Полисульфиды натрия

Полисульфиды натрия — неорганические соединения металла натрия с серой, жёлто-бурые кристаллы с формулой NaШаблон:SubSШаблон:Sub, где n=2-7. Шаблон:TOC-Right

Получение

• Сплавлением сульфида натрия с серой получается смесь полисульфидов:

$𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}𝑛𝖲\stackrel{{\tau }^{o}C}{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{𝑛\mathsf{+}\mathrm{𝟣}}$

результат можно контролировать количеством серы и температурой реакции: при 600°С получается NaШаблон:SubSШаблон:Sub, при 400°С — NaШаблон:SubSШаблон:Sub, при 200°С — NaШаблон:SubSШаблон:Sub.

• Также можно провести синтез непосредственно из элементов в жидком аммиаке:

$\mathrm{𝟤}𝖭𝖺\mathsf{+}𝑛𝖲\stackrel{-30^{o}C}{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{𝑛}$

Физические свойства

Фазовая диаграмма системы Na-S

Полисульфиды натрия — это твёрдые вещества цвета от жёлтого до жёлто-оранжевого. Хорошо растворяются в воде, высшие полисульфиды растворяются в этаноле.

Свойства некоторых полисульфидов натрия

Полисульфид	Молярная масса	Температура плавления (°С)
[[Дисульфид натрия|NaШаблон:SubSШаблон:Sub]]	110,11	445; 475; 490
[[Трисульфид натрия|NaШаблон:SubSШаблон:Sub•3HШаблон:SubO]]	196,22	разл. 100
[[Тетрасульфид натрия|NaШаблон:SubSШаблон:Sub]]	174,23	275; 285; 286
[[Пентасульфид натрия|NaШаблон:SubSШаблон:Sub]]	206,31	255; 253; 260

Химические свойства

• При кристаллизации из водных растворов образуют кристаллогидраты: NaШаблон:SubSШаблон:Sub•5HШаблон:SubO, NaШаблон:SubSШаблон:Sub•3HШаблон:SubO, NaШаблон:SubSШаблон:Sub•8HШаблон:SubO.

• При сильном нагревании разлагаются с выделением серы:

$𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{𝑛}\stackrel{>600^{o}C}{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathsf{(}𝑛\mathsf{-}\mathrm{𝟣}\mathsf{)}𝖲$

• Водные растворы имеют щелочную реакцию из-за гидролиза по аниону:

$S_{𝑛}^{\mathrm{𝟤}\mathsf{-}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\rightleftarrows }𝖧S_{𝑛}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}𝖮{𝖧}^{\mathsf{-}}$

• При комнатной температуре разлагаются разбавленными кислотами с выделением серы:

$𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{𝑛}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖢𝗅\stackrel{20^{o}C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathsf{(}𝑛\mathsf{-}\mathrm{𝟣}\mathsf{)}𝖲\mathsf{\downarrow }$

• При низкой температуре и концентрированной кислоте удаётся получить полисульфаны:

$𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{𝑛}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖢𝗅\stackrel{-15^{o}C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{𝑛}$

• Во влажной среде и на свету полисульфиды натрия окисляются кислородом воздуха:

$\mathrm{𝟤}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{𝑛}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟦}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝑛𝖲$

• Без воды реакция окисления идёт иначе:

$\mathrm{𝟤}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{𝑛}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟤}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathsf{(}\mathrm{𝟤}𝑛\mathsf{-}\mathrm{𝟦}\mathsf{)}𝖲$

Применение

• Для сульфидирования стальных и чугунных изделий.
• Для получения сернистых красителей.
• Синтез полисульфидных каучуков.
• Как компонент составов для обработки шкур.
• Как реагент при флотационном разделении смесей.
• Как инсектофунгициды.
• В аналитической химии.

См. также

• Полисульфиды

Литература

• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга