Сероводород

Информация общего характера.

Молекула Н2S имеет структуру равнобедренного треугольника с атомом серы в центре [d(HS) = 133 пм, угол HSH = 92°]. Сероводород представляет собой бесцветный и весьма ядовитый газ, уже 1 часть которого на 100 000 частей воздуха обнаруживается по его характерному запаху (тухлых яиц).

В жидком состоянии Н2S проводит электрический ток несравненно хуже, чем вода, так как собственная его электролитическая диссоциация ничтожно мала: [SH3+] [HS-] = 3·10-33. Жидкий, сероводород имеет низкую диэлектрическую проницаемость (e = 6 при 0 °С) и как растворитель похож скорее на органические жидкости, чем на воду. Так, он практически не растворяет лед. Твердый Н2S имеет строение плотной упаковки с 12 ближайшими соседями у каждой молекулы (т. е. совершенно иное, чем лед). Теплота плавления сероводорода равна 2,5 кДж/моль, а теплота испарения 18,8 кДж/моль.

tпл -85,54 °С, tкип -60,35 °С; при 0 °С сжижается под давлением 1 МПа. Восстановитель.Химические свойства.

Сероводород взаимодействует с основаниями:

H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O

H2S проявляет очень сильные восстановительные свойства:

H2S-2 + Br2 = S0 + 2HBr

H2S-2 + 2FeCl3 = 2FeCl2 + S0 + 2HCl

H2S-2 + 4Cl2 + 4H2O = H2S+6O4 + 8HCl

3H2S-2 + 8HNO3(конц) = 3H2S+6O4 + 8NO + 4H2O

H2S-2 + H2S+6O4(конц) = S0 + S+4O2 + 2H2O

(при нагревании реакция идет по - иному: H2S-2 + 3H2S+6O4(конц) =-t°= 4S+4O2 + 4H2O)

Серебро при контакте с сероводородом чернеет:

4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O

Качественная реакция на сероводород и растворимые сульфиды - образование темно-коричневого (почти черного) осадка PbS:

H2S + Pb(NO3)2 = PbS(осадок) + 2HNO3

Na2S + Pb(NO3)2 = PbS(осадок) + 2NaNO3

Pb2+ + S2- = PbS(осадок)

Один объём воды растворяет в обычных условиях около 3 объемов сероводорода (с образованием приблизительно 0,1 М раствора (сероводородной воды)). При нагревании растворимость понижается. Подожженный на воздухе сероводород сгорает по одному из следующих уравнений:

2 Н2S + 3 O2 = 2 H2O + 2 SO2 + 1125 кДж (при избытке кислорода)2 Н2S + O2 = 2 H2O + 2 S + 531 кДж (при недостатке кислорода).

Растворимость сероводорода (объемы на 1 объём воды).

Легко окисляется сероводород и в растворе: при стоянии на воздухе сероводородная вода постепенно мутнеет вследствие выделения серы (по второй из приведенных выше реакций). Бром и йод восстанавливаются до НВr и HI. Аналогично действует он и на многие другие вещества. Сероводород является, таким образом, сильным восстановителем.

В водном растворе Н2S ведёт себя как весьма слабая кислота. Средние соли (с анионом S2-) называются сульфидами, кислые (с анионом HS-) - гидросульфидами. Несмотря на бесцветность самих ионов S2- и HS-, многие соли сероводорода окрашены в характерные цвета. Подавляющее большинство сульфидов практически нерастворимо в воде. А большая часть гидросульфидов хорошо растворима (но известна лишь в растворе).

Охлаждение насыщенного водного раствора сероводорода может быть получен кристаллогидрат Н2S·6Н2О. Растворимость Н2S в органических растворителях значительно выше, чем в воде. Например, один объем спирта поглощает при обычной температуре 7 объемов сероводорода. Растворимость его в расплавленной сере резко возрастает выше 130 °С и достигает максимума около 350 °С. По-видимому, это связано с образованием полисульфидов. В водном растворе сероводород легко окисляется иодом до свободной серы:I2 + Н2S = 2 НI + S.Напротив, в газовой фазе сера окисляет иодистый водород до свободного иода:S +2 НI = Н2S + I2 + 6 кДж.Ниже -50 °С может существовать молекулярное соединение состава Н2S·I2. Сероводородная кислота характеризуется константами диссоциации К1 = ([H+] * [HS-]) / [H2S] = 1·10-7 и К2 = ([H+] * [S2-]) / [HS-] = 1·10-14, т. е. она несколько слабее угольной. Децинормальный раствор Н2S имеет рН = 4,1.Получение.

С водородом сера в обычных условиях не соединяется. Лишь при нагревании протекает обратимая реакция:

Другое по теме

Формирование понятия “фермент” в школьном курсе биологии и связь с школьным курсом химии
Одним из фундаментальных понятий, как биологии,так и химии является понятие “фермент”.Изучение ферментов имеет большое значение для любой области биологии,а также для многих отраслей химической,пищевой и фармацевтической промышленности,занятых производством биологически активных веществ для медицины и народного хозяйств ...

Ионометрия. Метод добавок
Интерес к методу добавок в ионометрии вызывается тем, что он играет более значительную роль, чем метод добавок в других методах анализа. Ионометрический метод добавок дает два больших преимущества. Во-первых, если колебание ионной силы в анализируемых пробах непредсказуемо, то применение распространенного метода градуи ...