Сульфид лития

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Сульфид лития
Сульфид лития
Общие
Систематическое
наименование
Сульфид лития
Хим. формула Li2S
Рац. формула Li2S
Физические свойства
Состояние твёрдое
Молярная масса 46,95 г/моль
Плотность 1,66[1]
Термические свойства
Т. плав. 950[1]
Т. кип. 1527[2] °C
Энтальпия образования −447[3] кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS 12136-58-2
PubChem
Рег. номер EINECS 235-228-1
SMILES
InChI
RTECS OJ6439500
ChemSpider
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Сульфи́д ли́тия, сернистый литий — Li2S, неорганическое бинарное соединение, литиевая соль сероводородной кислоты.

Физические свойства[править | править код]

Сульфид лития представляет собой светло-жёлтое[1] или бесцветное кристаллическое вещество[4], характеризующееся гранецентрированной кубической решёткой типа флюорита[5] (a = 0,571 нм, z = 4, пространственная группа Fm3m[6]), хорошо растворимое в воде, растворимое в спирте. Не образует кристаллогидратов.

Основные термодинамические характеристики[3]:

Химические свойства[править | править код]

  • Сульфид лития, растворяясь в воде, подвергается гидролизу[1]:
Пропуская через водный раствор сероводород, реакцию гидролиза можно сместить вправо:
Образующийся сильно гигроскопичный гидросульфид лития можно выделить в чистом виде[5].
  • Водный раствор под действием кислорода воздуха на холоду постепенно окисляется, образуя осадок элементарной серы:
Во влажном воздухе вещество постепенно окисляется до тиосульфата[4]:
  • При действии окислителей (O2, KClO3, PbO2 и пр.) при нагревании свыше 300 °C сульфид лития окисляется до сульфата[1]:
Иначе протекает реакция с йодом при температуре около 200 °C[5]:
  • Вступает в реакции с разбавленными кислотами с выделением сероводорода:

Получение[править | править код]

Одна из потенциальных проблем при получении сульфида лития заключается в легкости его окисления, особенно в присутствии воды. Кроме того, вследствие гидролиза препаративные методы, основанные на реакциях обмена в водных растворах, обычно непригодны.

Так как сульфид лития не встречается в природе в виде минерального сырья, существуют следующие промышленные способы его получения[1][7]:

  • реакция металлического лития с элементарной серой при нагревании выше 130 °C[8]:
  • взаимодействие гидрида лития с элементарной серой при температуре 300-350 °C:

Среди прочих возможных методов производства можно отметить[9]:

  • взаимодействие гидроксида лития с сероводородом в среде апротонного органического растворителя:

Полисульфиды лития[править | править код]

Для лития, в отличие от других щелочных металлов, полисульфиды не являются характерными соединениями и их получение требует особых условий[5][10].

Наиболее изучены[5]:
дисульфид лития, жёлтый порошок, получаемый кипячением спиртового раствора гидросульфида лития с избытком серы в токе водорода:

тетрасульфид лития, неустойчивое вещество, получаемое реакцией лития с серой в жидком аммиаке:

     
             

Применение[править | править код]

Сульфид лития входит в состав анодов[11] и твёрдого электролита для литиевых элементов питания (батареек и аккумуляторов)[12]. Также используется как депиляционный агент в косметических средствах[13].

Может использоваться как компонент в производства стёкол с высокой ионной проводимостью[14].

В современной органической химии сульфид лития иногда используется в качестве сульфидирующего агента, например, в следующей реакции[15]:

Пример использования сульфида лития в качестве сульфидирующего агента.

Также имеются данные об использовании этого вещества в качестве катализатора при защите гидроксильных групп через получение триметилсилилового эфира[16].

Опасность для здоровья[править | править код]

Опасность для здоровья сульфида лития определяется как токсичностью ионов лития из-за хорошей растворимости соединения в воде, так и токсичностью сероводорода, образующегося вследствие гидролиза этой соли.

Литий поражает центральную нервную систему, вызывая тремор рук, тошноту, повышенное мочеиспускание, нечленораздельность речи, вялость, сонливость, головокружение, жажду. Эффекты от длительного воздействия — апатия, анорексия, утомляемость, летаргия, мышечная слабость, изменения в ЭКГ. Долговременное токсическое действие вызывает гипотиреоз, лейкоцитоз, отёк и увеличение веса, полидипсию/полиурию, нарушение памяти, конвульсии, почечную недостаточность, шок, гипотонию, сердечные аритмии, кому, смерть[17].

Сероводород вызывает раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей[17].

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 3 4 5 6 Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. Химические свойства неорганических веществ / Под редакцией проф. Р.А.Лидина. — 3-е изд.. — М.: «Химия», 2000. — С. 17. — ISBN 5-7245-1163-0.
  2. Lithium Sulfide (англ.). The Chemical Database. Hardy Research Group, Department of Chemistry, The University of Akron. Проверено 17 сентября 2009. Архивировано 7 апреля 2012 года.
  3. 1 2 Лидин Р.А., Андреева Л.Л., Молочко В.А. Константы неорганических веществ: справочник / Под редакцией проф. Р.А.Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп.. — М.: «Дрофа», 2006. — С. 483. — ISBN 5-7107-8085-5.
  4. 1 2 Турова Н.Я. Неорганическая химия в таблицах. — М.: Высший химический колледж РАН, 1997. — С. 85.
  5. 1 2 3 4 5 6 Плющев В.Е., Степанов Б.Д. Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия. — М.: «Химия», 1970. — С. 37-38.
  6. 1 2 Литий // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988. — Т. 1. — С. 1201-1202.
  7. Sulfides (англ.). Technical Publications. Cerac Inc. Проверено 18 сентября 2009. Архивировано 4 декабря 2012 года.
  8. Данный способ можно рекомендовать также в качестве лабораторного.
  9. Method of manufacturing lithium sulfide (англ.). FreePatentsOnline. Проверено 18 сентября 2009. Архивировано 7 апреля 2012 года.
  10. Полисульфиды калия и натрия могут быть получены простым сплавлением твердых компонентов (серы и сульфида металла соответственно). Для сульфида лития этот способ неприменим.
  11. Henriksen G., Kaun T., Jansen A., Prakash J., Vissers D. Advanced cell technology for high-perfomance Li-Al/FeS2 secondary batteries // Molton Salts XI / Edited by H. C. De Long, P. C. Trulove, S. Deki, G. R. Stafford. — Proceedings Series. — Pennington, New Jersey, USA: The Electrochemical Society, Inc., 1998. — P. 302-305. — ISBN 1-56677-205-2.
  12. Tatsumisago M, Wakihara M, Iwakura C, Kohjiya S, Tanaka I. Solid state ionics for batteries / Editor-in-chief: Minami T. — Springer, 2005. — P. 32. — ISBN 978-4-431-24974-0.
  13. Depilating Ingredients (англ.). MakingCosmetics.com Inc. Проверено 17 сентября 2009. Архивировано 7 апреля 2012 года.
  14. Зарецкая Г.Н. Влияние содержания сульфида лития на свойства и структуру стекол системы LiPO3-Li2S (pdf). Российская Академия Естествознания. Проверено 18 сентября 2009. Архивировано 7 апреля 2012 года.
  15. Devillanova F. A. Handbook of chalcogen chemistry: new perspectives in sulfur, selenium and tellurium. — Royal Society of Chemistry, 2006. — P. 312. — ISBN 978-0-85404-366-8.
  16. Bioactive natural products // Studies in Natural Products Chemistry / Edited by Professor Atta-ur Rahman. — Elsevier Ltd., 2000. — Т. 24. — P. 85. — ISBN 978-0-44442-971-1.
  17. 1 2 Lithium Sulfide (англ.). Material Safety Data Sheets. Electronic Space Products International. Проверено 17 сентября 2009. Архивировано 7 апреля 2012 года.