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).
Свойства 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.