硫化亚铜
用作制防污涂料等的硫化物
硫化亚铜(Cuprous 硫化物),分子式为Cu2S,分子量为159.15,是有光泽的结晶或粉末,呈黑色或灰黑色。硫化亚铜有a、β两种晶型,其中a-Cu2S 为正交晶系结晶,相对密度5.785,熔点1130℃;β-Cu2S为六方晶系结晶,相对密度5.6,熔点1100℃。硫化亚铜溶于氨水,不溶于水、丙酮及稀酸,它对热稳定,在红热状态下能与碳酸钠氯气缓慢反应,在空气中加热能氧化成氧化铜硫酸铜二氧化硫。此外,硫化亚铜导电、有毒,其天然矿物是辉铜矿。
硫化亚铜可由铜粉或铜箔在硫气中加热到1000℃后制得,主要生产厂有北京化工厂、沈阳试剂厂、上海试剂二厂等。硫化亚铜不仅可用于发光油漆、温差电偶的制造,还能用作固体润滑剂和催化剂。
结构
Cu2S有两种形式,其中一种低温单斜晶系形的结构复杂,称为低辉铜矿,在一个晶格中有96个铜原子,有着六边形结构,超过140°C也稳定。在这种结构中,有24个晶体学上单独的铜原子,而且这种结构近似一个被铜原子和硫原子紧紧挤满的六边形结构。这种结构起初被指定为正交晶系,因为其有成对的晶体
硫化亚铜的另一种形式是一种非整比化合物:Cu1.96S(范围在 Cu1.934S至Cu1.965S之间),为248个铜原子和128硫原子在一个晶格中组成单斜晶系结构,如蓝辉铜矿Cu31S16。Cu2S和Cu1.96S在外观上十分相似,以致很难分清彼此。
性质
硬而脆,导电,有毒。对热稳定。不溶于水、丙酮硫化铵硫酸稀盐酸。稍溶于氨水溶于氰化钾溶液,在硝酸和热硫酸中分解。跟硝酸反应生成硝酸铜、硫和一氧化氮。在隔绝空气下加热生成铜和硫化铜,在空气存在下生成氧化铜硫酸铜二氧化硫。【矿藏】
制取
由化学计量的铜和硫混合物在高真空封管内加热至400℃或由硫化铜在氢和硫化氢混合气流中加热至700℃而得,或者在硫酸铜溶液中加入硫代硫酸钠溶液共热也可制得。Cu2S可由热的铜在硫蒸气或硫化氢反应制得。铜粉在熔融的硫中快速反应生成Cu2S,但颗粒较粗的铜参加该反应则要求更高的温度,Cu2S与氧气反应生成Cu2O和二氧化硫:2Cu2S + 3O2 → 2Cu2O + 2SO2在生产过程中,三分之二的熔融硫化亚铜会发生上述的氧化。
Cu2O与没氧化的Cu2S反应生成Cu单质
Cu2S + 2Cu2O → 6Cu + 二氧化硫
应用
用作制防污涂料、固体润滑剂、催化剂、太阳电池等。硫化亚铜中铜呈+1价,硫呈-2价
参考资料
目录
概述
结构
性质
制取
应用
参考资料