Сульфид цезия

Сульфид цезия

15.12.2020

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

Получение

  • Прямой синтез из элементов:
2   C s + S   → 100 − 130 o C   C s 2 S {displaystyle {mathsf {2 Cs+S {xrightarrow {100-130^{o}C}} Cs_{2}S}}}
  • Пропусканием сероводорода через раствор щёлочи:
2   C s O H + H 2 S   →     C s 2 S + 2   H 2 O {displaystyle {mathsf {2 CsOH+H_{2}S {xrightarrow { }} Cs_{2}S+2 H_{2}O}}}
  • Взаимодействием избытка цезия и сульфида ртути с последующей отгонкой металлов:
2   C s + H g S   →     C s 2 S + H g {displaystyle {mathsf {2 Cs+HgS {xrightarrow { }} Cs_{2}S+Hg}}}
  • Разложением кристаллогидрата при нагревании:
C s 2 S ⋅ 4 H 2 O   → − H 2 O 200 − 250 o C   C s 2 S ⋅ 2 H 2 O   → − H 2 O > T   C s 2 S {displaystyle {mathsf {Cs_{2}Scdot 4H_{2}O {xrightarrow[{-H_{2}O}]{200-250^{o}C}} Cs_{2}Scdot 2H_{2}O {xrightarrow[{-H_{2}O}]{>T}} Cs_{2}S}}}

Физические свойства

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 свойства

  • В водных растворах имеет щелочную реакцию вследствие гидролиза по аниону:
S 2 − + H 2 O   →     H S − + O H − {displaystyle {mathsf {S^{2-}+H_{2}O {xrightarrow { }} HS^{-}+OH^{-}}}}
  • Реагирует с разбавленными сильными кислотами:
C s 2 S + 2   H C l   →     2   C s C l + H 2 S ↑ {displaystyle {mathsf {Cs_{2}S+2 HCl {xrightarrow { }} 2 CsCl+H_{2}Suparrow }}}
  • В реакции с концентрированной серной кислотой проявляются восстанавливающие свойства сульфида цезия:
C s 2 S + 3   H 2 S O 4   →     2   C s H S O 4 + S O 2 ↑ + S ↓ + 2   H 2 O {displaystyle {mathsf {Cs_{2}S+3 H_{2}SO_{4} {xrightarrow { }} 2 CsHSO_{4}+SO_{2}uparrow +Sdownarrow +2 H_{2}O}}}
  • Водные растворы медленно окисляются кислородом воздуха с образованием различных продуктов:
C s 2 S   → − C s O H O 2   S ↓ C s S n C s 2 S 2 O 3 {displaystyle {mathsf {Cs_{2}S {xrightarrow[{-CsOH}]{O_{2}}} {egin{matrix}{mathsf {Sdownarrow }}{mathsf {CsS_{n}}}{mathsf {Cs_{2}S_{2}O_{3}}}end{matrix}}}}}
  • В твёрдом состоянии окисляется до сульфата:
C s 2 S + 2   O 2   → 500 o C   C s 2 S O 4 {displaystyle {mathsf {Cs_{2}S+2 O_{2} {xrightarrow {500^{o}C}} Cs_{2}SO_{4}}}}
  • При кипячении раствора с серой образуются полисульфиды:
C s 2 S + n S   → 100 o C   C s 2 S n + 1 {displaystyle {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:
C s 2 S + H 2 S   →     2 C s H S {displaystyle {mathsf {Cs_{2}S+H_{2}S {xrightarrow { }} 2CsHS}}}