disuelve en disulfuro de carbono; se descompone a 170-220°C en P4S7 y P4S3.
2. Características del Heptasulfuro de Fósforo Tetrasulfúrico
La fórmula química del heptasulfuro de fósforo de tetrasulfúrico se expresa como P4O7. Su fórmula molecular es 348,36 y también se conoce como heptasulfuro de fósforo. Al fundir una mezcla de azufre y fósforo rojo se obtiene heptasulfuro de tetrafosforo y pentasulfuro de tetrafosforo, que pueden extraerse mediante disulfuro de carbono. Es un cristal monoclínico amarillo pálido con una densidad de 2,19 g/cm3, un punto de fusión de 308°C y un punto de ebullición de 523°C.
Es ligeramente soluble en disulfuro de carbono. Se hidroliza fácilmente en sulfuro de fósforo y se descompone rápidamente en agua caliente para formar ácido fosfórico y sulfuro de hidrógeno. Es el más reactivo de los sulfuros de fósforo para la conversión de compuestos orgánicos que contienen oxígeno en azufre.
3. Características del Decasulfuro de Tetrafosforo
El decasulfuro de tetrafosforo, también llamado pentasulfuro de fósforo, tiene la fórmula química P4S10 y un peso molecular de 444,55. Se produce por la reacción del fósforo rojo con el azufre. Es un cristal triclínico amarillo con una densidad de 2,09 g/cm3. Industrialmente, se obtiene por destilación utilizando azufre y fósforo blanco como materias primas, calentados a más de 300°C en atmósfera inerte.
Está presente en disulfuro de carbono en forma del polímero P4S10 y en gas en forma de P2S5. Su punto de fusión es de 288°C y su punto de ebullición de 514°C. Es ligeramente soluble en disulfuro de carbono y se hidroliza en ácido fosfórico y sulfuro de hidrógeno.
Puede convertir compuestos orgánicos que contienen oxígeno en azufre y puede utilizarse como materia prima para aditivos de lubricantes, pesticidas, productos agroquímicos y farmacéuticos. Sin embargo, existen problemas medioambientales. Los aditivos para aceites de motores de automóviles utilizados para reducir el desgaste son un veneno catalítico en los catalizadores de purificación de gases de escape, y la demanda de pesticidas y aditivos para aceites está disminuyendo.