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Eisen(II)-sulfid
Eisen(II)-sulfid (alte Bezeichnung Schwefeleisen) ist das Sulfid des zweiwertigen Eisens mit der Formel FeS. Kristallstruktur. Strukturformel von Eisen(II)- …
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Stoff und Kenndaten
Eisen(II)-sulfid, früher Schwefeleisen und auch Eisenmonosulfid genannt, ist das Sulfid des zweiwertigen Eisens. Seine Verhältnisformel lautet FeS; es besteht aus Fe²⁺- und S²⁻-Ionen. Der Feststoff liegt als dunkelgraue oder schwarze, metallartig wirkende Stücke, Platten oder Stäbchen vor.
Die molare Masse beträgt 87,91 g·mol⁻¹, die Dichte 4,84 g·cm⁻³ und der Schmelzpunkt 1195 °C. Die Daten gelten, sofern nicht anders angegeben, bei Standardbedingungen von 0 °C und 1000 hPa.
Chemische und strukturelle Eigenschaften
Eisen(II)-sulfid ist in Wasser praktisch unlöslich. Mit Säuren reagiert es unter Bildung von Schwefelwasserstoff. Für Salzsäure gilt:
FeS + 2 HCl → FeCl₂ + H₂S
Beim Erhitzen finden im festen Zustand bei 138 °C und bei 325 °C jeweils kristallographische Umwandlungen statt, also Änderungen der Kristallstruktur. Reines Eisen(II)-sulfid bildet hellbraune Kristalle des Nickelarsenid-Typs. Technische Ware enthält meist Resteisen und ist deshalb dunkel bis schwarz gefärbt.
Der Stoff ist als gewässergefährdend gekennzeichnet (H400). Bei Berührung mit Säuren entsteht giftiges Gas (EUH031); eine Freisetzung in die Umwelt soll vermieden werden (P273).
Herstellung
Im Labor und in der Technik wird Eisen(II)-sulfid hergestellt, indem ein Gemisch aus Eisenpulver und Schwefelpulver kurz erhitzt wird. Die anschließend ablaufende Reaktion ist exotherm, setzt also Wärme frei:
Fe + S → FeS
Natürliches und alltägliches Auftreten
In der Natur kommt Eisen(II)-sulfid in den Mineralen Pyrrhotin, Troilit und Mackinawit vor.
Bei der bakteriellen anaeroben Korrosion, also einer durch Bakterien ohne Sauerstoff verursachten Korrosion, entsteht Eisen(II)-sulfid als Endprodukt und erzeugt eine erkennbare Schwarzfärbung. Dieser sehr alte bakterielle Stoffwechsel ist für die Eisen-Schwefel-Welt wichtig, ein Szenario zur frühen Evolution des Lebens.
Auch die grüne Färbung von Eigelb nach langem Kochen von mehr als 10 Minuten stammt von gebildetem Eisensulfid. Dieses ist unschädlich.
Nutzung
Früher wurde Eisen(II)-sulfid zur Herstellung von Schwefelsäure eingesetzt. Dazu röstete man es unter Zufuhr von Luft. Dabei entstand Schwefeldioxid, das für die weitere Synthese benötigt wurde.
Im Labor dient Eisen(II)-sulfid zur Herstellung von Schwefelwasserstoff. Die Reaktion kann beispielsweise in einem Kippschen Apparat durchgeführt werden.
