железа сульфиды

ЖЕЛЕЗА СУЛЬФИДЫ

Моносульфид FeS — коричневые или черные кристаллы; нестехиометрич. соед., при 743 °C область гомогенности 50–55,2 ат. % S. Существует в неск. кристаллич. модификациях — α', α:, β, d (см. табл.); температура перехода α' : β 138 °C, ΔH⁰ перехода 2,39 кДж/моль, температура перехода β : d 325 °C, ΔH⁰ перехода 0,50 кДж/моль; т. пл. 1193 °C (FeS с содержанием S 51,9 ат. %), ΔH⁰_пл 32,37 кДж/моль; плотн. 4,79 г/см³; для α-FeS (50 ат. % S): С⁰_p 50,58 Дж/(моль∙К); ΔH⁰_обр −100,5 кДж/моль, ΔG⁰_обр −100,9 кДж/моль; S⁰₂₉₈ 60,33 Дж/(моль∙К). При нагр. в вакууме выше ~ 700 °C отщепляет S, давление диссоциации lgp (в мм рт. ст.) = — 15695/Т + 8,37. Модификация d парамагнитна, α', β и α: — антиферромагнитны, твердые растворы или упорядоченные структуры с содержанием S 51,3–53,4 ат. % — ферро- или ферримагнитны. Практически не раств. в воде (6,2∙10⁻⁴ % по массе), разлагается в разб. кислотах с выделением H₂S. На воздухе влажный FeS легко окисляется до FeSO₄. Встречается в природе в виде минералов пирротина (магнитный колчедан FeS₁__1,14) и троилита (в метеоритах). Получают нагреванием Fe c S при ~600 °C, при действии H₂S (или S) на Fe₂O₃ при 750–1050 °C, реакцией сульфидов щелочных металлов или аммония с солями Fe(II) в водном растворе. Применяют для получения H₂S; пирротин м. б. использован также для концентрирования цветных металлов. Дисульфид FeS₂ — золотисто-желтые кристаллы с металлич. блеском; область гомогенности ~ 66,1–66,7 ат. % S. Существует в двух модификациях: ромбической (в природе — минерал марказит, или лучистый колчедан) с плотн. 4,86 г/см³ и кубической (минерал пирит, или железный или серный колчедан) с плотн. 5,03 г/см , температура перехода марказит : пирит 365 °C; т. пл. 743 °C (инконгруэнтно). Для пирита: С⁰_p 62,22 Дж/(моль∙К); ΔH⁰_обр −163,3 кДж/моль,ΔG⁰_обр −151,94 кДж/моль; S⁰₂₉₈ 52,97 Дж/(моль∙К); обладает свойствами полупроводника, ширина запрещенной зоны 1,25 эВ. ΔH⁰_обр марказита −139,8 кДж/моль. При нагр. в вакууме диссоциирует на пирротин и S. Практически не раств. в воде, разлагается HNO₃. На воздухе или в O₂ сгорает с образованием SO₂ и Fe₂O₃. Получают прокаливанием FeCl₃ в токе H₂S. Прир. FeS₂ — сырье для получения S, Fe, H₂SO₄, сульфатов Fe, компонент шихты при переработке марганцевых руд и концентратов; пиритовые огарки используют при выплавке чугуна; кристаллы пирита — детекторы в радиотехнике.

Ж. с. Fe₇S₈ существует в моноклинной и гексагональной модификациях; устойчив до 220 °C. Сульфид Fe₃S₄ (минерал смитит) — кристаллы с ромбоэдрич. решеткой. Известны Fe₃S₄ и Fe₂S₃ с кубич. решетками типа шпинели; малоустойчивы.

^{Лит.: Самсонов Г. В., Дроздова С. В., Сульфиды, М., 1972, с. 169–90; Ванюков А. В., Исакова Р. А., Быстрое В. П., Термическая диссоциация сульфидов металлов, А.-А., 1978; Абишев Д. Н., Пашинкин А. С., Магнитные сульфиды железа, А.-А., 1981.}

_{И. Н. Один}