As reações de ustulação são processos químicos em que compostos denominados sulfetos são submetidos à combustão (reagindo com gás oxigênio), ou seja, é uma queima de sulfetos.
Os sulfetos são substâncias químicas binárias, isto é, com dois elementos químicos, e apresentam o elemento enxofre como o mais eletronegativo, ligado diretamente a um metal qualquer (Y). Assim, em uma reação de ustulação, o composto sulfeto contribui com o ânion sulfeto (S-2) e um cátion metálico qualquer (Y+).
Sempre que uma reação de ustulação é realizada, duas substâncias são formadas, sendo uma delas obrigatoriamente o dióxido de enxofre (formado pela interação do ânion sulfeto com o oxigênio do gás), acompanhado de um óxido ou um metal. Veja a equação geral de uma reação de ustulação:
YS + O2 → YO + SO2
ou
YS + O2 → Y + SO2
Para saber se uma reação de ustulação formará um óxido ou metal, dependerá da natureza (nobre ou não nobre) do cátion presente no sulfeto que está sendo queimado:
a) Quando o cátion de um elemento metálico é não nobre: forma óxido
YS + O2 → YO + SO2
1º Exemplo: Ustulação do sulfeto de magnésio (MgS)
MgS + O2 →
Como o cátion presente no sulfeto é o magnésio, que não é nobre, forma um óxido e o dióxido de enxofre. O óxido será formado pela interação do cátion magnésio (Mg+2) – que é +2 por ser da família dos metais alcalinoterrosos – com um dos oxigênios (O-2) do gás. O dióxido de enxofre é formado pela associação do sulfeto (S-2) com o outro oxigênio (O-2) do gás.
MgS + O2 → MgO + SO2
2º Exemplo: Ustulação do sulfeto de ferro III (Fe2S3)
Fe2S3 + O2 →
Como o cátion presente no sulfeto é o ferro III, que não é nobre, forma um óxido e o dióxido de enxofre. O óxido será formado pela interação do cátion ferro III (Fe+3) com um dos oxigênios (O-2) do gás. O dióxido de enxofre é formado pela associação do sulfeto (S-2) com o outro oxigênio (O-2) do gás.
Fe2S3 + 3 O2 → Fe2O3 + 3 SO2
b) Quando o cátion de um elemento metálico é nobre: forma um metal
YS + O2 → Y + SO2
Observação: Um elemento metálico é considerado nobre quando sua capacidade de interação com outros elementos é muito baixa. Os metais nobres são ouro (Au), prata (Ag), cobre (Cu), platina (Pt), paládio (Pd) e mercúrio (Hg).
1º Exemplo: Ustulação do sulfeto de ouro I (Au2S)
Au2S + O2 →
Como o cátion presente no sulfeto é o ouro I, que é nobre, forma um metal e o dióxido de enxofre. O metal formado será o ouro no estado sólido, já que apresenta um ponto de fusão elevado. O dióxido de enxofre é formado pela associação do sulfeto (S-2) com o outro oxigênio (O-2) do gás.
Au2S + O2 → 2 Au + SO2
2º Exemplo: Ustulação do sulfeto de prata (Ag2S)
Ag2S + O2 →
Como o cátion presente no sulfeto é a prata, que é nobre, formará um metal e o dióxido de enxofre. O metal formado será a prata no estado sólido, já que apresenta um ponto de fusão elevado. O dióxido de enxofre é formado pela associação do sulfeto (S-2) com o outro oxigênio (O-2) do gás.
Ag2S + O2 → 2 Ag + SO2
