無機(jī)化學(xué)中,堿土硫化物指電正性較強(qiáng)的金屬或非金屬與硫形成的一類化合物。大多數(shù)金屬硫化物都可看作氫硫酸的鹽。由于氫硫酸是二元弱酸,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(jià)硫的化合物,金屬堿土硫化物可以看成氫硫酸的鹽。金屬與硫直接反應(yīng)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,都可制得金屬堿土硫化物。
堿金屬堿土硫化物和硫化銨易溶于水,由于水解其溶液顯堿性。堿土金屬、鈧、釔和鑭系元素的堿土硫化物較為難溶。當(dāng)陽離子的外層電子構(gòu)型為18電子和18+2電子時(shí),往往由于較強(qiáng)的極化作用而形成難溶的、有顏色的堿土硫化物。大多數(shù)不溶于水的堿土硫化物可溶于酸并釋放出硫化氫,極難溶的少數(shù)金屬堿土硫化物(如CuS、HgS)可用氧化性酸將其溶解,此時(shí)S被氧化成硫而從溶液中析出。難溶金屬堿土硫化物在溶液中存在溶解-沉淀平衡。控制溶液的酸度,可以改變?nèi)芤褐蠸2-離子的濃度,從而將溶解度各不相同的難溶金屬堿土硫化物分別沉淀出來。這是定性分析中用硫化氫分離、鑒定金屬離子的基礎(chǔ)。1
堿土硫化物合成無機(jī)堿土硫化物通??赏ㄟ^以下方法合成:(注:K為國(guó)際溫度單位開爾文)
1、單質(zhì)直接化合,例如:
C + 2S→CS2
2、硫酸鹽或高價(jià)堿土硫化物的還原,例如:
Na2SO4+ 4C→ Na2S + 4CO 1373K
In2S3+ 2→ In2S + 2H2S
3、溶液中或高溫的復(fù)分解反應(yīng),例如:
FeCl2+ H2S → FeS↓ + 2HCl
3SiO2+ 2Al2S3→ 3SiS2+ 2Al2O3 1373K
4、以硫代酸鹽為原料制取,例如:
(NH4)2MoO4+ 4(NH4)2S + 4H2O → (NH4)2[MoS4] + 8NH3·H2O
(NH4)2MoO4+ 2HCl --(加熱)→ MoS3+ H2S + 2NH4Cl
5、高價(jià)堿土硫化物加熱分解,例如:
MoS3--(加熱)→ MoS2+ S
重要的堿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(jié)合生成硫化亞鐵,使其失去反應(yīng)活性。經(jīng)常與硫化氫接觸會(huì)引起嗅覺遲鈍,消瘦,頭痛等慢性中毒。實(shí)驗(yàn)室里常用金屬堿土硫化物與酸作用制備硫化氫。硫化氫的水溶液是氫硫酸,二元弱酸。無論在酸性介質(zhì)還是堿性介質(zhì)中,硫化氫的還原性都很強(qiáng)。2
多堿土硫化物多堿土硫化物是含有多硫離子Sn的化合物,n=2, 3, 4, 5, 6, ..., 9。多堿土硫化物可由硫在堿土硫化物溶液中煮沸制得,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,類似于過氧化物,具有氧化性,但不及過氧離子氧化性強(qiáng),反應(yīng)發(fā)生歧化
堿土硫化物的鑒定點(diǎn)滴法點(diǎn)滴法是鑒定硫離子和硫氫根離子的靈敏方法,其步驟為:在點(diǎn)滴板上混合可溶堿土硫化物的堿性溶液和1%的硝普酸鈉Na2[Fe(CN)5NO](亞硝基鐵氰化鈉)溶液,若試樣中存在S離子則會(huì)出現(xiàn)不同深度的紅紫色,靈敏度1:50000。其機(jī)理是[Fe(CN)5(NOS)]4-離子的生成。 除此之外,向點(diǎn)滴板中加入試液、濃鹽酸、幾顆對(duì)氨基二甲基苯胺晶體和0.1mol/L氯化鐵溶液,若在2~3分鐘后出現(xiàn)藍(lán)色,也可證明硫離子的存在。機(jī)理是生成了藍(lán)色的亞甲基藍(lán)。
本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:
黎明 - 副教授 - 西南大學(xué)