Сульфиды металлов

Процессы получения многих металлов сводятся к переработке их сульфидов.

При обработке сульфидов на воздухе возможны 3 пути:

1.превращение в оксид;

2.образование водорастворимых сульфатов для использования в процессах гидрометаллургии;

3.окисление до металлов (HgS + O2=Hg + SO2).

С войства сероводорода. Н2S хорошо растворяется в спирте, несколько

хуже – в воде (2,5 объема в 1 объеме воды), придавая раствору слабокис-

лый характер. Водный раствор Н2S называется сероводородной кислотой:

Н2S ↔ Н+ + НS-

НS-↔ Н+ + S2-

Сероводородная кислота является двухосновной кислотой и образует

два вида солей – средние Na2S (сульфиды) и кислые NaHS (гидросуль-

фиды). Все гидросульфиды растворимы в воде и известны только в раство-

рах, их получают, пропуская избыток сероводорода через водные растворы

щелочей:

Н2S + NaOH ↔ NaHS + H2O

Многие сульфиды имеют характерную окраску:

ZnCl2 + Н2S = ZnS↓ + 2 HCl (ZnS↓ - белый осадок)

2 SbCl3 + 3 Н2S = Sb2S3↓ + 6 HCl (Sb2S3↓ - желто-оранжевый осадок

PbCl2 + Н2S = PbS↓ + 2 HCl (PbS↓ - черный осадок)

Сульфиды по растворимости делят на следующие группы:

1. растворимые в воде – сульфиды щелочных металлов (Na2S, К2S…);

2. нерастворимые в воде, но растворимые в соляной и разбавленной

серной кислоте (ZnS, MnS, FeS…)

3. нерастворимые в воде и кислотах (PbS, CuS, HgS, NiS …)

На различной растворимости сульфидов в воде и кислотах, и разнооб-

разной окраске сульфидов металлов основан систематический ход качест-

венного анализа катионов.

Соли сероводородной кислоты подвергаются гидролизу, водные рас-

творы солей имеют щелочную реакцию:

Na2S + H2O ↔ NaHS + NaOH

При достаточном доступе воздуха сероводород горит голубым пламе-

нем: 2 Н2S + 3 О2 = 2 SO2 + 2 H2O

При недостатке кислорода или при медленном окислении Н2S переходит

в свободную серу, поэтому сероводородная кислота не может долго хра-

ниться и постепенно мутнеет:

2 Н2S + О2 = 2 S + 2 H2O

Сероводород является сильным восстановителем:

3 Н2S + K2Cr2O7 + 4 H2SO4 = 3 S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7 H2O

Н2S + I2 = S + 2HI

В щелочной среде сульфид-ион является более активным восстановите-

лем по сравнению с молекулой Н2S.

Для доказательства присутствия следов сероводорода в воздухе (или

растворе) применяют пропитанную раствором ацетата свинца бумагу, ко-

торая при наличии этого газа чернеет из-за образования сульфида свинца

Водородные соединения. С усилением металлических признаков склон-

ность элементов данной подгруппы к проявлению отрицательных степеней

окисления уменьшается. Поэтому Н2Se и Н2Тe менее устойчивы, чем Н2S,

и проявляют более сильные восстановительные свойства.

Селеноводород и теллуроводород прямым взаимодействием не получа-

ют. Они могут быть получены действием разбавленных кислот на селени-

ды и теллуриды металлов:

2 Na + Se = Na2Se (селенид натрия)

Na2Se + 2 HCl = H2Se + 2 NaCl

H2Se и H2Тe – при нормальных условиях бесцветные газы с неприятным

запахом. Селеноводород более ядовит, а теллуроводород менее ядовит, чем

сероводород. Растворимость в воде H2Se и H2Тe примерно такая же, как и

H2S. Водные растворы этих соединений – проявляют кислотные свойства.

Соли селеноводородной кислоты (селениды) и теллуроводородной кислоты

(теллуриды) по свойствам близки к сульфидам.

Таким образом, в ряду H2O – H2S – H2Se – H2Te восстановительные

свойства соединений и кислотные свойства увеличиваются, а термическая

устойчивость уменьшается.