Сульфид цезия

Сульфи́д це́зия — бинарное неорганическое химическое соединение цезия с серой с химической формулой Cs₂S. Тёмно-красные кристаллы. Образует кристаллогидрат Cs₂S·4H₂O.

Сульфид цезия
Общие
Систематическое наименование	Сульфид цезия
Традиционные названия	Сернистый цезий
Хим. формула	Cs2S
Рац. формула	Cs2S
Физические свойства
Состояние	Тёмно-красные кристаллы
Молярная масса	297,88 г/моль
Классификация
Рег. номер CAS	12214-16-3
PubChem	14496896
SMILES	[S-2].[Cs+].[Cs+]
InChI	InChI=1S/2Cs.S/q2*+1;-2 QTNDMWXOEPGHBT-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider	22499401
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

ПолучениеПравить

• Прямой синтез из элементов:

$\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{s}\mathsf{+}\mathsf{S}\stackrel{\mathsf{100}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{130}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}$${\mathsf {2\ Cs+S\ {\xrightarrow {100-130^{o}C}}\ Cs_{2}S}}$ 

• Пропусканием сероводорода через раствор щёлочи:

$\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{s}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\stackrel{}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2\ CsOH+H_{2}S\ {\xrightarrow {\ }}\ Cs_{2}S+2\ H_{2}O}}$ 

• Взаимодействием избытка цезия и сульфида ртути с последующей отгонкой металлов:

$\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{s}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{g}\mathsf{S}\stackrel{}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{g}$${\mathsf {2\ Cs+HgS\ {\xrightarrow {\ }}\ Cs_{2}S+Hg}}$ 

• Разложением кристаллогидрата при нагревании:

$\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\cdot <!--\; \cdot \; -->\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\underset{\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}}{\overset{\mathsf{200}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{250}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }}\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\cdot <!--\; \cdot \; -->\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\underset{\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}}{\overset{\mathsf{>}\mathsf{T}}{\to }}\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}$${\mathsf {Cs_{2}S\cdot 4H_{2}O\ {\xrightarrow[{-H_{2}O}]{200-250^{o}C}}\ Cs_{2}S\cdot 2H_{2}O\ {\xrightarrow[{-H_{2}O}]{>T}}\ Cs_{2}S}}$ 

Физические свойстваПравить

Сульфид цезия Cs₂S — тёмно-красные (по другим данным — бесцветные) кристаллы.

Безводный порошкообразный Cs₂S пирофорен на воздухе.

Хорошо растворимы в воде (с гидролизом). Гигроскопичен, образует тетрагидраты Cs₂S·4H₂O — белые или бледно-жёлтые кристаллы.

Химические свойстваПравить

• В водных растворах имеет щелочную реакцию вследствие гидролиза по аниону:

${\mathsf{S}}^{\mathsf{2}\mathsf{-<!--\; -\; -->}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }\mathsf{H}{\mathsf{S}}^{\mathsf{-<!--\; -\; -->}}\mathsf{+}\mathsf{O}{\mathsf{H}}^{\mathsf{-<!--\; -\; -->}}$${\mathsf {S^{2-}+H_{2}O\ {\xrightarrow {\ }}\ HS^{-}+OH^{-}}}$ 

• Реагирует с разбавленными сильными кислотами:

$\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{s}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {Cs_{2}S+2\ HCl\ {\xrightarrow {\ }}\ 2\ CsCl+H_{2}S\uparrow }}$ 

• В реакции с концентрированной серной кислотой проявляются восстанавливающие свойства сульфида цезия:

$\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{s}\mathsf{H}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{S}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {Cs_{2}S+3\ H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {\ }}\ 2\ CsHSO_{4}+SO_{2}\uparrow +S\downarrow +2\ H_{2}O}}$ 

• Водные растворы медленно окисляются кислородом воздуха с образованием различных продуктов:

$\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\underset{\mathsf{-<!--\; -\; -->}\mathsf{C}\mathsf{s}\mathsf{O}\mathsf{H}}{\overset{{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}}{\to }}\begin{array}{c}\mathsf{S}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\\ \mathsf{C}\mathsf{s}{\mathsf{S}}_{\mathsf{n}}\\ \mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{S}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\end{array}$${\mathsf {Cs_{2}S\ {\xrightarrow[{-CsOH}]{O_{2}}}\ {\begin{matrix}{\mathsf {S\downarrow }}\\{\mathsf {CsS_{n}}}\\{\mathsf {Cs_{2}S_{2}O_{3}}}\end{matrix}}}}$ 

• В твёрдом состоянии окисляется до сульфата:

$\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{{\mathsf{500}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {Cs_{2}S+2\ O_{2}\ {\xrightarrow {500^{o}C}}\ Cs_{2}SO_{4}}}$ 

• При кипячении раствора с серой образуются полисульфиды:

$\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{+}\mathit{n}\mathsf{S}\stackrel{{\mathsf{100}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{S}}_{\mathsf{n}\mathsf{+}\mathsf{1}}$${\mathsf {Cs_{2}S+{\mathit {n}}S\ {\xrightarrow {100^{o}C}}\ Cs_{2}S_{n+1}}}$ 

где n=2÷6.

• При пропускании сероводорода через раствор образуется гидросульфид:

$\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{s}\mathsf{H}\mathsf{S}$${\mathsf {Cs_{2}S+H_{2}S\ {\xrightarrow {\ }}\ 2CsHS}}$ 

ЛитератураПравить

• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Плющев В. Е., Степин Б. Д. Химия и технология соединений лития, цезия и цезия. — М.: «Химия», 1970. — 408 с.
• Химическая энциклопедия / Редкол.: Зефиров Н.С. и др.. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.