Минералогия - Бетехтин А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
A. Соединения типа A2X, где X = S, Se и Те. Группа халькозина.
Б. Соединения типа АХ, где X = S, Se, Те, As и Sb. Группы галенита, сфалерита и пирротина.
B. Двойные соединения типа ABX2, где X = S. Группа халькопирита.
Г. Сложные по структуре соединения с простым общим химическим составом. Группы ковеллина, кубанита, линнеита.
Д. Соединения типа A2X3, где X = As, Sb, Bi, Те. Группы
аурипигмента и антимонита. Е. Соединения типа AX2, где X2 = S?, Se2, Te2, As2, AsS и SbS.
Группы калаверита, молибденита и особая группа
пирита.
Ж. Соединения типа AX3, где X = As. Группа скуттерудита.
В этом порядке и расположим описание минералов, начав с группы сероводорода.
1. ГРУППА СЕРОВОДОРОДА
К этой группе относятся соединения водорода с серой, селеном и теллуром. Из них резко преобладающее значение в природе имеет сероводород — H2S и относительно ничтожную роль играет селенистый водород — H2Se. Теллуристый водород — H2Te, представляющий собой очень нестойкий газ, сжижающийся при 0°, в природных условиях не встречается в свободном состоянии; известны лишь непрочные теллуристые соединения металлов. В процессах минералообразования H2S, так же как вода и углекислота, играет очень большую роль, особенно в образовании месторождений сернистых соединений тяжелых металлов.
СЕРОВОДОРОД — H2S. В природе существует в газообразном и жидком состояниях, причем пользуется весьма широким распространением в земной коре.
Химический состав. H 5.9%, S 94.1%. Обычно встречается в смеси с другими газами, главным образом с углеводородами, азотом и др.
Физические свойства. Сероводород при комнатной температуре представляет собой безцветный газ с неприятным запахом тухлых яиц. Удельный вес его в 17 раз больше водорода (т. е. он несколько тяжелее воздуха). При атмосферном давлении и температуре—61.6е легко сгущается в бесцветную жидкость (фиг. 141). При обыкновенной температуре сжижение происходит под давлением 10—15 ат. Следовательно, на некоторой глубине от земной поверхности при соответствующих давлениях и температурах сероводород должен наблюдаться в жидком состоянии. Мельчайшие капельки жидкого сероводорода иногда устанавливаются в некоторых «вонючих» кристаллах кварца и кальцита. При температуре —82° и атмосферном давлении превращается в твердое кристаллическое вещество.
Ввиду способности легко сгущаться в жидкость, растворимость сероводорода в воде исключительна: при температуре 0° и давлении 760 мм в 100 объемах воды растворяется 467 объемов H2S. При повышении температуры эта растворимость несколько снижается: при 10е растворяется 358 объемов, при 20° — 290 объемов и т. д. (фиг. 142).
Химические свойства. Сероводород обладает свойствами слабой кислоты, что ясно проявляется в действии его на щелочи и соли. Например, из растворов солей свинца H2S высаживает PbS с образованием той или иной свободной кислоты: PbCl2+H2S=PbS-f-2HCl. В тех случаях, когда образующийся сульфид растворим в возникающей свободной кислоте (например, Sb2S3, FeS, °С ZnS, MnS и т. д.), осаждение серни-
ЮОу К стого соединения может происходить
Газообразное в разбавленных растворах или путем
двойного разложения соли в водном растворе с помощью какого-либо легко растворимого сернистого металла,
60 40 20 0 -20 -40 -60 -80
Жидкое
см"• 5000
4000
3000
2000
W00
Твердое
20 40 SO 80 WQaT
Фиг. 141. Однокомпонентная система — H2S
0
W
20
30
4OT
Фиг. 142. Растворимость H2S в чистой воде при атмосферном давлении (в куб. сантиметрах на 1 л воды)
например сернистых щелочей: FeCl2+Na2S=FeS+2NaCl.
Важно отметить, что, согласно экспериментальным исследованиям, сернистые тяжелые металлы в слабо щелочной среде в присутствии свободного сероводорода образуют коллоидальные растворы (золи). По удалении H2S они выпадают в осадок.
Сернистые соединения образуются также при непосредственном воздействии сероводорода на металлы и их окислы. Общеизвестным примером является почернение под его действием серебра с образованием Ag2S. К этому же роду явлений относятся часто наблюдаемые в приро^ де псевдоморфозы сернистых соединений по окислам металлов (например, пирита по гематиту — Fe2O3 или магнетиту — Fe3O4 и т. д.). При этом освобождающийся избыточный водород действует восстанавливающим образом на такие соединения, как окись железа (Fe2O3) и другие сходные вещества, переводя их в низшие степени окисления. Этим, например, объясняется факт образования псевдоморфоз магнетита по пластинчатым кристаллам гематита, известных
под названием мушкетовита (по соседству с сульфидами, образовавшимися в более поздние моменты).
Кислород и вообще окислители, наоборот, легко связывают водород и тем самым освобождают чистую серу: 2H2S-{-02=2H20-f-S2. При избытке кислорода или сильных окислителей образуется сернистый газ: 2H2S+302=2H20+2S02.
Таким образом, как можно видеть из предыдущего, соединение H2S характеризуется слабой химической связью элементов, образующих этот газ.
