Was ist Bisulfid?

Sulfide sind Moleküle mit einem oder mehreren isolierten Schwefelatomen, die jeweils einen Überschuss von zwei Elektronen aufweisen. Diese bilden den negativen Teil oder das „Anion“ des Sulfids – der entsprechende positive Teil ist das „Kation“. Ein einfaches Beispiel ist Kaliumsulfid, chemische Formel K2S; die beiden Kaliumatome tragen jeweils eine Ladung von +1, das eine Schwefelatom eine Ladung von -2. Ein etwas ähnliches Molekül, genannt Kaliumhydrogensulfid oder Kaliumbisulfid, chemische Formel KHS, hat als Anionenteil die Zweiatomeinheit (HS)-1, die nur ein hinzugefügtes Elektron trägt. Es ist zu beachten, dass die Wörter Bisulfid und Disulfid nicht synonym sind, wie das gängige Automobilschmiermittel Molybdändisulfid mit der chemischen Formel MoS2 veranschaulicht, das in seiner Struktur keinen Wasserstoff enthält.

Einige Verbindungen können fälschlicherweise als Bisulfide identifiziert werden – darunter das Lösungsmittel Schwefelkohlenstoff, CS2. Diese Verbindungen, die in ihrer Struktur dem Bisulfid ähnlicher sind, jedoch nicht dem Bisulfid, sind die schwefelhaltigen Alkoholanaloga, die als Thiole oder Mercaptane bezeichnet werden; diese werden manchmal als künstliche Geruchsstoffe für Erdgas verwendet, um ein versehentliches Ersticken zu verhindern. Von kommerzieller Bedeutung unter den richtig identifizierten Bisulfiden sind Natrium- und Ammoniumbisulfid. Natriumbisulfid wird in großen Mengen bei der Herstellung von Kraftpapier verwendet. Auf der anderen Seite ist Ammoniumbisulfid eine Hauptquelle für Korrosionsschäden, insbesondere für die Entschwefelungs-Hydrotreating-Anlagen der Erdölindustrie.

Das Präfix „bi-“ stammt aus mehr als einem Jahrhundert und deutet auf die Neutralisation von nur einem von zwei Protonen – Wasserstoffionen – einer „diprotischen“ Säure hin. Schwefelsäure (H2SO4) besitzt beispielsweise zwei Protonen oder Wasserstoffatome, die ersetzt werden können. Werden beispielsweise nicht eines, sondern beide durch Natronlauge ersetzt, entsteht das Sulfat Na2SO4. Die Reduzierung der Natriumhydroxidmenge führt jedoch dazu, dass nur ein Wasserstoffatom ersetzt wird, um Natriumbisulfat, NaHSO4, zu bilden. In diesem letzteren Fall ist das Produkt, obwohl es ein Salz ist, auch eine Säure, da ein Wasserstoffatom verbleibt – Natriumbisulfat ist ein Säuresalz.

Ähnlich verhält es sich mit Schwefelwasserstoffgas H2S. Obwohl schwach, handelt es sich ebenfalls um eine Diprotonensäure, die in Wasser gelöst in zwei Schritten ionisiert. Der erste Schritt produziert Hydrogensulfid-Ionen: H2O + H2S → (H3O)+1 + (HS)-1. Schritt zwei ist die weitere Aufschlüsselung, H2O + (HS)-1 → (H3O)+1 + S-2. Falls gewünscht, können zwei Produkte hergestellt werden – eine teilweise Neutralisation ergibt das Bisulfid: NaOH + H2S → NaHS + H2O, während eine vollständige Neutralisation das Sulfid ergibt: 2 NaOH + H2S → 2 NaS + 2 H2O.

Weitere bekannte Diprotonensäuren sind Kohlensäure und Weinsäure – H2CO3 bzw. H2(C4H4O6). Diese können entweder teilweise oder vollständig neutralisiert werden, um Natriumbicarbonat oder Natriumcarbonat herzustellen; oder im Fall von Weinsäure Natriumbitartrat oder Natriumtartrat. Falls bevorzugt, kann die Neutralisation stufenweise durchgeführt werden. Die Verwendung einer anderen Base in Schritt zwei ergibt dann ein „Doppelsalz“, ein bemerkenswertes Beispiel ist der gebräuchliche Lebensmittelzusatzstoff, der historisch als Rochelle-Salz bekannt ist, Kalium-Natrium-Tartrat.