Sulfură de cupru (I).

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 13 mai 2020; verificările necesită 6 modificări .

sulfură de cupru (I).
Structura cristalină a calcozinei
Nume sistematic	Dimedy monosulfură
Alte nume	sulfură de cupru (I).
Formula chimica	Cu 2 S
Formulă empirică	Cu 2−X S, x = 0÷0,10
Aspect	solid gri închis
Proprietăți
Masă molară	159,16 g / mol
Temperatură de topire	1129 °C (1402,15 K)
Temperatura de descompunere	700 °C (vid)
Tranziții de fază	103 °C (diamant → hex) 437 °C (hex → pui)
Densitate	5,81 g/cm³
Duritatea Mohs	2,5÷3,0
Solubilitate în apă	1,3⋅10 −15 g/100 ml
Produs de solubilitate	2,3⋅10 −48
Date toxicologice
MPC	în aer 4 mg/m 3
Structura
Celulă de cristal	ortorombic
Proprietăți termodinamice
Entalpia standard de formare	−79 kJ/mol
Entalpia de fuziune	+23,01 kJ/mol
Entropia molară standard	+121 J/(mol K)
Energia de formare standard Gibbs	−86 kJ/mol
Clasificare
Număr de înregistrare CAS	22205-45-4
Număr de înregistrare CE	244-842-9
Acolo unde nu sunt indicate, datele sunt date în condiții standard (25 °C, 100 kPa).

Sulfura de cupru (I) este o substanță anorganică cu formula . Aparține clasei de compuși binari . Poate fi considerată și o sare cuproasă a acidului hidrosulfurat . ${\mathsf {Cu_{2}S)}$

Fiind în natură

Sulfura de cupru (I) se găsește în natură ca mineral calcocit (denumiri învechite: calcocit, redrutită, luciu de cupru). De asemenea, compoziția acestui compus este apropiată de mineralul jurleit , uneori numit jarleit [1] (pentru mai multe detalii, vezi sulfuri de cupru ). Principalele proprietăți sunt prezentate în tabel.

	Khalkozin [2]	Jurleit [3]
Compus	Cu 2 S	Cu 1,94 S
Culoare	gri inchis	negrul
Singonie	rombic	monoclinic
Densitate, g/cm³	5,5—5,8	5,5—5,7
Duritate	2,5—3,0	2.2—2.4

Proprietăți fizice

Sulfura de cupru (I) este un solid gri închis, insolubil în apă și etanol [4] .

Cu 2 S există în trei modificări cristaline [5] :

α - Cu2S , sistem rombic , grup spațial Ab 2m, parametrii celulei a = 1,1190 nm , b = 2,728 nm , c = 1,341 nm , Z = 96 , d = 5,81 g/ cm3 ;
β - Cu2S , sistem hexagonal , grup spațial P63 / mmc, parametrii celulei a = 0,389 nm , c = 0,668 nm , Z = 2 , d = 5,78 g/ cm3 ;
γ -Cu 2 S, sistem cubic , grup spațial F m3m, parametrii celulei a = 0,5735 nm , Z = 4 , d = 5,60 g / cm 3 .

Temperaturi de tranziție de fază: α → β 103 °C, β → γ 437 °C.

Sulfura de cupru(I) este predispusă la formarea de compuși nestoichiometrici, ale căror proprietăți pot diferi mult de cele stoichiometrice [5] .

Proprietăți chimice

Reacții la temperaturi ridicate

La presiunea atmosferică într-o atmosferă inertă:

{\mathsf {Cu_{2}S{\xrightarrow {1000-1130^{\circ }C))\ Cu_{2-x}S+\ xCu))

În vid :

{\mathsf {Cu_{2}S{\xrightarrow {>700^{\circ }C}}2\ Cu+\ S}}

Cu abur:

{\mathsf {Cu_{2}S+2\ H_{2}O{\xrightarrow {>600^{\circ }C}}2\ Cu+\ SO_{2}+2\ H_{2}} }

Cu oxigen :

{\mathsf {8\ Cu_{2}S+15\ O_{2}{\xrightarrow {500-600^{\circ }C}}6\ Cu_{2}O+4\ CuSO_{4} +4\ SO_{2}}}

{\mathsf {2\ Cu_{2}S+3\ O_{2}{\xrightarrow {1200-1300^{\circ }C}}2\ Cu_{2}O+2\ SO_{2} }}

{\mathsf {Cu_{2}S+2\ Cu_{2}O{\xrightarrow {1200-1300^{\circ }C}}6\ Cu+\ SO_{2}}}

Cu clor :

{\mathsf {Cu_{2}S+\ Cl_{2}{\xrightarrow {300-400^{\circ }C}}2\ CuCl+\ S}}

Cu sulfură de fier (II) și sulf :

{\mathsf {Cu_{2}S+2\ FeS+\ S{\xrightarrow {800-1000^{\circ }C}}2\ (Fe^{III}Cu^{I})S_{2 }}}

{\mathsf {2\ (Fe^{III}Cu^{I})S_{2}+5\ O_{2}+2\ SiO_{2}{\xrightarrow {1000^{\circ }C }}2\ Cu+2\ FeSiO_{3}+4\ SO_{2}}}

Reacții în soluții

Sulfura de cupru (I) nu reacționează cu acidul clorhidric .

Solubil în acid azotic concentrat fierbinte , o soluție concentrată de cianură de potasiu :

{\mathsf {Cu_{2}S+12\ HNO_{3}\longrightarrow \ Cu(NO_{3})_{2}+\ CuSO_{4}+10\ NO_{2}\uparrow +6 \H_{2}O}}

{\mathsf {Cu_{2}S+4\KCN\longrightarrow 2\K[Cu(CN)_{2}]+\ K_{2}S))

Se dizolvă încet în acid azotic concentrat la rece, acid sulfuric concentrat la cald , soluție concentrată de amoniac :

{\mathsf {Cu_{2}S+8\ HNO_{3}\longrightarrow 2\ Cu(NO_{3})_{2}+\ S\downarrow +4\ NO_{2}\uparrow +4 \H_{2}O}}

{\mathsf {Cu_{2}S+6\H_{2}SO_{4}\longrightarrow 2\CuSO_{4}+5\SO_{2}\uparrow +6\H_{2}O)}

{\mathsf {Cu_{2}S+4\ (NH_{3}\cdot \ H_{2}O)\longrightarrow \ [Cu(NH_{3})_{2}]_{2}S +4\ H_{2}O}}

Reduce Fe 3+ la Fe 2+ (în soluție):

{\mathsf {Cu_{2}S+4\ Fe_{(p)}^{3+}\ {\xrightarrow {80^{\circ }C}}2\ Cu_{(p)}^{ 2+}+4\ Fe_{(p)}^{2+}+\ S\downarrow }}

{\mathsf {Cu_{2}S+2\ Fe_{(p)}^{3+}\ {\xrightarrow {20^{\circ }C))\ CuS\downarrow +\ Cu_{(p )}^{2+}+2\ Fe_{(p)}^{2+}}}

Obținerea

Sulfura de cupru(I) poate fi obținută prin una dintre următoarele metode [4] .

Prin încălzirea cuprului metalic cu sulf în vid:

{\mathsf {2\ Cu+\ S{\xrightarrow {300-400^{\circ }C))\ Cu_{2}S))

Prin încălzirea cuprului metalic într-un curent de dioxid de sulf :

{\mathsf {4\Cu+\SO_{2}{\xrightarrow {600-800^{\circ }C))\ Cu_{2}S+2\ CuO))

Descompunerea termică a sulfurei de cupru (II) :

{\mathsf {2\ CuS{\xrightarrow {200-450^{\circ }C))\ Cu_{2}S+\ S))

Prin încălzirea sulfurei de cupru (II) într-un curent de hidrogen :

{\mathsf {2\ CuS+\ H_{2}{\xrightarrow {600-700^{\circ }C))\ Cu_{2}S+\ H_{2}S))

Prin încălzirea oxidului de cupru(I) cu sulf:

{\mathsf {2\ Cu_{2}O+3\ S{\xrightarrow {>600^{\circ }C}}2\ Cu_{2}S+\ SO_{2}}}

Monocristalele de sulfură de cupru(I) se obțin prin topire în zone [5] .

Aplicație

Minereuri care conțin sulfură de cupru (I) - una dintre materiile prime pentru producerea de cupru, sulfat de cupru . Sulfura de cupru (I) este o componentă a matei de cupru în producția pirometalurgică a cuprului. De asemenea, folosit ca semiconductor , o componentă a aliajelor semiconductoare [5] .

Efecte asupra sănătății

Praful de sulfură de cupru (I) este toxic, MPC în aer este de 4 mg/m³. [5]

Vezi și

Note

↑ Yakhontova L.K., Zvereva V.P. Fundamentele mineralogiei hipergenezei. Proc. indemnizatie. Vladivostok: Dal'nauka, 2000. 331 p. Arhivat 2 aprilie 2015 la Wayback Machine ISBN 5-7442-1235-3
↑ Halkozin la webmineral.com . Data accesului: 13 iulie 2010. Arhivat din original pe 2 mai 2012. (nedefinit)
↑ Jurleit la webmineral.com . Data accesului: 13 iulie 2010. Arhivat din original pe 2 mai 2012. (nedefinit)
↑ 1 2 Lidin R.A., Molochko V.A., Andreeva L.L. Reacțiile substanțelor anorganice: o carte de referință. - M . : Butard, 2007. - S. 151.
↑ 1 2 3 4 5 [www.xumuk.ru/encyklopedia/2464.html Sulfuri de cupru la xumuk.ru] . (nedefinit)