Сульфид ( британский английский также сульфид ) [ 2] представляет собой неорганический анион серы с химической формулой S 2- или соединение, содержащее один или несколько ионов S 2- . Растворы сульфидных солей агрессивны. Сульфид также относится к большим семействам неорганических и органических соединений , например сульфиду свинца и диметилсульфиду . Сероводород (H 2 S) и бисульфид (SH - ) представляют собой кислоты, сопряженные с сульфидом.
Сульфид-ион S 2- не существует в водно-щелочных растворах Na 2 S. [3] [4] Вместо этого сульфид превращается в гидросульфид:
При обработке кислотой сульфидные соли превращаются в сероводород :
Окисление сульфида – сложный процесс. В зависимости от условий в результате окисления может образовываться элементарная сера, полисульфиды , политионаты, сульфиты или сульфаты . Сульфиды металлов реагируют с галогенами , образуя серы и соли металлов.
Водные растворы катионов переходных металлов реагируют с сульфидными источниками (H 2 S, NaHS, Na 2 S) с образованием твердых сульфидов. Такие неорганические сульфиды обычно имеют очень низкую растворимость в воде, и многие из них связаны с минералами того же состава (см. Ниже). Одним из известных примеров является ярко-желтый вид CdS или « желтый кадмий ». Черный налет, образующийся на серебре 925 пробы, представляет собой Ag 2 S. Такие разновидности иногда называют солями. Фактически, связь в сульфидах переходных металлов является высококовалентной, что обуславливает их полупроводниковые свойства, что, в свою очередь, связано с глубокими цветами. Некоторые из них имеют практическое применение в качестве пигментов, солнечных батарей и катализаторов. Гриб Aspergillus niger играет роль в солюбилизации сульфидов тяжелых металлов. [5]
Многие важные металлические руды представляют собой сульфиды. [6] Важными примерами являются: аргентит ( сульфид серебра ), киноварь ( сульфид ртути ) , галенит ( сульфид свинца ), молибденит ( сульфид молибдена ) , пентландит ( сульфид никеля ), реальгар ( сульфид мышьяка ) и антимонит ( сурьма ), сфалерит . ( сульфид цинка ), и пирит ( дисульфид железа ), и халькопирит ( железо - сульфид меди ). Эти сульфидные минералы записывали информацию (например, изотопы ) об окружающей среде во время своего формирования. Ученые используют эти минералы для изучения окружающей среды в глубоком море или в прошлом Земли. [7]
Растворенные свободные сульфиды (H 2 S, HS- и S 2- ) являются очень агрессивными веществами, вызывающими коррозию многих металлов, таких как сталь, нержавеющая сталь и медь. Сульфиды, присутствующие в водном растворе, ответственны за коррозионное растрескивание стали под напряжением (SCC), которое также известно как сульфидное растрескивание под напряжением . Коррозия является серьезной проблемой на многих промышленных предприятиях, перерабатывающих сульфиды: заводах по переработке сульфидной руды, глубоких нефтяных скважинах , трубопроводах, транспортирующих сернистую нефть , и фабриках по производству крафт-бумаги .
Микробно-индуцированная коррозия (MIC) или биогенная сульфидная коррозия также вызываются сульфатредуцирующими бактериями, производящими сульфид, который выбрасывается в воздух и окисляется в серной кислоте сероокисляющими бактериями. Биогенная серная кислота вступает в реакцию с канализационными материалами и чаще всего вызывает потерю массы, растрескивание канализационных труб и, в конечном итоге, разрушение конструкции. Такого рода ухудшение является основным процессом, затрагивающим канализационные системы во всем мире и приводящим к очень высоким затратам на восстановление.
Окисление сульфида также может образовывать тиосульфат ( S
2О2−
3) промежуточный компонент, ответственный за серьезные проблемы точечной коррозии стали и нержавеющей стали, в то время как среда также подкисляется за счет образования серной кислоты, когда окисление более развито.
В органической химии «сульфид» обычно относится к связи C–S–C, хотя термин « тиоэфир» менее двусмысленен. Например, тиоэфир диметилсульфид – это CH 3 –S–CH 3 . Полифениленсульфид (см. ниже) имеет эмпирическую формулу C 6 H 4 S. Иногда термин сульфид относится к молекулам, содержащим функциональную группу –SH . Например, метилсульфид может означать CH 3 –SH. Предпочтительным дескриптором таких SH-содержащих соединений является тиол или меркаптан, т.е. метантиол или метилмеркаптан.
Путаница возникает из-за различных значений термина « дисульфид ». Дисульфид молибдена (MoS 2 ) состоит из отдельных сульфидных центров в сочетании с молибденом в формальной степени окисления +4 (то есть Mo 4+ и два S 2- ). Дисульфид железа ( пирит , FeS 2 ), напротив, состоит из S2−
2, или – S–S – дианион, в сочетании с двухвалентным железом в формальной степени окисления +2 (ион двухвалентного железа: Fe 2+ ). Диметилдисульфид имеет химическую связь CH 3 –S–S–CH 3 , тогда как сероуглерод не имеет связи S–S и представляет собой S=C=S (линейный аналог молекулы CO 2 ). Чаще всего в химии серы и биохимии дисульфидный термин обычно приписывают серному аналогу пероксидной связи –O–O–. Дисульфидная связь (–S–S– ) играет важную роль в конформации белков и в каталитической активности ферментов .
Сульфидные соединения можно получить несколькими различными способами: [8]
Многие сульфиды металлов настолько нерастворимы в воде, что, вероятно, не очень токсичны. Некоторые сульфиды металлов при воздействии сильной минеральной кислоты , в том числе желудочной кислоты , выделяют токсичный сероводород .
Органические сульфиды легко воспламеняются. При горении сульфида выделяется газ диоксид серы (SO 2 ).
Сероводород, некоторые его соли и почти все органические сульфиды имеют сильный и гнилостный запах; гниющая биомасса выделяет их.
Систематические названия сульфандиид и сульфид(2-) , действительные названия ИЮПАК , определяются в соответствии с замещающей и аддитивной номенклатурой соответственно. Однако название сульфид также используется в композиционной номенклатуре ИЮПАК, которая не учитывает характер связи. Примеры такого наименования включают дисульфид селена и сульфид титана , которые не содержат сульфид-ионов.
СМИ, связанные с сульфидами, на Викискладе?