Сульфид серебра

Сульфид серебра это соль серебра, сложное неорганическое вещество, в состав которого входит серебро Ag и сера S.

Химическая формула сульфида серебра Ag₂S, в природе встречается в виде минерала аргентита, в домашних (лабораторных) условиях может быть получен нагреванием серы с серебром.

Сульфид серебра (I) (Ag₂S)

В чистом состоянии имеет серо — чёрный цвет, природный в зависимости от примесей имеет металлический цвет.

Растворяется в концентрированных кислотах и щелочами при нагревании. Реакция на холоду с кислотами не про тикает.

В воде практически не растворим , переводится в раствор за счёт комплексообразования.

Температура плавления -832 °C.

Состояние — твёрдое вещество.

Молярная масса — 247,8 г/моль.

Плотность -7,317 г/см³.

Твёрдость -2—2,5.

Второе название — аргентит.

Получение

Прямым нагреванием серебра с серой :

2Ag + S → Ag₂S

Окислением серебра на воздухе в присутствии сероводорода :

4Ag + 2H₂S + O₂ → 2Ag₂S + 2H₂O

Окислением сероводородом во влажной среде:

2Ag + H₂S → Ag₂S + H₂↑

Действием на нитрат натрия сульфидом серебра , в результате образуется нитрат серебра и сульфид серебра :

2AgNO₃ + Na₂S → 2NaNO₃ + Ag₂S↓

Интересный факт о сульфиде серебра (Ag₂S):

Сульфид серебра является фоточувствительным. Это свойство делает его полезным в фотографии, где раньше использовалось в фотоплёнке для регистрации изображения под воздействием света.

Как определить

Как и все соли серебра можно определить с помощью качественной реакции на серебро, для это сульфид серебра реагируют с азотной кислотой:

Ag₂S + 10HNO₃ = 2AgNO₃ + H₂SO₄ + 8NO₂↑ + 4H₂O

И добавляют хлорид натрия или соляную кислоту:

AgNO₃ + NaCl = NaNO₃ + AgCl↓

А также можно определить с помощью нагревания с бурой, в результате образуется королек серебра.

Реакции

Нагревание свыше (500 ° C) в кислороде воздуха приводит к разложению сульфида серебра на свободное вещество серебро и оксид серы :

Ag₂S + O₂ = 2Ag + SO₂↑

Реакция с азотной кислотой (конц.) приводит к образованию нитрата серебра , серной кислоты и оксида азота :

Ag₂S + 10HNO₃ = 2AgNO₃ + H₂SO₄ + 8NO₂↑ + 4H₂O

Реагирует с цианидами ( конц. ) с образованием комплексного соединения и сульфида калия :

Ag₂S + 4KCN ⇄ 2K[Ag(CN)₂] + K₂S

Реакция с цианидами в присутствии влаги и кислорода приводит к образованию комплексного соединения и тиосульфата калия и гидроксида калия

2Ag₂S + 8KCN (конц.) + 2O₂ + Н2О = 4K[Ag(CN)₂] + K₂SO₃S + 2KOH

Применение

1. Сульфид серебра как руда имеет большое значение в производстве серебра.
2. Чистый без примесей используется для получения твёрдых электролитов.
3. Особо чистый сульфат серебра применяется в полупроводниковой промышленности.
4. Применяется как катализатор в некоторых химических реакциях.

Вывод

Ag₂S представляет собой серо-чёрное твёрдое вещество с металлическим блеском в природном состоянии.

Оно практически не растворимо в воде, но растворяется в концентрированных кислотах и щелочах при нагревании.

Приведены его физические свойства, такие как температура плавления, молярная масса, плотность и твёрдость.

Получение: Описаны различные методы получения сульфида серебра, включая прямое нагревание серебра с серой.

Окисление серебра в присутствии сероводорода, реакцию серебра с сероводородом во влажной среде и взаимодействие нитрата серебра с сульфидом натрия.

Определение: Указаны способы идентификации Ag₂S, основанные на качественной реакции на ионы серебра после растворения сульфида в азотной кислоте.

И последующей реакции с хлоридами, а также с помощью нагревания с бурой.

Химические реакции: Перечислены химические реакции, в которые вступает сульфид серебра при нагревании в кислороде, взаимодействии с концентрированной азотной кислотой и цианидами в различных условиях.

Применение: Отмечено важное значение Ag₂S как руды для производства серебра.

Чистый сульфид используется для получения твёрдых электролитов, а особо чистый – в полупроводниковой промышленности.

Также указано его применение в качестве катализатора.

Задача

Определите массовые доли сульфидов серебра Ag₂S и германия GeS₂ , входящих в состав минерала аргиродита Ag₈GeS₆.

Для этого нужно определить молярные массы всех веществ:

Молярная масса Ag₂S (сульфид серебра):

1. M(Ag) = 107.87 г/моль (атомная масса серебра).
2. M(S) = 32.07 г/моль (атомная масса серы).
3. M(Ag₂S) = 2 х M(Ag) + M(S) = 2 х 107.87 г/моль + 32.07 г/моль = 215.74 г/моль + 32.07 г/моль = 247.81 г/моль.

Молярная масса GeS₂ (сульфид германия):

1. M(Ge) = 72.63 г/моль (атомная масса германия).
2. M(S) = 32.07 г/моль (атомная масса серы).
3. M(GeS₂) = M(Ge) + 2 х M(S) = 72.63 г/моль + 2 х 32.07 г/моль = 72.63 г/моль + 64.14 г/моль = 136.77 г/моль.

Молярная масса Ag₈GeS₆ (аргиродита):

1. M(Ag) = 107.87 г/моль.
2. M(Ge) = 72.63 г/моль.
3. M(S) = 32.07 г/моль.
4. M(Ag₈GeS₆) = 8 х M(Ag) + M(Ge) + 6 х M(S).
5. M(Ag₈GeS₆) = 8 х 107.87 г/моль + 72.63 г/моль + 6 х 32.07 г/моль.
6. M(Ag₈GeS₆) = 862.96 г/моль + 72.63 г/моль + 192.42 г/моль = 1128.01 г/моль.

Определить количество молей Ag₂S и GeS₂ в одном моле Ag₈GeS₆:

Для Ag₂S: Ag₈GeS₆ содержится 8 атомов серебра. Для образования одной молекулы Ag₂S требуется 2 атома серебра. Следовательно, из 8 атомов серебра можно образовать 8 / 2 = 4 молекулы Ag₂S.

Для GeS₂: В одной молекуле Ag₈GeS₆ содержится 1 атом германия и 6 атомов серы. Для образования одной молекулы GeS₂ требуется 1 атом германия и 2 атома серы.

Из 1 атома германия можно образовать 1 молекулу GeS₂. При этом будет использовано 2 атома серы.

Останется 6 — (1 х 2) = 4 атома серы. Эти оставшиеся 4 атома серы могут реагировать с оставшимися атомами серебра.

Формулу Ag₈GeS₆ можно представить как комбинацию 4 молекул Ag₂S и 1 молекулы GeS₂:

1. 4 Ag₂S = Ag₈GeS₆
2. 1 GeS₂ = GeS₂

Сумма: Ag₈GeS₄+ GeS₂ = Ag₈GeS₆

Таким образом, в одном моле Ag₈GeS₆ содержится 4 моля Ag₂S и 1 моль GeS₂.

Рассчитать массу Ag₂S и GeS₂ в одном моле Ag₈GeS₆:

1. Масса Ag₂S = количество молей х молярная масса = 4 моль х 247.81 г/моль = 991.24 г.
2. Масса GeS₂ = количество молей х молярная масса = 1 моль х 136.77 г/моль = 136.77 г.

Рассчитать массовые доли Ag₂S и GeS₂ в Ag₈GeS₆:

Массовая доля вещества = (масса вещества / молярная масса минерала) х 100%.

Массовая доля Ag₂S:

1. (991.24 г / 1128.01 г) х 100% ≈ 87.87%.

Массовая доля GeS₂:

1. (136.77 г / 1128.01 г) х 100%  ≈ 12.13%

Проверка: Сумма массовых долей должна быть равна 100% : 87.87% + 12.13% = 100%.

Ответ:

1. Массовая доля сульфида серебра (Ag₂S) в аргиродите составляет примерно 87.87%.
2. Массовая доля сульфида германия (GeS₂) в аргиродите составляет примерно 12.13%.

Вывод

1. Сульфид серебра — соль серебра и серы, химическая формула Ag₂S.
2. В природе встречается в виде минерала аргентита.
3. Растворяется в концентрированных кислотах и щелочах при нагревании.
4. Не растворим в воде, но переводится в раствор за счет комплексообразования.
5. Температура плавления -832 °C, состояние — твердое вещество.
6. Молярная масса — 247,8 г/моль, плотность — 7,317 г/см³, твердость — 2-2,5.
7. Используется для получения твердых электролитов, полупроводников и катализаторов.
8. Определение Ag₂S возможно с помощью качественной реакции на серебро и нагревания с бурой.