Сульфид свинца(II)

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}}

Сульфид свинца (галенит, свинцовый блеск) — неорганическое химическое соединение свинца и серы, представляющее собой кристаллическое соединение с окраской от сине-серого до серебристо-серой.

Получение

Взаимодействием расплавов или паров свинца с серой:

$𝖯𝖻\mathsf{+}𝖲\mathsf{⟶}𝖯𝖻𝖲$

Осаждением из водного раствора Рb²⁺ сероводородом или какими-либо другими сульфидами:

$𝖯𝖻\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{⟶}𝖯𝖻𝖲\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}$

Сульфид свинца можно также получить из свинец-органических веществ, при взаимодействии с органическими соединениями серы (меркаптанов, тиофенов и др.):

$𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}𝖲𝖧\mathsf{+}𝖯𝖻\mathsf{(}{𝖢}_{\mathrm{𝟤}}{𝖧}_{\mathrm{𝟧}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{⟶}𝖯𝖻𝖲\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}𝖲{𝖢}_{\mathrm{𝟤}}{𝖧}_{\mathrm{𝟧}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖢}_{\mathrm{𝟤}}{𝖧}_{\mathrm{𝟨}}$

Физические свойства

• Температура плавления 1114 °C.
• Температура кипения 1281 °C.
• Твёрдость от 2 до 3, в зависимости от получения или природного местонахождения.
• Плотность 7,5 г/см³
• Давление паров при 800 °C − 0,2 мм рт. ст., а при 900 °C − 2 мм рт. ст.
• Уравнение температурной зависимости давления пара в условиях конгруэнтного испарения: lgP_{PbS, атм} = −11597/T + 6,61.

Кристаллическая решетка

Для кристаллов PbS при стандартных условиях характерна кубическая сингония (типа NaCl, z = 4, пространственная группа Fm3m), но при повышении давления 2,4—4,2 МПа устойчивой становится ромбическая сингония (типа SnS, пространственная группа Pcmn).

Химические свойства

• В парах происходит частичное разложение сульфида свинца на следующие соединения: Рb₂S₂, Рb, S₂, РbS₂.

• Не растворим в воде, щелочах и разбавленных кислотах (кроме азотной), соляная и серная (средней концентрации) кислоты вытесняют сероводород из соли, а концентрированные кислоты-окислители окисляют сульфид свинца до сульфата свинца:

$𝖯𝖻𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖢𝗅\mathsf{⟶}𝖯𝖻𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{\uparrow }$

$𝖯𝖻𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟪}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{⟶}𝖯𝖻𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟪}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• При прокаливании в потоке кислорода или воздуха происходит окисление атома серы с образованием оксида свинца(II):

$\mathrm{𝟤}𝖯𝖻𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{1200^{o}C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖯𝖻𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

• Восстановить сульфид свинца до металлического свинца можно нагреванием в токе водорода либо оксидом свинца(II)Шаблон:Sfn:

$𝖯𝖻𝖲\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{400-600^{o}C}{\to }𝖯𝖻\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{\uparrow }$

$𝖯𝖻𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖯𝖻𝖮\stackrel{800-900^{o}C}{\to }\mathrm{𝟥}𝖯𝖻\mathsf{+}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

• Легко окисляется озоном:

$𝖯𝖻𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{⟶}𝖯𝖻𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

Применение

• Применяют в керамической промышленности;
• Используют для получения защитных плёнок, полупроводниковых, новых современных наноматериалов;
• Сульфид свинца — хороший материал полупроводниковой техники, фотоприемников и детекторов ИК-диапазона.

Интересные факты

Свинцовые белила, использовавшиеся ранее при изготовлении картин, со временем приобретают серый оттенок. Это происходит из-за того, что свинцовые белила реагируют с постоянно присутствующим в воздухе в следовых количествах сероводородом, при этом образуется темный сульфид свинца(II):

$\mathrm{𝟤}𝖯𝖻𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\cdot }𝖯𝖻\mathsf{(}𝖮𝖧{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{\to }\mathrm{𝟥}𝖯𝖻𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Восстановить такие картины можно обработкой пероксидом водорода, который переводит тёмный сульфид свинца(II) в белый сульфат:

$𝖯𝖻𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }𝖯𝖻𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Соединение PbS₂ на самом деле является не сульфидом свинца(IV), а персульфидом свинца(II), в молекуле которого присутствует ион S₂²⁻, аналогичный пероксид-иону. Cульфид свинца(IV) не существует в природе и не может быть получен, так как ион Pb⁴⁺ является сильным окислителем, а ион S²⁻ — восстановителем, и при попытке образования PbS₂ происходит следующая окислительно-восстановительная реакция:

$\mathrm{𝟤}𝖯𝖻{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{\to }𝖯𝖻𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

Сернистый свинец в сочетании с железом как компоненты термопары упоминается в фантастическом рассказе Вадима Охотникова "Наследники лаборанта Синявина".

Имеется патент на термоэлемент с положительным электродом из интерметаллического соединения сурьма-цинк и с отрицательным из сернистого свинца.

Распространение

Руды с максимальным содержанием сульфида свинца найдены и добываются на территории Германии, Чехии, Великобритании, Канады и Австрии.

В рудах сульфиду свинца часто сопутствуют соединения серебра, обычно сульфид серебра Ag₂S.

Сульфид свинца обнаружен также на некоторых планетах Солнечной системы (по данным РФФИ).

Литература

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

Ссылки

• Краткое описание свойств галенита
• Методы управления осаждением плёнок сульфида свинца (II)
• Фотосвойства плёнок и кристаллов халькогенидов свинца (II)