Сульфид свинца II

Сульфид свинца (галенит, свинцовый блеск) — неорганическое химическое соединение свинца и серы, представляющее собой кристаллическое соединение с окраской от сине-серого до серебристо-серой.

Получение

Взаимодействием расплавов или паров свинца с серой:

 Pb + S ⟶ PbS

Осаждением из водного раствора Pb²⁺ сероводородом или какими-либо другими сульфидами:

 Pb(NO₃)₂ + Na₂S ⟶ PbS ↓ + 2 NaNO₃

Сульфид свинца можно также получить из свинец-органических веществ, при взаимодействии с органическими соединениями серы (меркаптанов, тиофенов и др.):

 CH₃SH + Pb(C₂H₅)₄ ⟶ PbS ↓ + CH₃SC₂H₅ + 3 C₂H₆

Физические свойства

• Температура плавления 1114 °C.
• Температура кипения 1281 °C.
• Твёрдость от 2 до 3, в зависимости от получения или природного местонахождения.
• Плотность 7,5 г/см³
• Давление паров при 800 °C − 0,2 мм рт. ст., а при 900 °C − 2 мм рт. ст.
• Уравнение температурной зависимости давления пара в условиях конгруэнтного испарения: lgP_{PbS, атм} = −11597/T + 6,61.

Кристаллическая решетка

Для кристаллов PbS при стандартных условиях характерна кубическая сингония (типа NaCl, z = 4, пространственная группа Fm3m), но при повышении давления 2,4—4,2 МПа устойчивой становится ромбическая сингония (типа SnS, пространственная группа Pcmn).

Химические свойства

• В парах происходит частичное разложение сульфида свинца на следующие соединения: Pb₂S₂, Pb, S₂, PbS₂.
• Не растворим в воде, щелочах и разбавленных кислотах (кроме азотной), соляная и серная (средней концентрации) кислоты вытесняют сероводород из соли, а концентрированные кислоты-окислители окисляют сульфид свинца до сульфата свинца:

 PbS + 2 HCl ⟶ PbCl₂ + H₂S ↑

 PbS + 8 HNO₃ ⟶ PbSO₄ + 8 NO₂ ↑ + 4 H₂O

• При прокаливании в потоке кислорода или воздуха происходит окисление атома серы с образованием оксида свинца II:

 2 PbS + 3 O₂ ⟶ 2 PbO + 2 SO₂ ↑

• Восстановить сульфид свинца до металлического свинца можно нагреванием в токе водорода:

 PbS + H₂ ⟶ Pb + H₂S ↑

• Легко окисляется озоном:

 PbS + 4 O₃ ⟶ PbSO₄ + 4 O₂ ↑

Минерал сульфида свинца - галенит

Применение

• Применяют в керамической промышленности;
• Используют для получения защитных плёнок, полупроводниковых, новых современных наноматериалов;
• Сульфид свинца — хороший материал полупроводниковой техники, фотоприемников и детекторов ИК-диапазона.

Интересные факты

Свинцовые белила, использовавшиеся ранее при изготовлении картин, со временем приобретают серый оттенок. Это происходит из-за того, что Свинцовые белила реагируют с постоянно присутствующим в воздухе в следовых количествах сероводородом, при этом образуется темный Сульфид свинца II:

 2 PbCO₃ ⋅ Pb(OH)₂ + 3 H₂S → 3 PbS + 2 CO₂ + 4 H₂O

Восстановить такие картины можно обработкой пероксидом водорода, который переводит тёмный Сульфид свинца II в белый сульфат:

 PbS + 4 H₂O₂ → PbSO₄ + 4 H₂O

Соединение PbS₂ на самом деле является не сульфидом свинца IV, а персульфидом свинца II, в молекуле которого присутствует ион S₂²⁻, аналогичный пероксид-иону. Сульфид свинца IV не существует в природе и не может быть получен, так как ион Pb⁴⁺ является сильным окислителем, а ион S²⁻ — восстановителем, и при попытке образования PbS₂ происходит следующая окислительно-восстановительная реакция:

 2 PbO₂ + 2 Na₂S → PbO + 2 Na₂O + 2 SO₂

Распространение

Руды с максимальным содержанием сульфида свинца найдены и добываются на территории Германии, Чехии, Великобритании, Канады и Австрии.

В рудах сульфиду свинца часто сопутствуют соединения серебра, обычно сульфид серебра Ag₂S.

Сульфид свинца обнаружен также на некоторых планетах Солнечной системы (по данным РФФИ).