Сульфи́д на́трия, традиционное название — серни́стый на́трий, — сложноенеорганическое вещество, бинарное соединение с химической формулой Na2S. Натриевая сольсероводородной кислоты.
Описание
Сульфид натрия — бескислородная соль. При обычных условиях и кристаллогидраты, и безводное вещество имеют белый цвет, очень гигроскопичные. Плавится без разложения, термически устойчивый. Технический сульфид натрия имеет формулу Na2S·xH2O и содержит в себе до 60 % 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 коллоиднойсеры и желтеет (цвет полисульфидов). Типичный восстановитель. Присоединяет серу. Вступает в реакции ионного обмена.
Получение
В промышленности — прокаливанием минерала мирабилита с восстановителем:
![{\displaystyle {\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}\,{\cdot }\,10\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f694ce30184b9dbcabaef240ef77fb2457eb7ca9)
- ;
- ;
- .
![{\displaystyle {\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}4\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}4\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6fec6ead18e128556c0961a9b0c0f4a9931bb755)
![{\displaystyle {\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}4\,\mathrm {C} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}4\,\mathrm {CO} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a2dca7d09afd0fc718a7ec2b2540f2474f6ae405)
![{\displaystyle {\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}4\,\mathrm {CO} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}4\,\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/06c7a584958eedb11e8b989203606c5936b6a46d)
Также, возможно получение из иных соединений серы:
- [1];
- ;
- .
![{\displaystyle {4\,\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\xrightarrow {600~{\text{°}}\mathrm {C} } } {}3\,\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/aa3580bc8aee9600a5b2d7ffd0cfd6fd5474b6a7)
![{\displaystyle {4\,\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\xrightarrow {220~{\text{°}}\mathrm {C} } } {}3\,\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}4\,\mathrm {S} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7a53e9de946f0eaacbf6d8c4842c6aa9f1abbb9f)
![{\displaystyle {4\,\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{5}}{}\mathrel {\xrightarrow {600\ {\vphantom {A}}^{\mathrm {o} }\mathrm {C} } } {}3\,\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}4\,\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\uparrow {}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/48bb079b03faf02d203ea585706b395239144b04)
В лаборатории может быть получен нейтрализацией раствора гидроксида натрия сероводородом:
- .
![{\displaystyle {2\,\mathrm {NaOH} {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7e75805d6c6f61d5ec0409f325d1cd18119cd414)
Химические свойства
Сульфид натрия гидролизуется в 2 этапа:
- ;
- .
![{\displaystyle {\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightleftharpoons } {}\mathrm {NaHS} {}+{}\mathrm {NaOH} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/0827143a9aa80c0260f650cc0e206850c6e3df3c)
![{\displaystyle {\mathrm {NaHS} {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightleftharpoons } {}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} \uparrow {}{}+{}\mathrm {NaOH} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/406b099d222c8ebab811bf707ef98f9f4181d4e5)
Взаимодействует с неокисляющими кислотами с образованием сероводорода:
- ;
- ;
- .
![{\displaystyle {\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}2\,\mathrm {HCl} {}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {NaCl} {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} \uparrow {}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/59f19e4931211c6f92b82daeaa6114c8379c3986)
![{\displaystyle {\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}2\,\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {COOH} {}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {COONa} {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} \uparrow {}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/373cacc70a80ac1a86a57d337bc4665ef37cc6b4)
![{\displaystyle {\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}^{+}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {Na} {\vphantom {A}}^{+}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} \uparrow {}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8270d15d42c8fa870fba9ddbe79f312d9b07181d)
Восстанавливает кислоты-окислители (концентрированную серную кислоту, азотную кислоту):
- ;
- .
![{\displaystyle {\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\uparrow {}{}+{}\mathrm {S} \downarrow {}{}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}+{}2\,\mathrm {NaHSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9de1da88ade80c983c5233059963dbec8f5e3230)
![{\displaystyle {\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}4\,\mathrm {HNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {NaNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}2\,\mathrm {NO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\uparrow {}{}+{}\mathrm {S} \downarrow {}{}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/64b80b878e940ad159ac07906c3f1c43d9742820)
Реагирует с водным раствором перманганата калия:
- .
![{\displaystyle {3\,\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}2\,\mathrm {KMnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}4\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\downarrow {}{}+{}6\,\mathrm {NaOH} {}+{}2\,\mathrm {KOH} {}+{}3\,\mathrm {S} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/fe2c9b92e448c92a1723269db0e64f43edbd2fe4)
В реакции с иодом выпадает элементарная сера:
- .
![{\displaystyle {\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}\mathrm {I} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {NaI} {}+{}\mathrm {S} \downarrow {}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/466d5f439db836052db1032a59580b886a481718)
Концентрированным раствором пероксида водорода и кислородом при нагревании переводится в сульфат:
- ;
![{\displaystyle {\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}4\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}4\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1a91ebb153cc625a99fc7ef8c9e4f772cdc42063)
- .
![{\displaystyle {\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}2\,\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\xrightarrow {400~{\text{°}}\mathrm {C} } } {}\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a4313168b1f6180bf0be985068a4103ac20df996)
С раствором сульфита натрия и иода образует тиосульфат[2]:
- .
![{\displaystyle {\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {I} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}2\,\mathrm {NaI} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/61a21946e31262337e5c5fe1e27657879443b274)
При сплавлении с серой или в концентрированных растворах при кипячении образует полисульфиды натрия переменного состава (серная печень):
- .
![{\displaystyle {\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}n\,\mathrm {S} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{1+n}}{,}{\mkern {3mu}}~}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/823e5b3c947a8bc38c63aa611aba9626341b9e42)
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]
![{\displaystyle {\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}+{}2\,\mathrm {HCl} {}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {NaCl} {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} \uparrow {}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e645c39cd1000ee2bd3790b7b33a36289874cfc3)
![{\displaystyle {\mathrm {Pb} (\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {COO} ){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {S} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {PbS} \downarrow {}{}+{}2\,\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {COOH} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6b2923b9480311623d14cb7bdcfa07e7490663d2)
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 — 0,2 мг/м³ 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
Примечания
- ↑ 12Крешков А. П.. Основы аналитической химии, том 1. — Москва: "Химия", 1970.
- ↑Лидин, 2000, с. 28.
Литература
- Лидин Р. А. «Справочник школьника. Химия» М.: Астерель, 2003.
- Химические свойства неорганических веществ / под ред. Р.А. Лидина. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
- А. П. Крешков «Основы аналитической химии», том 1
