Сульфид меди(I)

Сульфи́д ме́ди(I) — неорганическое вещество с формулой . Относится к классу бинарных соединений. Может также рассматриваться как соль одновалентной меди и сероводородной кислоты.

Сульфид меди(I)
Kristallstruktur Chalkosin.png
Кристаллическая 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).

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:

 

В вакууме:

 

С водяным паром:

 

С кислородом:

 
 
 

С хлором:

 

С сульфидом железа(II) и серой:

 
 

Реакции в растворах

Сульфид меди(I) не реагирует с соляной кислотой.

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

 
 

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

 
 
 

Восстанавливает Fe3+ до Fe2+ (в растворе):

 
 

Получение

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

Нагреванием металлической меди с серой в вакууме:

 

Нагреванием металлической меди в токе диоксида серы:

 

Термическим разложением сульфида меди(II):

 

Нагреванием сульфида меди(II) в токе водорода:

 

Нагреванием оксида меди(I) с серой:

 

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. Сульфид меди(I) — компонент медного штейна при пирометаллургическом получении меди. Также используется как полупроводник, компонент полупроводниковых сплавов[5].

Влияние на здоровье

Пыль сульфида 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 2 мая 2012 года.
  3. Джюрлеит на webmineral.com. Архивировано 2 мая 2012 года.
  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 2 мая 2012 года.