Сульфид цезия

Сульфид цезия
Общие
Систематическое наименование	Сульфид цезия
Традиционные названия	Сернистый цезий
Рац. формула	Cs2S
Физические свойства
Состояние	Тёмно-красные кристаллы
Молярная масса	297,88 г/моль
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

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

Получение

• Прямой синтез из элементов:

$\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{s}\mathsf{+}\mathsf{S}\stackrel{100-130^{o}C}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}$

• Пропусканием сероводорода через раствор щёлочи:

$\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{s}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\stackrel{}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

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

$\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{s}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{g}\mathsf{S}\stackrel{}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{g}$

• Разложением кристаллогидрата при нагревании:

$\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{\cdot }\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\underset{-H_{2}O}{\overset{200-250^{o}C}{\to }}\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{\cdot }\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\underset{-H_{2}O}{\overset{>T}{\to }}\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}$

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:

${\mathsf{S}}^{\mathsf{2}\mathsf{-}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }\mathsf{H}{\mathsf{S}}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}\mathsf{O}{\mathsf{H}}^{\mathsf{-}}$

• Реагирует с разбавленными сильными кислотами:

$\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{s}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{\uparrow }$

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

$\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{s}\mathsf{H}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathsf{S}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

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

$\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\underset{-CsOH}{\overset{O_2}{\to }}\begin{array}{c}\mathsf{S}\mathsf{\downarrow }\\ \mathsf{C}\mathsf{s}{\mathsf{S}}_{\mathsf{n}}\\ \mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{S}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\end{array}$

• В твёрдом состоянии окисляется до сульфата:

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

• При кипячении раствора с серой образуются полисульфиды:

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

где n=2÷6.

• При пропускании сероводорода через раствор образуется гидросульфид:

$\mathsf{C}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{s}\mathsf{H}\mathsf{S}$

Литература

• 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.