Natrijev sulfid

Natrijev sulfid je kemijska spojina s formulo Na2S. Bolj pogost je njegov nonahidrat s formulo Na2S•9H2O. Obe obliki sta brezbarvni in dobro topni v vodi. Raztopini sta zelo alkalni. Na vlažnem zraku hidrolizira in sprošča vodikov sulfid (H2S) z vonjem po gnilih jajcih. Nekateri komercialni natrijevi sulfidi so označeni z Na2S•xH2O in vsebnostjo Na2S v odstotkih. Najpogostejši proizvod vsebuje približno 60 % Na2S, kar pomeni, da je x približno 3. Takšen produkt je zaradi prisotnosti polisulfidov rumenkasto obarvan. Njegova vodna raztopina je kljub temu brezbarvna.

Natrijev sulfid
Sodium sulfide.jpg
Fluorite-unit-cell-3D-ionic.png
Imena
Druga imena
dinatrijev sulfid
Identifikatorji
3D model (JSmol)
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.013.829
EC število
  • 215-211-5
RTECS število
  • WE1905000
UN število 1385 (brezvodni)
1849 (hidrat)
Lastnosti
Na2S
Molska masa 78,0452 g/mol (brezvodni)
240,18 g/mol (nonahidrat)
Videz brezbarvna higroskopna trdnina
Vonj po gnilih jajcih
Gostota 1,856 g/cm3 (anhidrid)
1,58 g/cm3 (pentahidrat)
1,43 g/cm3 (nonohidrat)
Tališče 1.176 °C (2.149 °F; 1.449 K)
12,4 g/100 mL (0 °C)
18,6 g/100 mL (20 °C)
39 g/100 mL (50 °C)
Topnost netopen v etru,
rahlo topen v etanolu
Struktura
Kristalna struktura antifluoritna (kubična), Pearsonov simbol: cF12
Prostorska skupina Fm3m, No. 225
Koordinacijska
geometrija
tetraedrična (Na+), kubična (S2−)
Nevarnosti
Hazard C.svg jedko (C)
Hazard N.svg okolju nevarno (N)
R-stavki (zastarelo) R31, R34, R50
S-stavki (zastarelo) (S1/2), S26, (S45), (S61)
NFPA 704 (diamant ognja)
Flammability code 1: Must be pre-heated before ignition can occur. Flash point over 93 °C (200 °F). E.g. canola oilHealth code 3: Short exposure could cause serious temporary or residual injury. E.g. chlorine gasReactivity code 1: Normally stable, but can become unstable at elevated temperatures and pressures. E.g. calciumSpecial hazards (white): no codeNFPA 704 four-colored diamond
1
3
1
480 °C (896 °F; 753 K)
Sorodne snovi
Drugi anioni natrijev oksid
natrijev selenid
natrijev telurid
Drugi kationi litijev sulfid
kalijev sulfid
Sorodne snovi natrijev hidrosulfid
Če ni navedeno drugače, podatki veljajo za material v standardnem stanju pri 25 °C [77 °F], 100 kPa).
Sklici infopolja

StrukturaUredi

Natrijev sulfid ima antifluoritno strukturo.[1][2] To pomeni, da mesta manjših fluoridnih ionov F- v fluoritu (CaF2) sedajo ioni Na+, mesta večjih ionov Ca2+ pa ioni S2-. Sol v vodi disociira. Vsebnost ionov S2- v raztopini je majhna, ker je sulfid premočna baza, da bi lahko koeksistiral z vodo.

PridobivanjeUredi

Na2S se na industrijski način proizvaja s termično redukcijo natrijevega sulfata z ogljikom, običajno s premogom:[3]

Na2SO4 + 2 C → Na2S + 2 CO2

V laboratoriju se lahko pripravi z redukcijo žvepla z natrijem v brezvodnem amonijaku. Druga možnost je redukcija z natrijem v suhem tetrahidrofuranu (THF) s katalitsko količino naftalena:[4]

2 Na + S → Na2S

Reakcije z anorganskimi reagentiUredi

Proces raztapljanja v vodi se lahko opiše z naslednjo enačbo:

Na2S + H2O → NaHS + NaOH

Med segrevanjem v atmosferi kisika in ogljikovega dioksida se oksidira v natrijev karbonat in žveplov dioksid:

2 Na2S + 3 O2 + 2 CO2 → 2 Na2CO3 + 2 SO2

Vodikov peroksid ga oksidira v natrijev sulfat:[5]

2 Na2S + 4 H2O2 → 4 H2O + Na2SO4

Med obdelavo z žveplom nastanejo polsulfidi:

2Na2S + S8 → 2 Na2S5

UporabaUredi

Natrijev sulfid se uporablja predvsem v proizvodnji lesne celuloze po Kraftovem postopku.

V procesu čiščenja odpadnih voda se uporablja kot absorbent kisika in sredstvo za obarjanje težkih kovin. V fotografiji se uporablja za toniranje črno-belih fotografij, v tekstilni industriji za beljenje in sredstvo za odstranjevanje žvepla in klora in v usnjarski industriji za žveplanje taninskih strojil. V kemični industriji se uporablja kot sredstvo za sulfoniranje in sulfometiliranje. Uporablja se tudi za vulkaniziranje gume, proizvodnjo žveplovih barvil in drugih kemičnih spojin, flotacijo rud, predelavi nafte in sredstvo za odstranjevanje dlak po apnenju živalskih kož v usnjarnah.

Reagent v organski kemijiUredi

Z alkiliranjem natrijevega sulfida nastanejo tioetri:

Na2S + 2 RX → R2S + 2 NaX

Enako reagirajo tudi aril halidi.[6] Natrijev sulfid reducira derivate 1,3-dinitrobenzena v 3-nitroaniline.[7]

VarnostUredi

Natrijev sulfid je, podobno kot natrijev hidroksid, zelo alkalen in lahko povzroči opekline na koži. S kislinami burno reagira, pri čemer se sprošča zelo strupen vodikov sulfid.

SkliciUredi

  1. E. Zintl, A. Harder, B. Dauth (1934). Gitterstruktur der oxyde, sulfide, selenide und telluride des lithiums, natriums und kaliums. Z. Elektrochem. Angew. Phys. Chem. 40: 588–593.
  2. A.F. Wells (1984). Structural Inorganic Chemistry (5 izd.). Oxford: Clarendon Press. COBISS 621359. ISBN 0-19-855370-6.
  3. Holleman, A. F.; et al. (2001). Inorganic Chemistry (1 izd.). San Diego [etc.] : Academic Press ; Berlin ; New York : De Gruyter, cop. COBISS 24318981. ISBN 0-12-352651-5.
  4. J.-H. So, P. Boudjouk, H.H. Hong, W.P. Weber (1992). Hexamethyldisilathiane. Inorg. Synth. 29: 30. doi: 10.1002/9780470132609.ch11. ISBN 978-0-470-13260-9.
  5. L. Lange, W. Triebel. Sulfides, Polysulfides, and Sulfanes. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000, Wiley-VCH, Weinheim. doi: 10.1002/14356007.a25_443.
  6. C.C. Price, W.S. Gardner. p-Aminophenyldisulfide. Org. Synth. 28 (1948): 14. doi: 10.15227/orgsyn.028.0014.
  7. W.W. Hartman, H.L. Silloway (1955). 2-Amino-4-nitrophenol. Org. Synth. 3: 82.