Siarczek molibdenu(IV)

Disiarczek molibdenu – nieorganiczny związek chemiczny z grupy siarczków, sól kwasu siarkowodorowego i molibdenu na IV stopniu utlenienia. Występuje w dwóch odmianach – heksagonalnej, w postaci minerału molibdenitu, najważniejszej rudy, z której otrzymuje się molibden^[3], i trygonalnej. Jest diamagnetykiem i półprzewodnikiem^[7]. Pod potoczną nazwą molikot^[8] stosowany jest także jako smar stały, dodatek do smarów i katalizator^[3]. Znalazł również zastosowanie jako pokrycie pocisków, jako środek zmniejszający tarcie o lufę. Podobne zastosowanie ma disiarczek wolframu i heksagonalny azotek boru^[9].

Disiarczek molibdenu

Nazewnictwo Nomenklatura systematyczna (IUPAC) bis(sulfanylideno)molibden Inne nazwy i oznaczenia siarczek molibdenu(IV), dwusiarczek molibdenu
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	MoS2
Masa molowa	160,07 g/mol
Wygląd	czarny bezwonny proszek[1]
Identyfikacja
Numer CAS	1317-33-5
PubChem	14823
SMILES S=[Mo]=S
InChI InChI=1S/Mo.2S InChIKey CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N
Właściwości Gęstość 5,060 g/cm³[1][2]; ciało stałe Rozpuszczalność w wodzie praktycznie nierozpuszczalny[1][2][3] w innych rozpuszczalnikach stężone kwasy utleniające[3] Temperatura topnienia 1750 °C[1][2] 2375 °C[4][3]
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-10-13] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie podanego źródła[4] Uwaga Zwroty H H332 Zwroty P brak zwrotów P Europejskie oznakowanie substancji oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne Substancja nie jest klasyfikowana jako niebezpieczna według europejskich kryteriów[4]. NFPA 704 Na podstawie podanego źródła[5] 0 1 0   Dawka śmiertelna LD > 2000 mg/kg (szczur, doustnie)[6]
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Otrzymywanie

Głównym sposobem otrzymywania disiarczku molibdenu jest jego wydobywanie z naturalnych złóż molibdenitu. Może zostać także otrzymany bezpośrednio z molibdenu i siarki w wysokiej temperaturze i przy zmniejszonym ciśnieniu. W takich warunkach, mogą powstawać inne siarczki molibdenu, które jednak przekształcają się w bardziej stabilny disiarczek^[3].

Disiarczek molibdenu można także otrzymać poprzez ogrzewanie tritlenku molibdenu z siarkowodorem lub siarką. Innym sposobem jest reakcja pentachlorku molibdenu z roztworem siarczku sodu^[3]:

2MoCl₅ + 5Na₂S → 2MoS₂ + 10NaCl + S

Powstaje także w reakcji molibdenu z tetratiomolibdenianem amonu [(NH₄)₂MoS₄] lub trisiarczkiem molibdenu w temperaturze 1100 °C^[7].

Związek o strukturze trygonalnej otrzymuje się poprzez ogrzewanie w temperaturze 1200 °C heksagonalnego disiarczku molibdenu pod ciśnieniem 7,5 GPa lub w reakcji tritlenku molibdenu z siarką i węglanem potasu^[7].

Właściwości

Disiarczek molibdenu występuje w postaci czarnego proszku lub kryształów. Twardość w skali Mohsa wynosi 1,3. Jest nierozpuszczalny w wodzie i rozcieńczonych kwasach. Rozpuszcza się natomiast w stężonych kwasach utleniających, m.in. wodzie królewskiej i gorącym kwasie siarkowym^[3], dając odpowiednie związki molibdenu(IV). W temperaturze 250–400 °C ma postać amorficzną. Krystalizacja wymaga dłuższego ogrzewania w 1100 °C^[7].

Związek ten jest stabilny i nie reaguje z tlenem z powietrza w normalnych temperaturach. W 500 °C, tworzy tritlenek molibdenu^[3][7]:

2MoS₂ + 9O₂ → 2MoO₃ + 4SO₃

Podobnie zachowuje się w stosunku do chloru^[3]:

2MoS₂ + 7Cl₂ → 2MoCl₅ + 2S₂Cl₂

Ogrzewanie w 1200 °C i pod zmniejszonym ciśnieniem powoduje rozkład do molibdenu i trisiarczku molibdenu. W wyniku redukcji disiarczku molibdenu wodorem w temperaturach 1100 °C lub powyżej 1500 °C powstaje odpowiednio trisiarczek molibdenu lub molibden^[7]

Disiarczek molibdenu reaguje w odpowiednich warunkach z alkilolitami tworząc związki interkalacyjne o wzorze ogólnym Li_xMoS₂^[3].

Właściwości smarne disiarczku molibdenu wynikają z jego warstwowej budowy krystalicznej (zobacz też: grafit). Słabe siły van der Waalsa pomiędzy warstwami atomów siarki umożliwiają łatwe przemieszczanie się tych warstw względem siebie, zmniejszając tarcie przesuwanych elementów. Natomiast silne spolaryzowane wiązania kowalencyjne pomiędzy atomami molibdenu i siarki zwiększają wytrzymałość na czynniki mechaniczne^[7][10].