Главная: Рефераты

Рефераты. Сульфиды во всем многообразии

3. Растворимость сульфидов

Поскольку сероводород является двухосновной кислотой, от него производятся два ряда сульфидов: кислые сульфиды или гидросульфиды MHS и нормальные сульфиды M2S. 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:

Na2S + 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 + 2H2S (9)

Еще легче гидролизуются сульфиды некоторых многовалентных металлов, например сульфид алюминия AI2S3, сульфид хрома, сульфид кремния Cr2S3 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 = M2S (11)

Таблица 3

Произведение растворимости кристаллических сульфидов металлов при 250С

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

Co2S3

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

Cu2S

1*10-48

-20,6

12,0

Ag2S

7*10-50

-9,56

18,43

Tl2S

7*10-20

-21,0

-7,755

Bi2S3

10-96

-39,4

15

La2S3

2*10-13

-301,2

-172,9

Ce2S3

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

Ag2S

·                   наиболее труднорастворимая соль серебра;

·                   при обработке концентрированными растворами сульфидов щелочных металлов переходит в кристаллические двойные соли, например Na2S*3Ag2S*2H2O;

 

2

As2S3

·                   нерастворим в воде и в кислотах;

·                   легко растворяется в веществах, обладающих щелочной реакцией, особенно в растворах сульфидов щелочных металлов;

 

3

As4S4

·                 разлагается на трехсернистый мышьяк и свободный мышьяк;

 

4

BaS

·                   взаимодействует с СО и водой с образованием карбоната бария и сероводорода;

 

5

Bi2S3

·        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;

·                обладает резко выраженной склонностью к образованию коллоидных растворов;

·                при кипячении с уксусной кислотой коагулирует;

 

8

Cu2S

·                в воде практически нерастворим;

·                взаимодействует с аммиачным раствором сульфата меди и образует [NH4][CuS4];

·                хорошо проводит электрический ток;

 

9

CuS

·                нерастворим в воде;

·                нерастворим в разбавленных кислотах;

·                в присутствии кислот легко образует коллоидные растворы;

·                на воздухе легко окисляется до сульфата меди;

·                нерастворим в растворах сульфида калия и натрия;

·                растворим в растворе сернистого аммония;

 

10

FeS

·                   растворяется в разбавленных кислотах;

·                   во влажном состоянии подвергается частичному окислению воздухом до сульфата;

 

11

FeS2

·                 при высокой температуре легко отщепляет серу;

·                 при прокаливании на воздухе сгорает, образуя Fe2O3 и SO2;

 

12

HgS

·                 нерастворим в концентрированных кислотах;

·                 легко растворяется в царской водке;

 

13

K2S

·                   взаимодействует с As2S3 с образованием тиосоли;

 

14

MgS

·                   гидролизуется с образованием сероводорода и гидроксида магния;

 

15

MoS2

·                   на воздухе легко сгорает до трехокиси молибдена;

 

16

MoS3

·                   легко растворяется в сернистом аммонии;

·                   легко растворяется в щелочных сульфидах;

·                   легко растворяется в царской водке;

 

17

Na2S

·                   кислородом воздуха легко окисляется до тиосульфата;

·                   взаимодействует с As2S3 с образованием тиосоли;

 

18

NiS

·                   нерастворим в холодной разбавленной соляной кислоте;

·                   при добавлении уксусной кислоты и кипячении выпадает в виде хлопьев;

 

19

P2S5

·                    медленно разлагается водой;

 

20

PbS

·                   при нагревании на воздухе окисляется до сульфата свинца и окиси свинца;

·                   при прокаливании в токе водорода восстанавливается до металла;

·                   при нагревании с хлором образуются PbCI2 и SCI2;

·                   сплавлением с содой при доступе воздуха из сульфида выделяется свободный металл;

 

21

Sb2S3

·                   нагретая на воздухе, переходит в четырехокись;

·                   растворяется в теплой концентрированной соляной кислоте с образованием трихлорида сурьмы

 

22

Sb2S5

·                не растворяется в воде;

·                растворим в сульфидах щелочных металлов;

 

23

SnS2

·                растворяется в растворах гидроокисей щелочных металлов;

·                легко растворяется в растворах сульфидов щелочных металлов;

 

24

ZnS

·                   свежеосажденный легко растворим в сильных кислотах; при стоянии постепенно превращается в более трудно растворимую модификацию;

·                   легко переходит в коллоидный раствор, например при продолжительном действии сероводородной воды;

 

Страницы: 1, 2, 3
2012 © Все права защищены
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.