Получение сероводорода
Химические свойства
Физические свойства
При обычных условиях сероводород – бесцветный газ, с сильным характерным запахом тухлых яиц. Тпл = -86 °С,Ткип = -60 °С, плохо растворим в воде, при 20 °С в 100 г воды растворяется 2,58 мл H2S. Очень ядовит, при вдыхании вызывает паралич, что может привести к смертельному исходу. В природе выделяется в составе вулканических газов, образуется при гниении растительных и животных организмов. Хорошо растворим в воде, при растворении образует слабую сероводородную кислоту.
- В водном растворе сероводород обладает свойствами слабой двухосновной кислоты:
H2S = HS- + H+;
HS- = S2- + H+.
- Сероводород горит в воздухе голубым пламенем. При ограниченном доступе воздуха образуется свободная сера:
2H2S + O2 = 2H2O + 2S.
При избыточном доступе воздуха горение сероводорода приводит к образованию оксида серы (IV):
2H2S + 3O2 = 2H2O + 2SО2.
- Сероводород обладает восстановительными свойствами. В зависимости от условий сероводород может окисляться в водном растворе до серы, сернистого газа и серной кислоты.
Например, он обесцвечивает бромную воду:
H2S + Br2 = 2HBr + S.
взаимодействует с хлорной водой:
H2S + 4Cl2 + 4H2O = H2SO4 + 8HCl.
Струю сероводорода можно поджечь, используя диоксид свинца, так как реакция сопровождается большим выделением тепла:
3PbO2 + 4H2S = 3PbS + SO2 + 4H2O.
- Взаимодействие сероводорода с сернистым газом используется для получения серы из отходящих газов металлургического и сернокислого производства:
SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O.
С этим процессом связано образование самородной серы при вулканических процессах.
- При одновременном пропускании сернистого газа и сероводорода через раствор щелочи образуется тиосульфат:
4SO2 + 2H2S + 6NaOH = 3Na2S2O3 + 5H2O.
- Реакция разбавленной соляной кислоты с сульфидом железа (II)
FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S
- Взаимодействие сульфида алюминия с холодной водой
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
- Прямой синтез из элементов происходит при пропускании водорода над расплавленной серой:
H2 + S = H2S.
- Нагревание смеси парафина с серой.
1.9. Сероводородная кислота и её соли
Сероводородной кислоте присущи все свойства слабых кислот. Она реагирует с металлами, оксидами металлов, основаниями.
Как двухосновная, кислота образует два типа солей – сульфиды и гидросульфиды. Гидросульфиды хорошо растворимы в воде, сульфиды щелочных и щелочно-земельных металлов также, сульфиды тяжелых металлов практически нерастворимы.
Сульфиды щелочных и щелочноземельных металлов не окрашены, остальные имеют характерную окраску, например, сульфиды меди (II), никеля и свинца – черные, кадмия, индия, олова – желтые, сурьмы – оранжевый.
Ионные сульфиды щелочных металлов M2S имеют структуру типа флюорита, где каждый атом серы окружен кубом из 8 атомов металла и каждый атом металла – тетраэдром из 4 атомов серы. Сульфиды типа MS характерны для щелочноземельных металлов и имеют структуру типа хлорида натрия, где каждый атом металла и серы окружен октаэдром из атомов другого сорта. При усилении ковалентного характера связи металл – сера реализуются структуры с меньшими координационными числами.
Сульфиды цветных металлов встречаются в природе как минералы и руды, служат сырьем для получения металлов.