Полисульфиды натрия

Полисульфиды натрия — неорганические соединения металла натрия с серой, жёлто-бурые кристаллы с формулой Na₂S_n, где n=2-5.

Получение

• Сплавлением сульфида натрия с серой получается смесь полисульфидов:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Na_2S + \mathit{n}S \ \xrightarrow{\tau^oC}\ Na_2S_{\mathit{n}+1} } }[/math]

результат можно контролировать количеством серы и температурой реакции: при 600°С получается Na₂S₂, при 400°С — Na₂S₄, при 200°С — Na₂S₅.

• Также можно провести синтез непосредственно из элементов в жидком аммиаке:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2Na + \mathit{n}S \ \xrightarrow{-30^oC}\ Na_2S_{\mathit{n}} } }[/math]

Физические свойства

Фазовая диаграмма системы Na-S

Полисульфиды натрия — это твёрдые вещества цвета от жёлтого до жёлто-оранжевого. Хорошо растворяются в воде, высшие полисульфиды растворяются в этаноле.

Свойства некоторых полисульфидов натрия

Полисульфид	Молярная масса	Температура плавления (°С)
Na2S2	110,11	445; 475; 490
Na2S3•3H2O	196,22	разл. 100
Na2S4	174,23	275; 285; 286
Na2S5	206,31	255; 253; 260

Химические свойства

• При кристаллизации из водных растворов образуют кристаллогидраты: Na₂S₂•5H₂O, Na₂S₃•3H₂O, Na₂S₃•8H₂O.

• При сильном нагревании разлагаются с выделением серы:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Na_2S_{\mathit{n}} \ \xrightarrow{\gt 600^oC}\ Na_2S + ({\mathit{n}-1}) S } }[/math]

• Водные растворы имеют щелочную реакцию из-за гидролиза по аниону:

[math]\displaystyle{ \mathsf{S_{\mathit{n}}^{2-} + H_2O \ \rightleftarrows\ HS_{\mathit{n}}^{-} + OH^- } }[/math]

• При комнатной температуре разлагаются разбавленными кислотами с выделением серы:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Na_2S_{\mathit{n}} + 2HCl \ \xrightarrow{20^oC}\ 2NaCl + H_2S\uparrow + ({\mathit{n}-1}) S\downarrow } }[/math]

• При низкой температуре и концентрированной кислоте удаётся получить полисульфаны:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Na_2S_{\mathit{n}} + 2HCl \ \xrightarrow{-15^oC}\ 2NaCl + H_2S_{\mathit{n}} } }[/math]

• Во влажной среде и на свету полисульфиды натрия окисляются кислородом воздуха:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2Na_2S_{\mathit{n}} + 2H_2O + O_2 \ \xrightarrow{\ }\ 4NaOH + 2{\mathit{n}}S } }[/math]

• Без воды реакция окисления идёт иначе:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2Na_2S_{\mathit{n}} + 3O_2 \ \xrightarrow{\ }\ 2Na_2S_2O_3 + (2{\mathit{n}}-4)S } }[/math]

Применение

• Для сульфидирования стальных и чугунных изделий.
• Для получения сернистых красителей.
• Синтез полисульфидных каучуков.
• Как компонент составов для обработки шкур.
• Как реагент при флотационном разделении смесей.
• Как инсектофунгициды.
• В аналитической химии.

См. также

• Полисульфиды

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — 639 с. — ISBN 5-82270-039-8.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1971. — Т. 1. — 561 с.