Natriumsulfid
Natriumsulfid hat die Formel Na2S und ist das Salz des Schwefelwasserstoffs. Weitere Bezeichnungen für Natriumsulfid sind Schwefelnatrium, Dinatriumsulfid und Sulfigran.
Inhalt
Herstellung
Natriumsulfid kann über verschiedene Verfahren aus schwefelhaltigen Substanzen wie zum Beispiel Natriumsulfat gewonnen werden. Insbesondere das Glühen mittels Holzkohlepulver und Soda kann ein überzeugendes Endprodukt gewährleisten. Die Substanz kann auch über das Einleiten von Schwefelwasserstoff in Natronlauge erzeugt werden. Ein vollständig wasserfreies Na2S ist durch herkömmliche Verfahren nicht herstellbar. Der Wassergehalt kann aber durch die Verwendung eines Exsikkators auf 4 Prozent gesenkt werden. Im weiteren Verlauf kann zur Senkung des übrigen Wasseranteils eine Erhitzung von 700°C angewandt werden. Ein vollständig wasserfreies Natriumsulfid lässt sich nur über labortechnische Verfahren gewinnen. In wasserfreiem Ammoniak lässt sich eine Reduktion von Schwefel durch Natrium bewerkstelligen. Die chemische Reaktion sieht wie folgt aus: 2Na + S -> Na2S
Eigenschaften
Reines Natriumsulfid ist ein kristalliner Feststoff ohne Farbe. Ein charakteristischer Geruch nach faulen Eiern wird durch den enthaltenen Schwefelwasserstoff ausgelöst. Natriumsulfid kommt in reiner Form (Na2S) als auch als Nonahydrat mit der Summenformel Na2S · 9 H2O vor. Es reagiert mit Säuren und setzt dabei den Schwefelwasserstoff frei. Der freigesetzte Schwefelwasserstoff (Summenformel H2S) ist giftig und entzündlich und verstärkt den penetranten Geruch nach faulen Eiern. Natriumsulfid reagiert auch mit schwachen Säuren wie Kohlendioxid und kann sich darum in geringen kristallwasserfreien Portionen an der Luft selbst entzünden. Die Chemikalie hat weiterhin hygroskopische Eigenschaften, entzieht ihrer Umgebung also sehr viel Feuchtigkeit. Der Schmelzpunkt von Na2S liegt bei 1180°C. Es besteht eine gute Löslichkeit in Wasser. Das Lösungsprodukt hat ätzende Eigenschaften und reagiert alkalisch.
Verwendung
Natriumsulfid findet in vielen industriellen Bereichen eine Anwendung und wird seit der industriellen Revolution in zahlreichen Produktionsvorgängen verwendet.
Seit der Mitte des 19. Jahrhunderts wird es in der Gerberei zur Bearbeitung von Leder als Haarlockerungsmittel verwendet. Im Bergbau wird Na2S für die Erzflotation genutzt. Natriumsulfid eignet sich auch zur Entfernung von Stickoxiden aus den Abgasen. In der Schwarz-Weiß-Fotografie und Lithographie lässt sich Na2S für die Sepia-Tonung einsetzen. Die Sepia-Tonung wird deshalb auch häufig als Schwefeltonung bezeichnet.
In der organischen Chemie kommt Natriumsulfid als Reduktionsmittel zur Anwendung. Außerdem eignet es sich zum Färben von Glas und zum Holzaufschluss. Schwefelfarbstoffe lassen sich ebenfalls sehr gut mit NaS2 herstellen. Zur Schwermetallfällung wird Natriumsulfid in der Abwasserbehandlung verwendet.
Natrium und Schwefel werden auch in aktuellen Pilotprojekten von Energieproduzenten genutzt. Der Natrium-Schwefel-Akkumulator ist eine Batterie, die ursprünglich in den 70er Jahren entwickelt wurde. Seit 2010 wird von dem Unternehmen Younicos in Kooperation mit Vattenfall ein Natrium-Schwefel-Akkumulator in Form eines 1MW-Nas-Akkus zum Ausgleich erneuerbarer Energien betrieben.
Allgemeines | |
Name | Natriumsulfid |
Andere Namen |
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Verhältnisformel | Na2S |
CAS-Nummer |
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Kurzbeschreibung | farbloser, hygroskopischer Feststoff |
Eigenschaften | |
Molare Masse | 78,05 g·mol−1 (wasserfrei) 240,18 g·mol−1 (Nonahydrat) |
Aggregatzustand | fest |
Dichte | 1,86 g·cm−3 (14 °C) 1,43 g·cm−3 (als Nonahydrat |
Schmelzpunkt | 1180 °C |
Löslichkeit | gut in Wasser (188 g·l−1 bei 20 °C) |
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Natriumsulfid unterliegt dem Grundstoffüberwachungsgesetz. Es kann im öffentlichen Handel nur durch Bestätigung der Endverbleibserklärung für C-Waffen-und Drogenausgangsstoffe erworben werden. Ein einfacher Erwerb über Shoppingportale ist nicht möglich.
Sicherheitshinweise und Risiken
Natriumsulfid wird mit mehreren Gefahrstoffkennzeichnungen ausgewiesen.
Es hat die EU-Gefahrensymbole „giftig bis sehr giftig“, „ätzend“ und „umweltgefährlich“. Zusätzlich bestehen zahlreiche H-, EUH- und P-Sätze für Natriumsulfid. Alle H-Sätze von H290 bis 400 sind für den Gefahrstoff verzeichnet. Die EUH-Sätze umfassen alle Sätze von 031-071. Hinzu kommen zahlreiche P-Sätze von P280 bis 361. Es wird auf eine ätzende, gesundheitsschädliche und umweltverschmutzende Wirkung der Chemikalie hingewiesen. In den H-Sätzen wird insbesondere die Giftigkeit und der verätzende Charakter der Substanz bei Hautkontakt und Verschlucken betont. In den EUH-Sätzen wird zusätzlich zu den Gesundheitsrisiken noch auf die Entwicklung von giftigen Gasen in Kombination mit Säuren und Wasser hingewiesen.
Die P-Sätze zeigen eine ganze Reihe von Sicherheits- und Erste-Hilfe-Maßnahmen an, die bei der Verwendung der Substanz beachtet werden sollten. Vorgeschriebene Schutzmaßnahmen bei der Arbeit mit Natriumsulfid sind nach P280 das Tragen von Schutzhandschuhen, Schutzkleidung, Gesichtsschutz und Augenschutz. Nach P301 und folgenden soll nach Verschlucken der Substanz der Mund ausgespült und kein Erbrechen herbeigeführt werden. Nach P303 und folgenden P-Sätzen müssen bei der Berührung von Haut und Haar mit Na2S die betroffenen Stellen ausgiebig mit Wasser abgewaschen und kontaminierte Kleidungsstücke ausgezogen werden. In jedem Fall sollte nach den ersten Reaktionen einen Arzt beziehungsweise Giftzentrum aufgesucht werden. Weiterhin wird eine sachgerechte Entsorgung vorgeschrieben. Entweder muss Natriumsulfid recycelt oder in der Sonderabfallverbrennung vernichtet werden. Eine einfache Entsorgung über den Hausmüll oder die Kanalisation ist nicht erlaubt.