Polysulfid - Polysulfide
Polysulfidy jsou třídou chemických sloučenin obsahujících řetězce atomů síry . Existují dvě hlavní třídy polysulfidů: anionty a organické polysulfidy. Anionty mají obecný vzorec S2−
n. Tyto anionty jsou konjugovanými bázemi vodíkových polysulfidů H 2 S n . Organické polysulfidy mají obecně vzorce RS nR , kde R = alkyl nebo aryl .
Polysulfidové soli a komplexy
Polysulfidy alkalických kovů vznikají zpracováním roztoku sulfidu , např. Sulfidu sodného , s elementární sírou :
-
S2−
+ n S → S2 -
n +1
V některých případech byly tyto anionty získány jako organické soli, které jsou rozpustné v organických rozpouštědlech.
Energie uvolněná při reakci sodíku a elementární síry je základem technologie baterií. Baterie sodík-síra a baterie lithium-síra vyžadují vysoké teploty pro udržení kapalné polysulfid a Na + -conductive membrány, které jsou nereaktivní vůči sodíku, síry a sulfidu sodného.
Polysulfidy jsou ligandy v koordinační chemii . Mezi příklady polysulfido komplexů přechodných kovů patří (C 5 H 5 ) 2 TiS 5 , [Ni (S 4 ) 2 ] 2− a [Pt (S 5 ) 3 ] 2− . Prvky hlavní skupiny také tvoří polysulfidy.
Organické polysulfidy
V obchodě termín "polysulfid" obvykle označuje třídu polymerů se střídajícími se řetězci několika atomů síry a uhlovodíků. Mají vzorec R 2 S x . V tomto vzorci x označuje počet atomů síry (nebo „pořadí“). Polysulfidové polymery lze syntetizovat kondenzační polymerační reakcí mezi organickými dihalogenidy a solemi polysulfidových aniontů alkalických kovů:
- n Na 2 S 5 + n ClCH 2 CH 2 Cl → [CH 2 CH 2 S 5 ] n + 2 n NaCl
Dihalogenidy použité v této kondenzační polymerací jsou dichloroalkanes (jako je 1,2-dichlorethan , bis (2-chlorethyl) formální (CI- 2 CH 2 OCH 2 OCH 2 CH 2 Cl), a 1,3-dichlorpropan). Polymery se nazývají thiokoly . V některých případech mohou být polysulfidové polymery vytvořeny polymerační reakcí otevírající kruh .
Polysulfidové polymery se také připravují přidáním polysulfanů k alkenům. Idealizovaná rovnice je:
- 2 RCH = CH 2 + H 2 S x → (RCH 2 CH 2 ) 2 S x
Ve skutečnosti je obtížné připravit homogenní vzorky H 2 S x .
Polysulfidové polymery jsou nerozpustné ve vodě, olejích a mnoha dalších organických rozpouštědlech. Vzhledem ke své odolnosti vůči rozpouštědlům nacházejí tyto materiály použití jako tmely k vyplnění spár v chodnících, automobilových okenních sklech a leteckých konstrukcích.
Polymery obsahující jeden nebo dva atomy síry oddělené uhlovodíkovými sekvencemi obvykle nejsou klasifikovány jako polysulfidy, např. Poly ( p -fenylen) sulfid (C 6 H 4 S) n .
Polysulfidy ve vulkanizovaném kaučuku
Mnoho komerčních elastomerů obsahuje jako zesíťování polysulfidy . Tato zesíťování propojují sousední polymerní řetězce, čímž zajišťují tuhost. Míra tuhosti souvisí s počtem zesíťování. Elastomery mají proto charakteristickou schopnost "natáhnout se" do původního tvaru poté, co byly nataženy nebo stlačeny. Kvůli této paměti pro svůj původní vytvrzený tvar jsou elastomery běžně označovány jako gumy . Proces zesíťování polymerních řetězců v těchto polymerech sírou se nazývá vulkanizace . Řetězce síry se připojují k „allylickým“ atomům uhlíku, které sousedí s vazbami C = C. Vulkanizace je krokem při zpracování několika tříd kaučuků, včetně polychloroprenu ( neoprenu ), styren-butadienu a polyizoprenu , který je chemicky podobný přírodnímu kaučuku. Objev vulkanizace Charlesem Goodyearem , zahrnující zahřívání polyisoprenu sírou, byl revoluční, protože přeměnil lepkavý a téměř nepoužitelný materiál na elastomer, který by mohl být zpracován na užitečné výrobky.
Výskyt v plynných obrech
Mraky v atmosférách plynných obřích planet obsahují kromě vody a čpavku také sulfidy amonné. Červenohnědé mraky jsou připisovány polysulfidům, které vznikají vystavením sulfidů amonného světlu.
Vlastnosti
Polysulfidy, jako sulfidy, mohou v uhlíkové a nerezové oceli vyvolat korozní praskání napětím .