鹼土硫化物

無機化學中,鹼土硫化物指電正性較強的金屬或非金屬與硫形成的一類化合物。大多數金屬硫化物都可看作氫硫酸的鹽。由於氫硫酸是二元弱酸,因此硫化物可分為酸式鹽(HS,氫硫化物)、正鹽(S)和多硫化物(Sn)三類。

定義

-2價硫的化合物,金屬鹼土硫化物可以看成氫硫酸的鹽。金屬與硫直接反應或者將硫化氫氣體通入金屬鹽溶液,或者往鹽溶液中加入硫化鈉,都可製得金屬鹼土硫化物。

鹼金屬鹼土硫化物和硫化銨易溶於水,由於水解其溶液顯鹼性。鹼土金屬、鈧、釔和鑭系元素的鹼土硫化物較為難溶。當陽離子的外層電子構型為18電子和18+2電子時,往往由於較強的極化作用而形成難溶的、有顏色的鹼土硫化物。大多數不溶於水的鹼土硫化物可溶於酸並釋放出硫化氫,極難溶的少數金屬鹼土硫化物(如CuS、HgS)可用氧化性酸將其溶解,此時S被氧化成硫而從溶液中析出。難溶金屬鹼土硫化物在溶液中存在溶解-沉澱平衡。控制溶液的酸度,可以改變溶液中S2-離子的濃度,從而將溶解度各不相同的難溶金屬鹼土硫化物分別沉澱出來。這是定性分析中用硫化氫分離、鑑定金屬離子的基礎。

鹼土硫化物合成

無機鹼土硫化物通常可通過以下方法合成:(註:K為國際溫度單位開爾文)

1、單質直接化合,例如:

C + 2S→CS

2、硫酸鹽或高價鹼土硫化物的還原,例如:

NaSO+ 4C→ NaS + 4CO 1373K

InS+ 2→ InS + 2HS

3、溶液中或高溫的複分解反應,例如:

FeCl+ H2S → FeS↓ + 2HCl

3SiO+ 2AlS→ 3SiS+ 2AlO 1373K

4、以硫代酸鹽為原料製取,例如:

(NH)MoO+ 4(NH)S + 4HO → (NH)[MoS] + 8NH·HO

(NH)MoO+ 2HCl --(加熱)→ MoS+ HS + 2NHCl

5、高價鹼土硫化物加熱分解,例如:

MoS--(加熱)→ MoS+ S

重要的鹼土硫化物

硫化氫是一種無色有毒的氣體,臭雞蛋氣味,空氣中硫化氫的容許含量不超過0.01mg/L。硫化氫能夠與人體的血紅素中的亞鐵離子結合生成硫化亞鐵,使其失去反應活性。經常與硫化氫接觸會引起嗅覺遲鈍,消瘦,頭痛等慢性中毒。實驗室里常用金屬鹼土硫化物與酸作用製備硫化氫。硫化氫的水溶液是氫硫酸,二元弱酸。無論在酸性介質還是鹼性介質中,硫化氫的還原性都很強。

多鹼土硫化物

多鹼土硫化物是含有多硫離子Sn的化合物,n=2, 3, 4, 5, 6, ..., 9。多鹼土硫化物可由硫在鹼土硫化物溶液中煮沸製得,其溶液一般都為黃色,且顏色隨n值的增加而加深。多硫離子存在過硫鍵,類似於過氧化物,具有氧化性,但不及過氧離子氧化性強,反應發生歧化

鹼土硫化物的鑑定

點滴法點滴法是鑑定硫離子和硫氫根離子的靈敏方法,其步驟為:在點滴板上混合可溶鹼土硫化物的鹼性溶液和1%的硝普酸鈉Na[Fe(CN)NO](亞硝基鐵氰化鈉)溶液,若試樣中存在S離子則會出現不同深度的紅紫色,靈敏度1:50000。其機理是[Fe(CN)(NOS)] 離子的生成。 除此之外,向點滴板中加入試液、濃鹽酸、幾顆對氨基二甲基苯胺晶體和0.1mol/L氯化鐵溶液,若在2~3分鐘後出現藍色,也可證明硫離子的存在。機理是生成了藍色的亞甲基藍。

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