stringtranslate.com

Трисульфид сурьмы

Трисульфид сурьмы ( Sb 2 S 3 ) встречается в природе в виде кристаллического минерала антимонита и аморфного красного минерала (фактически минералоида) [3] метастибнита. [4] Он изготовлен для использования в безопасных спичках , военных боеприпасах, взрывчатых веществах и фейерверках. Он также используется при производстве стекла рубинового цвета и пластмасс в качестве антипирена. [5] Исторически антимонитовая форма использовалась в качестве серого пигмента в картинах, созданных в 16 веке. [6] В 1817 году химик по краскам и тканям Джон Мерсер обнаружил нестехиометрическое соединение сурьмы оранжевый (приблизительная формула Sb 2 S 3 ·Sb 2 O 3 ), первый хороший оранжевый пигмент, доступный для печати на хлопчатобумажных тканях. [7]

Трисульфид сурьмы также использовался в качестве чувствительного к изображению фотопроводника в трубках фотоаппаратов видикон . Это полупроводник с прямой запрещенной зоной 1,8–2,5 эВ. [ нужна цитация ] При подходящем легировании можно производить материалы p- и n-типа . [8]

Препарат и реакции

Sb 2 S 3 можно получить из элементов при температуре 500–900 °С: [5]

2 Сб + 3 С → Сб 2 С 3

Sb 2 S 3 выпадает в осадок при пропускании H 2 S через подкисленный раствор Sb(III). [9] Эту реакцию использовали в качестве гравиметрического метода определения сурьмы: барботирование H 2 S через раствор соединения Sb(III) в горячей HCl приводит к образованию оранжевой формы Sb 2 S 3 , которая в условиях реакции становится черной. [10]

Sb 2 S 3 легко окисляется, бурно реагируя с окислителями. [5] Он горит на воздухе синим пламенем. Реагирует при накаливании с хлоратами кадмия, магния и цинка. Смеси Sb 2 S 3 и хлоратов могут взрываться. [11]

При добыче сурьмы из сурьмяных руд применяют щелочно-сульфидный процесс, при котором Sb 2 S 3 реагирует с образованием солей тиоантимонат(III) (также называемых тиоантимонитом): [12]

3 Na 2 S + Sb 2 S 3 → 2 Na 3 SbS 3

Из Sb 2 S 3 можно получить ряд солей, содержащих различные ионы тиоантимонат(III) . К ним относятся: [13]

[SbS 3 ] 3− , [SbS 2 ] − , [Sb 2 S 5 ] 4− , [Sb 4 S 9 ] 6− , [Sb 4 S 7 ] 2− и [Sb 8 S 17 ] 10−

Соль Шлиппе , Na 3 SbS 4 ·9H 2 O , соль тиоантимонат(V) образуется при кипячении Sb 2 S 3 с серой и гидроксидом натрия. Реакцию можно представить в виде: [9]

Sb 2 S 3 + 3 S 2− + 2 S → 2 [SbS 4 ] 3−

Состав

Структура черной игольчатой ​​формы Sb 2 S 3 , антимонита , состоит из связанных лент, в которых атомы сурьмы находятся в двух разных координационных окружениях: тригонально-пирамидальном и квадратно-пирамидальном. [9] Подобные ленты встречаются в Bi 2 S 3 и Sb 2 Se 3 . [14] Красная форма, метастибнит, аморфна. Недавние работы показывают, что существует ряд тесно связанных температурно-зависимых структур антимонита, которые были названы антимонитом (I) - высокотемпературной формой, идентифицированной ранее, антимонитом (II) и антимонитом (III). [15] Другая статья показывает, что фактические координационные полиэдры сурьмы на самом деле представляют собой SbS 7 с координацией (3+4) в позиции M1 и (5+2) в позиции M2. [ необходимы разъяснения ] Эти координации учитывают наличие вторичных связей. Некоторые из вторичных связей придают сцепление и связаны с упаковкой. [16]

Рекомендации

  1. ^ аб Хейнс, WM, изд. (2014). Справочник CRC по химии и физике (95-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. стр. 4–48. ISBN 978-1-4822-0867-2.
  2. ^ ab Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0036». Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ "Метастибнит".
  4. ^ СУПЕРГЕННЫЙ МЕТАСТИБНИТ ИЗ МИНЫ АЛАКРАН, ПАМПА ЛАРГА, КОПИАПО, ЧИЛИ, Алан Х. Кларк, АМЕРИКАНСКИЙ МИНЕРАЛОГ. ОБЪЕМ. 55., 1970 г.
  5. ^ abc Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . стр. 581–582. ISBN 978-0-08-037941-8.
  6. ^ Исто, Николас (2004). Справочник по пигментам: словарь исторических пигментов . Баттерворт-Хайнеманн . п. 359. ИСБН 978-0-7506-5749-5.
  7. ^ Парнелл, Эдвард А. (1886). Жизнь и труды Джона Мерсера . Лондон: Longmans, Green & Co. 23.
  8. ^ Электрохимия халькогенидов металлов, Миртат Бурушян, Springer, 2010.
  9. ^ abc Холлеман, Арнольд Фредерик; Виберг, Эгон (2001), Виберг, Нильс (ред.), Неорганическая химия , перевод Иглсона, Мэри; Брюэр, Уильям, Сан-Диего/Берлин: Academic Press/De Gruyter, стр. 765-766, ISBN 0-12-352651-5
  10. ^ А.И. Фогель, (1951), Количественный неорганический анализ, (2-е издание), Longmans Green and Co.
  11. ^ Руководство по утилизации опасных лабораторных химикатов, третье издание, CRC Press, 2003, Маргарет-Энн Армор , ISBN 9781566705677 
  12. ^ Андерсон, Корби Г. (2012). «Металлургия сурьмы». Chemie der Erde — Геохимия . 72 : 3–8. Бибкод :2012ЧЭГ...72....3А. doi : 10.1016/j.chemer.2012.04.001. ISSN  0009-2819.
  13. ^ Неорганические реакции и методы, Образование связей с элементами VIB группы (O, S, Se, Te, Po) (Часть 1) (Том 5) Изд. AP, Хаген, 1991, Wiley-VCH, ISBN 0-471-18658-9 
  14. ^ Уэллс А.Ф. (1984) Структурная неорганическая химия, 5-е издание, ISBN Oxford Science Publications 0-19-855370-6 
  15. ^ Кузе С., Дю Буле Д., Ишизава Н., Сайки А., Принг А.; (2004), Рентгеноструктурные доказательства моноклинной формы антимонита Sb2S3 ниже 290K; Американский минералог, 9 (89), 1022–1025.
  16. ^ Кёно, А.; Кимата, М.; Мацухиса, М.; Мияшита, Ю.; Окамото, К. (2002). «Низкотемпературные кристаллические структуры антимонита, предполагающие перекрытие орбиталей инертной пары электронов Sb 5s 2». Физика и химия минералов . 29 (4): 254–260. Бибкод : 2002PCM....29..254K. дои : 10.1007/s00269-001-0227-1. S2CID  95067785.