Sulfur de sodi

Sulfur de sodi

Substància química	tipus d'entitat química
Massa molecular	77,95160956 Da
Estructura química
Fórmula química	Na₂S
SMILES canònic	Model 2D [Na+].[Na+].[S-2]
Identificador InChI	Model 3D
Propietat
Densitat	1,856 g/cm³
Punt de fusió	1.176 °C
NFPA 704: Standard System for the Identification of the Hazards of Materials for Emergency Response ()

El sulfur de sodi, Na₂S, és un compost químic inorgànic iònic format per cations sodi, Na⁺, i anions sulfur, S^2–. Es presenta en forma de cristalls blancs. Té una olor característica. La seva estructura cristal·lina és cúbica tipus antifluorita, on els petits cations potassi K⁺ ocupen les posicions tetraèdriques del F^– de la fluorita i els grans anions sulfur, S^2– ocupen les posicions de coordinació vuit dels Ca²⁺ de la fluorita. Altres sulfurs de metalls alcalins també cristal·litzen en la mateixa estructura d'antifluorita: sulfur de liti, Li₂S, sulfur de potassi, K₂S, i sulfur de rubidi Rb₂S. Quant a la solubilitat és soluble en aigua i etanol i insoluble en èter etílic.

És un compost higroscòpic, per la qual cosa forma hidrats, els més importants són el sulfur de sodi pentahidratat, Na₂S·5H₂O, incolor, que cristal·litza en el sistema ortorómbic. És molt soluble en aigua, soluble en etanol i insoluble en èter etílic. El seu punt de fusió és només 120 °C i es descompon. L'altre hidrat és el sulfur de sodi nonahidratat, Na₂S·9H₂O, de color blanc amb tonalitats grogues. És molt soluble en aigua, soluble en etanol i insoluble en èter etílic. Descompon a 50 °C.

A la indústria el Na₂S s'obté per reducció del sulfat de sodi, Na₂SO₄ amb carbó:

Na₂SO₄ + 4 C → Na₂S + 4 CO

En el laboratori la preparació es pot fer per reducció del sofre amb sodi en medi d'amoníac anhidre, o en tetrahidrofurà, THF, sec amb naftalè de catalitzador:

2 Na + S → Na₂S

Reaccions químiques

• S'hidrolitza en dissolució aquosa donant sulfur d'hidrogen i hidròxid de sodi segons la reacció:

Na₂S + 2 H₂O → H₂S + 2 NaOH

• Reacciona amb els àcids produint sulfur d'hidrogen i la sal corresponent. Per exemple amb àcid clorhídric dona sulfur d'hidrogen i clorur de sodi:

Na₂S + HCl → H₂S + NaCl

• En l'aire reacciona amb l'oxigen i s'oxida fàcilment donant sulfit de sodi i sulfat de sodi:

2 Na₂S + ½ O₂ → Na₂SO₃ + Na₂SO₄

• Si el sulfur de sodii es fa bullir amb sofre s'obtenen mescles de polisulfurs de sodi: Na₂S_x (x = 2, 3, 4 o 5)

Aplicacions

• Reactiu d'anàlisi químics.

• Emprat en la indústria per a la precipitació de metalls pesants.

• Reactiu en síntesis orgànica: Agent reductor de nitrocompostos.

• En la indústria del cuir s'empra per a la depilació dels pèls de les pells.

• Més modernament apareix en bateries elèctriques d'alt rendiment. Són bateries que emmagatzemen 5 vegades més energia que les de plom tradicionals i poden recarregar-se en 15-20 h. L'inconvenient és que treballen a altes temperatures (300 °C), ja que ambdós elèctrodes són líquids (Na, ànode, i S, càtode, fusos), mentre que l'electròlit NaAl₁₁O₁₇ és un sòlid. Les semireaccions que tenen lloc són:

Ànode: Na_(l) → Na⁺ + e^–

Càtode: n S_(l) + 2e^– → S_n^2–

i el procés global és:

2 Na + n/8 S₈ → Na₂S_n     E° = 2,08V

Bibliografia

• NIOSH http://www.cdc.gov/niosh/ipcsneng/neng1047.html
• LIDE D.R. (Ed.) Handbook of Chemistry and Physics. CRC Press. 77th Ed. (1996-1997) New York
• PANREAC http://www.panreac.com/new/esp/catalogo/fichastec/211682ES.HTM