Реферат: Сульфиды во всем многообразии
Физико-химические свойства сульфидов представлены в таблице 2.
Таблица 2
Физико-химические свойства сульфидов металлов
|
№ п/п | Формула | М, г/моль | плотность, | Тпл, 0 С | Ткип, 0 С |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | Ag2 S | 247,82 | 7,2¸7,3 | 825 | разлагается |
| 2 | As2 S3 | 246,0 | 3,43 | 310 | 707 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 3 | As4 S4 | 427,88 | a 3,5 b 3,25 | превр.в b 267 307 | 565 |
| 4 | BaS | 169,43 | 4,25 | - | - 8H2 O, 780 |
| 5 | Bi2 S3 | 514,18 | 7,4 | 685, разл. | - |
| 6 | CdS | 144,47 | 4,82 | 1750 | Возгоняется в среде азота, 980 |
| 7 | Cu2 S | 159,20 | 5,6¸5,8 | >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 | K2 S | 110,25 | 1,80 | 840 | - |
| 13 | MoS2 | 160,07 | 4,6¸4,8 | 1185 | - |
| 14 | NaHS | 56,07 | 1,79 | 350 | - |
| 15 | Na2 S | 78,05 | 1,86 | >978 | - |
| 16 | NiS | 90,75 | 5,2¸5,7 | 797 | - |
| 17 | P2 S5 | 222,34 | 2,03 | 290 | 514 |
| 18 | PbS | 239,27 | 7,5 | 1114 | - |
| 19 | Sb2 S3 | 339,70 | 4,1¸4,6 | 550 | - |
| 20 | Sb2 S5 | 403,82 | 4,12 | разлагается | - |
| 21 | SnS2 | 150,70 | 6,95 | >1990 | Возгоняется при 1800-1900 |
| 22 | ZnS | 97,44 | 4,0¸4,1 | >1800 | Возгоняется при 1180 |
3. Растворимость сульфидов
Поскольку сероводород является двухосновной кислотой, от него производятся два ряда сульфидов: кислые сульфиды или гидросульфиды MHS и нормальные сульфиды M2 S. Все кислые сульфиды очень легко растворимы в воде. Из нормальных сульфидов также легко растворимы сульфиды щелочных металлов. В водном растворе они очень сильно гидролизуются (в 1 Н. растворе примерно на 90%) по уравнению:
Na2 S + HOH Û NaOH + NaHS или S” + HOH Û OH + HS (7)
Поэтому их растворы имеют сильно щелочную реакцию. Нейтральные сульфиды щелочноземельных металлов как таковые в воде не растворяются. Однако при действии воды они претерпевают гидролитическое расщепление, например,
2CaS + 2HOH = Ca(HS)2 + Ca(OH)2 (8)
а образующийся при этом кислый сульфид переходит в раствор. При кипячении раствора он также разлагается:
Ca(HS)2 + 2HOH = Ca(OH)2 + 2H2 S (9)
Еще легче гидролизуются сульфиды некоторых многовалентных металлов, например сульфид алюминия AI2 S3 , сульфид хрома, сульфид кремния Cr2 S3 SiS2 . Кислоты разлагают все эти сульфиды с выделение сероводорода.
Большинство сульфидов тяжелых металлов настолько мало растворимы в воде, что гидролитическое расщепление их не происходит. Некоторые сульфиды, разбавленные сильными кислотами не разлагаются. Произведение растворимости этих сульфидов настолько мало, что даже при понижении концентрации ионов S2- в растворе за счет прибавления ионов H+ концентрация ионов металла в растворе, находящемся в равновесии с сульфидом (донной фазой), очень незначительна. Поэтому, при пропускании сероводорода такие сульфиды будут выпадать в осадок даже из очень кислых растворов.
На том, что одна часть тяжелых металлов осаждается сероводородом из кислого раствора, а другая выпадает в осадок только из аммиачных растворов при действии на них раствора сульфида аммония, основано применение этих реактивов для разделения катионов при систематическом анализе.
Из кислого раствора сероводород осаждает следующие элементы в виде их сульфидов:
1) Мышьяк, сурьму и олово;
2) Серебро, ртуть, свинец, висмут, медь и кадмий;
При действии сульфида аммония осаждаются следующие элементы: цинк, марганец, кобальт, никель, железо, хром и алюминий. Два последних элемента выпадают в виде гидроокисей, так как их сульфиды гидролизуются водой.
Сульфиды элементов, приведенных под 1), отличаются тем, что они способны растворяться в желтом полисульфиде аммония, образуя при этом тиосоли, тогда как сульфиды элементов группы 2) в этом реактиве не растворяются.
Произведение растворимости ряда сульфидов приведено в таблице 3. Эти величины вычислены на основании соотношения
AF n = - RT*2,3026 *log L (10),
где L – произведение растворимости, AF n – нормальное сродство реакции
2M + S = M2 S (11)
Таблица 3
Произведение растворимости кристаллических сульфидов металлов при 250 С
| соединение | произведение растворимости | свободная энергия образования | |
| сульфида, ккал/моль | иона металла, ккал/г-ион | ||
| MnS | 1*10-11 | -47,6 | -53,4 |
| FeS | 5*10-18 | -23,32 | -20,30 |
| NiS | 2*10-21 | -18,8 | -11,1 |
| ZnS | 8*10-25 | -47,4 | -35,184 |
| CoS | 8*10-23 | -21,8 | -12,3 |
| Co2 S3 | 10-124 | -47,6 | 29,6 |
| CdS | 7*10-27 | -33,6 | -18,58 |
| PbS | 8*10-28 | -22,15 | -5,81 |
| HgS | 3*10-52 | -10,22 | 39,38 |
| CuS | 8*10-36 | -11,7 | 15,53 |
| Cu2 S | 1*10-48 | -20,6 | 12,0 |
| Ag2 S | 7*10-50 | -9,56 | 18,43 |
| Tl2 S | 7*10-20 | -21,0 | -7,755 |
| Bi2 S3 | 10-96 | -39,4 | 15 |
| La2 S3 | 2*10-13 | -301,2 | -172,9 |
| Ce2 S3 | 6*10-11 | -293,0 | -170,5 |
4. Основные химические свойства сульфидов
Основные химические свойства сульфидов представлены в таблице 4.
Таблица 4
Химические свойства сульфидов
|
№ п/п | Формула | Химические свойства |
| 1 | 2 | 3 |
| 1 | Ag2 S |
· наиболее труднорастворимая соль серебра; · при обработке концентрированными растворами сульфидов щелочных металлов переходит в кристаллические двойные соли, например Na2 S*3Ag2 S*2H2 O; |
| 2 | As2 S3 |
· нерастворим в воде и в кислотах; · легко растворяется в веществах, обладающих щелочной реакцией, особенно в растворах сульфидов щелочных металлов; |
| 3 | As4 S4 | · разлагается на трехсернистый мышьяк и свободный мышьяк; |
| 4 | BaS | · взаимодействует с СО и водой с образованием карбоната бария и сероводорода; |
| 5 | Bi2 S3 | · в отличие от сульфидов мышьяка и сурьмы нерастворим в сульфидах щелочных металлов; |
| 6 | CdS |
· нерастворим в разбавленной соляной кислоте; · растворяется в концентрированных кислотах; · растворяется в теплой разбавленной азотной кислоте; · растворяется в кипящей разбавленной серной кислоте; |
| 7 | CoS |
· нерастворим в воде; · в свежеосажденном состоянии растворяется в разбавленных кислотах; К-во Просмотров: 490
Бесплатно скачать Реферат: Сульфиды во всем многообразии
|