Сульфид серебра(I)

Сульфид серебра
Систематическое название	Сульфид серебра(I)
Химическая формула	Ag2S
Внешний вид	твёрдые кристаллы серо-чёрного цвета[1]
Свойства
Молярная масса	247,8 г/моль
Температура плавления	832 °C (1105,15 К)
Фазовые переходы	176,3 °C (α → β) 592 °C (β → γ)
Плотность	7,317 г/см³
Твёрдость по Моосу	2—2,5
Растворимость в воде	6,5⋅10−16 г/100 мл
Произведение растворимости	7,2⋅10−50
Структура
Кристаллическая решётка	моноклинная
Термодинамические свойства
Стандартная энтальпия образования	−33 кДж/моль
Энтальпия плавления	+14,06 кДж/моль
Стандартная молярная энтропия	+144 Дж/(К·моль)
Стандартная энергия образования Гиббса	−41 кДж/моль
Классификация
Регистрационный номер CAS	21548-73-2
Регистрационный номер EC	244-438-2
Безопасность
R-фразы	R36/37/38
S-фразы	S26, S36
Пиктограммы опасности
NFPA 704	0 0 0
Где это не указано, данные приведены при стандартных условиях (25 °C, 100 кПа).

Сульфи́д серебра́(I) — неорганическое вещество с химической формулой Ag₂S, принадлежащее к классу бинарных соединений, также может рассматриваться как соль серебра и сероводородной кислоты.

Нахождение в природе

Сульфид серебра в природе встречается в виде минералов акантита, аргентита и маккинстриита. Основные свойства этих минералов представлены в таблице.

	Акантит[2]	Аргенит[3]	Маккинстриит[4]
Состав	Ag2S	Ag2S	Ag1,2Cu0,8S
Цвет	серо-чёрный	темно-серый	чёрный
Сингония	моноклинная	ромбическая	ромбическая
Плотность, г/см3	7,326	7,317	6,61
Твёрдость по Моосу	2 - 2,5	2 - 2,5	1,5 - 2,5

Физические свойства

Сульфид серебра — твёрдое вещество серо-чёрного цвета, является наименее растворимым в воде соединением серебра, в очень тонких плёнках придает металлическому серебру розоватую окраску.^{[источник не указан 4440 дней]} Нерастворим в этаноле^[5].

Ag₂S существует в трёх кристаллических модификациях:

• α-Ag₂S, моноклинная сингония, пространственная группа P 2₁/c, параметры ячейки a = 0,4231 нм, b = 0,6930 нм, c = 0,9526 нм, β = 125,48°, Z = 8, d = 7,317 г/см³;
• β-Ag₂S, кубическая сингония, пространственная группа I m3m, параметры ячейки a = 0,4884 нм, Z = 2, d = 7,2 г/см³;
• γ-Ag₂S, кубическая сингония, пространственная группа P n3, параметры ячейки a = 0,634 нм, Z = 4, d = 6,42 г/см³.

Температуры фазовых переходов α → β 176,3 °C, β → γ 592 °C. Сульфид серебра склонен к образованию нестехиометрических соединений Ag₂S_x, где x ≈ 1, свойства которых могут сильно отличаться от стехиометрических.

Химические свойства

Переведение в раствор

Сульфид серебра не реагирует с кислотами при комнатной температуре.

• При нагревании растворяется в концентрированной азотной кислоте:

${\displaystyle {\mathsf {Ag_{2}S+10HNO_{3}\longrightarrow 2AgNO_{3}+H_{2}SO_{4}+8NO_{2}\uparrow +4H_{2}O}}}$

• За счет комплексообразования растворяется при комнатной температуре в концентрированных растворах цианидов:

${\displaystyle {\mathsf {Ag_{2}S+4KCN\rightleftarrows 2K[Ag(CN)_{2}]+K_{2}S}}}$

${\displaystyle {\mathsf {2Ag_{2}S+8KCN+2O_{2}+H_{2}O\longrightarrow 4K[Ag(CN)_{2}]+K_{2}SO_{3}S+2KOH}}}$

Восстановление серебра

Следующие реакции сульфида серебра приводят к восстановлению металлического серебра:

• Нагревание в токе кислорода до 500 — 600 °C:

${\displaystyle {\mathsf {Ag_{2}S+O_{2}\longrightarrow 2Ag+SO_{2}\uparrow }}}$

• Нагревание с сульфатом серебра выше 300 °C:

${\displaystyle {\mathsf {Ag_{2}S+Ag_{2}SO_{4}\longrightarrow 4Ag\downarrow +2SO_{2}\uparrow }}}$

Восстановление с помощью алюминия в концентрированном горячем растворе щёлочи:

• Растворение металлического алюминия в щёлочи с образованием атомарного водорода:

${\displaystyle {\mathsf {Al+NaOH+3H_{2}O\longrightarrow Na[Al(OH)_{4}]+3H^{0}}}}$

• Восстановление атомарным водородом серебра из сульфида:

${\displaystyle {\mathsf {Ag_{2}S+2H^{0}+2NaOH\longrightarrow 2Ag\downarrow +2H_{2}O+Na_{2}S}}}$

Получение

Сульфид серебра может быть получен следующими способами:

• Прямым синтезом из простых веществ при температуре выше 200 °C:

${\displaystyle {\mathsf {2Ag+S\longrightarrow \ Ag_{2}S}}}$

• Окислением металлического серебра сероводородом в присутствии влаги или кислорода воздуха:

${\displaystyle {\mathsf {2Ag+H_{2}S\longrightarrow Ag_{2}S+H_{2}\uparrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {4Ag+2H_{2}S+O_{2}\longrightarrow 2Ag_{2}S+2H_{2}O}}}$

• Осаждением из растворов с помощью реакций ионного обмена, например:

${\displaystyle {\mathsf {2AgNO_{3}+Na_{2}S\longrightarrow 2NaNO_{3}+Ag_{2}S\downarrow }}}$

Применение

Руды, содержащие сульфид серебра, являются одним из видов сырья для промышленного получения металлического серебра. Чистый сульфид серебра применяется как компонент твёрдых электролитов, полупроводниковых материалов^[6].

Сульфид серебра используется в качестве катализатора в некоторых реакциях^[7], например, для получения политиазила.

Токсичность

При попадании в глаза вызывает раздражение. При длительном контакте с кожей может вызывать аргирию.

Токсично для рыб: LD₅₀ для Pimephales promelas составляет 13 мг/л в течение 96 ч.

Примечания

См. также

• Аргентит