Сульфид меди(I)

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}} Сульфи́д ме́ди(I) (исторически полусернистая медь) — неорганическое вещество с формулой $𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲$. Относится к классу бинарных соединений. Может также рассматриваться как соль одновалентной меди и сероводородной кислоты.

Нахождение в природе

Сульфид меди(I) в природе встречается в виде минерала халькозина (устаревшие названия: халькоцит, редрутит, медный блеск). Также, по составу данному соединению близок минерал джюрлеит, иногда называют джарлеит (подробнее см. Сульфиды меди). Основные свойства представлены в таблице.

	Халькозин	Джюрлеит
Состав	Cu2S	Cu1,94S
Цвет	темно-серый	чёрный
Сингония	ромбическая	моноклинная
Плотность, г/см³	5,5—5,8	5,5—5,7
Твердость	2,5—3,0	2,2—2,4

Физические свойства

Сульфид меди(I) — твердое вещество темно-серого цвета, нерастворимое в воде и этаноле.

Cu₂S существует в трёх кристаллических модификациях:

• Шаблон:Math-Cu₂S, Шаблон:Крист;
• Шаблон:Math-Cu₂S, Шаблон:Крист;
• Шаблон:Math-Cu₂S, Шаблон:Крист.

Температуры фазовых переходов: Шаблон:Math 103 °C, Шаблон:Math 437 °C.

Сульфид меди(I) склонен к образованию нестехиометрических соединений, свойства которых могут сильно отличаться от стехиометрических.

Химические свойства

Реакции при высоких температурах

При атмосферном давлении в инертной атмосфере:

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\stackrel{1000-1130^{\circ }C}{\to }𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}\mathsf{-}𝗑}𝖲\mathsf{+}𝗑𝖢𝗎$

В вакууме:

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\stackrel{>700^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖢𝗎\mathsf{+}𝖲$

С водяным паром:

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\stackrel{>600^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖢𝗎\mathsf{+}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}$

С кислородом:

$\mathrm{𝟪}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟧}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{500-600^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟨}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖢𝗎𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

$\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{1200-1300^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\stackrel{1200-1300^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟨}𝖢𝗎\mathsf{+}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

С хлором:

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{300-400^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖢𝗎𝖢𝗅\mathsf{+}𝖲$

С сульфидом железа(II) и серой:

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖥𝖾𝖲\mathsf{+}𝖲\stackrel{800-1000^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}\mathsf{(}𝖥{𝖾}^{𝖨𝖨𝖨}𝖢{𝗎}^{𝖨}\mathsf{)}{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}$

$\mathrm{𝟤}\mathsf{(}𝖥{𝖾}^{𝖨𝖨𝖨}𝖢{𝗎}^{𝖨}\mathsf{)}{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟧}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{1000^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖢𝗎\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖥𝖾𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

Реакции в растворах

Сульфид меди(I) не реагирует с соляной кислотой.

Растворяется в горячей концентрированной азотной кислоте, концентрированном растворе цианида калия:

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟤}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{⟶}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}𝖢𝗎𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟢}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟨}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖪𝖢𝖭\mathsf{⟶}\mathrm{𝟤}𝖪\mathsf{[}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖢𝖭{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{]}\mathsf{+}{𝖪}_{\mathrm{𝟤}}𝖲$

Медленно растворяется в холодной концентрированной азотной кислоте, горячей концентрированной серной кислоте, концентрированном растворе аммиака:

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟪}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{⟶}\mathrm{𝟤}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}𝖲\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟨}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{⟶}\mathrm{𝟤}𝖢𝗎𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟧}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟨}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟦}\mathsf{(}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\cdot }{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{)}\mathsf{⟶}\mathsf{[}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}{\mathsf{]}}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Восстанавливает Fe³⁺ до Fe²⁺ (в растворе):

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖥e_{\mathsf{(}𝗉\mathsf{)}}^{\mathrm{𝟥}\mathsf{+}}\stackrel{80^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖢u_{\mathsf{(}𝗉\mathsf{)}}^{\mathrm{𝟤}\mathsf{+}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖥e_{\mathsf{(}𝗉\mathsf{)}}^{\mathrm{𝟤}\mathsf{+}}\mathsf{+}𝖲\mathsf{\downarrow }$

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖥e_{\mathsf{(}𝗉\mathsf{)}}^{\mathrm{𝟥}\mathsf{+}}\stackrel{20^{\circ }C}{\to }𝖢𝗎𝖲\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}𝖢u_{\mathsf{(}𝗉\mathsf{)}}^{\mathrm{𝟤}\mathsf{+}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖥e_{\mathsf{(}𝗉\mathsf{)}}^{\mathrm{𝟤}\mathsf{+}}$

Получение

Сульфид меди(I) может быть получен одним из следующих способов.

Нагреванием металлической меди с серой в вакууме:

$\mathrm{𝟤}𝖢𝗎\mathsf{+}𝖲\stackrel{300-400^{\circ }C}{\to }𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲$

Нагреванием металлической меди в токе диоксида серы:

$\mathrm{𝟦}𝖢𝗎\mathsf{+}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{600-800^{\circ }C}{\to }𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖢𝗎𝖮$

Термическим разложением сульфида меди(II):

$\mathrm{𝟤}𝖢𝗎𝖲\stackrel{200-450^{\circ }C}{\to }𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}𝖲$

Нагреванием сульфида меди(II) в токе водорода:

$\mathrm{𝟤}𝖢𝗎𝖲\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{600-700^{\circ }C}{\to }𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲$

Нагреванием оксида меди(I) с серой:

$\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖲\stackrel{>600^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

Монокристаллы сульфида меди(I) получают при помощи зонной плавки.

Применение

Руды, содержащие сульфид меди(I) — один из видов сырья для производства меди, медного купороса. Сульфид меди(I) — компонент медного штейна при пирометаллургическом получении меди. Также используется как полупроводник, компонент полупроводниковых сплавов.

Влияние на здоровье

Пыль сульфида меди(I) токсична, ПДК в воздухе 4 мг/м³.

См. также

• Халькозин
• Сульфиды меди
• Сульфид меди(II)