7. Одержання сульфідів, селенідів і телуридів

Одержання сульфідів, селенідів і телуридів шляхом безпосереднього з'єднання речовин. Одержання сульфідів і подібних солей аналогів сірки (селену або телуру) при безпосередній взаємодії елементів з металами і неметалами в запаяних ампулах дає найбільш точні по складу препарати.

На аналітичних терезах відважують подрібнений метал і сірку, змішують їх і поміщають у скляну або кварцову трубку. Всього беруть 10 – 15 г суміші. Кінець пробірки запаюють і ампулу нагрівають, поступово підвищуючи температуру. Після закінчення реакції ампулу, надрізають і розламують, а продукт відокремлюють від скла. Іноді проводять повторну гомогенізацію продукту.

При використанні цього методу необхідно враховувати наступне:

1) можливість взаємодії вихідних або кінцевих речовин зі склом пробірки;

2) кількість теплоти, що виділяється;

3) температуру плавлення речовин, що утворюються.

При добуванні деяких сульфідів і їх аналогів (наприклад, лужних і лужноземельних металів, магнію, цинку) виділяться багато теплоти, реакція протікає дуже бурхливо і ампули, особливо скляні, руйнуються. Тому метал слід брати не у вигляді тонкого порошку, а у вигляді стружки, дрібних гранул або крупи. Лужні і лужноземельні метали і деякі інші руйнують скло і забруднюють продукти реакції сполуками кремнію. Тому їх сульфіди одержувати у такий спосіб не можна. Цим методом можна одержувати сульфіди, селеніди, телуриди елементів підгрупи заліза, хрому, ванадію, титана, галію, а також міді, срібла, марганцю. В тих випадках, коли речовина не плавиться, як правило, після 1 – 2 годин нагрівання при температурі, рекомендованій в прописах, вона буде неоднорідна за складом. Рекомендується ампулу розбити, речовину розтерти в ступці, знову помістити в ампулу, запаяти її, а потім нагрівати протягом 2 – 3 годин (можна ще раз не нагрівати, але тоді процес повинен тривати 10 – 15 годин).

Цим же методом можна одержати і полісульфиди лужних металів, більшість з яких плавиться в межах 250 – 300°С. У цьому випадку в наперед виготовленій ампулі відважують 3 – 4 г сульфіду. Потім ампулу закривають, розраховують кількість сірки, необхідну для одержання відповідного сульфіду (три-, тетра-, пентасульфіду), відважують сірку і пересипають її в ампулу. Ампулу запаюють і нагрівають дещо вище температури плавлення полісульфіду до одержання гомогенного розплаву. Оскільки більшість полісульфідів у вологому повітрі поступово розкладається, їх зберігають у запаяній ампулі.

Взаємодія сірководню і його аналогів з водними розчинами солей. Взаємодія сірководню і його аналогів з водними розчинами солей – один з найпоширеніших методів одержання сульфідів, селенідів і телуридів, особливо з кристалогідратів лужних і лужноземельних металів. Елементи, які утворюють нерозчинні сульфіди, часто утворюють аморфні речовини, які легко окислюються.

В експерименті застосовуються отруйні гази (H₂S, H₂Se, H₂Te), тому роботу можна проводити тільки під доброю тягою і у присутності викладача. Сірко-, селено-, телуроводень можна одержувати при гідролізі солей Al₂S₃, Al₂Se₃, А1₂Те₃.

Роботу проводять в установці, зображеній на рисунку 83. В колбу 1 поміщають сполуки алюмінію (A1₂S₃, Al₂Se₃ або А1₂Те₃). У промивалку 2 наливають воду, в колбу 3 – розбавлений розчин солі, наприклад МnС1₂, СuС1₂ і т.д. Спочатку з системи витісняють повітря воднем, азотом або азотоводневою сумішшю. Потім, продовжуючи пропускати газ, в колбу 1 по краплях підливають воду. Реакція гідролізу йде дуже бурхливо особливо у разі використання A1₂S₃ і Al₂Se₃. Для розкладання телуриду алюмінію в колбу 1 потрібно підливати розбавлену хлороводневу кислоту (1:2). Сірководень можна одержувати, підливаючи до сульфіду натрію, поміщеного в колбу 1, хлороводневу кислоту (1:1). Після одержання осаду сульфіду його фільтрують під вакуумом. Потрібно стежити, щоб осад не стикався з повітрям, оскільки у багатьох випадках відбувається окислення або зміна його складу (наприклад, сульфід нікелю при промиванні водою поступово перетворюється на основну сіль Ni(OH)S і т.д.). Тому осад промивають водою, насиченою азотом. Для цього через воду пропускають азот, нагрівають її до кипіння і охолоджують, продовжуючи пропускати через неї слабкий струмінь азоту. Осад промивають кілька разів, оскільки аніони кислот утримуються міцно. Під кінець, коли на фільтрі залишиться невелика кількість води, до неї додають спирт. Осад промивають спиртом, ефіром і висушують при 80 – 40°С.

Операцію осадження і фільтрування в індиферентній атмосфері краще сумістити (рис. 84). Одержують сірководень або його аналоги в колбі 1, гази промивають водою в склянці 2, осаджують в колбі 3. Для фільтрування використовують воронку з пористою, скляною пластинкою 4. Для цього, продовжуючи пропускати азот або водень, колбу 3 нахиляють, і осад поступає по шлангу на фільтр 5. Потім його, в струмені індиферентного газу, промивають водою, насиченою азотом або воднем, а під кінець спиртом і ефіром, використовуючи воронку 6. Можна також скористатися сульфідом заліза, який поміщають в колбу 1. Кислоту підливають з краплинної воронки 4. Сульфіди і їх аналоги навіть після багаторазового промивання містять домішки вихідних солей. Для одержання речовин у більш чистому стані їх поміщають у скляну трубку і прожарюють якийсь час при 500 – 550°С в слабкому струмені водню в суміші з сірководнем, селеноводнем або телуроводнем. Відповідні гази одержують пропусканням водню над сіркою, селеном або телуром.

Рис. 83. Одержання сульфідів, селенідів і телуридів у водних розчинах: 1 – колба з A12S3, Al2Se3, Al2Te3; 2 – промивалка з водою; 3 – колба з розчином солі: 4 – краплинна воронка з водою.	Рис. 84. Одержання сульфідів, селенідів і телуридів у водних розчинах і їх фільтрування в інертній атмосфері: 1 – колба з Al2S3, Al2Se3 або А12Те3; 2 – промивалка з водою; 3 – колба з розчином солі; 4 – воронка з водою; 5 – воронка для фільтрування осаду; 6 – воронка для промивання.