Сульфиды

Сульфиды, минералы: физические свойства, примеры применения

Сульфиды

Сероводород – один из главных летучих компонентов магмы. Активно взаимодействуя с металлами, он образует множество соединений.

Производные сероводорода представлены в земной коре более чем 200 минералами – сульфидами, которые, не являясь породообразующими, обычно сопутствуют тем или иным горным породам, являясь при этом источником ценного сырья.

Ниже мы рассмотрим основные свойства сульфидов и близких к ним соединений, а также обратим внимание на сферы их использования.

Общая характеристика состава и структуры

Более 40 элементов таблицы Менделеева (как правило, металлы) образуют соединения с серой. Иногда вместо нее в подобных соединениях присутствуют мышьяк, сурьма, селен, висмут или теллур.

Соответственно такие минералы носят наименование арсенидов, антимонидов, селенидов, висмутидов и теллуридов.

Совместно с производными сероводорода все они включены в класс сульфидов благодаря сходству свойств.

Характерная для минералов этого класса химическая связь – ковалентная, с металлической компонентой. Наиболее часто встречающиеся структуры – координационная, островная (кластерная), иногда слоистая или цепочечная.

Физические свойства сульфидов

Практически все сульфиды характеризуются высоким удельным весом. Величина твердости по шкале Мооса у различных представителей группы колеблется в широких пределах и может составлять от 1 (молибденит) до 6,5 (пирит). Однако большинство сульфидов достаточно мягкие.

За малым исключением клейофан – разновидность цинковой обманки или сфалерита, минералы данного класса непрозрачны, часто имеют темную, иногда – яркую окраску, служащую важным диагностическим признаком (так же, как и блеск). Отражающая способность их может колебаться от средней до высокой.

Большая часть сульфидов – минералы, обладающие полупроводниковой электропроводностью.

Традиционная классификация

Несмотря на общность основных физических свойств, сульфиды, конечно, имеют внешние диагностические различия, по которым подразделяются на три типа.

  1. Колчеданы. Это собирательное название минералов из группы сульфидов, обладающих металлическим блеском и окраской, имеющей оттенки желтого цвета, либо желтой побежалостью. Самый знаменитый представитель колчеданов – пирит FeS2, он же серный или железный колчедан. К ним относятся также халькопирит CuFeS2 (медный колчедан), арсенопирит FeAsS (мышьяковый колчедан, он же тальгеймит или миспикель), пирротин Fe7S8 (магнитный колчедан, магнитопирит) и другие.
  2. Блески. Так именуются сульфиды с металлическим блеском и цветом от серого до черного. Характерные примеры таких минералов – галенит PbS (свинцовый блеск), халькозин Cu2S (медный блеск), молибденит MoS2, антимонит Sb2S3 (сурьмяный блеск).
  3. Обманки. Это название минералов из группы сульфидов, характеризующихся неметаллическим блеском. Типичные примеры подобных сульфидов – сфалерит ZnS (цинковая обманка) или киноварь HgS (ртутная обманка). Известны также реальгар As4S4 – красная мышьяковая обманка, и аурипигмент As2S3 – желтая мышьяковая обманка.

Различия по химическим признакам

Более современная классификация основана на особенностях химического состава и включает следующие подклассы:

  • Простые сульфиды являются соединениями иона металла (катион) и серы (анион). В качестве примера таких минералов можно упомянуть галенит, сфалерит, киноварь. Все они – простые производные сероводорода.
  • Двойные сульфиды отличаются тем, что в них с анионом серы связываются несколько (два и более) катионов металлов. Это халькопирит, борнит («пестрая медная руда») Cu5FeS4, станнин (оловянный колчедан) Cu2FeSnS4 и другие подобные им соединения.
  • Дисульфиды – соединения, в которых катионы связаны с анионной группировкой S2 либо AsS. К ним относятся такие минералы из группы сульфидов и арсенидов (сульфоарсенидов), как пирит, имеющий наибольшее распространение, или мышьяковый колчедан арсенопирит. Также в этот подкласс входит кобальтин CoAsS.
  • Сложные сульфиды, или сульфосоли. Это название минералов из группы сульфидов, арсенидов и близких к ним по составу и свойствам соединений, представляющих собой соли тиокислот, таких как тиомышьяковистая H3AsS3, тиовисмутистая H3BiS3 или тиосурьмянистая H3SbS3. Так, в подкласс сульфосолей (тиосолей) входят минерал лиллианит Pb3Bi2S6 или так называемые блеклые руды Cu3(Sb,As)S3.

Сульфиды и дисульфиды могут образовывать крупные кристаллы: кубические (галенит), призматические (антимонит), в форме тетраэдров (сфалерит) и других конфигураций. Также они формируют плотные, зернистые кристаллические агрегаты или вкрапленники. Сульфиды со слоистым строением имеют уплощенно-таблитчатые или листоватые кристаллы, например, аурипигмент или молибденит.

Спайность сульфидов может быть различной. Она варьирует от весьма несовершенной у пирита и несовершенной у халькопирита до весьма совершенной в одном (аурипигмент) или нескольких (сфалерит, галенит) направлениях. Тип излома тоже неодинаков у разных минералов.

Генезис минералов группы сульфидов

Большинство сульфидов образуются путем кристаллизации из гидротермальных растворов. Иногда минералы этой группы имеют магматическое или скарновое (метасоматическое) происхождение, а также могут формироваться в ходе экзогенных процессов – в восстановительных условиях в зонах вторичного обогащения, в некоторых случаях в осадочных породах, как пирит или сфалерит.

В условиях поверхностного нахождения все сульфиды, кроме киновари, лаурита (сульфид рутения) и сперрилита (арсенид платины), очень неустойчивы и подвержены окислению, что ведет к образованию сульфатов.

Результатом процессов изменения сульфидов становятся такие типы минералов, как оксиды, галогениды, карбонаты. Кроме того, за счет их разложения возможно образование самородных металлов – серебра или меди.

Особенности залегания

Сульфиды – минералы, образующие рудные скопления различного характера в зависимости от соотношения их с прочими минералами. Если сульфиды преобладают над ними, принято говорить о массивных или сплошных сульфидных рудах. В противном случае руды называют вкрапленными или прожилковыми.

Очень часто сульфиды отлагаются совместно, образуя месторождения полиметаллических руд. Таковы, например, медно-цинково-свинцовые сульфидные руды. Кроме того, разные сульфиды одного металла нередко формируют его комплексные месторождения его. Например, халькопирит, куприт, борнит – медьсодержащие минералы, залегающие вместе.

Чаще всего рудные тела сульфидных месторождений имеют форму жил. Но встречаются и линзообразные, штоковые, пластовые формы залегания.

Применение сульфидов

Сульфидные руды чрезвычайно важны как источник редких, благородных и цветных металлов. Из сульфидов получают медь, серебро, цинк, свинец, молибден. Висмут, кобальт, никель, а также ртуть, кадмий, рений и другие редкие элементы тоже извлекаются из таких руд.

Помимо этого, некоторые сульфиды используются в производстве красок (киноварь, аурипигмент) и в химической промышленности (пирит, марказит, пирротин – для производства серной кислоты). Молибденит, кроме использования в качестве руды, применяется как специальная сухая жаростойкая смазка.

Сульфиды – минералы, представляющие интерес благодаря своим электрофизическим свойствам. Однако для нужд полупроводниковой, электрооптической, инфракрасно-оптической техники применяют не природные соединения, а их искусственно выращиваемые аналоги в форме монокристаллов.

Еще одна область, где находят применение сульфиды, – радиоизотопное геохронологическое датирование некоторых рудных пород при помощи самарий-неодимового метода. В таких исследованиях используют халькопирит, пентландит и другие минералы, содержащие редкоземельные элементы – неодим и самарий.

Эти примеры свидетельствуют о том, что сфера применения сульфидов весьма широка. Они играют существенную роль в различных технологиях и в качестве сырья, и как самостоятельные материалы.

Источник: http://fb.ru/article/396513/sulfidyi-mineralyi-fizicheskie-svoystva-primeryi-primeneniya

Сульфиды во всем многообразии

Сульфиды

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. Тиосоли

6. 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

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 2

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)

Еще легче гидролизуются сульфиды некоторых многовалентных металлов, например сульфид алюминия AI2S3, сульфид хрома, сульфид кремния Cr2S3SiS2 . 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
скачать за 50 руб

после оплаты нажмите на кнопку “Вернуться на сайт” – документ будет скачан автоматически
Скачанный документ будет содержать только материал уже воспроизведенный на сайте.

Источник: http://MirZnanii.com/a/324968/sulfidy-vo-vsem-mnogoobrazii

Слово сульфид

Сульфиды

Слово сульфид английскими буквами(транслитом) – sulfid

Слово сульфид состоит из 7 букв: д и л с у ф ь

Значения слова сульфид. Что такое сульфид?

Сульфиды

Сульфи́ды (от лат. sulphur — сера) — класс химических соединений, представляющих собой соединения металлов (а также ряда неметаллов В, Si, Р, As) с серой (S), где она имеет степень окисления −2.

ru.wikipedia.org

СУЛЬФИДЫ – соединения серы с металлами и некоторыми неметаллами. Сульфиды металлов – соли сероводородной кислоты Н2S: средние (напр., Na2S) и кислые, или гидросульфиды (NaHS).

Большой энциклопедический словарь

СУЛЬФИДЫ ОРГАНИЧЕСКИЕ (тиоэфиры), соед. общей ф-лы RSR', где R и R'-opг. остатки; атом S может входить в цикл.. Наиб. часто сульфиды органические называют, прибавляя суффикс

Химическая энциклопедия

Сульфид бария

Сульфид бария (сернистый барий) — бариевая соль сероводородной кислоты. Химическая формула — BaS. BaS представляет собой бесцветные кубические кристаллы хорошо растворимые в воде, практически нерастворимые в спирте.

ru.wikipedia.org

Бария сульфид Внешний вид: бесцветн. кубические кристаллы Брутто-формула (система Хилла): BaS Молекулярная масса (в а.е.м.): 169,4 Растворимость (в г/100 г или характеристика): вода: 2,88 (0°C) вода: 4,89 (10°C) вода: 7,86 (20°C) вода: 8,95 (25°C)…

www.xumuk.ru

Сульфид калия

Калия сульфид — бинарное неорганическое химическое соединение калия с серой. Представляет собой соединение с формулой K2S. Сульфид калия K2S — бесцветные кубические кристаллы (a = 0,739 нм, Z=4; пространственная группа Fm3m).

ru.wikipedia.org

Калия сульфид, сернистый калий, K₂S, соль; бесцветные кристаллы, плотность 1,80 г/см³, tпл 471 °С. К. с. гигроскопичен, хорошо растворим в воде. Легко окисляется кислородом воздуха до тиосульфата калия K₂S₂O₃.

БСЭ. — 1969—1978 Калия сульфид Внешний вид: бесцветн. кубические кристаллы Брутто-формула (система Хилла): K2S Молекулярная масса (в а.е.м.): 110,26 Температура плавления (в °C): 471 Растворимость (в г/100 г или характеристика): вода: реагирует глицерин: растворим…
www.xumuk.ru

Сульфид цинка

Сульфи́д ци́нка, сернистый цинк, ZnS — цинковая соль сероводородной кислоты. Белый порошок, плотность 3,98—4,09 г/см³. При обычном давлении не плавится, под давлением 15 МПа (150 атм) плавится при 1850 °C.

ru.wikipedia.org

Цинка сульфид, сернистый цинк, ZnS, белый порошок, плотность 3,98—4,09 г/см³. При обычном давлении не плавится, под давлением 15 Мн/м²(150 кгс/см²) плавится при 1850 °С.

БСЭ. — 1969—1978

ЦИНКА СУЛЬФИД (сернистый цинк) – ZnS, бесцветные кристаллы. В воде почти нерастворим. В природе – минералы сфалерит и вюрцит. Входит в состав литопона (белый пигмент). Полупроводниковый материал, люминофор.

Большой энциклопедический словарь

Сульфид натрия

Сульфид натрия — сложное неорганическое вещество с химической формулой Na2S. Сульфид натрия — бескислородная соль. В обычном состоянии – порошок белого цвета, очень гигроскопичный. Плавится без разложения, термически устойчивый.

ru.wikipedia.org

Натрия сульфид Синонимы: натрий сернистый Внешний вид: бесцветн. кубические кристаллы Брутто-формула (система Хилла): Na2S Молекулярная масса (в а.е.м.)…

www.xumuk.ru

Натрия сульфид, сернистый натрий, Na₂S, соль; бесцветные кристаллы, плотность 1,856 г/см³, tпл 1180 °С. Сильно гигроскопичен; растворимость в воде (%): 13,6 (20 °С), 45,0 (97,5 °С); образует кристаллогидраты.

БСЭ. — 1969—1978

Сульфид кальция

Сульфид кальция — неорганическое бинарное химическое соединение с формулой CaS. Известен минерал Ольдгамит (англ. Oldhamite) состоящий из сульфида кальция с примесями магния, натрия, железа, меди.

ru.wikipedia.org

Кальция сульфид, сернистый кальций, CaS, соль; бесцветные кристаллы, плотность 2,58 г/см³, tпл 2000 °С. Получают К. с. при прокаливании CaSO₄ с углём. Применяют для приготовления люминофоров…

БСЭ. — 1969—1978

КАЛЬЦИЯ СУЛЬФИД – CaS, бесцветные кристаллы. Очень плохо растворим в воде. Применяют для приготовления люминофоров; в кожевенной промышленности для удаления волос со шкур; кальция гидросульфид Ca(SH)2. 6H2O – в производстве искусственного волокна.

Большой энциклопедический словарь

Меди сульфиды

МЕДИ СУЛЬФИДЫ. Моносульфид CuS – сине-черные кристаллы (см. табл.); т. пл. 502 °С (инконгруэнтно); С0р 47,86 ДжДмоль.К); S0298 66,6 Дж/(моль.К); при нагр.

Химическая энциклопедия МЕДИ СУЛЬФИДЫ Моносульфид CuS – сине-черные кристаллы (см. табл.); т. пл. 502 °С (инконгруэнтно); С 0 р 47,86 ДжДмоль. К); S 0298 66,6 Дж/(моль. К); при нагр. в вакууме выше ~300°С разлагается до Cu 2S и паров S; на воздухе легко окисляется до СuО…
Химическая энциклопедия. – 1988

Меди сульфиды, соединения меди с серой, Cu₂S и CuS. Из них Cu₂S встречается в виде минерала халькозина с плотностью 5,5—5,8 г/см³ черновато-свинцово-серого цвета (известны 3 модификации).

БСЭ. — 1969—1978

КАЛИЯ СУЛЬФИДЫ

КАЛИЯ СУЛЬФИДЫ. Сульфид K2S – бесцв. кристаллы кубич. сингонии (а = 0,739 нм, z = 4, пространств. группа Fm3m); т. пл. 948°С; плотн. 1,805 г/см3 (14°С); С°р 76,15 Дж/(моль.К); DH0обр -387,3 кДж/моль, DG0обр -372 кДж/моль; S298 113,0 Дж/(моль.К).

Химическая энциклопедия

КАЛИЯ СУЛЬФИДЫ Сульфид K 2S – бесцв. кристаллы кубич. сингонии (а= 0,739 нм, z = 4, пространств. группа Fm3m); т. пл. 948°С; плотн. 1,805 г/см 3 (14°С); С° р 76,15 Дж/(моль. К); DH 0 обр -387,3 кДж/моль, DG 0 обр -372 кДж/моль; S 298 113,0 Дж/…

Химическая энциклопедия. – 1988

Кадмия сульфид

КАДМИЯ СУЛЬФИД CdS, кристаллы от лимонно-желтого до оранжево-красного цвета; кристаллич. решетка гексагoн. типа вюрцита (а = 0,41368 нм, с = 0,67163 нм, z = 2, пространств. группа Р6тс); известны также кубич.

Химическая энциклопедия

Сульфи́д ка́дмия — химическое вещество с формулой CdS. Сульфид кадмия существует в виде минералов гринокит и хоулиит, которые встречаются в виде жёлтых налетов на сфалерите (ZnS) и смитсоните.

ru.wikipedia.org

КАДМИЯ СУЛЬФИД CdS, кристаллы от лимонно-желтого до оранжево-красного цвета; кристаллич. решетка гексагoн. типа вюрцита (а = 0,41368 нм, с= 0,67163 нм, z = 2, пространств. группа Р6тс); известны также кубич. модификации…

Химическая энциклопедия. – 1988

Русский язык

Сульф/и́д/ (минерал).

Морфемно-орфографический словарь. — 2002

Примеры употребления слова сульфид

Вредные вещества обычно содержатся в самой краске: например, в красной есть ртутный сульфид.

Источник: https://wordhelp.ru/word/%D1%81%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%84%D0%B8%D0%B4

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

    ×
    Рекомендуем посмотреть