硫脲

硫脲为有机络合剂，可与许多金属离子形成络合物。

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（NH
2）
2
＋2NaOH====Na
2
S＋CNNH
2
＋2H
2
O
分解生成的氨基氰可转变为尿素：
CNNH
2＋H
2
O=====CO
（NH
2）
2
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（SCN
2H
3
）
2
：
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。

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H
2
S：
SC（NH
2）
2
＋2H
2
O====CO
2
＋2NH
3
＋H
2
S
H
2
S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、HSO
4-和SO
4
2-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：
Me n++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β
x
列于表2中。

2
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，除汞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。

实验目的
1
了解控制化学反应条件的作用
2
通过观察
亚甲基蓝和亚甲基白
在不同条件下的相互转化，学习观察方法，体验
对比实验法
实验原理
亚甲基蓝指示剂
还原态呈无色
，
、
性质敏感。

亚甲基蓝
是一种暗绿色晶
体，溶于水和乙醇，在碱性溶液中，
蓝色亚甲基蓝
很容易被
葡萄糖
还原
为无色
亚甲基
白。

振荡此无色溶液时，溶液与空气接触面积增大，溶液中氧气溶解量就增多，氧气
把
亚甲基白氧化为亚甲基蓝
，
溶液又呈蓝色。

有一部分溶解的氧气逸出，
亚甲基蓝又被葡萄糖还原为亚甲基
白。

若重复振荡和静置溶液，其颜色交替出现蓝色—无色—蓝色—无色……的现象，
这称
为亚甲基蓝的化学振荡。

它是
反应体系交替发生还原与氧化反应
的结果。

由蓝色出现
至变成无色所需要的时间是振荡周期，振荡周期长短受反应条件如溶液的酸碱度、反
应物浓度和温度等因素的显著影响。

当反应受到多个因素影响时，通常采用只改变某
个因素，而维持其他因素不变的对照实验法进行研究。

实验用品
0.1%
亚甲基蓝溶液、
30%NaOH
溶液、葡萄糖、蒸馏水。

锥形瓶、试管、滴管、橡胶塞、烧杯、酒精灯、量筒、托盘天平、温度计、计时
器。

实验步骤
1
锥形瓶中加
50mL
水，
1.5
克葡萄糖，逐滴滴入
8
～
滴
0.1
％亚甲基蓝，振荡
至溶液呈蓝色
2
加入
2mL30
％
N a O H
溶液，振荡试管，静置锥形瓶，观察并记录现象。

再振荡锥
形瓶至溶液变蓝，又静置锥形瓶，连续记录两次振荡周期（
NaOH
的用量不能太多）。

3
将溶液分装在两个小试管中，
1
号试管装满，
2
号试管装半管，均用塞子塞好，振荡，静置
4
把
1
号试管溶液分一半到
3
号试管中，
再在
3
号试管中加
5
滴
0.1
％亚甲基蓝，
塞好两支试管，振荡、静置
5
将
1
3
号试管置于
40℃水浴中，约
10m i n
后振荡、
静置（水浴加热至
40℃，水温不能太高。

否则，溶液变黄失效）
6
实验结束时，集中回收反应溶液，留作以后使用。

实验现象
1.
溶液呈蓝色
2.
溶液褪色
约
25
秒
3. 1
始终呈无色
2
试管
振荡后变蓝，然后自下而上褪色
约
45
秒
4. 1
试管
振荡后变蓝，然后自下而上褪色19
秒
3
试管
振荡试管后蓝色较
试管深，然后自下而上褪色，
16
秒
5.
振荡后迅速变蓝，然后迅速褪色
2
～
3
秒
注意事项
NaOH
的用量太多或水浴加热的水温太高会导致葡萄糖在强碱性条件下形成双键
在不同位置的烯醇式和碳键断裂分解为醛，醛又聚合生成树脂状物质，最终溶液变黄
失效。

红瓶子实验
用碱性藏花红代替亚甲基蓝会发生红-
无色反应
道理同上
蓝
瓶
子
实
验
它是一种深绿色有铜光的柱状晶体或结晶粉末。

易溶于水、乙醇，
不溶于乙醚。

溶于水中呈
蓝色。

亚甲基蓝在碱性溶液中被葡萄糖溶液还原成无色的物质，颜色消失。

然而此无色的物质
〔易
被空气中的氧气氧化成亚甲基蓝，
从而使溶液变成蓝色。

以此反复进行，
直到葡萄糖被完全
氧化后，溶液的颜色就不再褪去。

实验用品：
100ml
碘量瓶
、量筒、台秤。

3mol/L
氢氧化钠溶溶、葡萄糖、亚甲基蓝。

实验操作：
用量筒取
50ml
氢氧化钠溶液倒入碘量瓶中，在台秤上称取
2g
葡萄糖加入碘量瓶，振荡使
葡萄糖溶解。

用药匙的小头取极少量亚甲基兰加入碘量瓶中，振荡溶解、可见溶液呈蓝色。

将碘量瓶塞上，静置片刻，可见蓝色消失，说明亚甲基蓝被还原完。

打开瓶塞，振荡溶液，溶液复变蓝色。

重复操作，使蓝色消失又重现。

注意事项：
1
、
溶液颜色变化可持续维持两天。

待溶液中葡萄糖完全氧化后，溶液的蓝色将不再褪色。

2
、
所加亚甲基兰不宜太多，
太多褪色困难，
且一次褪色消耗的葡萄糖也多，
实验效果不好，
l
人亚甲基蓝使溶液呈蓝色即可。

3
、
褪色过程中要塞上碘量瓶塞，以免空气进人瓶中。

而恢复颜色的过程中要打开瓶塞，让空气进人。