Русская Википедия:Сульфид свинца(II)
Сульфид свинца (галенит, свинцовый блеск) — неорганическое химическое соединение свинца и серы, представляющее собой кристаллическое соединение с окраской от сине-серого до серебристо-серой.
Получение
Взаимодействием расплавов или паров свинца с серой:
- <math>\mathsf{Pb + S \longrightarrow PbS}</math>
Осаждением из водного раствора Рb2+ сероводородом или какими-либо другими сульфидами:
- <math>\mathsf{Pb(NO_3)_2 + Na_2S \longrightarrow PbS \downarrow + 2 NaNO_3}</math>
Сульфид свинца можно также получить из свинец-органических веществ, при взаимодействии с органическими соединениями серы (меркаптанов, тиофенов и др.):
- <math>\mathsf{CH_3SH + Pb(C_2H_5)_4 \longrightarrow PbS \downarrow + CH_3SC_2H_5 + 3 C_2H_6}</math>
Физические свойства
- Температура плавления 1114 °C.
- Температура кипения 1281 °C.
- Твёрдость от 2 до 3, в зависимости от получения или природного местонахождения.
- Плотность 7,5 г/см³
- Давление паров при 800 °C − 0,2 мм рт. ст., а при 900 °C − 2 мм рт. ст.
- Уравнение температурной зависимости давления пара в условиях конгруэнтного испарения: lgPPbS, атм = −11597/T + 6,61.
Кристаллическая решетка
Для кристаллов PbS при стандартных условиях характерна кубическая сингония (типа NaCl, z = 4, пространственная группа Fm3m), но при повышении давления 2,4—4,2 МПа устойчивой становится ромбическая сингония (типа SnS, пространственная группа Pcmn).
Химические свойства
- В парах происходит частичное разложение сульфида свинца на следующие соединения: Рb2S2, Рb, S2, РbS2.
- Не растворим в воде, щелочах и разбавленных кислотах (кроме азотной), соляная и серная (средней концентрации) кислоты вытесняют сероводород из соли, а концентрированные кислоты-окислители окисляют сульфид свинца до сульфата свинца:
- <math>\mathsf{PbS + 2 HCl \longrightarrow PbCl_2 + H_2S \uparrow}</math>
- <math>\mathsf{PbS + 8 HNO_3 \longrightarrow PbSO_4 + 8 NO_2 \uparrow + 4 H_2O}</math>
- При прокаливании в потоке кислорода или воздуха происходит окисление атома серы с образованием оксида свинца (II):
- <math>\mathsf{2 PbS + 3 O_2 \xrightarrow{1200^oC} 2 PbO + 2 SO_2 \uparrow}</math>
- Восстановить сульфид свинца до металлического свинца можно нагреванием в токе водорода либо оксидом свинца(II)Шаблон:Sfn:
- <math>\mathsf{PbS + H_2 \xrightarrow{400-600^oC}\ Pb + H_2S \uparrow}</math>
- <math>\mathsf{PbS + 2PbO \xrightarrow{800-900^oC}\ 3Pb + SO_2}</math>
- Легко окисляется озоном:
- <math>\mathsf{PbS + 4 O_3 \longrightarrow PbSO_4 + 4O_2 \uparrow}</math>
Применение
- Применяют в керамической промышленности;
- Используют для получения защитных плёнок, полупроводниковых, новых современных наноматериалов[1];
- Сульфид свинца — хороший материал полупроводниковой техники, фотоприемников и детекторов ИК-диапазона.
Интересные факты
Свинцовые белила, использовавшиеся ранее при изготовлении картин, со временем приобретают серый оттенок. Это происходит из-за того, что свинцовые белила реагируют с постоянно присутствующим в воздухе в следовых количествах сероводородом, при этом образуется темный сульфид свинца(II):
- <math>\mathsf{2PbCO_3\cdot Pb(OH)_2 + 3H_2S \rightarrow 3PbS + 2CO_2 + 4H_2O}</math>
Восстановить такие картины можно обработкой пероксидом водорода, который переводит тёмный сульфид свинца(II) в белый сульфат:
- <math>\mathsf{PbS + 4H_2O_2 \rightarrow PbSO_4 + 4H_2O}</math>
Соединение PbS2 на самом деле является не сульфидом свинца(IV), а персульфидом свинца(II), в молекуле которого присутствует ион S22−, аналогичный пероксид-иону. Cульфид свинца(IV) не существует в природе и не может быть получен, так как ион Pb4+ является сильным окислителем, а ион S2− — восстановителем, и при попытке образования PbS2 происходит следующая окислительно-восстановительная реакция:
- <math>\mathsf{2PbO_2 + 2Na_2S \rightarrow PbO + 2Na_2O + 2SO_2}</math>
Сернистый свинец в сочетании с железом как компоненты термопары упоминается в фантастическом рассказе Вадима Охотникова "Наследники лаборанта Синявина".
Имеется патент[2] на термоэлемент с положительным электродом из интерметаллического соединения сурьма-цинк и с отрицательным из сернистого свинца.
Распространение
Руды с максимальным содержанием сульфида свинца найдены и добываются на территории Германии, Чехии, Великобритании, Канады и Австрии.
В рудах сульфиду свинца часто сопутствуют соединения серебра, обычно сульфид серебра Ag2S.
Сульфид свинца обнаружен также на некоторых планетах Солнечной системы (по данным РФФИ).
Литература
Примечания
Ссылки
- Краткое описание свойств галенита
- Методы управления осаждением плёнок сульфида свинца (II)
- Фотосвойства плёнок и кристаллов халькогенидов свинца (II)
Шаблон:Сульфиды Шаблон:Соединения свинца
- ↑ Ушакова Е. В., Голубков В. В. и д / Самоорганизация квантовых точек сульфида свинца в суперструктуры Шаблон:Wayback. - Вестник ИТМО (11-12. 2014). - УДК 539.26+535.34+535.37+620.179.152.1
- ↑ Шаблон:Cite web
