Сульфид натрия
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена Сульфид натрия | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| ЧЭБИ | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.013.829 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID | |
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ |
|
| Число | 1385 (безводный) 1849 г. (гидрат) |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| NaNa2S S | |
| Молярная масса | 78,0452 г/моль (безводный) 240,18 г/моль (нонагидрат) |
| Появление | бесцветное, гигроскопичное твердое вещество |
| Запах | никто |
| Плотность | 1,856 г/см 3 (безводный) 1,58 г/см 3 (пентагидрат) 1,43 г/см 3 (ноногидрат) |
| Температура плавления | 1176 ° C (2149 ° F; 1449 К) (безводный) 100 ° C (пентагидрат) 50 °C (нонагидрат) |
| 12,4 г/100 мл (0 °С) 18,6 г/100 мл (20 °С) 39 г/100 мл (50 °С) (гидролиз) | |
| Растворимость | нерастворим в эфире мало растворим в спирте [1] |
| −39.0·10 −6 см 3 /моль | |
| Структура | |
| Антифлюорит (кубический), cF12 | |
| Фм 3 м, №225 | |
| Тетраэдрический (Na + ); кубический (S 2− ) | |
| Опасности | |
| СГС Маркировка : | |
    | |
| Опасность | |
| Х302 , Х311 , Х314 , Х400 | |
| P260 , P264 , P270 , P273 , P280 , P301+P312 , P301+P330+P331 , P302+P352 , P303+P361+P353 , P304+P340 , P305+P351+P338 , P310 , P312 , П321 , П322 , П330 , П361 , П363 , П391 , П405 , П501 | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| > 480 ° C (896 ° F; 753 К) | |
| Паспорт безопасности (SDS) | КМГС 1047 |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | Оксид натрия Селенид натрия Теллурид натрия Полонид натрия |
Другие катионы | Сульфид лития Сульфид калия Сульфид рубидия Сульфид цезия |
Родственные соединения | гидросульфид натрия |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Сульфид натрия представляет собой химическое соединение формулы 9 Na 2 S чаще его гидрат Na 2 S· H 2 O. или Как безводные, так и гидратированные соли в чистой кристаллической форме представляют собой бесцветные твердые вещества, хотя технические сорта сульфида натрия обычно имеют цвет от желтого до кирпично-красного цвета из-за присутствия полисульфидов и обычно поставляются в виде кристаллической массы, в форме хлопьев или в виде плавленого твердого вещества. . Они водорастворимы, образуя сильнощелочные растворы . Под воздействием влаги Na 2 S немедленно гидратируется с образованием гидросульфида натрия .
Некоторые коммерческие образцы обозначаются как Na 2 S· x H 2 весовой процент Na 2 O, где указан S. Обычно доступные марки содержат около 60% Na 2 S по массе, что означает, что x составляет около 3. Эти марки сульфида натрия часто продаются как «хлопья сульфида натрия». Эти образцы состоят из NaSH, NaOH и воды.
Структура
[ редактировать ]Строение сульфидов натрия установлено методом рентгеновской кристаллографии . Нонагидрат имеет S2-, связанный водородными связями с 12 молекулами воды. [2] Пентагидрат состоит из S 2- центры, связанные с Na + и заключен в массив водородных связей. [3] безводный Na 2 Редко встречающийся S принимает структуру антифлюорита , [4] [5] это означает, что Na + центры занимают позиции фторида в каркасе CaF 2 , а более крупные S 2− занимают места для Ca 2+ .
Производство
[ редактировать ]В промышленности Na 2 S получают карботермическим восстановлением сульфата натрия, часто с использованием угля: [6]
- Na 2 SO 4 + 2 C → Na 2 S + 2 CO 2
В лаборатории соль можно получить восстановлением серы натрием ТГФ в безводном аммиаке или натрием в сухом с каталитическим количеством нафталина (образуя нафталинид натрия ): [7]
- 2 Na + S → Na 2 S
Реакции с неорганическими реагентами
[ редактировать ]Сульфид-ион в сульфидных солях, таких как сульфид натрия, может включать протон в соль путем протонирования:
- С 2−
+ Ч + → Ш −
Из-за этого захвата протона ( H + ), сульфид натрия имеет основной характер. Сульфид натрия является сильноосновным, способен поглощать два протона. Сопряженная с ним кислота - гидросульфид натрия ( SH −
). Водный раствор содержит значительную часть сульфид-ионов, однократно протонированных.
Сульфид натрия нестабилен в присутствии воды из-за постепенной потери сероводорода в атмосферу.
При нагревании с кислородом и углекислым газом сульфид натрия может окисляться до карбоната натрия и диоксида серы :
- 2 Na 2 S + 3 O 2 + 2 CO 2 → 2 Na 2 CO 3 + 2 SO 2
Окисление перекисью водорода дает сульфат натрия : [8]
- Na 2 S + 4 H 2 O 2 → 4 Н 2 О + Na 2 SO 4
При обработке образуются серой натрия полисульфиды :
- 2 На 2 С + С 8 → 2 На 2 С 5
Целлюлозно-бумажная промышленность
[ редактировать ]Что касается преобладающего применения, «сульфид натрия» в основном используется в крафт-процессе в целлюлозно-бумажной промышленности . Он способствует процессу делигнификации, образуя целлюлозу, которая является основным компонентом бумаги.
Он используется при очистке воды в качестве поглотителя кислорода, а также в качестве осадителя металлов; в химической фотографии для тонирования черно-белых фотографий; в текстильной промышленности в качестве отбеливающего, десульфурирующего и дехлорирующего агента; и в кожевенной торговле для сульфитирования дубильных экстрактов. Он используется в химическом производстве как агент сульфирования и сульфометилирования. Он используется в производстве резиновых химикатов, серных красителей и других химических соединений. Он используется в других приложениях, включая флотацию руды, добычу нефти , изготовление красителей и моющих средств. Его также используют при обработке кожи в качестве средства для удаления волос при известковании.
Реагент в органической химии
[ редактировать ]Установка углерод-серных связей
[ редактировать ]Алкилирование сульфида натрия дает тиоэфиры :
- Na 2 S + 2 RX → R 2 S + 2 NaX
даже арилгалогениды . В этой реакции участвуют [9] По схожему процессу сульфид натрия может реагировать с алкенами в тиол-еновой реакции с образованием тиоэфиров.Сульфид натрия можно использовать в качестве нуклеофила в реакциях типа Зандмейера . [10] .
Восстановитель
[ редактировать ]Водный раствор сульфида натрия восстанавливает нитрогруппы до амина . Это преобразование применяется для производства некоторых азокрасителей , поскольку другие восстанавливаемые группы, например азогруппа , остаются нетронутыми. [11] Восстановление нитроароматических соединений до аминов с помощью сульфида натрия известно как реакция Зинина в честь ее первооткрывателя. [12] . Гидратированный сульфид натрия восстанавливает производные 1,3-динитробензола до 3-нитроанилинов . [13]
Другие реакции
[ редактировать ]Сульфид также использовался в фотокаталитических приложениях. [14]
Безопасность
[ редактировать ]Состоящий из эквивалента гидроксида натрия , сульфид натрия является сильнощелочным и может вызвать химические ожоги . Он быстро реагирует с кислотами с образованием сероводорода , который очень токсичен.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Курзин Александр В.; Евдокимов Андрей Н.; Голикова Валерия С.; Павлова, Олеся С. (9 июня 2010 г.). «Растворимость сульфида натрия в спиртах». Дж. Хим. англ. Данные . 55 (9): 4080–4081. дои : 10.1021/je100276c .
- ^ Прейзингер, А.; Мерейтер, К.; Баумгартнер, О.; Хегер, Г.; Микенда, В.; Стейдл, Х. (1982). «Водородные связи в Na 2 S·9D 2 O: нейтронография, рентгеновская дифракция и колебательно-спектроскопические исследования». Неорганика Химика Акта . 57 : 237–246. дои : 10.1016/S0020-1693(00)86975-3 .
- ^ Мерейтер, Курт; Прейзингер, Антон; Зеллнер, Андреа; Микенда, Вернер; Стейдл, Хайнц (1984). «Водородные связи в Na 2 S 5H 2 O: рентгеноструктурное и колебательно-спектроскопическое исследование». J. Chem. Soc., Dalton Trans (7): 1275–1277. дои : 10.1039/dt9840001275 .
- ^ Цинтл, Э ; Хардер, А; Даут, Б. (1934). «Решеточная структура оксидов, сульфидов, селенидов и теллуридов лития, натрия и калия». З. Электрохим. Энджью. Физ. Хим. 40 : 588–93.
- ^ Уэллс, А. Ф. (1984) Структурная неорганическая химия, Оксфорд: Clarendon Press. ISBN 0-19-855370-6 .
- ^ Холлеман, А.Ф.; Виберг, Э. (2001). Неорганическая химия . Сан-Диего: Академическая пресса. ISBN 0-12-352651-5 . .
- ^ Итак, Ж.-Х; Буджук, П; Хонг, Гарри Х.; Вебер, Уильям П. (2007). «Гексаметилдисилатиан». Неорг. Синтез. 29 : 30–32. дои : 10.1002/9780470132609.ch11 . ISBN 978-0-470-13260-9 .
- ^ Л. Ланге, В. Трибель, «Сульфиды, полисульфиды и сульфаны» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, 2000, Wiley-VCH, Вайнхайм. два : 10.1002/14356007.a25_443
- ^ Чарльз К. Прайс, Гарднер В. Стейси «п-аминофенилдисульфид» Org. Синтез. 1948, вып. 28, 14. дои : 10.15227/orgsyn.028.0014
- ^ Хазаи; и др. (2012). «синтез тиофенолов». Синтез письма . 23 (13): 1893–1896. дои : 10.1055/s-0032-1316557 . S2CID 196805424 .
- ^ Ю; и др. (2006). «Синтез функционализированных азобензолов». Тетраэдр . 62 (44): 10303–10310. дои : 10.1016/j.tet.2006.08.069 .
- ^ Зинин, Н. (1842). «Описание некоторых новых органических оснований, представленных действием сероводорода на углеводороды с субазотной кислотой » . Журнал практической химии (на немецком языке). 27 (1): 140–153. дои : 10.1002/prac.18420270125 .
- ^ Хартман, WW; Силлоуэй, Х.Л. (1945). «2-Амино-4-нитрофенол». Органические синтезы . 25 :5. doi : 10.15227/orgsyn.025.0005
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) . - ^ Саватеев А.; Донцова, Д.; Курпиль, Б.; Антониетти, М. (июнь 2017 г.). «Высококристаллические поли(гептазинимиды) методом механохимического синтеза для фотоокисления различных органических субстратов с использованием интригующего акцептора электронов - элементарной серы». Журнал катализа . 350 : 203–211. дои : 10.1016/j.jcat.2017.02.029 .