Was ist Natriumsulfid?
Natriumsulfid ist eine anorganische Verbindung, deren chemische Formel mit Na2S wiedergegeben wird.
Sie ist auch als Dinatriumsulfid bekannt. Das Formelgewicht beträgt 78,04 g/mol. Es liegt gewöhnlich als Neunhydrat (Na2S・9H2O) vor. Wässrige Lösungen, die Sulfidionen von Sulfidsalzen, wie Natriumsulfid, enthalten, fangen zwei Wasserstoffionen ein und sind durch Hydrolyse stark alkalisch.
Wenn Natriumsulfid im Abwasser mit Säuren und sauren Salzen reagiert, entsteht Schwefelwasserstoff, der mit Vorsicht behandelt werden muss. Es gilt als Gefahrstoff.
Anwendungen von Natriumsulfid
Natriumsulfid findet breite Verwendung in Arzneimitteln, Lebensmittelzusatzstoffen, industriellen Anwendungen und Reagenzien.
Beispiele für industrielle Anwendungen sind Viskose-Humanseide, Enthaarung von Leder, Entschwefelung von Schwefel, Sulfid-Färbehilfsmittel, Rohstoff für PPS-Harz, Rohstoff für die Herstellung von organischen Sulfiden, Aufbereitungsmittel für die Kupferflotation und Entfernung von Schwermetallen in Abwässern. Es kann auch bei der Herstellung von Glas und Zellstoff und in bekannten Produkten wie Trockenmitteln und Badesalzen verwendet werden.
In der Pharmazie wird es vor allem bei der Herstellung von fiebersenkenden Mitteln wie Phenacetin verwendet.
Eigenschaften von Natriumsulfid
Natriumsulfid ist zerfließend und löst sich gut in Wasser. Die wasserfreie Substanz ist beim Lösen in Wasser exotherm. Es ist in Alkohol löslich, nicht aber in Ether.
Der Schmelzpunkt der wasserfreien Form von Natriumsulfid liegt bei 950 °C. Das Ninhydrat schmilzt bei 50 °C und zersetzt sich, wenn es auf eine hohe Temperatur erhitzt wird. Der Schmelzpunkt des Pentahydrats liegt bei 100 °C.
Die konjugierte Säure ist Natriumsulfid (SH-), das in wässriger Lösung meist als Natriumhydrogensulfid vorliegt. Bei der Reaktion mit Säuren entsteht Schwefelwasserstoff und bei der Verbrennung Schwefeldioxid.
Struktur von Natriumsulfid
Die wasserfreie Form von Natriumsulfid hat eine kubische, invertierte Fluoritstruktur. Die Gitterkonstante beträgt a = 652,6 pm und die Dichte 1,86 g/cm3; Na+ besetzt die F–Position im CaF2-Gerüst und das größere S2- die Ca2+-Position.
Das Ixohydrat ist ein farbloser, tetragonaler, säulenförmiger Kristall mit einem Formelgewicht von 240,18 g/mol und einer Dichte von 1,43 g/cm3. Das Pentahydrat hat eine Dichte von 1,58 g/cm3.
Sonstige Informationen zu Natriumsulfid
1. Synthese von Natriumsulfid
Natriumhydroxid wird zu Natriumhydrogensulfid gegeben und an einem kalten Ort belassen, um Natriumsulfid ix-hydrat zu erhalten. Natriumhydrogensulfid kann durch Sättigung einer wässrigen Natriumhydroxidlösung mit Schwefelwasserstoff hergestellt werden.
Durch Erhitzen des Natriumsulfid-Dihydrats in einem Wasserstoffstrom wird es in ein Anhydrid umgewandelt. Ein Anhydrid kann durch die direkte Reaktion einer berechneten Menge Schwefel mit Natrium synthetisiert werden.
Industriell kann Natriumsulfid hergestellt werden, indem man Luft mit wasserfreiem Natriumsulfat abschneidet und mit Koks in einem Flammofen bei etwa 1000 °C reduziert.
2. Reaktion von Natriumsulfid
Natriumsulfid reagiert mit Kohlendioxid und Luftsauerstoff und wird in Natriumthiosulfat, Natriumsulfit und Natriumcarbonat umgewandelt. Dabei entstehen Spuren von Schwefelwasserstoff, der einen Geruch nach faulen Eiern verströmt. Bei der Oxidation mit Wasserstoffperoxid kann Natriumsulfat hergestellt werden.
Durch Alkylierung von Natriumsulfid werden Thioether gebildet. Die Thiol-En-Reaktion kann zur Synthese von Thioethern durch die Reaktion von Natriumsulfid mit Alkenen verwendet werden. Die Sandmeyer-Reaktion kann als Nukleophil verwendet werden. Nitrogruppen können selektiv zu Aminen reduziert und 3-Nitroaniline aus 1,3-Dinitrobenzolderivaten synthetisiert werden.
In wässrigen Lösungen von Natriumsulfid löst sich Schwefel und es entsteht gelb gefärbtes Natriumpolysulfid.
3. Merkmale von Natriumtetrasulfid
Die chemische Formel von Natriumtetrasulfid lautet Na2S4. Es handelt sich um ein gelbes, gleichachsiges Kristallsystem mit einem Schmelzpunkt von 275 °C. Es ist gut löslich in Wasser und Ethanol und wenn die wässrige Lösung mit Luft in Berührung kommt, wird Schwefel freigesetzt. Es ist ätzend für die Haut und giftig.
Natriumsulfid wird in analytischen Reagenzien, Entschwefelungsmitteln und fotografischen Reagenzien verwendet. Weitere mögliche Verwendungszwecke sind Reduktionsmittel für organische Nitroverbindungen, Dämpfungsmittel für Zellstoff, Enthaarungsmittel für die Hautbräunung, Herstellung von Sulfidfarbstoffen, Herstellung von Halbleitern, Elektrolyt in Natrium-Schwefel-Batterien und Sulfatierungsmittel für verschmutzte Schwermetalle.