Сулфид

Сулфидите (S^2-) са бинарните съединения на сярата. Сулфидите и хидрогенсулфидите (HS^-) могат да бъдат разглеждани като производни на сероводородната киселина. Известни са и органични сулфиди от вида R–S–R′.

Свойства

С изключение на газообразния H₂S, всички сулфиди са твърди вещества. Единствените разтворими сулфиди са алкалните и (NH₄)₂S. Причина за това е ковалентният характер на връзката E–S. Сулфидите имат разнообразно оцветяване. То зависи от поляризиращото действие на S^2- върху катионите: ZnS е бял, CdS – жълт, HgS – черен, As₂S₃ – жълт, Sb₂S₃ – оранжев, Bi₂S₃ – черен, Ga₂S₃ – бял, In₂S₃ – жълт, Tl₂S₃ – черен, SnS – кафяв, PbS – черен, β-MnS – розов, SnS₂ – златистожълт.

Реакции

Сероводородната киселина е много слаба и двуосновна (pK_a1 = 6,99, pK_a2 = 12,60). Във водни разтвори сулфидният йон хидролизира почти напълно и дори при разтворимите сулфиди концентрацията му е много ниска:

${\displaystyle {\ce {S^{2-}{}+ H2O <=> HS- + OH^-}}}$^[1]

И двата аниона не съществуват в кисела среда, тъй като образуват H₂S. Но металните сулфиди имат изключително ниска разтворимост, поради което не претърпяват хидролиза.

Хидролизата на сулфидите е сложен процес и в зависимост от условията се получават сероводород, други сулфиди, полисулфиди, политионати и други:

${\displaystyle {\ce {CaS + H2O -> Ca^{2+}{}+ HS- + OH-}}}$

${\displaystyle {\ce {2Na2S + 2O2 + H2O -> Na2S2O3 + 2NaOH}}}$

С Hg(II), As(III), AX(V), Sb(III), Sb(V) и Sn(IV) образува тиокомплекси, които в кисела среда се разлагат до неразтворими сулфиди и сероводород:

${\displaystyle {\ce {2AsS4^{3-}{}+ 2H+ -> As2S5 + 3H2S}}}$

Аналитични реакции

Разтворимост на някои сулфиди

Сулфид	Ks	S [mol/l]
CdS	7,9×10^-27	8,9×10^-14
PbS	2,5×10^-27	5,0×10^-14
CuS	6,3×10^-36	2,5×10^-18
Bi2S3	1,0×10^-97	1,5×10^-20
HgS	4,0×10^-53	1,3×10^-26
As2S3	4,0×10^-29	–
Sb2S3	3,0×10^-27	–
SnS	2,5×10^-27	5,0×10^-14

Сулфидите са основен клас в аналитичната химия. Те образуват 2ра и 3та аналитична група катиони. Могат да бъдат доказани чрез отделяне на свободен H₂S при реакция с минерална киселина или при почерняването на филтърна хартия, напоена с Pb(CH₃COO)₂.

Сулфидният йон е силен редуктор и редуцира I₂ до I^-, MnO-
4 до Mn²⁺ в кисела среда и до MnO(OH)₂ в алкална среда, Fe³⁺ до Fe²⁺ и AsO3-
4 AsO3-
3.^[1] Продукти на окислението на S^2- могат да бъдат свободна сяра, SO₂ и H₂SO₄.

Други аналитични реакции за доказване на S^2- включват комплексообразуване:

${\displaystyle {\ce {S^{2-}{}+ [Fe(CN)5NO]^{2-}-> [Fe(CN)5NOS]^{4-}}}}$

и йод-азидната реакция:

${\displaystyle {\ce {S^{2-}{}+ I2 -> S v + 2I-}}}$

${\displaystyle {\ce {S + 2N3^{-}{}-> S^{2-}{}+ 3N2 ^}}}$

Получаване

Сулфиди могат да се получат чрез:^[2]

• директен синтез ${\displaystyle {\ce {Fe + S -> FeS}}}$
• въглеродна редукция на сулфати ${\displaystyle {\ce {Na2SO4 + 4C -> Na2S + 4CO}}}$
• утаяване с H₂S или разтворими сулфиди ${\displaystyle {\ce {MnSO4 + H2S -> MnS + H2SO4}}}$
• неутрализация на алкални основи с H₂S ${\displaystyle {\ce {NaOH + H2S -> NaHS + H2O}}}$

В индустрията

Сулфидните минерали са широко разпространени. От тях се получават съответните метали. От слабо разтворимите сулфиди се получават минерални бои. Алкалните сулфиди се използват в кожарската промишленост и за получаването на органосерни съединения. Някои суфиди се използват в полупроводниковата промишленост.

Източници

1. Кочева, Люляна, Нонова, Донка. Качествен полумикроанализ. София, Университетско издателство „Св. Климент Охридкси“, 2007. ISBN 978-954-07-2590-1. с. 84 – 88, 253 – 256.
2. Киркова, Елена. Химия на елементите и техните съединения. София, Университетско издателство „Св. Климент Охридкси“, 2013. ISBN 978-954-07-3504-7. с. 350 – 355.

Тази статия, свързана с неорганична химия, все още е мъниче. Помогнете на Уикипедия, като я редактирате и разширите.