Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Содержание
Описание и структура
Сульфид железа (II) — бескислородная соль. Кристаллы чёрного цвета с металлическим блеском и гексагональной кристаллической решёткой, тугоплавкий, разлагается при нагревании в вакууме. Во влажном состоянии чувствителен к кислороду воздуха. Нерастворим в воде. Не выпадает в осадок при насыщении растворов солей железа (II) сероводородом. Разлагается кислотами. Применяется как сырье в производстве чугуна, твердый источник сероводорода. Не притягивается магнитом.
Получение
1. Взаимодействие железа с серой:
Реакция начинается при нагревании смеси железа с серой в пламени горелки, далее может протекать и без подогрева, с выделением теплоты.
2. Взаимодействие оксида железа (III) с водородом и сероводородом:
Химические свойства
1. Взаимодействие с концентрированной HCl:
2. Взаимодействие с концентрированной HNO3:
Применение
Сульфид железа (II) служит обычным исходным продуктом при получении сероводорода в лабораторных условиях. Гидросульфид железа [Fe(SH)2] и/или отвечающая ему основная соль [Fe(SH)OH] является важнейшей составной частью некоторых лечебных грязей.
Сульфид железа (II) свойства, риски и использование
сульфид железа (II), также называется сульфид железа, представляет собой химическое соединение формулы FeS. Порошок сульфида железа пирофорный (самовозгорается в воздухе).
Сульфид железа (II) получают нагреванием серы и железа по реакции:
Реакция очень экзотермическая (выделяет тепло), и соотношение железа и серы должно составлять 7: 4 (NileRed, 2014).
Сульфид железа также может быть получен в водной среде путем растворения серы в растворе ионного железа (II). Сера при растворении образует сероводород, который обратимо реагирует с ионами железа (II) в соответствии с реакцией
вера 2+ + H2S FeS (s) + 2H +
Однако эта реакция конкурирует с реакцией образования сульфата железа (II) кислоты следующим образом:
Затем сульфат кислоты железа (II) разлагается на сульфат железа, хотя реакция происходит очень медленно (Rickard, 1995)..
Физико-химические свойства
Сульфид железа (II) представляет собой твердое вещество темно-коричневого или черного цвета. Когда оно чисто, оно бесцветно (Национальный центр биотехнологической информации, С.Ф.). Рисунок 2 иллюстрирует появление сульфида железа.
Соединение имеет молекулярную массу 87,910 г / моль и плотность 4,84 г / мл. Он имеет температуру плавления 1195 ° C и нерастворим в воде и азотной кислоте (Royal Society of Chemistry, 2015).
Сульфид железа реагирует в кислой среде с образованием оксидов железа и паров сероводорода, которые являются чрезвычайно токсичными. Это наблюдается в следующей реакции:
FeS + 2H + → Вера 2+ + H2S
Реагирует с разбавленными растворами серной кислоты с образованием оксида железа, диоксида серы и воды по реакции:
Реактивность и опасности
Сульфид железа является нестабильным соединением и реагирует с воздухом с образованием оксида железа и серы. Соединение является пирофорным и может самопроизвольно воспламениться, а также является продуктом сильного воздействия, поэтому не рекомендуется измельчать его в ступке, когда он синтезируется, и с ним следует обращаться осторожно..
Реагирует с окислителями, а при нагревании разложение выделяет токсичные пары оксидов серы. Состав очень опасен при проглатывании и опасен при попадании в глаза (раздражение) и вдыхании (паспорт безопасности материала Сульфид железа, 2013 г.).
В случае попадания в глаза их следует промыть большим количеством воды в течение не менее 15 минут, иногда поднимая верхнее и нижнее веко..
Если соединение попало на кожу, его следует промыть большим количеством воды в течение не менее 15 минут при снятии загрязненной одежды и обуви..
В случае проглатывания, если пострадавший находится в сознании и настороже, ему следует дать 2-4 стакана молока или воды. Никогда не давайте ничего человеку без сознания
В случае вдыхания пострадавший должен быть удален с места воздействия и перенесен в прохладное место. Если он не дышит, следует применять искусственное дыхание. Если дыхание затруднено, следует назначить кислород.
Во всех случаях требуется немедленная медицинская помощь (Fisher Scientific, 2009).
Сульфид железа участвует в редком доброкачественном состоянии, известном как псевдомеланоз двенадцатиперстной кишки. Эндоскопически это проявляется в виде дискретных плоских черно-коричневых пятен на слизистой двенадцатиперстной кишки..
Он не вызывает симптомов и может быть обратимым. С помощью электронной микроскопии и рентгеновского анализа рассеивания энергии электронным зондом пигмент в основном соответствует накоплению сульфида железа (FeS) в макрофагах в собственной пластинке слизистой оболочки (Cheng CL, 2000)..
Обработка и хранение
Сульфид железа следует хранить вдали от источников тепла и источников возгорания. Пустые контейнеры представляют опасность пожара, отходы должны испаряться под вытяжкой. Заземлите все оборудование, содержащее материал, чтобы избежать электрических искр.
Не вдыхать пыль. Избегать контакта с глазами. Носите подходящую защитную одежду. В случае недостаточной вентиляции, носить подходящее дыхательное оборудование.
Если вы плохо себя чувствуете, вам следует обратиться к врачу и как можно больше показать этикетку продукта. Соединение следует хранить вдали от несовместимых веществ, таких как окислители и кислоты.
Контейнер, содержащий состав, должен быть сухим в прохладном месте. И это должно быть герметично закрыто в проветриваемом месте. Горючие материалы следует хранить вдали от сильной жары и вдали от сильных окислителей..
приложений
Сульфид железа используется в промышленности по производству сплавов и нержавеющей стали для контроля за охрупчиванием водорода. Металлургическая промышленность использует сульфид железа в качестве восстанавливающего сульфурирование материала при изготовлении безуглеродистых, легированных и нержавеющих сталей для резки..
Он также действует в качестве разлагающего агента для улучшения производительности стального литейного станка, который используется при производстве различных стальных деталей. При очистке неочищенной фосфорной кислоты сульфид железа используется в качестве восстановителя для удаления тяжелых примесей из фосфорной кислоты..
Другое использование сульфида железа в производстве ковкого железа. Сульфид железа в сочетании с двухвалентным кремнием и железомарганцем используется для увеличения содержания серы в стали и железе.
Сульфид железа также используется в качестве лабораторного химического вещества для приготовления сероводорода. В красках для волос, краске, керамике, флаконах и стаканах в качестве пигмента используется сульфид железа. Он также используется в смазочных материалах и для очистки выхлопных газов..
Сульфид железа совместим с сульфатами. Сульфатные соединения растворимы в воде и используются при обработке воды. Сульфид железа также используется при производстве металлических отливок.
Сульфид железа (II), характеристика, свойства и получение, химические реакции
Сульфид железа (II) – неорганическое вещество, имеет химическую формулу FeS.
Краткая характеристика сульфида железа (II):
Сульфид железа (II) – неорганическое вещество коричнево-черного цвета с металлическим блеском, соединение железа и серы, соль железа и сероводородной кислоты.
Сульфид железа (II) представляет собой коричнево-черные кристаллы.
Химическая формула сульфида железа (II) FeS.
Не растворяется в воде. Не притягивается магнитом. Тугоплавок.
Разлагается при нагревании в вакууме.
Во влажном состоянии чувствителен к кислороду воздуха, т.к. вступает с кислородом в реакцию, образуя сульфит железа (II).
Физические свойства сульфида железа (II):
Наименование параметра:
Значение:
Химическая формула
FeS
Синонимы и названия иностранном языке
iron (II) sulfide (англ.)
Тип вещества
неорганическое
Внешний вид
коричнево-черные гексагональные кристаллы
Цвет
коричнево-черный
Вкус
—*
Запах
без запаха
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.)
твердое вещество
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м 3
4840
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см 3
4,84
Температура кипения, °C
—
Температура плавления, °C
1194
Молярная масса, г/моль
87,91
Получение сульфида железа (II):
Сульфид железа (II) получается в результате следующих химических реакций:
Fe + S → FeS (t = 600-950 о С).
Реакция протекает путем сплавления алюминия с углеродом в дуговой печи.
FeO + H2S → FeS + H2O (t = 500 о С).
Химические свойства сульфида железа (II). Химические реакции сульфида железа (II):
Химические свойства сульфида железа (II) аналогичны свойствам сульфидов других металлов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:
1. реакция сульфида железа (II) и кремния:
Si + FeS → SiS + Fe (t = 1200 о С).
В результате реакции образуются сульфид кремния и железо.
2. реакция сульфида железа (II) и кислорода:
В результате реакции образуются сульфат железа (II). Реакция протекает медленно. В ходе реакции используется влажный сульфид железа. Также образуются примеси: сера S, полигидрат оксида железа (III) Fe2O3 • nH2O.
3. реакция сульфида железа (II), кислорода и воды:
В результате реакции образуются гидроксид железа и сероводород.
4. реакция сульфида железа (II), оксида кальция и углерода:
FeS + CaO + C → Fe + CO + CaS (t о ).
В результате реакции образуются железо, оксид углерода и сульфид кальция.
5. реакция сульфида железа (II) и сульфида меди:
В результате реакции образуются дитиоферрата (II) меди (II) (халькопирит).
6. реакции сульфида железа (II) с кислотами:
Сульфид железа (II) реагирует с сильными минеральными кислотами.
Реферат: Сульфиды железа (FeS, FeS2) и кальция (CaS)
Название: Сульфиды железа (FeS, FeS2) и кальция (CaS) Раздел: Рефераты по химии Тип: реферат Добавлен 10:51:53 13 марта 2011 Похожие работы Просмотров: 9431 Комментариев: 19 Оценило: 6 человек Средний балл: 4.8 Оценка: 5 Скачать
Выполнил Иванов И.И.
Сульфиды в природе
Дериватографический анализ пирита
Сульфиды
Свойства
Характерны следующие общие физические свойства: металлический блеск, высокая и средняя отражающая способность, сравнительно низкая твёрдость и большой удельный вес.
Происхождение (генезис)
Широко распространены в природе, составляя около 0,15 % от массы земной коры. Происхождение преимущественно гидротермальное, некоторые сульфиды образуются и при экзогенных процессах в условиях восстановительной среды. Являются рудами многих металлов — Cu, Ag, Hg, Zn, Pb, Sb, Co, Ni и др. К классу сульфидов относят близкие к ним по свойствам антимониды, арсениды, селениды и теллуриды.
Сульфиды в природе
Вследствие этого миграция серы в земной коре определяется степенью её окисленности: восстановительная среда способствует образованию сульфидных минералов, окислительные условия — возникновению сульфатных минералов. Нейтральные атомы самородной серы представляют переходное звено между двумя типами соединений, зависящими от степени окисления или восстановления.
Пирит
Свойства
Цвет светлый латунно и золотисто-желтый, напоминающий золото или халькопирит; иногда содержит микроскопические включения золота. Пирит кристаллизуется в кубической сингонии. Кристаллы в форме куба, пентагон-додекаэдра, реже – октаэдра, встречается также в виде массивных и зернистых агрегатов.
Происхождение (генезис)
Установлен почти во всех типах геологических образований. В виде акцессорного минерала присутствует в изверженных породах. Обычно является существенным компонентом в гидротермальных жилах и метасоматических месторождениях (высоко-, средне- и низкотемпературных). В осадочных породах пирит встречается в виде зерен и конкреций, например, в черных глинистых сланцах, углях и известняках. Известны осадочные породы, состоящие преимущественно из пирита и кремня. Часто образует псевдоморфозы по ископаемой древесине и аммонитам.
Распространение
Применение
Пиритовые руды являются одним из основных видов сырья, используемого для получения серной кислоты и медного купороса. Из него попутно извлекаются цветные и драгоценные металлы. Благодаря своему свойству высекать искры, пирит использовался в колесцовых замках первых ружей и пистолетов (пара сталь-пирит). Ценный коллекционный материал.
Пирротин
Свойства
Пирротин огненно-красный или тёмно-оранжевый цвет, магнитный колчедан, минерал из класса сульфидов состава Fe1-x S. В виде примеси входят Ni, Со. Кристаллическая структура имеет плотнейшую гексагональную упаковку из атомов S.
0,11 и ниже (до 0,2) пиротин из гексагональной модификации переходит в моноклинную. Цвет пирротина бронзово-жёлтый с бурой побежалостью; блеск металлический. В природе обычны сплошные массы, зернистые выделения, состоящие из прорастаний обеих модификаций.
Твёрдость по минералогической шкале 3,5—4,5; плотность 4580—4700 кг/м3. Магнитные свойства меняются в зависимости от состава: гексагональные (бедные S) пирротины — парамагнитны, моноклинные (богатые S) — ферромагнитны. Отдельные минералы пиротина обладают особой магнитной анизотропией — парамагнетизмом в одном направлении и ферромагнетизмом в другом, перпендикулярном первому.
Происхождение (генезис)
Имеет широкое распространение в гипогенных месторождениях медно-никелевых руд, связанных с ультраосновными породами; также в контактно-метасоматических месторождениях и гидротермальных телах с медно-полиметаллическим, сульфидно-касситеритовым и др. оруденением. В зоне окисления переходит в пирит, марказит и бурые железняки.
Применение
Играет важную роль в производстве железного купороса и крокуса; как руда для получения железа менее значима чем пирит. Используется в химической промышленности (производство серной кислоты).В пирротине обычно содержатся примеси различных металлов (никель, медь, кобальт и др.), что делает его интересным сточки зрения промышленного применения. Во-первых, этот минерал является важной железной рудой. А во-вторых, некоторые его разновидности используются в качестве руды никеля.. Ценится коллекционерами.
Марказит
Свойства
Цвет черты тёмный, зеленовато-серый, блеск металлический. Твёрдость 5-6, хрупок, спайность несовершенная. Марказит не очень устойчив в поверхностных условиях, со временем, особенно при высокой влажности, он разлагается, превращаясь в лимонит и выделяя серную кислоту, поэтому его следует хранить отдельно и с особой осторожностью. При ударе марказит испускает искры и запах серы.
Происхождение (генезис)
В природе марказит встречается гораздо реже, чем пирит. Наблюдается в гидротермальных, преимущественно жильных месторождениях, чаще всего в виде друз мелких кристаллов в пустотах, в виде присыпок на кварце и кальците, в виде корок и натёчных форм. В осадочных породах, в основном угленосных, песчаноглинистых отложениях, марказит встречается преимущественно в виде конкреций, псевдоморфоз по органическим останкам, а также тонкодисперсного сажистого вещества. По макроскопическим признакам марказит часто принимают за пирит. Кроме пирита в ассоциации с марказитом обычно находятся сфалерит, галенит, халькопирит, кварц, кальцит и другие.
Месторождения
Из гидротермальных сульфидных месторождений можно отметить Блявинское в Оренбургской области на Южном Урале. К числу осадочных относятся Боровичекие угленосные отложения песчаных глин (Новгородская область), содержащие различной формы конкреции. По разнообразию форм славятся также Курьи-Каменские и Троицко-Байновские месторождения глинистых отложений на восточном склоне Среднего Урала (к востоку от Свердловска). Следует отметить месторождения в Боливии, а также Клаусталь и Фрейберг (Вестфалия, Северный Рейн, Германия), где встречаются хорошо образованные кристаллы. В виде конкреций или особенно красивых, радиально-лучистых плоских линз в некогда илистых осадочных породах (глинах, мергелях и бурых углях) залежи марказита найдены в Богемии (Чехия), Парижском бассейне (Франция) и Штирии (Австрия, образцы до 7 см). Марказит разрабатывается в Фолькстоуне, Довере и Тевистоке в Великобритании, во Франции, в США отличные образцы получены из Джоплина и других мест горнодобывающего региона ТриСтейт (штатов Миссури, Оклахома и Канзас).
Применение
В случае наличия больших масс марказит может разрабатываться для производства серной кислоты. Красивый, но хрупкий коллекционный материал.
Ольдгамит
Получение
Известен как минерал Ольдгамит состоящий из сульфида кальция с примесями магния, натрия, железа, меди. Кристаллы бледно-коричневого цвета, переходящего в темно-коричневый.
Прямой синтез из элементов:
Реакцией гидрида кальция в сероводороде:
Из карбоната кальция:
Восстановлением сульфата кальция:
Физические свойства
Малорастворим в холодной воде, кристаллогидратов не образует. Как и многие другие сульфиды, сульфид кальция в присутствии воды подвергается гидролизу и имеет запах сероводорода.
Химические свойства
При нагревании разлагается на компоненты:
В кипящей воде полностью гидролизуется:
Разбавленные кислоты вытесняют сероводород из соли:
Сероводород слабая кислота и может вытесняться из солей даже углекислым газом:
При избытке сероводорода образуются гидросульфиды:
Как и все сульфиды, сульфид кальция окисляется кислородом:
Применение
Применяют для приготовления люминофоров, а также в кожевенной промышленности для удаления волос со шкур, также применяется в медицинской промышленности в качестве гомеопатического средства.
Химическое выветривание
Химическое выветривание — это совокупность различных химических процессов, в результате которых происходит дальнейшее разрушение горных пород и качественного изменения их химического состава с образованием новых минералов и соединений. Важнейшими факторами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода — энергичный растворитель горных пород и минералов.
Реакции, протекающей при обжиге сульфида железа в кислороде:
Реакции, протекающей при обжиге дисульфида железа в кислороде:
При окислении пирита в стандартных условиях образуется серная кислота:
При попадании сульфида кальция в топку могут происходить следующие реакции:
с образованием в качестве конечного продукта сульфата кальция.
При взаимодействии сульфида кальция с углекислым газом и водой образуется карбонат кальция и сероводород:
Термический анализ
Метод исследования физико-химических и химических превращений, происходящих в минералах и горных породах в условиях заданного изменения температуры. Термический анализ позволяет идентифицировать отдельные минералы и определять их количественное содержание в смеси, исследовать механизм и скорость протекающих в веществе изменений: фазовые переходы или химические реакции дегидратации, диссоциации, окисления, восстановления. С помощью термического анализа регистрируется наличие процесса, его тепловой (эндо- или экзотермичность) характер и температурный интервал, в котором он протекает. С помощью термического анализа решается широкий круг геологических, минералогических, технологических задач. Наиболее эффективно использование термического анализа для изучения минералов, испытывающих фазовые превращения при нагревании и содержащих H2 O, CO2 и другие летучие компоненты либо участвующих в окислительно-восстановительных реакциях (оксиды, гидроксиды, сульфиды, карбонаты, галогениды, природные углеродистые вещества, метамиктные минералы и др.).
Термогравиметрия
Метод термического анализа, основанный на непрерывной регистрации изменения массы (взвешивании) образца в зависимости от его температуры в условиях программированного изменения температуры среды. Программы изменения температуры могут быть различны. Наиболее традиционным является нагревание образца с постоянной скоростью. Однако нередко используются методы в которых температура поддерживается постоянной (изотермические) или меняется в зависимости от скорости разложения образца (например метод постоянной скорости разложения).
Наиболее часто термогравиметрический метод используется при изучении реакций разложения или взаимодействия образца с газами, находящимися в печи прибора. Поэтому современный термогравиметрический анализ всегда включает в себя строгий контроль атмосферы образца с использованием встроенной в анализатор системы продува печи (контролируются как состав так и расход продувочного газа).
Метод термогравиметрии представляет собой один из немногих абсолютных (т.е. не требующих предварительной калибровки) методов анализа, что делает его одним из наиболее точных методов (наряду с классическим весовым анализом).
Дериватография
Комплексный метод исследования химических и физико-химических процессов, происходящих в образце в условиях программированного изменения температуры. Основан на сочетании дифференциального термического анализа (ДТА) с термогравиметрией. Во всех случаях наряду с превращениями в веществе, происходящими с тепловым эффектом, регистрируют изменение массы образца (жидкого или твердого). Это позволяет сразу однозначно определить характер процессов в веществе, что невозможно сделать по данным только ДТА или другого термического метода. В частности, показателем фазового превращения служит тепловой эффект, не сопровождающийся изменением массы образца. Прибор, регистрирующий одновременно термические и термогравиметрические изменения, называют дериватографом.
Объектами исследования могут быть сплавы, минералы, керамика, древесина, полимерные и другие материалы. Дериватография широко используется для изучения фазовых превращений, термического разложения, окисления, горения, внутримолекулярных перегруппировок и других процессов. По дериватографическим данным можно определять кинетические параметры дегидратации и диссоциации, изучать механизмы реакций. Дериватография позволяет исследовать поведение материалов в различной атмосфере, определять состав смесей, анализировать примеси в веществе и проч.сульфид пирит ольдгамит минерал
Использующиеся в дериватографии программы изменения температуры могут быть различны, однако при составлении таких программ необходимо учитывать, что скорость изменения температуры влияет на чувствительность установки по тепловым эффектам. Наиболее традиционным является нагревание образца с постоянной скоростью. Кроме того могут использоваться методы в которых температура поддерживается постоянной (изотермические) или меняется в зависимости от скорости разложения образца (например метод постоянной скорости разложения).
Наиболее часто дериваетография (как и термогравиметрия) используется при изучении реакций разложения или взаимодействия образца с газами, находящимися в печи прибора. Поэтому современный дериватограф всегда включает в себя строгий контроль атмосферы образца с использованием встроенной в анализатор системы продува печи (контролируются как состав, так и расход продувочного газа).
