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

Международные космические организации
Тема моей работы Международные космические организации. Целью данной работы является дать общую характеристику комических организаций, раскрыть принципы деятельности международных космических организаций показать актуальность данной темы, показать организационную структуру, задачи, вопросы членства в международных орга ...

История космических исследований
Освоение космоса, космические исследования относятся к одному из основных направлений научно-технической революции. Рассмотрение этого направления в технико-экономическом аспекте представит определенный интерес для специалистов, разрабатывающих международные программы сотрудничества в области экономики, науки и техники ...