Сероводород (H2S)
Сера с водородом образует летучее соединение H2S - сероводород, являющийся ядовитым бесцветным газом с характерным весьма неприятным запахом, напоминающим запах тухлых яиц.
В природе сероводород выделяется в процессе гниения белковых веществ, а также содержится в воде некоторых минеральных источников.
Молекула сероводорода полярна, атом серы связан с двумя атомами водорода угловой связью. Сероводород в меньшей степени способен образовывать водородные связи, нежели вода, поэтому, при н.у. сероводород является газом, хорошо растворимым в воде (в 1 объеме воды растворяется 2,5 объема сероводорода).
Химические свойства сероводорода
Растворяясь в воде, сероводород образует слабую двухосновную кислоту, называемую сероводородной водой:
Двухступенчатая диссоциация H2S ↔ H++HS- (гидросульфид-ион) HS- ↔ H++S2- (сульфид-ион)
Реакции сероводородной воды:
- с основными оксидами образует соли-сульфиды:
H2S + CaO = CaS + H2O
- с основаниями образует сульфиды и гидросульфиды (при избытке H2S):
H2S + NaOH ↔ NaHS + H2O H2S + OH- ↔ HS- + H2O H2S + 2NaOH ↔ Na2S + 2H2O H2S + 2OH- ↔ S2- + 2H2O
- с солями образует малорастворимые сульфиды:
CuSO4 + H2S = CuS + H2SO4 Cu2++H2S = CuS↓ + 2H+
- с металлами образует соли-сульфиды:
Ca + H2S = CaS + H2↑
Растворимость в воде:
- гидросульфиды (кислые соли сероводородной кислоты) хорошо растворяются в воде (NaHS, Ca(HS)2);
- сульфиды щелочных и щелочноземельных металлов (нормальные соли), сульфид аммония (NH4)2S - растворимы в воде;
- сульфиды остальных металлов нерастворимы в воде;
- сульфиды меди, свинца, серебра, ртути, других тяжелых металлов нерастворимы ни в воде, ни в кислотах (за исключением азотной кислоты).
Окраска сульфидов:
- PbS, CuS - черный цвет;
- CdS - желтый цвет;
- ZnS, MgS - белый цвет;
- MnS - розовый цвет.
Качественная реакция на сероводородную кислоту и ее соли (взаимодействие с растворимыми солями свинца с выделением сульфида свинца (II) в виде черного осадка):
Na2S + Pb(NO3)2 = PbS↓ + 2NaNO3 S2- + Pb2+ = PbS↓
В окислительно-восстановительных реакциях сероводород и его кислота выступают только в роли сильного восстановителя, что объясняется низшей возможной степенью окисления серы (-2).
S-2-2e- → S0 S-2-6e- → S+4 S-2-8e- → S+6
В окислительно-восстановительных реакциях сероводород легко окисляется с образованием S, SO2, H2SO4:
- кислородом воздуха:
2H2S-2+3O20 = 2S+4O2-2+2H2O-2 (горение сероводорода)
- бромной водой, которая обесцвечивается, теряя желто-оранжевый оттенок, при пропускании через нее сероводорода:
H2S-2+Br20 = 2HBr-1+S0↓
- марганцовкой - сероводород обесцвечивает раствор перманганата калия:
5H2S-2+2KMn+7O4+3H2SO4 = K2SO4+2Mn
- более слабыми окислителями, например, солями железа и сернистой кислотой:
2Fe+3Cl3+H2S-2 = 2Fe+2Cl2+S0↓+2HCl H2S+4O4+2H2S-2 = 3S0↓+3H2O
Подробнее см. Уравнения окислительно-восстановительных реакций сероводорода...
Получение и применение сероводорода
В промышленном производстве сероводород получают в процессе очистки нефтяных газов, как побочный продукт.
В лабораторных условиях сероводород получают реакцией кислот с сульфидами:
FeS+H2SO4 = FeSO4+H2S↑
Сероводород можно получить из простых веществ:
H2+S = H2S
В промышленных целях сероводород используется для получения сульфидов, сераорганических веществ, серной кислоты. В медицине сероводородная вода используется при лечении ревматизма и различных кожных заболеваний. Сероводород входит в состав многих минеральных вод.
