Химические свойства сульфидов, примеры реакций, их применение

Сера может образовывать соли как с металлами, так и с неметаллами (например, фосфором). У таких соединений, называемых сульфидами, можно выделить свои особенности строения, способы получения. Они получаются при взаимодействии с кислотами и в результате происходящих обменных реакций. Могут подобные вещества реагировать и с водой.

Особенности структуры

Сернистый водород (H2S) — это двуокисная окись. Он способен вступать в качественные реакции на сероводород и растворимые сульфиды. При этом образуется коричневый (практически черный) осадок: H2S + PbCO3 = PbS↓ + 2NO3.

С серной кислотой (H2SO4) он проявляет сильные восстановительные качества. H2S2- + H2S (+6) O4 = S0 + S4+ O2 + H2O.

Помимо этого, от таких веществ происходит 2 типа рассматриваемой группы солей. Среди них выделяют:

1. Гидросульфиды — в сероводороде замещается только 1 водородный атом.
2. Нормальные — в них происходит замена всех молекул H.

С точки зрения химии, у таких категорий отличается строение. Для первой подгруппы общая формула MHS (CaS), а второй — M2S (Z2S).

Что касается их устройства, у них сочетается кристаллическое строение серы и наличие металлической решетки. Серными частицами создается ионно-ковалентная химическая связь. При этом размер у них больше, чем у остальных компонентов соединения.

Таким образом придается неустойчивость связи. Это объясняет наличие непрочных взаимосвязей и активность сульфидов.

Независимо от разновидности они способны окисляться с бромом и хромом до сульфатов. Разложение происходит с сильными кислотами (HCl) c выделением SO2.

Способы получения

Если, чтобы получились подобные сульфидные соли, как и в случае с сульфитами, используются активные металлы, например, щелочные, реакция протекает при обычных условиях. С прочими соединениями их получают при сильном нагревании. Примеры для металлического класса:

• 2Na + S = Na2S.
• Cu + S = CuS.
• Zn + S = ZnS.
• Hg + S = HgS.

Разновидности, растворимые в воде, образуются как результат взаимодействия щелочей и сероводорода. H2S + 2KOH = K2S + H2O или H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O.

Нерастворимый подтип получается вследствие обменных процессов. Pb (NO3)2 + Na2S = 2NaNO3 + PbS или ZnSO4 + Na2S = Na2SO4 + ZnS.

Большое количество сульфидов находится в природе. Среди них можно назвать пирит железа FeS2 или молибденит MoS2. Еще один — ZnS.

Применение на практике

Сульфидные руды являются источником редких и цветных металлов. Они применяются для получения меди, серебра, цинка, свинца, молибдена. Помимо этого, извлекаются из них рений, ртуть, кадмий.

Кроме того, подобные соединения используются для изготовления качественных красок (аурипигмент, киноварь). Могут быть применены и в химической промышленности (марказит, пирротин). Молибденит используют и в качестве специальной сухой жаростойкой смазки.

Такие вещества представляют интерес благодаря электрофизическим свойствам. Однако для удовлетворения потребностей электрооптической и полупроводниковой техники подходят их искусственно выращиваемые аналоги. Они имеют форму крупных монокристаллов.

Еще одна область применения — геохронологическое радиоизотопное датирование рудных пород (самарий-неодимовый метод). Для проведения исследования подходят пентландит, халькопирит, содержащие редкоземельные элементы, в том числе самарий и неодим.

Возможно их использование в медицине (чаще всего цинковых видов) и в лабораторной практике (например, соли калия). Что касается серной печени, ее, как правило, применяют в области техники.

Варианты классификации

Рассматриваемый подтип подразделяется на три подгруппы. Основание для деления — диагностические различия:

1. Колчеданы — собирательное название сульфидов, которые обладают металлическим блеском. Они чаще всего бывают желтого цвета. Один из представителей — халькопирит CuFeS2.
2. Отличительная черта блесток — металлический оттенок. Чаще всего они бывают серыми или черными. К ним относят галенит PbS, халькозин Cu2S.
3. У обманок бывает неметаллическое поблескивание. К ним относят сфалерит ZnS и киноварь HgS. А также известен реальгар As4S4 и аурипигмент As3S3.

Классифицируют и по химическим признакам. Так, принято выделять простые (киноварь) и двойные (борнит Cu5FeS4) соединения. Отличительная черта дисульфидов — связь катионов с анионной группировкой S2 или AsS.

Сульфосоли — традиционное обозначение арсенидов и близких к ним по составу веществ. Чаще всего они являются солями тиокислот, как тиомышьяковистая H3SbS3.

Сульфиды — это соли серы с неметаллами. Их особенности структуры и способы получения показывают приведенные примеры реакций.