Polisiarczek - Polysulfide
Polisiarczki to klasa związków chemicznych zawierających łańcuchy atomów siarki . Istnieją dwie główne klasy polisiarczków: aniony i polisiarczki organiczne. Aniony mają wzór ogólny S2−
n. Te aniony są sprzężonymi zasadami polisiarczków wodoru H 2 S n . Polisiarczki organiczne ogólnie wzorach RS n R, gdzie R oznacza grupę alkilową lub arylową .
Sole i kompleksy wielosiarczkowe
Polisiarczki metali alkalicznych powstają przez traktowanie roztworu siarczków , np. siarczku sodu , siarką elementarną :
-
S2-
+ n S → S2−
n +1
W niektórych przypadkach aniony te otrzymano w postaci soli organicznych, które są rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych.
Energia uwalniana w reakcji sodu i siarki elementarnej jest podstawą technologii akumulatorów. Baterii sodu siarki i bateria litowa siarki wymaga wysokich temperatur, aby utrzymywać ciekły polisiarczek i Na + -conductive błon, które są reaktywne wobec sodu, siarki i siarczku sodowego.
Polisiarczki są ligandami w chemii koordynacyjnej . Przykłady kompleksów metali przejściowych polysulfido obejmują (C 5 H 5 ) 2 TiS 5 [Ni (Y 4 ) 2 ] 2 i [Pt (S, 5 ) 3 ] 2- . Pierwiastki z grupy głównej również tworzą wielosiarczki.
Polisiarczki organiczne
W handlu termin „polisiarczek” zwykle odnosi się do klasy polimerów o naprzemiennych łańcuchach kilku atomów siarki i węglowodorów. Mają wzór R 2 S x . W tym wzorze x oznacza liczbę atomów siarki (lub „rangę”). Polimery polisiarczkowe można syntetyzować w reakcjach polimeryzacji kondensacyjnej między dwuhalogenkami organicznymi i solami metali alkalicznych anionów wielosiarczkowych:
- n Na 2 S 5 + n ClCH 2 CH 2 Cl → [CH 2 CH 2 S 5 ] n + 2 n NaCl
Dihalogenki stosowane w tej polimeryzacji kondensacyjnej dichloroalkany (takie jak 1,2-dichloroetan , eter bis (2-chloroetylo) formalne (ClCH 2 CH 2 OCH 2 OCH 2 CH 2 Cl), i 1,3-dichloropropanu). Polimery nazywane są tiokolami . W niektórych przypadkach polimery polisiarczkowe można wytworzyć w reakcjach polimeryzacji z otwarciem pierścienia .
Polimery polisiarczkowe wytwarza się również przez dodanie polisulfanów do alkenów. Wyidealizowane równanie to:
- 2 RCH=CH 2 + H 2 S x → (RCH 2 CH 2 ) 2 S x
W rzeczywistości jednorodne próbki H 2 S x są trudne do przygotowania.
Polimery polisiarczkowe są nierozpuszczalne w wodzie, olejach i wielu innych rozpuszczalnikach organicznych. Ze względu na odporność na rozpuszczalniki, materiały te znajdują zastosowanie jako uszczelniacze do wypełniania połączeń w chodnikach, szybach samochodowych i konstrukcjach lotniczych.
Polimery zawierające jeden lub dwa atomy siarki oddziela się od sekwencji węglowodorowych nie są zazwyczaj klasyfikowane polisiarczkowe, na przykład poli ( p fenylen) siarczku (C 6 H 4 S) n .
Polisiarczki w wulkanizowanej gumie
Wiele elastomerów handlowych zawiera polisiarczki jako wiązania poprzeczne . Te wiązania poprzeczne łączą sąsiednie łańcuchy polimerowe, nadając w ten sposób sztywność. Stopień sztywności związany jest z liczbą usieciowań. Elastomery mają zatem charakterystyczną zdolność „wskakiwania” do pierwotnego kształtu po rozciągnięciu lub ściśnięciu. Ze względu na pamięć ich pierwotnego utwardzonego kształtu, elastomery są powszechnie określane jako gumy . Proces sieciowania łańcuchów polimerowych w tych polimerach siarką nazywa się wulkanizacją . Łańcuchy siarki przyłączają się do „allilowych” atomów węgla, które sąsiadują z wiązaniami C=C. Wulkanizacji jest etapem przetwarzania szeregu klas gumy, w tym poli chloroprenu ( neoprenu ), styren-butadien, i poli izoprenu , który jest chemicznie podobny do kauczuku naturalnego. Odkrycie wulkanizacji Charlesa Goodyeara , obejmujące ogrzewanie poliizoprenu za pomocą siarki, było rewolucyjne, ponieważ przekształciło lepki i prawie bezużyteczny materiał w elastomer, z którego można było wytwarzać użyteczne produkty.
Występowanie w gazowych gigantach
Oprócz wody i amoniaku chmury w atmosferach gazowych olbrzymów zawierają siarczki amonu. Czerwonawo-brązowe chmury przypisuje się wielosiarczkom, powstającym w wyniku ekspozycji siarczków amonu na światło.
Nieruchomości
Polisiarczki, jako siarczki, mogą wywoływać pękanie korozyjne naprężeniowe w stali węglowej i stali nierdzewnej .