硫化物
合成
无机硫化物通常可通过以下方法合成:
单质直接化合,例如:
硫酸盐或高价硫化物的还原,例如:
溶液中或高温的复分解反应,例如:
以硫代酸盐为原料制取,例如:
高价硫化物加热分解,例如:
物理性质
硫化物大多含有鲜艳的颜色,见右表。 除此之外,MoS2、Re2S7、FeS、CoS2、NiS、PtS2、Cu2S、CuS和Ag2S等过渡金属硫化物都是黑色的。
金属的酸式硫化物都可溶于水,但正盐中只有碱金属硫化物和硫化铵可溶。一般地讲,金属硫化物的溶解度可通过阳离子极化力(离子电荷数/离子半径,Z/r)的大小来预测。阳离子极化能力的增强,将导致化合物共价性的增加,极性减小,因而溶解度也降低。
化学性质
水解
金属硫化物在水中都会发生不同程度的水解:
H2S的pKa分别约为:pKa1 = 6.89 和 pKa2 = 19±2, 因此金属硫化物溶液会呈不同程度的碱性,而碱金属的硫化物溶液的碱性更是可以与相应的氢氧化物匹敌。
灼烧
灼烧硫化物矿物时可能发生两种反应:
硫化物转化为相应的氧化物,硫则转化为二氧化硫。例如由方铅矿制取铅时有一步为:
硫化物被氧化为相应的可溶硫酸盐。
以上两步都是冶炼金属时,转化硫化物矿石的重要方法。
氧化
硫化物中-2价的硫具有还原性,视条件不同可被氧化为硫、亚硫酸盐和硫酸盐等。
酸碱性
硫化物和相应的氧化物类似,其酸碱性随周期和族的变化也和氧化物的类似,但硫化物的碱性不如氧化物强。
同周期元素最高氧化态硫化物从左到右酸性增强;同族元素相同氧化态的硫化物从上到下酸性减弱;同种元素的硫化物中,高氧化态的硫化物酸性更强。因此As2S5酸性强于Sb2S5,而Sb2S5的酸性则要强于SnS2和Sb2S3。
多硫化物
多硫化物是含有多硫离子Sn的化合物,n=2,3,4,5,6,...,9。多硫化物可由硫在硫化物溶液中煮沸制得,其溶液一般都为黄色,且颜色随n值的增加而加深。
多硫离子类似于过氧化物,具有氧化性,但不及过氧离子氧化性强:
多硫化物酸化时即放出硫化氢和硫:
多硫离子还可作配体。例如Na2Sn作用于(η-C5H5)2TiCl2时,会生成含有TiS5环的配位化合物。
分析
应用
在分析化学中的应用
硫化氢系统是传统且较广泛的分析阳离子的方法,主要依据各离子硫化物溶解度的显著差异,将常见的阳离子分成五组。
由于H2S气体毒性大,且储存不便,故一般多以硫代乙酰胺(CH3CSNH2,TAA)水溶液作沉淀剂。
在酸性溶液中TAA水解产生H2S,可替代H2S:
在氨性溶液中水解生成HS,可替代(NH4)2S:
在碱性溶液中水解生成S,可替代Na2S:
硫化物的其他应用还有:
二硫化钼是有机合成中的催化剂。由于含硫有机化合物(如噻吩)会使普通氢化催化剂中毒,因此二硫化钼可用于催化含硫有机物质的加氢反应。
硫化镉可用于制作光电池。
硫化铅被用于制作红外感应器。
多硫化钙、多硫化钡和多硫化铵是杀菌剂和杀虫剂。
二硫化碳在工业上被用作溶剂。此外,二硫化碳也被用来制取四氯化碳,有机化学中则用二硫化碳来插入-C(=S)-S-基团。
硫化锌和硫化镉被用来制造荧光粉,高纯度的硫化镉是良好的半导体。
三硫化四磷用于制火柴和烟火。
十硫化四磷用于制杀虫剂、润滑油添加剂和浮选剂。
硫化钠被大量用于硫化染料的制造、有机药物和纸浆的生产等。
硫化钙和硫化钡被用来制造发光漆。
参见
Category:硫化物
Category:硫化物矿物
有机硫化合物
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