Sulfid - Sulfide

Sulfid

Namen
Systematischer IUPAC-Name Sulfide(2−) (Additiv), empfohlener Name Sulfandiid (Substitutiv), nicht üblich, selten verwendet, manchmal generiert durch automatisierte Nomenklatursoftware in der organischen Chemie
Bezeichner
CAS-Nummer
3D-Modell ( JSmol )
ChEBI
ChemSpider
PubChem- CID
UNII
InChI InChI=1S/S/q-2 Ja Schlüssel: UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Ja
LÄCHELN [S--]
Eigenschaften
Chemische Formel	S2−
Molmasse	32,06  g·mol -1
Korrespondierende Säure	Bisulfid
Verwandte Verbindungen
Andere Anionen	Oxid Selenid Tellurid
Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Materialien im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa).
Infobox-Referenzen

Sulfide ( britisches Englisch auch Sulfide ) ist ein anorganisches Anion des Schwefels mit der chemischen Formel S ^2– oder eine Verbindung, die ein oder mehrere S ^2– -Ionen enthält. Lösungen von Sulfidsalzen sind korrosiv. Sulfid bezieht sich auch auf chemische Verbindungen, große Familien anorganischer und organischer Verbindungen , zB Bleisulfid und Dimethylsulfid . Schwefelwasserstoff (H ₂ S) und Bisulfid (SH ⁻ ) sind die konjugierten Säuren von Sulfid.

Chemische Eigenschaften

Das Sulfidion, S ²⁻ , existiert nicht in wässrigen alkalischen Lösungen von Na ₂ S. Stattdessen wandelt sich Sulfid in Hydrosulfid um:

S ²⁻ + H ₂ O → SH ⁻ + OH ⁻

Bei Behandlung mit einer Säure wandeln sich Sulfidsalze in Schwefelwasserstoff um :

S ²⁻ + H ⁺ → SH ⁻

SH ⁻ + H ⁺ → H ₂ S

Die Oxidation von Sulfid ist ein komplizierter Prozess. Abhängig von den Bedingungen kann die Oxidation elementaren Schwefel, Polysulfide , Polythionate , Sulfit oder Sulfat erzeugen . Metallsulfide reagieren mit Halogenen und bilden Schwefel und Metallsalze.

8 MgS + 8 I ₂ → S ₈ + 8 MgI ₂

Metallderivate

Wässrige Lösungen von Übergangsmetallen , Kationen reagieren mit Sulfid - Quellen (H ₂ S, NaHS, Na ₂ S) feste Sulfide auszufällen. Solche anorganischen Sulfide haben typischerweise eine sehr geringe Löslichkeit in Wasser, und viele sind mit Mineralien derselben Zusammensetzung verwandt (siehe unten). Ein berühmtes Beispiel ist die leuchtend gelbe Art CdS oder „ Cadmiumgelb “. Der auf Sterlingsilber gebildete schwarze Anlauf ist Ag ₂ S. Solche Spezies werden manchmal als Salze bezeichnet. Tatsächlich ist die Bindung in Übergangsmetallsulfiden stark kovalent, was zu ihren Halbleitereigenschaften führt , was wiederum mit den tiefen Farben zusammenhängt. Einige haben praktische Anwendungen als Pigmente, in Solarzellen und als Katalysatoren. Der Pilz Aspergillus niger spielt eine Rolle bei der Solubilisierung von Schwermetallsulfiden.

Geologie

Viele wichtige Metallerzen sind Sulfide. Signifikante Beispiele schließen ein : argentite ( Silbersulfid), Zinnober ( Quecksilbersulfid), Galenit ( Bleisulfid), Molybdänit ( Molybdänsulfid), Pentlandit ( Nickelsulfid), Realgar ( Arsensulfid) und Antimonit ( Antimon ), Sphalerit ( Zinksulfid ) und Pyrit ( Eisen - Disulfid) und Chalkopyrit ( Eisen - Kupfersulfid).

Korrosion durch Sulfid

Gelöste freie Sulfide (H ₂ S, HS ⁻ und S ²⁻ ) sind sehr aggressive Spezies für die Korrosion vieler Metalle wie Stahl, Edelstahl und Kupfer. In wässriger Lösung vorhandene Sulfide sind für die Spannungsrisskorrosion (SCC) von Stahl verantwortlich und wird auch als Sulfidspannungsrissbildung bezeichnet . Korrosion ist ein wichtiges Anliegen in vielen Industrieanlagen Verarbeitung Sulfide: Sulfiderz Mühlen, tiefe Ölquellen , Pipelines gesäuerten Transport Öl , Kraftpapier Fabriken.

Mikrobiell induzierte Korrosion (MIC) oder biogene Sulfidkorrosion wird auch durch sulfatreduzierende Bakterien verursacht , die Sulfid produzieren, das in die Luft emittiert und von schwefeloxidierenden Bakterien in Schwefelsäure oxidiert wird. Biogene Schwefelsäure reagiert mit Abwassermaterialien und führt im Allgemeinen zu Massenverlust, Rissbildung in den Abwasserrohren und schließlich zum Einsturz von Bauwerken. Diese Art der Verschlechterung ist ein bedeutender Prozess, der die Kanalisation weltweit betrifft und zu sehr hohen Sanierungskosten führt.

Die Oxidation von Sulfid kann auch Thiosulfat ( S
₂Ö²⁻
₃) eine Zwischenverbindung, die für schwerwiegende Probleme der Lochfraßkorrosion von Stahl und rostfreiem Stahl verantwortlich ist, während das Medium auch durch die Bildung von Schwefelsäure angesäuert wird, wenn die Oxidation weiter fortgeschritten ist.

Organische Chemie

In der organischen Chemie bezieht sich "Sulfid" normalerweise auf die Bindung C–S–C, obwohl der Begriff Thioether weniger zweideutig ist. Zum Beispiel kann der Thioether Dimethylsulfid CH ₃ -S-CH ₃ . Polyphenylensulfid (siehe unten) hat die Summenformel C ₆ H ₄ S. Gelegentlich bezeichnet der Begriff Sulfid Moleküle mit der funktionellen Gruppe –SH . Beispielsweise kann Methylsulfid CH ₃ -SH bedeuten . Der bevorzugte Deskriptor für solche SH-enthaltenden Verbindungen ist Thiol oder Mercaptan, dh Methanthiol oder Methylmercaptan.

Disulfide

Verwirrung entsteht durch die unterschiedlichen Bedeutungen des Begriffs „ Disulfid “. Molybdändisulfid (MoS ₂ ) besteht aus getrennten Sulfidzentren in Verbindung mit Molybdän in der formalen Oxidationsstufe +4 ( ^dh Mo ⁴⁺ und zwei S ²⁻ ). Eisendisulfid ( Pyrit , FeS ₂ ) hingegen besteht aus S²⁻
₂, oder ⁻ S–S ⁻ -Dianion, in Verbindung mit zweiwertigem Eisen in der formalen Oxidationsstufe +2 (Eisen-Ion: Fe ²⁺ ). Dimethyldisulfid hat die chemische Bindung CH ₃ –S–S–CH ₃ , während Schwefelkohlenstoff keine S–S-Bindung hat, nämlich S=C=S (lineares Molekül analog zu CO ₂ ). Am häufigsten wird der Disulfid-Begriff in der Schwefelchemie und in der Biochemie dem Schwefelanalogon der Peroxid- O-O-Bindung zugeschrieben. Die Disulfidbrücke (–S–S–) spielt eine wichtige Rolle bei der Konformation von Proteinen und der katalytischen Aktivität von Enzymen .

Beispiele

Vorbereitung

Sulfidverbindungen können auf verschiedene Weise hergestellt werden:

1. Direkte Kombination von Elementen:

   Beispiel: Fe _{( s )} + S _{( s )} → FeS _{( s )}

2. Reduktion eines Sulfats:

   Beispiel: MgSO _{4( s )} + 4C _{( s )} → MgS _{( s )} + 4CO _{( g )}

3. Ausfällung eines unlöslichen Sulfids:

   Beispiel: M ²⁺ + H ₂ S _{( g )} → MS _{( s )} + 2H ⁺ _{( aq )}

Sicherheit

Viele Metallsulfide sind in Wasser so unlöslich, dass sie wahrscheinlich nicht sehr giftig sind. Einige Metallsulfide, wenn sie einer starken Mineral ausgesetzt Säure , einschließlich Magensäure , werden toxische Schwefelwasserstoff .

Organische Sulfide sind leicht entzündlich. Wenn ein Sulfid verbrennt, entsteht Schwefeldioxid (SO ₂ ).

Schwefelwasserstoff, einige seiner Salze und fast alle organischen Sulfide haben einen starken und fauligen Gestank; verrottende Biomasse setzt diese frei.

Nomenklatur

Die systematischen Namen Sulfandiid und Sulfid(2−) , gültige IUPAC- Namen, werden entsprechend der substitutiven bzw. additiven Nomenklaturen bestimmt. Der Name Sulfid wird jedoch auch in der kompositorischen IUPAC-Nomenklatur verwendet, die die Art der beteiligten Bindungen nicht berücksichtigt. Beispiele einer solchen Benennung umfassen Selendisulfid und Titansulfid , die keine Sulfidionen enthalten.

Verweise

Externe Links

• Medien zu Sulfiden bei Wikimedia Commons