Сульфид натрия

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 на́трия, традиционное название — серни́стый на́трий, — сложное неорганическое вещество, бинарное соединение с химической формулой Na₂S. Натриевая соль сероводородной кислоты.

Описание

Сульфид натрия — бескислородная соль. При обычных условиях, и кристаллогидраты и безводное вещество имеет белый цвет, очень гигроскопичное. Плавится без разложения, термически устойчивый. Технический сульфид натрия имеет формулу Na₂S·xH₂O и содержит в себе до Шаблон:Nobr сульфида натрия, что значит, что x равен примерно 3. Также, технический сульфид натрия имеет желтоватый или коричневатый (красноватый), что вызвано содержанием полисульфидов натрия.

Хорошо растворим в воде, гидролизуется по аниону, создает в растворе сильнощелочную среду. При стоянии на воздухе раствор мутнеет из-за выпадения коллоидной серы и желтеет (цвет полисульфидов). Типичный восстановитель. Присоединяет серу. Вступает в реакции ионного обмена.

Получение

В промышленности — прокаливанием минерала мирабилита $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4\cdot 10\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$ с восстановителем:

• $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+4\mathrm{H}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}+4\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$
• $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+4\mathrm{C}⟶\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}+4\mathrm{C}\mathrm{O}$
• $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+4\mathrm{C}\mathrm{O}⟶\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}+4\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Также, возможно получение из иных соединений серы:

• $4\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3\stackrel{600\text{°}\mathrm{C}}{\to }3\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}$
• $4\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3\stackrel{220\text{°}\mathrm{C}}{\to }3\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}+4\mathrm{S}$
• $4\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_5\stackrel{600\text{°}\mathrm{C}}{\to }3\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}+4\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow$

В лаборатории может быть получен нейтрализацией раствора гидроксида натрия сероводородом:

• $2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}⟶\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Химические свойства

Сульфид натрия гидролизуется в 2 этапа:

$\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{S}+\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}$

$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{S}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\uparrow +\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}$

Взаимодействует с кислотами неокислителями с образованием сероводорода:

$\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}+2\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}⟶2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\uparrow$

$\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}+2\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}⟶2\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{N}\mathrm{a}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\uparrow$

$\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}⟶2\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}^{+}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\uparrow$

Восстанавливает кислоты-окислители (концентрированную серную кислоту, азотную кислоту):

$\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4⟶\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow +\mathrm{S}\downarrow +2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$

$\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}+4\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3⟶2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+2\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow +\mathrm{S}\downarrow +2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Реагирует с водным раствором перманганата калия:

$3\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}+2\mathrm{K}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+4\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶2\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\downarrow +6\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}+2\mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}+3\mathrm{S}$

В реакции с иодом выпадает элементарная сера:

$\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}+\mathrm{I}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{I}+\mathrm{S}\downarrow$

Концентрированным раствором пероксида водорода и кислородом при нагревании переводится в сульфат:

$\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}+4\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+4\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

$\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}+2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\stackrel{400\text{°}\mathrm{C}}{\to }\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$

С раствором сульфита натрия и иода образует тиосульфатШаблон:Sfn:

$\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}+\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+\mathrm{I}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{I}$

При сплавлении с серой или в концентрированных растворах при кипячении образует полисульфиды натрия переменного состава (серная печень):

$\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}+n\mathrm{S}⟶\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}{\phantom{A}}_{1+n},$ $1\le n\le 7$

Качественные реакции

Сульфид натрия при контакте с кислотами выделяет сероводород, который можно обнаружить с помощью бумажки, смоченной в растворе ацетата свинца(II). При контакте с сероводородом, бумажка чернеет, ввиду образования сульфида свинца(II):

1. $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}+2\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}⟶2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\uparrow$
2. $\mathrm{P}\mathrm{b}(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}){\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}⟶\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{S}\downarrow +2\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}$

Применение

Сульфид натрия применяется в производстве сернистых красителей и целлюлозы, для удаления волосяного покрова шкур при дублении кож, как реагент в аналитической химии, а также для химической водоочистки.

Безопасность

Сульфид натрия ядовит, раздражает кожу и слизистые оболочки. Пожаро- и взрывобезопасен. ПДК в рабочей зоне — Шаблон:Nobr по ГОСТ 12.1.007-76. При стоянии на воздухе выделяет чрезвычайно ядовитый сульфид водорода ввиду взаимодействия с углекислым газом и гидролиза. Признан ядом в Республике Казахстан.

См. также

• Натрий
• Неорганические сульфиды
• Сульфид калия

Литература

• Лидин Р. А. «Справочник школьника. Химия» М.: Астерель, 2003.
• Шаблон:Книга
• А. П. Крешков «Основы аналитической химии», том 1