193.170.196.53: /* Sulfidische Minerale */ Kupfer-Lazur ist NICHT ein Synonym von Bornit

2025-06-10T14:47:45Z

Sulfidische Minerale: Kupfer-Lazur ist NICHT ein Synonym von Bornit

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[[Datei:Harvard Museum of Natural History. Stibnite. (Iyo) Ehime, Shikoku, Japan (DerHexer) 2012-07-20.jpg|mini|[[Stibnit]]-Kristallstufe, ein natürlich vorkommendes [[Antimon]]sulfid]]

Als '''Sulfide''' werden in der [[Anorganische Chemie|Anorganischen Chemie]] Verbindungen von Metallen mit Schwefel bezeichnet, die in Analogie zu den [[Oxide]]n durch [[Redoxreaktion]]en direkt aus den Elementen hergestellt werden können. Dabei wirkt der [[Schwefel]] als [[Oxidationsmittel]] in Analogie zum Sauerstoff bei der Herstellung von Oxiden.
Metalloxide und Metallsulfide sind in der [[Mineralogie]] wichtige Gruppen von Erzen. In der [[Analytik]] gehören die Metallsulfide in die sogenannte [[Schwefelwasserstoffgruppe]] und in die [[Ammoniumsulfidgruppe]].<ref>Theodore L. Brown, H. Eugene LeMay, Chemie. Ein Lehrbuch für alle Naturwissenschaftler| VCH VerlagsgesellschaftD6940 Weinheim, 1988, ISBN 3-527-26241-5, S. 716</ref>

In Lehrbüchern der [[Organische Chemie|Organischen Chemie]] finden sich Bezeichnungen von schwefelhaltigen Verbindungen als '''Sulfide''' nicht und sollten auch nicht verwendet werden, besonders nicht als ungenaue Sammelbegriffe. Das gilt erst recht dann, wenn es sich wie z. B. beim sogenannten [[Allylmethylsulfid]] eindeutig um einen [[Thioether]] handelt, den man auch als ''Allylmethylthioether'' bezeichnen könnte.

Die Alkyl- und [[Arylgruppe|Aryl]][[Derivat (Chemie)|derivate]] des [[Schwefelwasserstoff]]s (H2S) sollten nicht als Alkyl- bzw. Arylsulfide bezeichnet werden. Diese organischen Verbindungen (organischer Rest: R–) sind keine Salze und haben die Struktur R–S–R' bzw. R–S–H. Sie müssen deshalb genauer als [[Thioether]] bzw. als [[Thiole]] oder als [[Mercaptane]] bezeichnet werden.

Schwieriger ist die Lage im Fall von organischen Verbindungen, die als [[Disulfide]] bezeichnet werden und in der [[Biochemie]] der [[Proteine]] eine große Rolle spielen. Weil die [[Funktionelle Gruppe]] dieser Verbindungen die Bezeichnung '''Disulfide''' trägt, wird diese Bezeichnungen in die Bezeichnung der betreffenden Verbindung übernommen.

== Sulfidische Minerale ==
[[Datei:Pyrite-cubes.jpg|mini|Pyritwürfel im Muttergestein, [[Pyrit]] ist ein [[Eisen(II)-disulfid|Eisensulfid]]]]
[[Datei:Cinnabar.jpg|mini|Das Mineral Zinnober ([[Cinnabarit]]), chemisch: Quecksilbersulfid, ein [[Pigment]]]]

Zusammen mit [[Metalle|Metall]]- oder [[Halbmetalle|Halbmetall]]-[[Kation]]en entstehen die etwa 600 Sulfid-[[Mineral]]e, die sich meist durch charakteristische Farben und Strichfarben auszeichnen. Zu ihnen gehören eine Reihe wichtiger Erzminerale, so dass anorganische Sulfide wegen ihres mitunter hohen Metallgehalts als Rohstoffe bei der Gewinnung u. a. von [[Eisen]], [[Kupfer]], [[Blei]], [[Zink]], [[Quecksilber]], [[Arsen]] und [[Antimon]] dienen. Hier einige sulfidische Minerale:

* [[Bornit]] (Buntkupferkies, Cu5FeS4)
* [[Chalkopyrit]] (Kupferkies, CuFeS2)
* [[Cinnabarit]] (Zinnober, [[Quecksilbersulfid|HgS]])
* [[Covellin]] (Kupferindig, [[Kupfer(II)-sulfid|CuS]])
* [[Galenit]] (Bleiglanz, [[Bleisulfid|PbS]])
* [[Markasit]] (Strahlkies, [[Eisen(II)-disulfid|FeS2]])
* [[Molybdänit]] (Molybdänglanz, [[Molybdän(IV)-sulfid|MoS2]])
* [[Pyrit]] (Schwefelkies, Katzengold, Narrengold, [[Eisen(II)-disulfid|FeS2]])
* [[Pyrrhotin]] (Magnetkies, [[Eisen(II)-sulfid|FeS]])
* [[Realgar]] (Rauschrot, AsS)
* [[Sphalerit]] (Zinkblende, [[Zinksulfid|ZnS]])
* [[Stibnit]] (Antimonglanz, Grauspießglanz, [[Antimon(III)-sulfid|Sb2S3]])

Das chemische Element [[Schwefel]] bildet, analog dem in der gleichen Hauptgruppe des [[Periodensystem]]s stehenden [[Sauerstoff]], das zweifach negativ geladene Sulfid-Anion S2−.

Die Sulfide der [[Alkalimetalle|Alkali]]- und [[Erdalkalimetalle]] können durch Anlagerung von [[Schwefel]] an freie Sulfidelektronenpaare auch [[Polysulfide]] bilden. Schwermetallsalze bilden mit Sulfid-Lösungen unlösliche Niederschläge – eine Eigenschaft, die man für die [[Analytische Chemie]] im [[Kationentrenngang]] nutzt.

Polymetallische Sulfide, die an [[Raucher (Hydrothermie)|Hydrothermalquellen der Tiefsee]] entstehen, könnten in Zukunft eine Rohstoffquelle für verschiedene wertvolle und seltene Metalle darstellen. Deutschland hat 2013 eine Lizenz zum Abbau maritimer Rohstoffe im [[Indischer Ozean|Indischen Ozean]] bei [[Madagaskar]] beantragt.<ref>''[https://www.orf.at/#/stories/2212078/ Deutschland will Metalle im Indischen Ozean suchen]'', ORF.at vom 29. Dezember 2013.</ref>

== Chemische Eigenschaften ==
In Analogie zu den Oxiden, die auch als Salze der sehr schwachen Säure ''Wasser'' aufgefasst werden können, sind die Metallsulfide auch auffassbar als [[Salze]] der schwachen [[Schwefelwasserstoffsäure]], deren [[Anhydrid]] der gasförmige [[Schwefelwasserstoff]] ist. Bei den Sulfiden, mit dem Sulfid-Anion S2−, ist das gasförmige Anhydrid Schwefelwasserstoff leicht aus den Metallsulfiden zu erzeugen und am üblen Geruch erkennbar, wenn sich nach Zugabe von stärkeren oder starken Säuren das Metallsulfid auflöst. Bei den Metalloxiden ist eine analog ablaufende Reaktion mit Säuren unter Bildung von Wasser nicht am Geruch erkennbar und deshalb nur dann bemerkbar wenn sich das Oxid auflöst, was nur selten der Fall ist.

In wässriger Lösung liegen Sulfid-Ionen zumeist als Hydrogensulfid-Anionen (HS−) vor. Gemäß 2018 veröffentlichten Untersuchungen mit [[Raman-Spektroskopie]] ist das in wässriger Lösung lange postulierte Anion S2− nicht existent.<ref>P. M. May, D. Batka, G. Hefter, E. Königsberger and D. Rowland: ''Goodbye to S2− in aqueous solution''. ''Chem. Commun.'', 2018, ''54'', 1980–1983.</ref>

Die Schwefelwasserstoffsäure ist in wässriger Lösung eine schwache Säure. Diese Eigenschaft wird unter anderem im [[Kationentrenngang]] in der Schwefelwasserstoff- und [[Ammoniumsulfidgruppe]] eingesetzt, da die pH-Wert-abhängige Sulfidionenkonzentration eine sukzessive Fällung der unterschiedlich löslichen Sulfide ermöglicht.

Zur [[Schwefelwasserstoffgruppe]] gehören nämlich nur diejenigen [[Chemisches Element|Elemente]], deren Kationen mit dem Trennmittel H2S schon in saurem Milieu schwerlösliche Sulfide bilden ([[Fällungsreaktion]]; Sulfid-Beispiele im Bild rechts, von links nach rechts: Niederschläge mit Mangan(II)-, Cadmium(II)-, Kupfer(II)-, Zink(II)-, Antimon(III)-, Bismut(III)-, Blei(II)- und Zinn(IV)-Kationen).
Zur [[Ammoniumsulfidgruppe]] gehören die nur im basischen Milieu ausfällbaren Metallsulfide. Sie sind bei Zugabe von Säuren löslich (s. o.).
Neben den Sulfiden gibt es noch die ihnen verwandten Thio- und Sulfosalze. Hier sind Sauerstoffatome gegen Schwefelatome ausgetauscht worden (Beispiel: Natriumthiostannat und -thioantimonat, [[Natriumthiosulfat]]/Fixiersalz).

== Nachweis ==
Sulfid-Ionen (S2−) lassen sich mit Bleiacetatpapier nachweisen, wobei eine schwarze Färbung des Papiers eintritt, hervorgerufen von [[Bleisulfid]]:

:<math>\mathrm{S^{2-} + Pb(CH_3COO)_2 \longrightarrow PbS + 2 \ CH_3COO^-}</math>
:Sulfid-Ionen reagieren mit [[Blei(II)-acetat]] zu schwarzem [[Blei(II)-sulfid]] und [[Acetate|Acetat]]-Ionen.

Eine weitere Möglichkeit ist das Ansäuern einer festen Probe mit einer starken Säure. Es entsteht ein charakteristischer Geruch nach faulen Eiern, hervorgerufen durch das Gas [[Schwefelwasserstoff]], welches mit der Säure aus dem Sulfid [[Verdrängungsreaktion|verdrängt]] werden kann. Der Geruch erinnert auch allgemein an [[Fäulnis]], da Schwefelwasserstoff auch bei Stoffwechselvorgängen schwefel„atmender“ (sulfatreduzierender oder schwefelreduzierender) Mikroben entstehen kann.

:<math>\mathrm{S^{2-} + 2 \ H^+ \longrightarrow H_2S \uparrow}</math>
:Sulfid-Ionen reagieren mit Wasserstoff-Ionen zu dem Gas Schwefelwasserstoff (ähnlicher Geruch wie faule Eier).

Mit [[Nitroprussid]]-Natrium bildet sich in schwach alkalischer Lösung eine violette Lösung von [Fe(CN)5NOS]4−.<ref>Jander/Blasius: ''Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie'', 5. Auflage, S. Hirzel, Stuttgart-Leipzig 1965, S. 130.</ref>

== Verwendung ==
=== Sulfidische Metallfällung ===
[[Datei:Mit Ammoniumsulfid gefällte Niederschläge von Antimon, Mangan, Chrom, Arsen und Cadmium.jpg|mini|Mit Ammoniumsulfid gefällte Niederschläge von Antimon, Mangan, Chrom, Arsen und Cadmium.]]

Die chemische Fällung von Metallsulfiden spielt nicht nur bei den technischen Herstellungsprozessen eine Rolle, beispielsweise bei der Herstellung von [[Pigment]]en, sondern auch bei Abwasserreinigungsprozessen. Dabei wird die geringe Löslichkeit der Metallsulfide genutzt, um möglichst geringe Metall-Restkonzentrationen zu erzielen. Meist sind Sulfide wesentlich geringer löslich als [[Hydroxid]]e, beispielsweise: [[Bleisulfid]], [[Cadmiumsulfid]], [[Eisen(II)-sulfid|Eisensulfid]], [[Kupfersulfide|Kupfersulfid]], [[Nickelsulfid]], [[Silbersulfid]] oder [[Zinksulfid]]. Als sulfidisches Fällungsmittel wird in der Regel [[Natriumsulfid]] oder [[Natriumhydrogensulfid]] verwendet.

=== Mechanische und sonstige Anwendungen ===
Fein gemahlene Metallsulfide wie [[Molybdän(IV)-sulfid]] und [[Zinn(IV)-sulfid]]<ref name="DE19815992">{{Patent| Land=DE| V-Nr=19815992| Code=C2| Titel=Festschmierstoffe auf Basis von Zinnsulfid und Kohlenstoff| A-Datum=1998-04-09| V-Datum=2000-09-14| Anmelder=Chemetall Ges.mbH| Erfinder=Ronald Hüner et al}}</ref> werden, teils gemischt mit [[Graphit]], als [[Festschmierstoff]] in [[Schmiermittel]]n für die Verbesserung der [[Notlaufeigenschaft]]en von beweglichen Teilen in Maschinen eingesetzt. Auf [[Blei(II)-sulfid|Blei(II)-]] und [[Antimon(III)-sulfid]] wird hierbei aufgrund von zumindest vermuteten umwelt- und gesundheitsgefährdenden Eigenschaften zunehmend verzichtet. Des Weiteren finden sich Metallsulfide in [[Bremsbelag|Brems-]] und [[Kupplungsbelag|Kupplungsbelägen]]<ref name="DE19815992" /> sowie als Bestandteil von [[Schleifmittel]]n. Ferner kommen sie als funktionelle Additive unter anderem in [[Kunststoff]]en, [[Sintern|Sintermetallen]] und [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterien]] zum Einsatz.

== Organische Sulfide ==
Viele Geruchsstoffe natürlicher Aromen sind organische Sulfide wie beispielsweise in Kaffee. Die natürliche Aminosäure [[Methionin]] ist ein Sulfid. [[Racemat|Racemisches]] DL-Methionin wird als Futtermittelzusatzstoff im technischen Maßstab hergestellt.

Zu organischen Sulfiden siehe [[Thioether]].
[[Datei:L-Methionin - L-Methionine.svg|mini|Die [[Aminosäure]] L-Methionin – ein organisches Sulfid.]]

[[Datei:Methyl-(3-Methylbut-3-enyl)-sulfide Structural Formula V1.svg|mini|Inhaltsstoff des Urins des Rotfuchses (''Vulpes vulpes'') – ein organisches Sulfid.]]
Aus dem Urin des [[Rotfuchs]]es (''Vulpes vulpes'') ist mit Methyl-(3-methylbut-3-enyl)-sulfid ein [[Organik|organisch-chemisches]] Sulfid isoliert worden.<ref name="Gossauer">[[Albert Gossauer]]: ''Struktur und Reaktivität der Biomoleküle'', Verlag Helvetica Chimica Acta, Zürich, 2006, S. 228, ISBN 978-3-906390-29-1.</ref>

== Bedeutung für die Umwelt ==
Sulfide spielen bei der Entstehung von [[Saure Grubenwässer|sauren Bergbauwässern]] eine wichtige Rolle. Saure Bergbauwässer entstehen, wenn die in den Gesteinen anwesenden sulfidischen Mineralien oxidierenden Bedingungen ausgesetzt werden. Die Eisensulfide, die in den Bergbaugebieten am häufigsten vorkommen, sind [[Pyrit]] (FeS2) und [[Markasit]] (FeS2). Während die abiogene Oxidation bei üblichen Temperaturen und Drücken sehr langsam vonstattengeht, sind biologische Prozesse üblicherweise für den größten Teil der anfallenden Säuren verantwortlich. Hierbei oxidieren aerobe Mikroorganismen Sulfid zu Sulfat, wobei [[Schwefelsäure]] entsteht. Beim Management von [[Tagebaurestloch|Tagebaurestlöchern]] – vor allem aus dem Braunkohletagebau, welcher oft in sulfidhaltigen Schichten stattfindet – muss entsprechend Sorge getragen werden, dass kein Luftsauerstoff zutritt (schnelle Flutung) oder dass eine einmal erfolgte Entstehung von Säuren durch Zugabe alkalischer Stoffe (Kalk, [[Rotschlamm]] o. ä.) ausgeglichen wird.

Zudem haben Eisensulfidmineralien nach der Theorie von [[Günter Wächtershäuser]] bei der Entstehung des Lebens eine Rolle gespielt (chemische Evolution).

== Siehe auch ==
* [[Sulfit]] (SO32−)
* [[Sulfat]] (SO42−)

== Literatur ==
* D. Weismann, M. Lohse (Hrsg.): ''Sulfid-Praxishandbuch der Abwassertechnik; Geruch, Gefahr, Korrosion verhindern und Kosten beherrschen!'' 1. Auflage, VULKAN-Verlag, 2007, ISBN 978-3-8027-2845-7.
* Tatjana Hildebrandt, Manfred K. Grieshaber: ''Tödlich und doch lebensnotwendig: Die vielen Seiten des Sulfids.'' In: ''Biologie in unserer Zeit.'' 39, Nr. 5, 2009, S. 328–334, [[doi:10.1002/biuz.200910403]].
* Halbach, Peter: ''Erstentdeckung von Massivsulfiden in einem intrakontinentalen Back-arc-Becken.'' Die Geowissenschaften, 7(6), 157–161, 1989, [[doi:10.2312/geowissenschaften.1989.7.157]]

== Weblinks ==
{{Wiktionary|Sulfid}}
{{Wikibooks|Praktikum Anorganische Chemie/ Sulfid}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Stoffgruppe]]
[[Kategorie:Sulfid| ]]
[[Kategorie:Sulfide und Sulfosalze| ]]

Sulfide - Versionsgeschichte

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