Сульфиды во всем многообразии
14 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР «СУЛЬФИДЫ ВО ВСЕМ МНОГООБРАЗИИ» СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1. Методы получения сульфидов. 2. Физико-химические свойства сульфидов металлов 3. Растворимость сульфидов 4. Основные химические свойства сульфидов 5. Тиосоли6. Полисульфиды. 7. Промышленное применение сульфидов ВВЕДЕНИЕ Соединения серы с более электроположительными элементами называются сульфидами. Большинство сульфидов, а именно сульфиды металлов, по способу образования и химическому поведению следует рассматривать как соли сероводородной кислоты. Сера в этих соединениях имеет отрицательную степень окисления -2. Сульфиды щелочных и щелочноземельных металлов бесцветны. Сульфидов тяжелых металлов имеют следующие окраски: черные - HgS, Ag2S, PbS, CuS; оранжевые - Sb2S3, Sb2S5; коричневые - SnS, Bi2S3; желтые - As2S3, As2S5, SnS2,CdS розовый - MnS; белый - ZnS. Многие сульфиды при нагревании без доступа воздуха не претерпевают разложения. Но некоторые из них теряют серу. Так, например, пирит FeS2 уже при сильном нагревании распадается на сульфид железа (II) и серу; сульфид олова (IV) распадается при нагревании на сульфид олова (II) и серу. Устойчивые к нагреванию сульфиды в большинстве случаев можно нагревать в токе водорода: при этом они не изменяются. Напротив, при нагревании в токе кислорода или воздуха («обжиге») большинство сульфидов переходит в окислы, а иногда частично и в сульфаты. Сульфиды , выпавшие из водного раствора, уже при обычных температурах в значительной степени подвергаются окислению, если они во влажном состоянии долгое время находятся в контакте с током воздуха. При этом происходит или выделение серы или образование сульфата: Fe2S3 + aq + 3/2O2 = Fe2O3*aq + 3S (1) CuS + 2O2 = CuSO4 (2) Легко окисляются и растворенные сульфиды; при этом они действуют как сильные восстановители. Сильное восстановительное сероводорода и сульфидов в растворе обусловлено незначительным сродством образования ионов S2-. В гальваническом элементе, составленном из нормального водородного электрода и платиновой фольги, погруженной в раствор сульфида, «серный электрод» вследствие тенденции ионов S2- разряжаться, становится отрицательным, а водородный электрод- положительным полюсом. Распространение сульфидов металлов в природе представлено в таблице 1. Таблица 1 Распространение сульфидов в природе |
Химическая формула | Название минерала | Форма кристаллической решетки | Плотность,г/м3 | Твердость | | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | | FeS2 | марказит | ромбическая | 4,6-4,9 | 6,0-6,5 | | FeS | пирротин | гексагональная | 4,54-4,64 | 3-4,5 | | FeS2 | пирит | кубическая | 4,9-5,2 | 6,0-6,5 | | SnS2 | оловянный камень | тетрагональная | 6,8-7,0 | 6-7 | | CuFeS2 | халькопирит | тетрагональная | 4,1-4,3 | 3,5-4 | | PbS | галенит, свинцовый блеск | кубическая | 7,3-7,6 | 2,5 | | Cu2S | халькозин, медный блеск | тетрагональная | 5,5-5,8 | 2,5-3,0 | | MoS2 | молибденит, молибденовый блеск | тетрагональная | 4,6-5,0 | 1,0-1,5 | | Ag2S | аргентит, серебряный блеск | кубическая | 7,1 | 2,0-2,5 | | Sb2S3 | cтибнит, сурьмяный блеск, серая сурьмяная руда, антимонит | ромбическая | 4,5-5,0 | 2 | | ZnS | сфалерит, цинковая обманка | кубическая | 3,9-4,2 | 3,5-4,0 | | HgS | киноварь | тригональная | 8,0-8,2 | 2,0-2,5 | | As4S4 | Реальгар | моноклинная | 3,56 | 1,5-2,0 | | As2S3 | аурипигмент | моноклинная | 3,4-3,5 | 1,5-2,0 | | |
Колчеданы - светлые с металлическим блеском; блески - темные с металлическим отливом; обманки - темные без металлического блеска или чаще светлые, прозрачные. 1. Методы получения сульфидов 1. Взаимодействие гидроокисей с сероводородом Эти методом получают в первую очередь растворимые в воде сульфиды, т.е. сульфиды щелочных металлов. Для этого необходимо: сначала насытить раствор гидроокиси щелочного металла сероводородом. При этом получается кислый сульфид (гидросульфид). Затем прибавляют равное количество щелочи для его перевода в нормальный сульфид: NaOH + H2S = NaHS + H2O (3) NaHS + NaOH = Na2S + H2O (4) 2.Восстановление сульфатов прокаливанием с углем. Na2SO4 + 4C = Na2S + 4 CO (5) Этот метод является основным для получения сульфида натрия и сульфидов щелочноземельных металлов. 3. Непосредственное соединение элементов Соединение металлов с серой протекает в большинстве случаев очень легко, часто с большим выделением тепла. Однако оно редко приводит к образованию совершенно чистого продукта: Fe + S = FeS (6) 4. Взаимодействие солей в водном растворе с сероводородом или сульфидом аммония. Этим методом получают в первую очередь нерастворимые в воде сульфиды. 2. Физико-химические свойства сульфидов металлов Физико-химические свойства сульфидов представлены в таблице 2. Таблица 2Физико-химические свойства сульфидов металлов|
№ п/п | Формула | М, г/моль | плотность, | Тпл, 0С | Ткип, 0С | | | | | | | | | | | | | | | | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | | 1 | Ag2S | 247,82 | 7,27,3 | 825 | разлагается | | 2 | As2S3 | 246,0 | 3,43 | 310 | 707 | | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | | 3 | As4S4 | 427,88 | 3,5 3,25 | превр.в 267 307 | 565 | | 4 | BaS | 169,43 | 4,25 | - | - 8H2O, 780 | | 5 | Bi2S3 | 514,18 | 7,4 | 685, разл. | - | | 6 | CdS | 144,47 | 4,82 | 1750 | Возгоняется в среде азота, 980 | | 7 | Cu2S | 159,20 | 5,65,8 | 1100 | - | | 8 | CuS | 95,63 | 4,6 | разл.220 | - | | 9 | FeS | 87,90 | 4,7 | 1193 | разлагается | | 10 | FeS2 | 119,96 | 4,9 | 1171 | разлагается | | 11 | HgS | 232,67 | 8,1 | Возгоняется при 583,5 | - | | 12 | K2S | 110,25 | 1,80 | 840 | - | | 13 | MoS2 | 160,07 | 4,64,8 | 1185 | - | | 14 | NaHS | 56,07 | 1,79 | 350 | - | | 15 | Na2S | 78,05 | 1,86 | 978 | - | | 16 | NiS | 90,75 | 5,25,7 | 797 | - | | 17 | P2S5 | 222,34 | 2,03 | 290 | 514 | | 18 | PbS | 239,27 | 7,5 | 1114 | - | | 19 | Sb2S3 | 339,70 | 4,14,6 | 550 | - | | 20 | Sb2S5 | 403,82 | 4,12 | разлагается | - | | 21 | SnS2 | 150,70 | 6,95 | 1990 | Возгоняется при 1800-1900 | | 22 | ZnS | 97,44 | 4,04,1 | 1800 | Возгоняется при 1180 | | |
Страницы: 1, 2
|