Koppar(I)sulfid

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 13 maj 2020; kontroller kräver 6 redigeringar .

Koppar(I)sulfid
Kristallstruktur av kalkosin
Systematiskt namn	Dimedy monosulfid
Andra namn	Koppar(I)sulfid
Kemisk formel	Cu 2S _
Empirisk formel	Cu 2−X S, x = 0÷0,10
Utseende	mörkgrå fast
Egenskaper
Molar massa	159,16 g / mol
Smält temperatur	1129 °C (1402,15 K)
Nedbrytningstemperatur	700 °C (vakuum)
Fasövergångar	103 °C (diamant → hex) 437 °C (hex → cub)
Densitet	5,81 g/cm³
Mohs hårdhet	2,5÷3,0
Löslighet i vatten	1,3⋅10 −15 g/100 ml
Löslighetsprodukt	2,3⋅10 −48
Toxikologiska data
MPC	i luft 4 mg/m 3
Strukturera
Kristallcell	ortorombisk
Termodynamiska egenskaper
Standardentalpi för bildning	−79 kJ/mol
Entalpi av fusion	+23,01 kJ/mol
Standard molär entropi	+121 J/(mol K)
Gibbs standardenergi för bildning	−86 kJ/mol
Klassificering
CAS registreringsnummer	22205-45-4
EG-registreringsnummer	244-842-9
Där det inte anges ges data under standardförhållanden (25 °C, 100 kPa).

Koppar(I)sulfid är ett oorganiskt ämne med formeln . Tillhör klassen av binära föreningar . Kan också betraktas som ett koppar ( II ) salt av vätesulfidsyra . ${\mathsf {Cu_{2}S))$

Att vara i naturen

Koppar(I)sulfid finns i naturen som mineralet chalcocit (föråldrade namn: chalcocit, redrutite, kopparglans). Dessutom är sammansättningen av denna förening nära mineralet jurleite , ibland kallat jarleite [1] (för mer detaljer, se Kopparsulfider ). Huvudegenskaperna presenteras i tabellen.

	Khalkozin [2]	Jurleit [3]
Förening	Cu 2S _	Cu 1,94 S
Färg	mörkgrå	den svarta
Syngony	rombisk	monoklinisk
Densitet, g/cm³	5,5—5,8	5,5—5,7
Hårdhet	2,5–3,0	2.2—2.4

Fysiska egenskaper

Koppar(I)sulfid är en mörkgrå fast substans, olöslig i vatten och etanol [4] .

Cu2S finns i tre kristallina modifikationer [5] :

a -Cu2S , rombiskt system , rymdgrupp Ab2m , cellparametrar a = 1,1190 nm , b = 2,728 nm , c = 1,341 nm , Z = 96 , d = 5,81 g/ cm3 ;
p -Cu2S , hexagonalt system , rymdgrupp P63 /mmc, cellparametrar a = 0,389 nm , c = 0,668 nm , Z = 2 , d = 5,78 g/ cm3 ;
y -Cu2S , kubiskt system , rymdgrupp F m3m , cellparametrar a = 0,5735 nm , Z = 4 , d = 5,60 g/ cm3 .

Fasövergångstemperaturer: α → β 103 °C, β → γ 437 °C.

Koppar(I)sulfid är benägen att bilda icke-stökiometriska föreningar, vars egenskaper kan skilja sig mycket från stökiometriska [5] .

Kemiska egenskaper

Reaktioner vid höga temperaturer

Vid atmosfärstryck i en inert atmosfär:

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

I ett vakuum :

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

Med ånga:

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

Med syre :

{\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}}}

Med klor :

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

Med järn(II)sulfid och svavel :

{\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}}}

Reaktioner i lösningar

Koppar(I)sulfid reagerar inte med saltsyra .

Lösligt i varm koncentrerad salpetersyra , en koncentrerad lösning av kaliumcyanid :

{\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))

Löser sig långsamt i kall koncentrerad salpetersyra, varm koncentrerad svavelsyra , koncentrerad ammoniaklösning :

{\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}}

Reducerar Fe 3+ till Fe 2+ (i lösning):

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

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

Får

Koppar(I)sulfid kan erhållas med någon av följande metoder [4] .

Genom att värma metallisk koppar med svavel i vakuum:

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

Genom att värma metallisk koppar i en ström av svaveldioxid :

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

Termisk nedbrytning av koppar(II)sulfid :

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

Genom att värma koppar(II)sulfid i en väteström :

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

Genom att värma koppar(I)oxid med svavel:

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

Enkristaller av koppar(I)sulfid erhålls genom zonsmältning [ 5] .

Applikation

Malmer som innehåller koppar (I) sulfid - en av råvarorna för framställning av koppar, kopparsulfat . Koppar(I)sulfid är en komponent i kopparsten i den pyrometallurgiska produktionen av koppar. Används även som halvledare , en komponent i halvledarlegeringar [ 5] .

Hälsoeffekter

Koppar(I)sulfiddamm är giftigt, MPC i luft är 4 mg/m³. [5]

Se även

Anteckningar

↑ Yakhontova L.K., Zvereva V.P. Fundamentals of mineralogy of hypergenesis. Proc. ersättning. Vladivostok: Dal'nauka, 2000. 331 s. Arkiverad 2 april 2015 på Wayback Machine ISBN 5-7442-1235-3
↑ Halkozin på webmineral.com . Datum för åtkomst: 13 juli 2010. Arkiverad från originalet den 2 maj 2012. (obestämd)
↑ Jurleit på webmineral.com . Datum för åtkomst: 13 juli 2010. Arkiverad från originalet den 2 maj 2012. (obestämd)
↑ 1 2 Lidin R.A., Molochko V.A., Andreeva L.L. Reaktioner av oorganiska ämnen: en uppslagsbok. - M . : Bustard, 2007. - S. 151.
↑ 1 2 3 4 5 [www.xumuk.ru/encyklopedia/2464.html Kopparsulfider på xumuk.ru] . (obestämd)