Сульфид натрия

Сульфи́д на́трия, традиционное название — серни́стый на́трий, — сложное неорганическое вещество, бинарное соединение с химической формулой Na₂S. Натриевая соль сероводородной кислоты.

Сульфид натрия
Общие
Систематическое наименование	Сульфид натрия
Традиционные названия	сернистый натрий
Хим. формула	Na2S
Рац. формула	Na2S
Физические свойства
Молярная масса	78,0452 г/моль
Плотность	1,856 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	1176 °C
Классификация
Рег. номер CAS	1313-82-2
PubChem	14804
Рег. номер EINECS	215-211-5
SMILES	[Na+].[Na+].[S-2]
InChI	InChI=1S/2Na.S/q2*+1;-2 GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N
RTECS	WE1905000
ChEBI	76208
ChemSpider	207721
Безопасность
Предельная концентрация	0,2 мг/м³
ЛД50	100-142 мг/кг
Токсичность	токсичен, ирритант
NFPA 704	1 3 1
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Описание

Сульфид натрия — бескислородная соль. При обычных условиях, и кристаллогидраты и безводное вещество имеет белый цвет, очень гигроскопичное. Плавится без разложения, термически устойчивый. Технический сульфид натрия имеет формулу Na₂S·xH₂O и содержит в себе до 60 % сульфида натрия, что значит, что x равен примерно 3. Также, технический сульфид натрия имеет желтоватый или коричневатый (красноватый), что вызвано содержанием полисульфидов натрия.

Хорошо растворим в воде, гидролизуется по аниону, создает в растворе сильнощелочную среду. При стоянии на воздухе раствор мутнеет из-за выпадения коллоидной серы и желтеет (цвет полисульфидов). Типичный восстановитель. Присоединяет серу. Вступает в реакции ионного обмена.

Получение

В промышленности — прокаливанием минерала мирабилита ${\ce {Na2SO4.10 H2O}}$ с восстановителем:

• ${\ce {Na2SO4 + 4 H2 -> Na2S + 4 H2O}}$
• ${\ce {Na2SO4 + 4 C -> Na2S + 4 CO}}$
• ${\ce {Na2SO4 + 4 CO -> Na2S + 4 CO2}}$

Также, возможно получение из иных соединений серы:

• ${\ce {4Na2SO3 ->[600{°}C] 3Na2SO4 + Na2S}}$
• ${\ce {4Na2S2O3 ->[220{°}C] 3Na2SO4 + Na2S + 4S}}$
• ${\ce {4Na2S2O5 ->[600{°}C] 3Na2SO4 + Na2S + 4SO2 ^}}$

В лаборатории может быть получен нейтрализацией раствора гидроксида натрия сероводородом:

• ${\ce {2NaOH + H2S -> Na2S + 2H2O}}$

Химические свойства

Сульфид натрия гидролизуется в 2 этапа:

${\ce {Na2S + H2O <=> NaHS + NaOH}}$

${\ce {NaHS + H2O <=> H2S ^ + NaOH}}$

Взаимодействует с кислотами неокислителями с образованием сероводорода:

${\ce {Na2S + 2 HCl -> 2 NaCl + H2S ^}}$

${\ce {Na2S + 2CH3COOH -> 2CH3COONa + H2S ^}}$

${\ce {Na2S + 2H^+ -> 2Na^+ + H2S ^}}$

Восстанавливает кислоты-окислители (концентрированную серную кислоту, азотную кислоту):

${\ce {Na2S + 3 H2SO4 -> SO2 ^ + S v + 2 H2O + 2 NaHSO4}}$

${\ce {Na2S + 4HNO3 -> 2NaNO3 + 2NO2 ^ + S v + 2H2O}}$

Реагирует с водным раствором перманганата калия:

${\ce {3 Na2S + 2 KMnO4 + 4 H2O -> 2 MnO2 v + 6 NaOH + 2 KOH + 3 S}}$

В реакции с иодом выпадает элементарная сера:

${\ce {Na2S +I2 -> 2NaI + S v}}$

Концентрированным раствором пероксида водорода и кислородом при нагревании переводится в сульфат:

${\ce {Na2S + 4H2O2 -> Na2SO4 + 4H2O}}$

${\ce {Na2S + 2O2 ->[400{°}C] Na2SO4}}$

С раствором сульфита натрия и иода образует тиосульфат:

${\ce {Na2S + Na2SO3 + I2 -> Na2S2O3 + 2NaI}}$

При сплавлении с серой или в концентрированных растворах при кипячении образует полисульфиды натрия переменного состава (серная печень):

${\ce {Na2S{}+nS->Na2S_{1+n},~}}$ $~1\leq n\leq 7$

Качественные реакции

Сульфид натрия при контакте с кислотами выделяет сероводород, который можно обнаружить с помощью бумажки, смоченной в растворе ацетата свинца(II). При контакте с сероводородом, бумажка чернеет, ввиду образования сульфида свинца(II):

1. ${\ce {Na2S + 2HCl -> 2NaCl + H2S ^}}$
2. ${\ce {Pb(CH3COO)2 + H2S -> PbS v + 2CH3COOH}}$

Применение

Сульфид натрия применяется в производстве сернистых красителей и целлюлозы, для удаления волосяного покрова шкур при дублении кож, как реагент в аналитической химии, а также для химической водоочистки.

Безопасность

Сульфид натрия ядовит, раздражает кожу и слизистые оболочки. Пожаро- и взрывобезопасен. ПДК в рабочей зоне — 0,2 мг/м³ по ГОСТ 12.1.007-76. При стоянии на воздухе выделяет чрезвычайно ядовитый сульфид водорода ввиду взаимодействия с углекислым газом и гидролиза. Признан ядом в Республике Казахстан.

См. также

• Натрий
• Неорганические сульфиды
• Сульфид калия

Литература

• Лидин Р. А. «Справочник школьника. Химия» М.: Астерель, 2003.
• Химические свойства неорганических веществ / под ред. Р.А. Лидина. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• А. П. Крешков «Основы аналитической химии», том 1