Полісульфіди натрію

Полісульфі́ди на́трію — неорганічні сполуки металу натрію зі сіркою, жовто-бурі кристали з формулою $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}{\phantom{A}}_n$ де n=2-7.

Отримання

• Сплавленням сульфіду натрію зі сіркою отримують суміш полісульфідів:

$𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}𝑛𝖲\stackrel{{\tau }^{o}C}{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{𝑛\mathsf{+}\mathrm{𝟣}}$

На результат можна впливати кількістю сірки і температурою реакції: при 600 °С виходить $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}{\phantom{A}}_2$, при 400°С — $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}{\phantom{A}}_4$, при 200°С — $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}{\phantom{A}}_5$.

• Також можна провести синтез безпосередньо з елементів у рідкому аміаку:

$\mathrm{𝟤}𝖭𝖺\mathsf{+}𝑛𝖲\stackrel{-30^{o}C}{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{𝑛}$

Фізичні властивості

Фазова діаграма системи Na-S

Полісульфіди натрію — тверді речовини кольору від жовтого до жовто-помаранчевого. Добре розчиняються у воді, вищі полісульфіди розчиняються в етанолі.

Властивості деяких полісульфідів натрію

Полісульфід	Молярна маса	Температура плавлення (°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

Хімічні властивості

• При кристалізації з водних розчинів утворюють кристалогідрати: $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\cdot 5\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$, $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}{\phantom{A}}_3\cdot 3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$, $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}{\phantom{A}}_3\cdot 8\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$.

• За сильного нагрівання розкладаються із виділенням сірки:

$𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{𝑛}\stackrel{>600^{o}C}{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathsf{(}𝑛\mathsf{-}\mathrm{𝟣}\mathsf{)}𝖲$

• Водні розчини мають лужну реакцію через гідроліз за аніоном:

$S_{𝑛}^{\mathrm{𝟤}\mathsf{-}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\rightleftarrows }𝖧S_{𝑛}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}𝖮{𝖧}^{\mathsf{-}}$

• За кімнатної температури розкладаються розведеними кислотами з виділенням сірки:

$𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{𝑛}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖢𝗅\stackrel{20^{o}C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathsf{(}𝑛\mathsf{-}\mathrm{𝟣}\mathsf{)}𝖲\mathsf{\downarrow }$

• За низької температури та концентрованої кислоти вдається отримати полісульфани:

$𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{𝑛}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖢𝗅\stackrel{-15^{o}C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{𝑛}$

• У вологому середовищі та на світлі полісульфіди натрію окислюються киснем повітря:

$\mathrm{𝟤}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{𝑛}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟦}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝑛𝖲$

• Без води реакція окислення йде інакше:

$\mathrm{𝟤}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{𝑛}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟤}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathsf{(}\mathrm{𝟤}𝑛\mathsf{-}\mathrm{𝟦}\mathsf{)}𝖲$

Застосування

• Для сульфідування сталевих та чавунних виробів.
• Для отримання сірчистих барвників.
• Синтез полісульфідних каучуків.
• Як компонент складів для обробки шкір.
• Як реагент при флотаційному розділенні сумішей.
• Як інсектофунгіциди.
• В аналітичній хімії.

Див. також

• Полісульфіди

Література

• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга