硫脲的基本特性

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:1250

    硫脲为有机络合剂,可与许多属离子形成络合物。

    为白色有光泽的菱形六面结晶体,味苦,微毒,无腐蚀作用。密度为1.405g/cm3,熔点为180~182℃,温度更高时分解,易溶于水,20℃时在水中溶解度为9%-10%(142g/L),溶解热为22.57kJ/d,其水溶液呈中性。
    近40年来,由于物理技术的迅速发展,硫脲分子的化学结构已被进一步认定为以下的共振式:

    即它是通过分子中的N十和s原子所具有的自由电子对,吸附于金粒表面而使金的氧化还原电位大大降低,使金易于氧化而溶解进人溶液中。
    硫脲在碱性溶液中不稳定,易分解为硫化物和氨基氰:
                    SC(NH22+2NaOH====Na2S+CNNH2+2H2O
    分解生成的氨基氰可转变为尿素:
                          CNNH2+H2O=====CO(NH22
    从而造成硫脲的消耗。在碱性介质中,硫脲分解生成的S2-还可与溶液中的Au+、Ag+及Cu2+等各种金属阳离子生成硫化物沉淀。
    硫脲在酸性(pH1-6)溶液中具有还原性质,可被氧化而生成多种产物。在室温下比较容易氧化为二硫甲脒(SCN2H32

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    硫脲的稳定性主要取决于介质的pH,硫脲浓度和温度。在适宜的温度下,当硫脲浓度一定时,随着介质pH的下降,硫脲趋向于更稳定;反之,当介质的pH一定时,随着硫脲浓度的增大,硫脲越易被氧化。为保持硫脲在溶金过程中的稳定性,提金作业宜采用低pH的硫脲溶液。也只有降低溶液的pH,才能适当地提高溶液中的硫脲浓度。298K硫脲的主要热力学数据如表1。

1  硫脲的主要热力学数据

分子式

状态

△HfӨ/kJ

S Ө/J·K-1

△G f Ө/kJ

CSNH22

晶体

-92.4

302.8

-36.66

CSNH22

水溶液

-59.8

383.8

-38.2

    温度的提高虽能加快硫脲溶金的初始速度,但它会严重影响硫脲的稳定性,使得溶金才度随时间的延长而不断下降,甚至无效。在多数文献中,选定的硫脲溶金介质温度不高了25℃,虽然它不一定是最佳的选择,但试验证明,随着介质(不论是酸性、中性或碱性)温度的升高硫脲的氧化速度会加快。当硫脲在酸性或碱性溶液中,加热至60℃时,均会发生水解而生成氨、二氧化碳和液态H2S:
                    SC(NH22+2H2O====CO2+2NH3+H2S
    H2S还可进一步分解成S。当煮沸硫脲液时,硫脲便因快速水解而生成S2-、S、HSO4-和SO42-等而失效。
    硫脲的重要特性是在水溶液中与过渡金属离子生成稳定的络阳离子,反应通式如下:
                          Men++x(TU)====[Me(TU)x]n+
    其中:Tu-硫脲;n-化合价;x—配位数。
    几种金属硫脲络合物的累计生成常数βx列于表2中。[next]

2  金属硫脲络合物的累计生成常数

络合物离子

Igβx

络合物离子

Igβx

AuTU2+

21.98        21.50

ZnTU22+

1.77

AgTU3+

13.1

FeSO4TU+

6.44

CuTU42+

15.4

HgTU42+

26.3

CdTU42+

3.55

HgTU22+

21.9

PbTU42+

2.04

BiTU42+

11.94

*测定标准电位计算Au+2(TU)=====Au(TU)2++e-

    硫脲作为一种强配位体和金属离子键结合可以通过氮原子的非键电子对,或硫原子与金属离子选择络合。Au(I)-硫脲络离子Au(TU)2+的阳离子性质与对应的氰络阴离子Au(CN)2-完全不同,尽管前者稳定性比后者稍差,但从上表2可见,除的硫脲络离子较金稳定外,其他金属的硫脲络合物都不如金稳定,故硫脲对金还是有一定选择性的。当然,Cu2+、Bi3+等也可与硫脲形成较稳定的络阳离子。当原料中含有这些组分时,将增加硫脲的消耗并降低其溶金效率。
标签: 硫脲
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