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多硫化物

2018-07-30 10:09:33     所属分类:腐蚀

多硫化物是指含有硫硫键的化合物,主要可以分为二种:多硫化物盐及有机多硫化物。

多硫化物阴离子通式为Sn2−,是多硫化氢H2Sn的共轭碱。像别名硫钡粉的多硫化钡即为多硫化物盐。

有机多硫化物的化学通式为RSnR,其中R为烷基或芳基[1]。像蘑菇香精即为一种有机多硫化物。

目录

  • 1 多硫化物的盐类及错合物
  • 2 有机多硫化物
    • 2.1 硫化橡胶中的多硫化物
  • 3 气体巨行星上的多硫化物
  • 4 性质
  • 5 相关条目
  • 6 参考资料

多硫化物的盐类及错合物

多硫化物的碱金属盐类可以用硫化物(如硫化钠)溶液和元素硫反应:

S2− + n S → S2−
n+1

有些,多硫化物离子也可以用可溶于有机溶剂中的有机盐制备[2]

多硫化物其溶液一般都为黄色,且颜色随n值的增加而加深。多硫离子类似于过氧化物,具有氧化性,但不及过氧离子氧化性强:

S22− + 2e = 2S2−; Eo = -0.476V
HO2 + H2O + 2e = 3OH; Eo = 0.87V

多硫化物酸化时即放出硫化氢和硫:

Sn2− + 2H+ → H2S + (n-1)S

钠和元素硫反应产生的能量是电池科技的基础,钠硫电池英语sodium–sulfur battery锂硫电池英语lithium–sulfur battery需要高温才能维持液体多硫及有Na+传导性,不和钠、硫及硫化钠反应的薄膜。

多硫是配位化学中的配基。过渡金属多硫配合物的例子有(C5H5)2TiS5、Ni(S4)22−,及 Pt(S5)32−[3]。主族金属元素也可以形成多硫配合物[4]

(C5H5)2TiS5是多硫错合物的例子

有机多硫化物

蘑菇香精是一种在香菇中的有机多硫化物

在商业上,"polysulfide"常常是指一种用不同的硫离子和碳氢化合物组成的聚合物,其化学式为R2Sx,其中x指硫原子的个数。,多硫聚合物可以用双卤素烃类和多硫碱金属盐类反应,透过缩合聚合反应而成:

n Na2S5 + n ClCH2CH2Cl → CH2CH2S5n + 2n NaCl

缩合聚合反应中用的双卤素烃类是双氯烷类,(例如1,2-二氯乙烷、双(2-氯乙氧基)甲烷(ClCH2CH2OCH2OCH2CH2Cl)及1,3-二氯丙烷。有时多硫聚合物可以用开环聚合反应英语ring-opening polymerization制备。

多硫聚合物也可以用多硫化物和烯类的加成反应制备,理想的反应式如下:

2 RCH=CH2 + H2Sx → (RCH2CH2)2Sx

不过匀相的H2Sx很难制备[1]

多硫聚合物不溶于水、油及许多的有机溶剂。因为多硫聚合物不会被许多的有机溶剂溶解,多硫聚合物会作为密封剂英语sealant来填补路面、车辆的车窗玻璃,以及飞机结构。

若聚合物中只含有一个硫,或二个硫之间有其他原子隔开,一般就不视为多硫聚合物,例如聚苯硫醚 (C6H4S)n

硫化橡胶中的多硫化物

许多商业生产的弹性体聚合物的交叉链接中会含有多硫化物。交叉链接会使聚合物链和邻近的链连结,增强其刚性。刚性的程度和交叉链接的数量有关,因此弹性体在变形后可以恢复原来的形状。也因为弹性体可记忆其原有形状的特性,一般会用橡胶来指称弹性体。在聚合物中加入硫,增加交叉链接的程序称为硫化。硫链会连接到烯丙基的碳原子,邻近C=C双键。硫化程序出现在许多橡胶的制程中,例如聚氯丁二烯(氯丁橡胶TM)、丁苯橡胶及聚异戊二烯,这些橡胶在化学上类似天然橡胶。查尔斯·古德伊尔发现将异戊二烯和硫一起加热的硫化反应,有革命性的影响,将一个黏稠几乎无用的材料转换为弹性体,可以再进一步用来制作其他产品

天然橡胶中二个聚合物链(蓝色绿色)在硫化程序后的理想结构,其中含有多硫链

气体巨行星上的多硫化物

气体巨行星的大气除了水和氨外,也含有多硫化铵。大气中红棕色的云就是多硫化物组成,是将硫化铵暴露在阳光下形成[5]

性质

多硫化物和硫化物一样,都会造成碳钢及不锈钢的应力腐蚀裂缝英语stress corrosion cracking

相关条目

  • 硫化物
  • 多碘化物
  • 二硫化物

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 Ralf Steudel "Sulfur: Organic Polysulfanes" Encyclopedia of Inorganic Chemistry 2007, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/0470862106.ia233.pub2.
  2. ^ Dev, S.; Ramli, E.; Rauchfuss, T. B.; Wilson, S. R. Synthesis and Structure of M(N-Methylimidazole)6S8: Polysulfide Salts Prepared by the Reaction N-Methylimidazole + Metal Powder + Sulfur. Inorg. Chem. 1991, 30 (11): 2514. doi:10.1021/ic00011a011. 
  3. ^ Draganjac, M. E.; Rauchfuss, T. B., "Transition Metal Polysulfides: Coordination Compounds with Purely Inorganic Chelate Ligands", Angewandte Chemie International, Edition in English, 1985, vol. 24, 742. doi:10.1002/anie.198507421
  4. ^ Takeda, N.; Tokitoh, N. and Okazaki, R., "Polysulfido Complexes of Main Group and Transition Metals", Topics in Current Chemistry, 2003, vol. 231, 153-202. ISBN 3-540-40378-7. doi:10.1007/b13184
  5. ^ Jupiter :: Cloud composition - Britannica Online Encyclopedia
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