硫化物是指硫與電負(fù)性比硫小的元素所形成的化合物。金屬硫化物可以看作是氫硫酸(H2S的水溶液)的正鹽。正鹽中除堿金屬(包括NH4+)的硫化物和BaS易溶于水外,其他硫化物的溶解性都很小且各有特征顏色。大多數(shù)金屬硫化物難溶于水的原因可以從結(jié)構(gòu)上來解釋:S2-的半徑比較大,因此變形性大,在與重金屬離子結(jié)合時,由于離子相互極化作用使這些金屬硫化物中的M-S鍵顯共價性,造成這類硫化物難溶于水。金屬離子的極化作用越強(qiáng),其硫化物的溶解度越小。
硫化物按照溶解度的大小,可以分為三類:
第一類溶于水的硫化物。堿金屬及銨的硫化物可溶于水。它們在水中發(fā)生強(qiáng)烈水解,例如Na2S溶液由于水解而呈強(qiáng)堿性,堿土金屬的硫化物中BeS不溶于水,其他的硫化物則微溶于水,但后者在水中由于水解而生成溶于水的硫氫化物。
硫化物按照溶解度的大小,可以分為三類:
第一類溶于水的硫化物。堿金屬及銨的硫化物可溶于水。它們在水中發(fā)生強(qiáng)烈水解,例如Na2S溶液由于水解而呈強(qiáng)堿性
Na2S+H2O= NaHS+ NaOH
堿土金屬的硫化物中BeS不溶于水,其他的硫化物則微溶于水,但后者在水中由于水解而生成溶于水的硫氫化物,如
2CaS+2H2O=Ca(HS)2+Ca(OH)2
第二類不溶于水而溶于稀酸的硫化物。周期表中部一些副族金屬元素的硫化物,如MnS、FeS、CoS、NiS及ZnS等,屬于此類。往含有這些金屬離子的溶液中加入可溶性硫化物,如(NH4)2S,就可生成硫化物沉淀。例如
Fe2++S2-=Fes↓
但若往該溶液中通人H2S時,由于溶液呈酸性,就不會生成沉淀
硫化氫具有刺激作用和細(xì)胞窒息作用,但由于全身毒性作用劇烈而發(fā)病迅速,故在吸入硫化氫濃度較低時,可見到較明顯的刺激作用,吸入濃度較高時,嗅神經(jīng)末梢麻痹,可使硫化氫臭味“消失”,繼則發(fā)生昏迷,甚至死亡。
輕度中毒
接觸較低濃度(70~150mg/m3)硫化氫時,表現(xiàn)為明顯的眼及上呼吸道刺激癥狀,如眼痛、流淚、羞明、眼瞼痙攣、視力模糊或有彩環(huán)出現(xiàn),流涕、嗆咳、胸痛、胸悶、惡心等;并有逐漸加重的全身癥狀,如頭暈、頭痛、乏力、心悸、呼吸困難、冷汗淋漓,甚至發(fā)生暈厥。 此時如將患者移至空氣新鮮處,可自行緩解,但頭痛、乏力等全身癥狀,要延續(xù)數(shù)日方漸消失。
中度中毒
在接觸較高濃度(300~600mg/m3)硫化氫時,可出現(xiàn)化學(xué)性肺炎和化學(xué)性肺水腫,患者呼吸困難,胸悶、氣短、心悸、頭痛、頭暈、惡心等明顯加重,并很快由意識模糊陷入昏迷:吠態(tài)。查體可見患者面色灰白或發(fā)紺,皮膚濕冷,意識喪失,呼吸淺快,脈搏頻弱,心音低鈍,肺內(nèi)可聞及干性或濕性羅音;血壓初可正?;蚱?,繼則下降;瞳孔常散大,各種生理反射減弱或消失;體溫升高。
海水從地殼裂隙滲入地下,遇到熔巖被加熱,熱水溶解了周圍巖層中的金、銀、銅、鐵、鋅、鉛等金屬后從地下噴出。這些金屬經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)形成硫化物沉積在附近的海底,形成幾千噸至上億噸的塊狀海底礦床。海底熱液活動還形成像煙囪一樣的奇特景觀。在“煙囪”周圍,生活著耐高溫高壓的生物群落,它們獨特的生物特征也有廣闊的應(yīng)用前景?,F(xiàn)時,發(fā)達(dá)國家都非常重視相關(guān)的研究。在紅海2000多米深的中央海槽里,當(dāng)初海洋科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了著名的“熱鹵水沉積物”,即熱液硫化物。
熱液硫化物在海底形成的"黑煙囪"噴出了熾熱溶液,這些溶液富含銅、鐵、硫、鋅,還有少量的鉛、銀、金、鈷等金屬和其他一些微量元素。 熱液硫化物形成的金屬結(jié)核 當(dāng)這些熱液與4攝氏度的海水混合后,原來無色透明的溶液就成了黑色的金屬硫化物溶液。
水質(zhì)硫化物酸化吹氣儀主要特點如下:
1、大容量反應(yīng)瓶,可同時處理多個樣品
2、鹽酸口、氣體進(jìn)口、出口三口一體且相互獨立,操作不會互相干擾
3、恒溫水浴加熱,具有快速自動恒溫控制系統(tǒng),加熱溫度可以手動設(shè)定
4、由升降位置固定旋鈕調(diào)節(jié)樣品架及配氣系統(tǒng)的升降。
5、每個樣品的氮氣流量獨立控制調(diào)節(jié)或關(guān)閉,針閥氣體流量計準(zhǔn)確控制和顯示氣體總消耗量
6、儀器外觀采用全鏡面不銹鋼材質(zhì),具有耐酸堿、抗腐蝕、耐高溫的特點
7、儀器水浴系統(tǒng)自帶放液閥,防水方便快捷。
物理性質(zhì)
金屬硫化物一般是有顏色、難溶于水的固體,只有堿金屬硫化物、硫化銨易溶于水和少數(shù)堿土金屬微溶于水。在分析化學(xué)上,常利用各種硫化物在水中的溶解性差異和特征顏色進(jìn)行鑒別和分離。有硫化鈉、硫化鉀、硫化鋅、硫化鎂、硫化亞鐵、硫化錳等易溶于稀酸,其它硫化鉛、硫化鎘、硫化銻、硫化亞錫、硫化銀、硫化銅、硫化汞都不溶于稀酸。即堿金屬硫化物易溶,堿土金屬的硫化物;硫化鈣、硫化鍶、硫化鋇等微溶于水。
化學(xué)性質(zhì)
由于氫硫酸為弱酸,因此,硫化物在水中都會有不同程度的水解性。例如,硫化鈉在水中幾乎完全水解:它的水溶液呈堿性,俗稱“硫化堿”,在工業(yè)上常用價格便宜的硫化鈉代替 NaOH作為堿使用。堿土金屬的硫化物遇水也可發(fā)生水解。