Сульфид меди(I)

Сульфид меди(I)
Сульфид меди(I)
Kristallstruktur Chalkosin.png
Кристалличесая структура халькозина
Систематическое название

Моносульфид димеди

Другие названия

Сульфид меди(I)

Химическая формула

Cu2S

Эмпирическая формула

Cu2−XS, x = 0÷0,10

Внешний вид

твердое вещество темно-серого цвета

Свойства
Молярная масса

159,16 г/моль

Температура плавления

1129 °C (1402.15 К)

Температура разложения

700 °C (в вакууме)

Фазовые переходы

103 °C (ромб. → гекс.)
437 °C (гекс. → куб.)

Плотность

5,81 г/см³

Твёрдость по Моосу

2,5÷3,0

Растворимость в воде

1,3·10−15 г/100 мл

Произведение растворимости

2,3·10−48

Токсикологические данные
ПДК

в воздухе 4 мг/м3

Структура
Кристаллическая решётка

Орторомбическая

Термодинамические свойства
Стандартная энтальпия образования

−79 кДж/моль

Энтальпия плавления

+23,01 кДж/моль

Стандартная молярная энтропия

+121 Дж/(моль·К)

Стандартная энергия образования Гиббса

−86 кДж/моль

Классификация
Регистрационный номер CAS

22205-45-4

Регистрационный номер EC

244-842-9

Где это не указано, данные приведены при стандартных условиях (25 °C, 100 кПа).

Сульфид меди(I) — неорганическое вещество с формулой ~\mathsf{Cu_2S}. Относится к классу бинарных соединений. Может также рассматриваться как соль одновалентной меди и сероводородной кислоты.

Содержание

Нахождение в природе

Сульфид меди(I) в природе встречается в виде минерала халькозина (устаревшие названия: халькоцит, редрутит, медный блеск). Также, по составу данному соединению близок минерал джюрлеит, иногда называют джарлеит[1] (подробнее см. Сульфиды меди). Основные свойства представлены в таблице.

Халькозин[2] Джюрлеит[3]
Состав Cu2S Cu1,94S
Цвет темно-серый чёрный
Сингония ромбическая моноклинная
Плотность, г/см³ 5,5—5,8 5,5—5,7
Твердость 2,5—3,0 2,2—2,4

Физические свойства

Сульфид меди(I) — твердое вещество темно-серого цвета, нерастворимое в воде и этаноле[4].

Cu2S существует в трёх кристаллических модификациях[5]:

Температуры фазовых переходов: α→β 103 °C, β→γ 437 °C.

Сульфид меди(I) склонен к образованию нестехиометрических соединений, свойства которых могут сильно отличаться от стехиометрических[5].

Химические свойства

Реакции при высоких температурах

При атмосферном давлении в инертной атмосфере:

\mathsf{Cu_2S \xrightarrow{1000-1130^\circ C} \ Cu_{2-x}S +\ x Cu}

В вакууме:

\mathsf{Cu_2S \xrightarrow{>700^\circ C} 2\ Cu +\ S}

С водяным паром:

\mathsf{Cu_2S + 2\ H_2O \xrightarrow{>600^\circ C} 2\ Cu +\ SO_2 + 2\ H_2}

С кислородом:

\mathsf{8 \ Cu_2S + 15\ O_2 \xrightarrow{500-600^\circ C} 6\ Cu_2O + 4\ CuSO_4 + 4\ SO_2}
\mathsf{2 \ Cu_2S + 3\ O_2 \xrightarrow{1200-1300^\circ C} 2\ Cu_2O + 2\ SO_2}
\mathsf{Cu_2S + 2\ Cu_2O \xrightarrow{1200-1300^\circ C} 6\ Cu + \ SO_2}

С хлором:

\mathsf{Cu_2S + \ Cl_2 \xrightarrow{300-400^\circ C} 2\ CuCl + \ S}

С сульфидом железа(II) и серой:

\mathsf{Cu_2S + 2\ FeS +\ S \xrightarrow{800-1000^\circ C} 2\ (Fe^{III}Cu^I)S_2}
\mathsf{2\ (Fe^{III}Cu^I)S_2 + 5\ O_2 + 2\ SiO_2 \xrightarrow{1000^\circ C} 2\ Cu +2\ FeSiO_3 + 4\ SO_2}

Реакции в растворах

Сульфид меди(I) не реагирует с соляной кислотой.

Растворяется в горячей концентрированной азотной кислоте, концентрированном растворе цианида калия:

\mathsf{Cu_2S + 12\ HNO_3 \longrightarrow \ Cu(NO_3)_2 +\ CuSO_4 + 10\ NO_2 \uparrow + 6\ H_2O}
\mathsf{Cu_2S + 4\ KCN \longrightarrow 2\ K[Cu(CN)_2] +\ K_2S}

Медленно растворяется в холодной концентрированной азотной кислоте, горячей концентрированной серной кислоте, концентрированном растворе аммиака:

\mathsf{Cu_2S + 8\ HNO_3 \longrightarrow 2\ Cu(NO_3)_2 +\ S \downarrow + 4\ NO_2 \uparrow + 4\ H_2O}
\mathsf{Cu_2S + 6\ H_2SO_4 \longrightarrow 2\ CuSO_4 + 5\ SO_2 \uparrow + 6\ H_2O}
\mathsf{Cu_2S + 4\ (NH_3 \cdot \ H_2O) \longrightarrow \ [Cu(NH_3)_2]_2S + 4\ H_2O}

Восстанавливает Fe3+ до Fe2+ (в растворе):

\mathsf{Cu_2S + 4\ Fe^{3+}_{(p)} \ \xrightarrow{80^\circ C} 2\ Cu^{2+}_{(p)} + 4\ Fe^{2+}_{(p)} +\ S \downarrow}
\mathsf{Cu_2S + 2\ Fe^{3+}_{(p)} \ \xrightarrow{20^\circ C} \ CuS \downarrow +\ Cu^{2+}_{(p)} + 2\ Fe^{2+}_{(p)} }

Получение

Сульфид меди(I) может быть получен одним из следующих способов[4].

Нагреванием металлической меди с серой в вакууме:

\mathsf{2\ Cu +\ S \xrightarrow{300-400^\circ C} \ Cu_2S}

Нагреванием металлической меди в токе диоксида серы:

\mathsf{4\ Cu +\ SO_2 \xrightarrow{600-800^\circ C} \ Cu_2S + 2\ CuO}

Термическим разложением сульфида меди(II):

\mathsf{2\ CuS \xrightarrow{200-450^\circ C} \ Cu_2S +\ S}

Нагреванием сульфида меди(II) в токе водорода:

\mathsf{2\ CuS +\ H_2 \xrightarrow{600-700^\circ C} \ Cu_2S +\ H_2S}

Нагреванием оксида меди(I) с серой:

\mathsf{2\ Cu_2O + 3\ S \xrightarrow{>600^\circ C} 2\ Cu_2S +\ SO_2}

Монокристаллы сульфида меди(I) получают при помощи зонной плавки[5].

Применение

Руды, содержащие сульфид меди(I) — один из видов сырья для производства меди, медного купороса. Cульфид меди(I) — компонент медного штейна при пирометаллургическом получении меди. Также используется как полупроводник, компонент полупроводниковых сплавов[5].

Влияние на здоровье

Пыль сульфата меди(I) токсична, ПДК в воздухе 4 мг/м³.[5]

См. также

Примечания

  1. Яхонтова Л. К., Зверева В. П. Основы минералогии гипергенеза. Учеб. пособие. Владивосток: Дальнаука, 2000. 331 с. ISBN 5-7442-1235-3
  2. Халькозин на webmineral.com. Архивировано из первоисточника 2 мая 2012.
  3. Джюрлеит на webmineral.com. Архивировано из первоисточника 2 мая 2012.
  4. 1 2 Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. Реакции неорганических веществ: справочник. — М: Дрофа, 2007. — С. 151.
  5. 1 2 3 4 5 Сульфиды меди на xumuk.ru. Архивировано из первоисточника 2 мая 2012.

Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Поможем сделать НИР

Полезное


Смотреть что такое "Сульфид меди(I)" в других словарях:

  • Сульфид меди(II) — Сульфид меди(II) …   Википедия

  • Сульфид кальция — Общие …   Википедия

  • Сульфид иттрия — Общие Систематическое наименование Сульфид иттрия Традиционные названия Сесквисульфид иттрия, сернистый иттрия Химическая формула Y2S3 Физические свойства …   Википедия

  • Сульфид ртути(II) — У этого термина существуют и другие значения, см. Сульфиды ртути. Киноварь …   Википедия

  • Сульфид цинка — Элементарная кристаллическая ячейка сульфида цинка типа сфалерита Сульфид цинка, сернистый цинк, ZnS  ци …   Википедия

  • меди(I) сульфид — vario(I) sulfidas statusas T sritis chemija formulė Cu₂S atitikmenys: angl. copper(I) sulfide rus. меди(I) сульфид; медь полусернистая; медь сернистая закисная ryšiai: sinonimas – divario sulfidas …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • меди(II) сульфид — vario(II) sulfidas statusas T sritis chemija formulė CuS atitikmenys: angl. copper(II) sulfide rus. меди(II) сульфид; медь сернистая …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • МЕДИ СУЛЬФИДЫ — Моносульфид CuS сине черные кристаллы (см. табл.); т. пл. 502 °С (инконгруэнтно); С 0 р 47,86 ДжДмоль . К); S0298 66,6 Дж/(моль . К); при нагр. в вакууме выше 300°С разлагается до Cu2S и паров S; на воздухе легко окисляется до СuО, в… …   Химическая энциклопедия

  • Гексафторосиликат меди(I) — Общие Систематическое наименование Гексафторосиликат меди(I) Химическая формула Cu2[SiF6] Физические свойства Состояние (ст. усл.) красн …   Википедия

  • Гексафторосиликат меди(II) — Общие Систематическое наименование Гексафторосиликат меди(II) Химическая формула Cu[SiF6] Физические свойства Молярная масса 205,62 г/моль …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»