w¿Por qué algunos sulfuros son solubles en polisulfuros?
El sulfuro se refiere a un compuesto binario formado por azufre y un átomo de elemento con una electronegatividad menor que éste. Se puede dividir en sulfuro no metálico y sulfuro metálico.
Los dos átomos de los sulfuros no metálicos están unidos por un enlace valente. Son en su mayoría cristales moleculares con puntos de fusión y ebullición bajos. Son gases o líquidos a temperatura ambiente, como algunos no-. Los sulfuros metálicos como el SiS2, son cristales mixtos con un punto de fusión más alto. Los cristales moleculares polares son solubles en agua, mientras que los cristales moleculares no polares y los cristales mixtos son difíciles de disolver en agua.
El sulfuro metálico es un compuesto binario formado por azufre y elementos metálicos. También puede considerarse como una sal normal del sulfuro de hidrógeno. El sulfuro de hidrógeno (H2S) es un ácido débil binario, = 1,07× = 1,26×; puede formar sales normales y sales ácidas por lo tanto, su sal normal es una sal ácida débil, es decir, un sulfuro. Teoría ácido-base del protón, es una base fuerte.
02 Sulfuros Metálicos
Existen muchos tipos de elementos metálicos, por lo que los sulfuros formados también son coloridos, especialmente su solubilidad y color. En 1829, el alemán Roth basó en esto un. Se propuso un método de análisis cualitativo para el sistema de sulfuro de hidrógeno. Este sistema reflejó la producción y los logros científicos en ese momento. Una vez jugó un papel muy activo en el sistema de separación e identificación de precipitación. Ahora con el desarrollo de métodos de análisis instrumentales, el sulfuro de hidrógeno. sistema Aunque el análisis ha sido reemplazado gradualmente, sigue siendo una base importante para comprender los fenómenos químicos inorgánicos. En particular, la solubilidad de los sulfuros metálicos es una línea de conexión entre los principios de la química inorgánica y los fenómenos químicos elementales. Teoría de la química inorgánica para guiar los experimentos.
1. Solubilidad de los sulfuros metálicos
Tabla 1 Tabla de solubilidad de los sulfuros metálicos
2. Explicación de la solubilidad de los sulfuros metálicos - metales Propiedades del sulfuro
La disolución de sustancias se debe principalmente a dos razones: la similitud se disuelve en la similitud y la reacción química entre el soluto y el disolvente. Las reacciones químicas incluyen la reacción ácido-base, la reacción redox, la reacción de coordinación, etc.
Figura 1 Ilustración del principio de disolución de los sulfuros metálicos
1. Polaridad de los sulfuros metálicos
S se ubica en el grupo VIA del tercer período, oxígeno Abajo. , las propiedades de los sulfuros son, por tanto, muy similares a las de los óxidos de los mismos metales. Sin embargo, tiene un radio específico grande y una fuerte deformabilidad. Cuando se combina con iones metálicos, es fácil que se produzca la polarización de iones, lo que debilita la polaridad del enlace iónico formado entre el ion metálico y S2- y lo transforma en un enlace valeroso. la fuerza de polarización y la deformación. Los sulfuros de los iones metálicos en las configuraciones 18e y 18+2e, que son muy reactivos, tienden a tener enlaces de valencia positivos. Por lo tanto, los sulfuros del mismo elemento metálico son menos solubles, de color más oscuro y. tienen un punto de fusión y ebullición más bajo que los óxidos, por ejemplo, son blancos, el punto de fusión 2318K se vuelve amarillo, el punto de fusión 1373K.
ⅠLos iones metálicos A son todos cationes de configuración 8e, con débil capacidad de polarización y deformabilidad, formando sulfuros iónicos, por lo que son fácilmente solubles en agua (ver Tabla 1 - Fila 1).
2. Acidez y alcalinidad de los sulfuros
(1) Sulfuros ácidos y sulfuros alcalinos
La oxidación se puede realizar en función de la reacción con materiales ácidos o alcalinos. dividido en óxidos ácidos y óxidos básicos. De manera similar, los sulfuros también se dividen en sulfuros ácidos y sulfuros básicos.
Tabla 2 Acidez y alcalinidad de sulfuros y óxidos
(2) El gradiente de acidez y alcalinidad de los sulfuros
De la tabla periódica de elementos El gradiente general La acidez y alcalinidad de los sulfuros es la misma que la de los óxidos.
Los sulfuros con mayor estado de oxidación en el mismo período se vuelven más ácidos de izquierda a derecha;
Los sulfuros de la misma familia con el mismo estado de oxidación se vuelven más alcalinos de arriba a abajo.
Entre sulfuros de un mismo elemento y diferentes estados de valencia, el que tiene mayor valencia es más ácido.
Por lo tanto, es más fuerte que y es más fuerte que y.
La diferencia es que los sulfuros son más ácidos que los correspondientes óxidos. Por ejemplo:
Tabla 3 Comparación ácido-base de sulfuros y óxidos
Según el principio de reacción ácido-base, los sulfuros ácidos o anfóteros As2S3, As2S5, Sb2S3, Sb2S5, SnS2 Soluble en álcali (NaOH) y sulfuro alcalino (Na2S).
Según el principio de reacción ácido-base, el sulfuro ácido o sulfuro anfótero es soluble en álcali (NaOH) y sulfuro alcalino ( ).
(Tioarsenato de sodio)
Es una sal que se forma al sustituir el O en ácidos oxigenados por S. Es inestable y puede reaccionar con el agua
( 3 ) Cálculo de la acidez requerida para disolver los sulfuros metálicos
La dirección de la reacción ácido-base es ácido fuerte + base fuerte === base débil + ácido débil,
Ejemplo 1: Disolver 0,1 mol de ZnS en 1 L de ácido clorhídrico, encontrar la concentración mínima de ácido clorhídrico requerida = ?
Ejemplo 2: Disolver 0,1 mol de SnS en 1 L de ácido clorhídrico, encontrar la concentración mínima de ácido clorhídrico requerida = ?
3. Reducibilidad de los sulfuros
Los sulfuros se encuentran en el estado de oxidación más bajo y pueden ser oxidados por oxidantes fuertes. Por lo tanto, los sulfuros que son insolubles en ácidos concentrados no oxidantes pueden ser. oxidado por ácidos oxidantes como el ácido nítrico se oxida y luego se disuelve (ver Tabla 1 - fila 4).
De manera similar, si el catión metálico que forma el sulfuro es reductor, también puede ser soluble en ácidos oxidantes. Los metales ubicados por debajo del cuarto período de la región p (As, Sb, Bi, Ge, Sn, Pb, Ga, In, Tl) generalmente muestran dos estados de oxidación comunes. El estado de valencia más alto es el de valencia de grupo (el estado de oxidación más alto). Y el número de oxidación es 2 menor que el grupo de valencia (efecto del par de electrones inertes), como As(Ⅴ,Ⅲ), Ge(Ⅳ,Ⅱ), In(Ⅲ,Ⅰ). Por lo tanto, los sulfuros de baja valencia como, , SnS, etc. se pueden disolver en disolventes oxidantes.
Desde la perspectiva de los oxidantes, además de oxidar los ácidos, los sulfuros de metales alcalinos pueden disolver el exceso de azufre elemental para formar polisulfuros. Los polisulfuros son oxidantes, por lo que los sulfuros de metales de baja valencia pueden disolverse. polisulfuro de amonio (ver Tabla 1 - fila 8).
4. Coordinación de sulfuros (Hg)
Para los sulfuros extremadamente pequeños, que no pueden disolverse con un simple ácido oxidante, se requiere un enfoque doble. Por ejemplo, el HgS sólo se puede disolver en agua regia (consulte la Tabla 1, fila 5).
El agua regia ( : HCl = 1: 3), un agente oxidante fuerte, se oxida al elemento S, y el HCl actúa como ligando para formar un complejo estable con , haciendo que la reacción transcurra completamente hacia la derecha y El HgS se disuelve. En esta reacción, el agua regia proporciona una fuerte acidez, una fuerte oxidación y coordinación, reemplazando el equilibrio de precipitación de los ácidos no oxidantes ordinarios que disuelven los sulfuros con el equilibrio redox y el equilibrio de coordinación.
5. El sulfuro, que solo puede existir en estado seco,
es un tipo de ácido débil que se vuelve alcalino cuando se hidroliza en una solución acuosa. se hidroliza mediante anión y catión en agua respectivamente. La formación y precipitación de hidróxido abandonan el sistema de reacción, lo que promueve aún más la hidrólisis completa, es decir, la doble hidrólisis, por lo que no hay ácido en la solución.
Preparación de laboratorio, sólo puede prepararse en estado seco.