Кадмий в H2S-содержащих водных растворах: эксперментальное исследование растворимости CdS при 25–80°С

Abstract

Экспериментально исследованы влияние температуры и содержания сульфидной серы на комплексообразование кадмия в восстановительных условиях. Определена растворимость гринокита (CdS) в растворах H2O–H2S–HClO4–NaHS при 25–80°С в зависимости от рН и концентрации серы. На основании измерений в сильно-кислых растворах уточнены стандартные термодинамические свойства гринокита. Рекомендованное значение (гринокит) = –151.5 ± 0.3 кДж моль–1. Растворимость гринокита выше, чем предполагали на основании прежних литературных данных. Определены константы устойчивости гидросульфидных комплексов кадмия при 80°С: 10–5.65 ± 1.00 для реакции CdS(s) + H+ = CdHS+, 10–6.00 ± 0.40 для CdS(s) + H2S = Cd(HS) , 10–3.87 ± 0.10 для CdS(s) + H2S + HS– = Cd(HS) , и 10–3.53 ± 0.20 для CdS(s) + H2S + 2HS– = Cd(HS) . Моделирование поведения кадмия при температурах от 3 до 200°С показывает, что доля комплексов Cd(HS) (n = 1–4) увеличивается с ростом концентрации серы и уменьшается с температурой. В морских условиях при mH2S ≥ 10–5 преобладающей формой кадмия будут не хлоридные, а гидросульфидные комплексы. Эти изменения должны быть учтены при расчетах изотопного фракционирования кадмия. Важнейшим фактором геохимического поведения кадмия является режим серы: высокие концентрации H2S приводят к его мобилизации, а низкие – к осаждению.