Sulfidy

Krystal Stibnite , přirozeně se vyskytující sulfid antimonitý

V anorganické chemii jsou sulfidy sloučeniny kovů se sírou, které lze v mnoha případech vyrábět přímo z prvků pomocí redoxních reakcí , přičemž síra působí jako oxidační činidlo. Formálně jsou sulfidy kovů jsou soli z kyseliny sirovodíku , plynné anhydrid, které sirovodík mohou být generovány z soli přidáním silné kyseliny. Soli patří do skupiny látek sloučenin kovu a síry a obsahují jako součást sulfidový anion S2−. Samotný anion je také zkráceně označován jako sulfid. Sulfidy kovů představují v mineralogii důležitou skupinu rud. V analýze patří sulfidy kovů do takzvané skupiny sirovodíku a skupiny sulfidů amonných .

V organické chemii , sirník je nepřesný souhrnný termín používaný k označení alkylových nebo arylových derivátů v sirovodíku (H 2 S), tyto alkylové nebo arylové sulfidy patří do skupiny organických sloučenin (organický radikál: R). A mají strukturu R - S −R 'nebo R - S - H. Jsou proto přesněji označovány jako thioethery nebo jako thioly nebo merkaptany .

Sulfidové minerály

Kostky pyritů v podloží, pyrit je sulfid železa
Minerální rumělka ( Cinnabarit ), chemicky: sulfid rtuťnatý, pigment

Spolu s kovovým - nebo polokovovým - kationtem vznikajícím asi ze 600 sulfidových minerálů , které se obecně vyznačují charakteristickými barvami, a tahovými barvami. Zahrnují řadu důležitých rudních minerálů, takže anorganické sulfidy jsou kvůli svému někdy vysokému obsahu kovů mimo jiné používány jako suroviny při těžbě. ze železa , mědi , olova , zinku , rtuti , arsenu a antimonu jsou používány. Zde jsou některé sulfidické minerály:

Chemický prvek síra se podobá stejné hlavní skupině stacionárního kyslíku periodické tabulky , dvojnásobně negativně nabitému sulfidovému aniontu S 2- .

Sulfidy alkalických kovů a kovů alkalických zemin mohou také tvořit polysulfidy přidáním síry k volným párům sulfidových elektronů . Soli těžkých kovů tvoří nerozpustné sraženiny se sulfidovými roztoky - vlastnost, která se používá pro analytickou chemii v procesu kationtové separace .

Polymetalické sulfidy, které se tvoří u hydrotermálních pramenů v hlubokém moři , by v budoucnu mohly představovat surovinový zdroj pro různé cenné a vzácné kovy. V roce 2013 Německo požádalo o licenci na těžbu námořních surovin v Indickém oceánu poblíž Madagaskaru .

Chemické vlastnosti

Sulfidy kovů, jako je B. Sulfidem železa se rozumí soli kyseliny sirovodíku. Sulfidy reagovat s příslušnými silnějšími kyselinami, jako je kyselina chlorovodíková za vzniku příslušné soli kovů (s kyselinou chlorovodíkovou na chloridů ) a sirovodíku (H 2 S), který je patrný jeho velmi nepříjemný zápach z zkažených vajec.

Ve vodném roztoku jsou sulfidové ionty většinou přítomny jako sirovodíkové anionty (HS - ). Podle studií s Ramanovou spektroskopií publikovaných v roce 2018 anion S 2− , který byl dlouho postulován ve vodném roztoku, neexistuje.

Kyselina chlorovodíková je slabá kyselina ve vodném roztoku. Této vlastnosti se mimo jiné využívá v procesu separace kationtů ve skupině sirovodíku a sulfidu amonného , protože koncentrace sulfidových iontů závislá na pH umožňuje postupné srážení různě rozpustných sulfidů.

Skupina sirovodík zahrnuje pouze ty prvky, které tvoří těžko rozpustné sulfidy s činidlem uvolňujícím ani v kyselém prostředí ( srážecí reakce , příklady sulfidů v obrazu na pravé straně, zleva doprava: sraženiny s manganu (II), kadmia (II ), kationty mědi (II), zinku (II), antimonu (III), vizmutu (III), olova (II) a cínu (IV)). Skupina sulfidu amonného zahrnuje sulfidy kovů, které lze vysrážet pouze v zásaditém médiu. Jsou rozpustné, když jsou přidány kyseliny (viz výše). Kromě sulfidů existují ještě příbuzné thio a sulfo soli. Zde byly atomy kyslíku vyměněny za atomy síry (příklad: thiostannát sodný a thioantimonát, thiosíran sodný / fixační sůl).

důkaz

Sulfidové ionty (S 2− ) lze detekovat pomocí papíru s octanem olovnatým, přičemž papír zčerná, což je způsobeno sulfidem olovnatým :

Sulfidové ionty reagují s octanem olovnatým za vzniku sulfidových a octanových iontů černého olova .

Další možností je okyselení pevného vzorku silnou kyselinou. Vytváří se charakteristický zápach shnilých vajec, který je způsoben plynem sirovodíku , který lze vytlačit ze sulfidu kyselinou . Vůně také obecně připomíná hnilobu , protože sirovodík může také vznikat během metabolických procesů v mikrobech, které „dýchají“ síru.

Sulfidové ionty reagují s ionty vodíku za vzniku plynného sirovodíku (vůně podobná zkaženým vejcům).

S nitroprusidem sodným se ve slabě zásaditém roztoku vytvoří fialový roztok [Fe (CN) 5 NOS] 4− .

použití

Srážení sulfidických kovů

Sraženiny antimonu, manganu, chromu, arsenu a kadmia se vysrážejí sulfidem amonným.

Chemické srážení sulfidů kovů hraje roli nejen v technických výrobních postupech, například při výrobě pigmentů , ale také v procesech čištění odpadních vod. Nízká rozpustnost sulfidů kovů se používá k dosažení co nejnižších koncentrací zbytkového kovu. Většina sulfidy jsou mnohem méně rozpustné než hydroxidy , například: galenit , sulfidu kademnatého , pyrit , sulfidu mědi , niklu sulfid , sulfidu stříbrného nebo sulfid zinečnatý . Jako sulfidické srážecí činidlo se zpravidla používá sulfid sodný nebo sirovodík sodný .

Mechanické a jiné aplikace

Jemně mleté ​​sulfidy kovů, jako je sulfid molybdenu (IV) a sulfid cínatý , někdy smíchané s grafitem , se používají jako tuhá maziva v mazivech ke zlepšení vlastností nouzového chodu pohyblivých částí strojů. Chcete-li vést (II) - a antimonu (III) sulfid se přitom stále častěji upustit vzhledem k alespoň podezření na životní prostředí a zdravotních rizik. Sulfidy kovů lze také nalézt v brzdových a spojkových obloženích a jako součást brusiv . Používají se mimo jiné také jako funkční přísady do plastů , slinutých kovů a baterií .

Organické sulfidy

Mnoho vonných látek v přírodních aromatech jsou organické sulfidy, například ty, které se nacházejí v kávě. Přírodní aminokyselina methionin je sulfid. Racemic DL methionin se vyrábí jako krmná přísada v průmyslovém měřítku.

Organické sulfidy viz thioethery .

Aminokyselina L- methionin - organický sulfid.
Složka moči lišky obecné ( Vulpes vulpes ) - organický sulfid.

Organické chemické sulfid byl izolován z moči na lišky ( Vulpes vulpes ) s methyl- (3-methyl-but-3-enyl) sulfid .

Význam pro životní prostředí

Sulfidy hrají důležitou roli při tvorbě kyselé těžební vody . Kyselé těžební vody vznikají, když jsou sulfidické minerály přítomné v horninách vystaveny oxidačním podmínkám. Sulfidy železa, které jsou v těžebních oblastech nejběžnější, jsou pyrit (FeS 2 ) a marcasit (FeS 2 ). Podle Günter Wächtershäuserovy teorie navíc minerály sulfidu železa hrály roli ve vzniku života (chemická evoluce).

Viz také

literatura

  • D. Weismann, M. Lohse (Hrsg.): Sulfid-Praxishandbuch der Abwassertechnik; Předcházejte zápachu, nebezpečí a korozi a kontrolujte náklady! 1. vydání, VULKAN-Verlag, 2007, ISBN 978-3-8027-2845-7 .
  • Tatjana Hildebrandt, Manfred K.Grieshaber: Smrtící a přesto zásadní: Mnoho stran sulfidu. In: Biologie v naší době. 39, č. 5, 2009, s. 328–334, doi: 10,1002 / biuz.200910403 .

Individuální důkazy

  1. ↑ Theodore L. Brown, H. Eugene LeMay, chemie. Učebnice pro všechny přírodovědce | VCH Verlagsgesellschaft D6940 Weinheim, 1988, ISBN 3-527-26241-5 , s. 716
  2. ↑ Německo chce hledat kovy v Indickém oceánu , ORF. 29. prosince 2013.
  3. ^ PM May, D. Batka, G. Hefter, E. Königsberger a D. Rowland: Sbohem S 2− ve vodném roztoku . Chem. , 2018, 54 , 1980-1983.
  4. ↑ Jander-Blasius: Učebnice analytické a preparativní anorganické chemie , 5. vydání, S. Hirzel, Stuttgart-Leipzig 1965, s. 130.
  5. ↑ a b Tuhá maziva na bázi sulfidu cínu a uhlíku. In: Google Patents, DE19815992A1. 9. dubna 1998. Citováno 23. března 2018 .
  6. ^ Albert Gossauer: Struktura a reaktivita biomolekul , Verlag Helvetica Chimica Acta, Curych, 2006, s. 228, ISBN 978-3-906390-29-1 .

webové odkazy

Wikislovník: Sulfid  - vysvětlení významů, původ slov, synonyma, překlady
Wikibooks: Anorganic Chemistry / Sulphide Internship  - Learning and Teaching Materials