Les sulfures sont des molécules avec un ou plusieurs atomes de soufre isolés, chacun ayant un surplus de deux électrons. Ceux-ci constituent la partie négative, ou « anion », du sulfure – la partie positive correspondante étant le « cation ». Un exemple simple est le sulfure de potassium, formule chimique K2S ; les deux atomes de potassium portent chacun une charge +1, le seul atome de soufre, une charge -2. Une molécule quelque peu similaire, appelée hydrogénosulfure de potassium ou bisulfure de potassium, de formule chimique KHS, a pour partie anion l’unité à deux atomes (HS)-1, qui ne porte qu’un seul électron ajouté. Il convient de noter que les mots bisulfure et disulfure ne sont pas synonymes, comme l’illustre le lubrifiant automobile courant, le bisulfure de molybdène, de formule chimique MoS2, qui ne contient pas d’hydrogène dans sa structure.
Certains composés peuvent être identifiés à tort comme des bisulfures, parmi lesquels le disulfure de carbone, le solvant CS2. Les composés dont la structure est plus proche du bisulfure mais pas du bisulfure sont les analogues d’alcools contenant du soufre appelés thiols ou mercaptans; ceux-ci sont parfois utilisés comme odorisants artificiels pour le gaz naturel, pour éviter l’asphyxie accidentelle. Les bisulfures de sodium et d’ammonium sont d’une importance commerciale parmi les bisulfures correctement identifiés. Le bisulfure de sodium est utilisé en grande quantité dans le processus de fabrication du papier Kraft. Le bisulfure d’ammonium, d’autre part, est une source majeure de dommages par corrosion, en particulier pour les hydrotraiteurs de désulfuration de l’industrie pétrolière.
Le préfixe bi- date de plus d’un siècle et suggère la neutralisation d’un seul des deux protons – les ions hydrogène – d’un acide diprotique. Par exemple, l’acide sulfurique (H2SO4) possède deux protons ou atomes d’hydrogène, susceptibles d’être remplacés. Si pas un mais les deux sont remplacés par de l’hydroxyde de sodium, par exemple, le résultat est le sulfate, Na2SO4. Cependant, la réduction de la quantité d’hydroxyde de sodium entraîne le remplacement d’un seul atome d’hydrogène pour former du bisulfate de sodium, NaHSO4. Dans ce dernier cas, même si le produit est un sel, puisqu’il reste un atome d’hydrogène, c’est aussi un acide — le bisulfate de sodium est un sel acide.
Le sulfure d’hydrogène gazeux, H2S, se comporte de manière similaire. Bien que faible, c’est aussi un acide diprotique, qui dissous dans l’eau s’ionise en deux étapes. La première étape produit des ions hydrosulfure : H2O + H2S → (H3O)+1 + (HS)-1. La deuxième étape est la décomposition ultérieure, H2O + (HS)-1 → (H3O)+1 + S-2. Si désiré, deux produits peuvent être produits — la neutralisation partielle donne le bisulfure : NaOH + H2S → NaHS + H2O, tandis que la neutralisation complète donne le sulfure : 2 NaOH + H2S → 2 NaS + 2 H2O.
Des acides diprotiques supplémentaires bien connus sont les acides carbonique et tartrique – H2CO3 et H2(C4H4O6), respectivement. Ceux-ci peuvent être neutralisés partiellement ou totalement pour produire du bicarbonate de sodium ou du carbonate de sodium ; ou, dans le cas de l’acide tartrique, du bitartrate de sodium ou du tartrate de sodium. Si on le préfère, la neutralisation peut être effectuée par étapes. L’utilisation d’une base différente à l’étape deux donne alors un double sel, un exemple notable étant l’additif alimentaire commun historiquement connu sous le nom de sel de Rochelle, le tartrate de potassium et de sodium.