Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья посвящена аниону серы в целом. Для органического соединения, также называемого сульфидом, см. Тиоэфир . Для использования в других целях, см Сульфид (значения) .
Сульфид
Формула сульфида
Имена
Систематическое название ИЮПАК
Сульфид (2-) [1] (добавка), рекомендуемое название
Сульфандиид (заместитель), [1] не часто, редко используется, иногда генерируется автоматическим программным обеспечением номенклатуры в органической химии
Идентификаторы
  • 18496-25-8 проверятьY
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
UNII
  • ИнЧИ = 1С / С / q-2 проверятьY
    Ключ: UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N проверятьY
  • [S--]
Характеристики
S2−
Молярная масса32,06  г · моль -1
Конъюгированная кислотаБисульфид
Родственные соединения
Другие анионы
оксид
селенид
теллурид
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Сульфид ( британский английский и сульфид ) [2] представляет собой неорганический анион из серы с химической формулой S 2- или соединение , содержащее один или более S 2- ионов. Растворы сульфидных солей агрессивны. Сульфид также относится к химическим соединениям большого семейства неорганических и органических соединений , например сульфиду свинца и диметилсульфиду . Сероводород (H 2 S) и бисульфид (SH - ) - кислоты, сопряженные с сульфидом.

Химические свойства [ править ]

Сульфид-ион, S 2- , не существует в водных щелочных растворах Na 2 S. [3] [4] Вместо этого сульфид превращается в гидросульфид:

S 2− + H 2 O → SH - + ОН -

При обработке кислотой сульфидные соли превращаются в сероводород :

S 2− + H + → SH -
SH - + H + → H 2 S

Окисление сульфида - сложный процесс. В зависимости от условий окисление может давать элементарную серу, полисульфиды , политионаты , сульфит или сульфат . Сульфиды металлов реагируют с галогенами с образованием серы и солей металлов.

8 MgS + 8 I 2 → S 8 + 8 MgI 2

Производные металлов [ править ]

Водные растворы катионов переходных металлов реагируют с источниками сульфидов (H 2 S, NaHS, Na 2 S) с осаждением твердых сульфидов. Такие неорганические сульфиды обычно имеют очень низкую растворимость в воде, и многие из них относятся к минералам с таким же составом (см. Ниже). Одним из известных примеров является ярко-желтый вид CdS или « желтый кадмий ». Черный налет на стерлинговом серебре - это Ag 2 S. Такие частицы иногда называют солями. Фактически, связь в сульфидах переходных металлов является сильно ковалентной, что приводит к образованию их полупроводников.properties, что, в свою очередь, связано с глубокими цветами. Некоторые из них имеют практическое применение в качестве пигментов, солнечных элементов и катализаторов. Гриб Aspergillus niger играет роль в солюбилизации сульфидов тяжелых металлов. [5]

Геология [ править ]

Основная статья: сульфидный минерал

Многие важные металлические руды представляют собой сульфиды. [6] примеры Значимых включают в себя: аргентит ( серебро сульфида), киноварь ( ртутная сульфид), галенит ( свинец сульфида), молибденит ( молибден сульфид), пентландит ( никель - сульфид), Realgar ( мышьяк сульфида) и антимонит ( сурьма ), сфалерит ( сульфид цинка ) и пирит ( железодисульфид), и халькопирит ( железо - медь сульфида).

Коррозия, вызванная сульфидом [ править ]

Растворенные свободные сульфиды (H 2 S, HS - и S 2- ) являются очень агрессивными веществами для коррозии многих металлов, таких как сталь, нержавеющая сталь и медь. Сульфиды, присутствующие в водном растворе, ответственны за коррозионное растрескивание стали под напряжением (SCC), которое также известно как сульфидное растрескивание под напряжением . Коррозия является серьезной проблемой во многих промышленных установках, перерабатывающих сульфиды: мельницы по производству сульфидной руды, глубокие нефтяные скважины , трубопроводы, транспортирующие закисленную нефть , фабрики по производству крафт-бумаги .

Микробиологическая коррозия (MIC) или биогенная сульфидная коррозия также вызываются сульфатредуцирующими бактериями, производящими сульфид, который выделяется в воздух и окисляется в серной кислоте бактериями, окисляющими серу. Биогенная серная кислота вступает в реакцию с канализационными материалами и, как правило, вызывает потерю массы, растрескивание канализационных труб и, в конечном итоге, обрушение конструкции. Такое ухудшение состояния является серьезным процессом, влияющим на канализационные системы во всем мире и приводящим к очень высоким затратам на восстановление.

Окисление сульфида также может образовывать тиосульфат ( S
2О2-
3) промежуточный компонент, ответственный за серьезные проблемы точечной коррозии стали и нержавеющей стали, в то время как среда также подкисляется за счет производства серной кислоты, когда окисление более продвинуто.

Органическая химия [ править ]

В органической химии «сульфид» обычно относится к связи C – S – C, хотя термин тиоэфир менее неоднозначен. Например, диметилсульфид тиоэфира представляет собой CH 3 –S – CH 3 . Полифениленсульфид (см. Ниже) имеет эмпирическую формулу C 6 H 4 S. Иногда термин сульфид относится к молекулам, содержащим функциональную группу –SH . Например, метилсульфид может означать CH 3 –SH. Предпочтительным дескриптором для таких SH-содержащих соединений является тиол или меркаптан, то есть метантиол или метилмеркаптан.

Дисульфиды [ править ]

Путаница возникает из-за разных значений термина « дисульфид ». Дисульфид молибдена (MoS 2 ) состоит из отдельных сульфидных центров в ассоциации с молибденом в формальной степени окисления +4 (то есть Mo 4+ и два S 2- ). С другой стороны, дисульфид железа ( пирит , FeS 2 ) состоит из S2-
2или - S – S - дианион в ассоциации с двухвалентным железом в формальной степени окисления +2 (ион двухвалентного железа: Fe 2+ ). Диметилдисульфид имеет химическое связывание CH 3 –S – S – CH 3 , тогда как сероуглерод не имеет связи S – S, будучи S = ​​C = S (аналог линейной молекулы CO 2 ). Чаще всего в химии серы и в биохимии термин «дисульфид» обычно приписывается серному аналогу пероксидной связи –O – O–. Дисульфид связь (-S-S-) играет главную роль в конформации белков , а в каталитической активности ферментов .

Примеры [ править ]

ФормулаТочка плавления (° C)Точка кипения (° C)Количество CAS
H 2 SСероводород - очень токсичный и едкий газ, с характерным запахом «тухлого яйца».-85,7−60,207783-06-4
CdSСульфид кадмия можно использовать в фотоэлементах .1750 г.1306-23-6
Полисульфид кальция (« известковая сера ») - традиционный фунгицид в садоводстве .
CS 2Сероуглерод является предшественником сероорганических соединений.−111,64675-15-0
PbSСульфид свинца используется в инфракрасных датчиках.11141314-87-0
МоС 2Дисульфид молибдена , минерал молибденит , используется в качестве катализатора для удаления серы из ископаемого топлива; также как смазка для применения в условиях высоких температур и высокого давления.1317-33-5
Cl – CH 2 CH 2 –S – CH 2 CH 2 –ClСерный иприт (горчичный газ) представляет собой сероорганическое соединение (тиоэфир), которое использовалось в качестве химического оружия во время Первой мировой войны.13–14217505-60-2
Ag 2 SСульфид серебра является компонентом потускнения серебра .21548-73-2
Na 2 SСульфид натрия в виде гидрата используется в производстве крафт- бумаги и в качестве предшественника сероорганических соединений .92011801313-82-2
ZnSСульфид цинка используется для изготовления линз и других оптических устройств в инфракрасной части спектра . ZnS, легированный серебром, используется в альфа-детекторах, в то время как сульфид цинка со следами меди находит применение в фотолюминесцентных полосах для аварийного освещения и светящихся циферблатах часов.11851314-98-3
C 6 H 4 SПолифениленсульфид - это полимер, обычно называемый «сульфар». Его повторяющиеся звенья связаны вместе сульфидными (тиоэфирными) связями.26125-40-6
25212-74-2
SeS 2Дисульфид селена - это противогрибковое средство, используемое в препаратах против перхоти, таких как Selsun Blue . Присутствие высокотоксичного селена в продуктах здравоохранения и косметики представляет собой общую проблему для здоровья и окружающей среды.<1007488-56-4
FeS 2Пирит, известный как «золото дураков» , является обычным минералом.6001317-66-4

Подготовка [ править ]

Сульфидные соединения можно получить несколькими способами: [7]

  1. Прямое сочетание элементов:
    Пример: Fe (s) + S (s) → FeS (s)
  2. Восстановление сульфата:
    Пример: MgSO 4 (тв) + 4C ( тв ) → MgS ( тв ) + 4CO (г)
  3. Осаждение нерастворимого сульфида:
    Пример: M 2+ + H 2 S (г) → MS (т) + 2H + (водн.)

Безопасность [ править ]

Многие сульфиды металлов настолько нерастворимы в воде, что, вероятно, не очень токсичны. Некоторые сульфиды металлов при воздействии сильной минеральной кислоты , в том числе желудочной кислоты , выделяют токсичный сероводород .

Органические сульфиды легко воспламеняются. Когда горит сульфид, образуется газообразный диоксид серы (SO 2 ).

Сероводород, некоторые его соли и почти все органические сульфиды имеют сильный гнилостный запах; гниющая биомасса высвобождает их.

Номенклатура [ править ]

Систематические названия сульфандиид и сульфид (2-) , действительные названия IUPAC , определяются согласно заместительной и аддитивной номенклатуре, соответственно. Однако название сульфид также используется в номенклатуре композиций ИЮПАК, которая не принимает во внимание природу вовлеченного связывания. Примерами таких названий являются дисульфид селена и сульфид титана , которые вообще не содержат сульфидных ионов.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b «сульфид (2-) (CHEBI: 15138)» . Химические объекты, представляющие биологический интерес (ChEBI) . Великобритания: Европейский институт биоинформатики.
  2. ^ https://www.lexico.com/en/definition/sulphide
  3. ^ Май, PM; Батька, Д .; Hefter, G .; Könignberger, E .; Роуленд, Д. (2018). «Прощай, S2-». Chem. Comm . 54 (16): 1980–1983. DOI : 10.1039 / c8cc00187a . PMID 29404555 . 
  4. ^ Мейер, B; Уорд, К; Кошлап, К; Питер, L (1983). «Вторая константа диссоциации сероводорода». Неорганическая химия . 22 (16): 2345. DOI : 10.1021 / ic00158a027 .
  5. ^ Harbhajan Singh (17 ноября 2006). Mycoremediation: грибковая биоремедиация . п. 509. ISBN 9780470050583.
  6. ↑ Vaughan, DJ; Крейг, Дж. Р. «Минеральная химия сульфидов металлов», Cambridge University Press, Кембридж: 1978. ISBN 0-521-21489-0 . 
  7. ^ Аткинс; Шрайвер (2010). Неорганическая химия (5-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman & Co., стр. 413.

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с сульфидами, на Викискладе?