Sulfid

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
Sulfidni anion
Vodikov sulfid

Sulfid je sol ali alkil ali aril derivat vodikovega sulfida (H2S). Soli spadajo v skupino kovinskih žveplovih spojin, ki vsebujejo sulfidni anion S2-. Sulfid je lahko tudi krajše ime za sam sulfidni anion. Kovinski sulfidi so pomembna skupina mineralov in rud. V analizni kemiji spadajo v tako imenovano skupino vodikovega sulfida in skupino amonijevega sulfida.

Alkil in aril sulfidi so organske spojine s splošno formulo R−S−R' (R- je organski ostanek), ki se imenujejo tudi tioetri.

Kemijske lastnosti[uredi | uredi kodo]

Žveplo v sulfidih se obnaša podobno kot kisik v oksidih in tvori sulfidni anion S2-, ki je obstojen samo v zelo alkalnih raztopinah. Takšne raztopine lahko tvori z raztapljanjem H2S ali soli alkalijskih kovin, na primer Li2S, Na2S in K2S v raztopini močnega hidroksida. Ion S2- je izjemno bazičen s pKa > 14, tako da je celo pri pH < ~15 (8M NaOH) skoraj nedokazljiv.[1]

Sulfidni ion kljub temu protonira in je pri pH = 9 – 11 obstojen predvsm kot hidrosulfidni HS- ion. Pri še nižjem pH < 7 je obstojen kot vodikov sulfid (H2S).[2]

Sulfidi alkalijskih in zemljoalkalijskih kovin lahko z dodajanjem žveplovega sulfida tvorijo polisulfide.

Sulfidi so zmerni reducenti. Pri povišani temperaturi reagirajo z zračnim kisikom in tvorijo višjevalentne žveplove soli, na primer sulfate in žveplov dioksid (SO2).

Sulfidi prehodnih kovin[uredi | uredi kodo]

Cinabarit
Galenit na baritu (velikost: 5,8 × 4,8 × 4,4 cm)
Sfalerit (velikost: 2,3 × 2,3 × 1,2 cm)

Vodne raztopine kationov prehodnih kovin reagirajo z viri sulfidnih ionov (H2S, NaHS, Na2S) in tvorijo značilno obarvane, praviloma zelo slabo topne oborine kovinskih sulfidov. Zelo znan je svetlo rumeni kadmijev sulfid, pigment kadmijevo rumeno. Temna prevleka na srebrnem nakitu je srebrov sulsid Ag2S. Kovinski sulfidi so se včasih obravnavali kot soli, čeprav so kemijske vezi v sulfidih prehodnih kovin zelo kovalentne, kar jim daje polprevodniške lastnosti. Nekateri sulfidi se uporabljajo kor pigmenti, v sončnih celicah in kot katalizatorji.

Sulfidni minerali[uredi | uredi kodo]

Glavni članek: Sulfidni mineral.

Kovine in polkovine tvorijo skupno približno 600 sulfidnih mineralov, ki imajo zelo različne značilne barve in barve črt. Številni minerali so zaradi velikih količin in visoke vsebnosti kovin pomembne surovine za pridobivanje kovin,[3] na primer železa, bakra, svinca, cinka, živega srebra, arzena in antimona. Med najpomembnejše sulfidne minerale spadajo:

Korozija[uredi | uredi kodo]

Raztopljeni prosti sulfidi (H2S, HS in S2−) so zelo agresivni in povzročajo korozijo mnogih kovin, na primer jekla, nerjavnega jekla in bakra.

Sulfidi v vodnih raztopinah povzročajo napetostno korozijo jekla, ki je poznana tudi kot sulfidna napetostna korozija. Korozija povzroča največ težav na industrijskih instalacijah, ki so v stiku s sulfidi, na primer na drobilnikih in mlinih sulfidnih rud, globokih naftnih vrtinah, cevovodih, po katerih se pretaka kisla nafta, in v proizvodnji natronskega papirja. Biogeno korozijo ali biogeno sulfidno korozijo povzročajo bakterije, ki reducirajo sulfate v sulfide.

Pri oksidaciji sulfidov lahko kot vmesni produkti nastajajo tudi tiosulfatni ioni (S2O32−), ki povzročajo točkasto korozijo jekla in nerjavnega jekla. Hitrost korozije še povečuje prisotna žveplova kislina, ki zvišuje kislost.

Organske spojine[uredi | uredi kodo]

V organski kemiji se s sulfidi označujejo spojine z vezjo C-S-C, za katere je bolj nedvoumen naziv tioeter. Tioeter je na primer dimetil sulfid CH3-S-CH3. Polifenilen sulfid ima empirično formulo C6H4S.

Včasih se sulfidi imenujejo tudi spojine s funkcionalno skupino –SH. Takšen je na primer metil sulfid CH3-SH. Bolj primeren naziv za takšne spojine je tiol ali merkaptan, se pravi metantiol ali metil merkaptan.

Disulfidi[uredi | uredi kodo]

Naziv disulfid ima več pomenov, kar povzroča nekaj zmede. Molibdenov disulfid (MoS2) ima dva ločena sulfidna centra, ki sta vezana na molibden v formalnem oksidacijskem stanju 4+ (Mo4+), medtem ko je železov disulfid (pirit, FeS2) sestavljen iz dianiona S22− ali −S–S−, ki je vezan na železo v formalnem oksidacijskem stanju 2+ (Fe2+). Dimetildisulfid ima strukturo CH3-S–S-CH3, medtem ko je molekula ogljikovega disulfida linearna (S=C=S) in podobna ogljikovemu dioksidu (O=C=O).

V kemiji in biokemiji žvepla se z disulfidi najpogosteje označujejo spojine z disulfidno vezjo –S-S-, ki je analogna peroksidni vezi –O-O- in igra glavno vlogo v konformaciji beljakovin in katalitski aktivnosti encimov.

Primeri[uredi | uredi kodo]

Formula Tališče (°C) Vrelišče (°C) CAS število
H2S Vodikov sulfid je zelo stupen in koroziven plin z značilnim neprijetnim vonjem po gnilih jajcih -85,7 -60,20 7783-06-4
CdS Kadmijev sulfid se uporablja v fotocelicah 1750 1306-23-6
Kalcijev polisulfid je tradicionalen fungicid v vrtnarstvu
CS2 Ogljikov disulfid se je včasih uporabljal kot industrijsko topilo -111.6 46 75-15-0
PbS Svinčev sulfid se uporablja za infra rdeče senzorje 1114 1314-87-0
MoS2 Molibdenov sulfid (mineral molibdenit) se je uporabljal kot katalizator za odstranjevanje žvepla iz fosilnih gorivo; uporablja se kot mazivo za visoke temperature in tlake 1317-33-5
Cl-CH2CH2-S-CH2CH2-Cl Iperit ali gorčični plin je organski sulfid (tioeter), ki se je v prvi svetovni vojni uporabljal kot bojni plin 13 - 14 217 505-60-2
Ag2S Srebrov sulfid nastaja na srebrnih električnih kontaktih v atmosferi, v kateri je prisoten H2S 21548-73-2
Na2S Natrijev sulfid je pomembna industrijska kemikalija, ki se uporablja v industriji papirja in barvil, pri barvanju usnja ter obdelavi surove nafte in odpadnih vod s težkimi kovinami 920 1180 1313-82-2
ZnS Cinkov sulfid se uporablja za optične leče in druge optične aparate za infra rdeči del svetlobnega spektra; cinkov sulfid, premazan s srebrom, se uporablja za alfa detektorje; cinkov sulfid s sledovi bakra se uporablja za fotoluminiscentne trakove za zasilno razsvetljavo in luminiscentne urne številčnice 1185 1314-98-3
MeS Sulfidi nekaterih kovin se uporabljajo kot barvni pigmenti v slikarstvu, čeprav je njihova uporaba sporna zaradi toksičnosti (kadmij, živo srebro in arzen)
C6H4S Polifenilen sulfid je polimer z imenom sulfar 26125-40-6,
25212-74-2
SeS2 Selenov sulfid je antimikotik, ki se je uporabljal kot sredstvo proti prhljaju; njegova uporaba v zdravilnih in kozmetičnih preparatih je zaradi zelo toksičnega selena sporna <100 7488-56-4
FeS2 Kristalna mreža pirita je zgrajena iz železovega disulfida, v katerem je železo v oksidacijskem stanju 2+ (Fe2+) 600 1317-66-4

Varnost[uredi | uredi kodo]

Mnogi kovinski sulfidi so netopni v vodi in zato verjetno niso strupeni. Nekateri kovinski sulfidi reagiraljo z močnimi kislinami, kakršna je tudi želodčna kislina, pri čemer se razvija strupeni vodikov sulfid.

Organski sulfidi so zelo vnetljivi. Med gorenjem se sprošča žveplov dioksid (SO2).

Vodikov sulfid, nekatere njegove soli in skoraj vsi organski sulfidi, ki nastajajo pri gnitju biomase, imajo močan neprijeten vonj po gnilobi.

Sklici[uredi | uredi kodo]

  1. ^ Meyer B, Ward K, Koshlap K, Peter L "Second dissociation constant of hydrogen sulfide" Inorganic Chemistry 1983, vol. 22, str. 2345. DOI: 10.1021/ic00158a027.
  2. ^ Greenwood, N. N.; & Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the elements (2. izdaja), Oxford:Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
  3. ^ Vaughan, D. J.; Craig, J. R. “Mineral chemistry of metal sulfides" Cambridge University Press, Cambridge: 1978. ISBN 0521214890.

Viri[uredi | uredi kodo]

  • D. Weismann, M. Lohse (Hrsg.): Sulfid-Praxishandbuch der Abwassertechnik; Geruch, Gefahr, Korrosion verhindern und Kosten beherrschen! 1. Auflage, VULKAN-Verlag, 2007, ISBN 978-3-8027-2845-7.
  • Tatjana Hildebrandt, Manfred K. Grieshaber: Tödlich und doch lebensnotwendig: Die vielen Seiten des Sulfids. In: Biologie in unserer Zeit. 39, Nr. 5, ISSN 0045-205X, 2009, str. 328–334, DOI: 10.1002/biuz.200910403.