H2s получение в промышленности. Соединения серы (II)

В атмосфере водорода, можно почувствовать неприятный запах протухших яиц. Это водород вступил в химическую реакцию с серой и образовался сероводород H 2 S. Этот запах можно почувствоват, если ехать мимо шельфа Чёрного моря. На глубине 150 м и глубже море имеет повышенную концентрацию сероводорода. Сероводород выходит наружу на мелководье. Он ядовит, поэтому что на глубине уже 150 м практически нет жизни.

Необходимо помнить, что сероводород – опасный и ядовитый газ, вызывающий поражение дыхательных путей. Смертельный исход может наступить при концентрации сероводорода в воздухе 1,2…2,8 мг/л. Опыты с сероводородом необходимо проводить только на открытом воздухе или под вытяжкой.

Человеческий организм способен улавливать молекулы сероводорода в воздухе уже при концентрации 0,0000001 мг/л. Но если пребывать в атмосфере этого газа достаточно долго, то, не смотря на концентрацию сероводорода в воздухе, наступает паралич обонятельного нерва, что влечёт отсутствие какого-либо дальнейшего ощущения газа.

Наличие сероводорода в воздухе можно легко определить путём влажной бумаги, которая смочена в специально приготовленном свинцовом растворе, то есть использовать растворимую соль свинца (кстати, соли свинца - тоже ядовиты!) в качестве индикатора. При взаимодействии сероводорода из воздуха с влажной бумагой (а точнее с раствором соли свинца) на бумаге постепенно будет появляться черный осадок. С химической точки зрения – это сульфид свинца PbS – нерастворимая соль свинца.

Конечно, нерастворимая – сильно сказано, на самом деле растворима, но в определенных растворителях, правильнее сказать – слабодисоциируемая в исходном растворе. Таким образом, легко определить присутствие сероводорода, например в яйцах, мясе.

Получение сероводорода

Сероводород H 2 S в лабораторных (и домашних) условиях можно получить путём воздействия на сульфид железа FeS соляной кислотой HCl. Реакция будет сопровождаться интенсивным выделением газа – сероводорода. Реакция будет происходить так:

FeS + 2HCl→ H2S + FeCl2

например, для опытов дома не представляет никаких сложностей. Для этого можно использовать обыкновенный парафин от свечи. Для этого нам понадобится парафин, порошок мелкоизмельчённой серы и газовая горелка. Нужно расплавить в фарфоровой чашке (желательно в фарфоровой) около 25 г парафина и добавить туда порошок серы 15 г. После расплавления убираем горелку и даём постепенно смеси остывать, при этом необходимо помешивать получаемый раствор. Теперь, когда смесь застыла, её можно измельчить. Всё готово для получения сероводорода .

Итак, получим сероводород, для чего возьмём немного измельчённой смеси и будем медленно её нагревать, предварительно поместив смесь в пробирку с газоотводной трубкой. Нагревать нужно до температуры 170 0 С и больше. Получение сероводорода можно контролировать путём повышения или уменьшения температуры: сероводород выделяется более интенсивно при повышении температуры, при уменьшении температуры – меньше или совсем прекращается.
Так вот, в процессе химической реакции парафин (а именно водород, находящийся в парафине) взаимодействует с серой, при этом выделяется сероводород и образуется углерод.
Реакция протекает так.

Газообразный Н 2 S горит на воздухе голубым пламенем, образуя оксид серы (IV) и воду:

2Н 2 S + 30 2 = 2SO 2 + 2Н 2 О.

Собственная ионизация жидкого сероводорода ничтожно мала.

В воде сероводород мало растворим, водный раствор H2S является очень слабой кислотой:

H2S → HS + H Ka = 6.9×10 моль/л; pKa = 6.89.

Реагирует с основаниями:

H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O

H2S + NaOH = NaHS + H2O

Сероводород - сильный восстановитель. На воздухе горит синим пламенем:

2H2S + ЗО2 = 2Н2О + 2SO2

при недостатке кислорода:

2H2S + O2 = 2S + 2H2O.

Сероводород реагирует также со многими другими окислителями, при его окислении в растворах образуется свободная сера или SO4, например:

3H2S + 4HClO3 = 3H2SO4 + 4HCl

2H2S + SO2 = 2Н2О + 3S

Сероводород встречается в вулканических газах, а также в воде некоторых минеральных источников – Пятигорска и Мацесты (на Кавказе), Любеня-Великого (Львовская область) и др. Природные сероводородные воды используются для лечения. Сероводород всегда образуется при гниении остатков растительных и животных организмов и расписании других органических веществ, в которые входит сера. Поэтому неприятный запах сероводорода распространяется от выгребных ям, сточных вод и особенно от тухлых яиц. Но в больших количествах в природе сероводород не накапливается, потому что он легко окисляется кислородом воздуха и разлагается.

Хотя сероводород и образуется при взаимодействии водорода с серой при нагревании, но его удобнее добывать при действии соляной кислоты на сульфид железа:

Сероводород – бесцветный газ, немного тяжелее воздуха с неприятным запахом. В воде растворяется очень хорошо. В 1 объеме воды при обычной температуре растворяется 2,58 объемы сероводорода. Раствор H 2 S в воде называют сероводородной водой. Сероводород – очень ядовитый. Длительное вдыхание воздуха, содержащего 1 объем сероводорода на 2000 объемов воздуха, может вызвать тяжелое отравление. При отравлении возникают головная боль, тошнота, головокружение. Отравленная сероводородом человек теряет способность чувствовать его запах. Вдыхание больших концентраций сероводорода может быть смертельным. Поэтому работать с ним следует очень осторожно.

Химическая связь серы с водородом в молекуле сероводорода ковалентная:

но общие электронные пары смещены от атомов водорода к атомам серы, поэтому сера проявляет отрицательную валентность. В водном растворе это смещение является еще большим.

В химическом отношении сероводород - сильный восстановитель. Восстановительные свойства его обуславливаются тем, что ион серы S 2 - сравнительно легко теряет два электрона и превращается в нейтральный атом серы S 0, а под воздействием сильных окислителей теряет шесть электронов и превращается в положительно заряженные ионы S 4 +. Так, при достаточном доступе кислорода сероводород горит на воздухе с образованием двуокиси серы и водяного пара:

При недостаточном доступе кислорода, или при охлаждении его пламени он сгорает с образованием воды и выделением свободной серы:

По этой же реакцией сероводород медленно окисляется в водном растворе. Поэтому когда сероводородной водой оставить на длительное время в контакте с воздухом, то H 2 S полностью окисляется и свободная сера выделится в виде мути. В водном растворе сероводород легко окисляется также галогенами и другими окислителя.

Водный раствор H2S (формула сероводордной кислоты) называется иначе сероводородной водой или сероводородной кислотой. Это одна из самых слабых минеральных кислот (индикаторы в ней не изменяют свою окраску), диссоциирует в 2 стадии:

H2S -- H+ + HS– K1 дисс. ≈ 6 ∙ 10-8

HS– -- H+ + S2– K2 дисс. ≈ 1 ∙ 10-14

Растворы сероводородной кислоты являются разбавленными, их максимальная молярная концентрация при 20оС и атмосферном давлении не превышает 0,12 моль/л, а степень диссоциации по первой ступени при этом составляет ~ 0,011%.

Сероводородная кислота может реагировать с металлами, стоящими в ряду напряжений до H2, проявляя окислительные свойства за счет ионов H+. Но такие реакции при обычных условиях протекают очень медленно из-за малой концентрации ионов H+ в растворе и, главным образом, на поверхности металла, т.к. большинство солей сероводородной кислоты нерастворимы в H2O. Аналогично H2S реагирует и с оксидами металлов, нерастворимыми гидроксидами.

Нерастворимые средниесоли сероводородной кислоты (сульфиды) получают взаимодействием серы с металлами или в реакциях обмена между растворами солей:

Na2S + CuSO4 = CuS↓ + Na2SO4

K2S + FeCl2 = FeS↓ + 2KCl

Растворимые сульфиды образованы щелочными и щелочноземельными металлами. Их можно получить взаимодействием растворов кислоты с металлами или щелочами. При этом в зависимости от молярного соотношения между исходными веществами могут образовываться как кислые (гидросульфиды), так и средние соли.

H2S + NaOH = NaHS + H2O (при недостатке щелочи)

H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O (в избытке щелочи)

В водных растворах средние соли сильно гидролизуются:

Na2S + HOH -- NaHS + NaOH

S2– + HOH -- HS– + OH–

поэтому их растворы имеют щелочную реакцию.

Сульфиды щелочноземельных металлов в водном растворе по первой стадии гидролизуются почти на 100% и существуют в виде растворимых кислых солей:

2CaS + 2HOH = Ca(HS)2 + Ca(OH)2

Сульфиды некоторых металлов (Al2S3, Fe2S3, Cr2S3) в H2O гидролизуются полностью:

Al2S3 + 6 H2O = 2Al(OH)3 + 3 H2S

Большинство сульфидов тяжелых металлов очень плохо растворимы в H2O.

Некоторые сульфиды (CuS, HgS, Ag2S, PbS) не разлагаются растворами сильных кислот. Поэтому сероводородная кислота может вытеснить сильные кислоты из водных растворов их солей, образованных данными металлами:

CuSO4 + H2S = CuS↓ + H2SO4

HgCl2 + H2S = HgS↓ +2HCl

Сероводородная кислота на воздухе медленно окисляется кислородом с выделением серы:

2H2S + О2 = 2S↓ + 2H2O

Поэтому со временем растворы H2S при хранении мутнеют.

Благодаря этой реакции, сероводород не накапливается в верхних слоях воды Черного моря, которые содержат много растворенного кислорода.

Сероводородная кислота, как и сероводород, является сильным восстановителем и окисляется теми же окислителями, что и H2S, с образованием аналогичных продуктов.

Сульфиды тяжелых металлов имеют различную яркую окраску и применяются для получения минеральных красок, используемых в живописи.

Важным свойством сульфидов является их окисление кислородом при обжиге. Эта реакция используется в металлургии для получения цветных металлов из сульфидных руд:

2CuS + 3O2 -- 2CuO + 2SO2

При обжиге сульфидов активных металлов образующиеся SO2 и оксид металла могут реагировать между собой с образованием солей сернистой кислоты:

Na2O + SO2 -- Na2SO3

Химические свойства: сероводород– сильный восстановитель , в зависимости от условий (температура, pH раствора, концентрация окислителя) при взаимодействии с окислителями он окисляется до диоксида серы или серной кислоты:

1) горит голубоватым пламенем на воздухе:

2) при высокой температуре разлагается:

3) вступает в реакцию с галогенами:

4) взаимодействует с окислителями:

5) серебро при взаимодействии с сероводородом темнеет

Сероводородная кислота. Сероводород встречается в природе в месторождениях нефти и газа, в водах минеральных источников, он растворен в глубоких слоях (ниже 150 - 200 м) Черного моря. Применяют сероводород в производстве серы и серной кислоты, различных химических веществ, тяжелой воды, для приготовления лечебных ванн, в аналитической химии. Токсичен.

Современная энциклопедия . 2000 .

Смотреть что такое "СЕРОВОДОРОД, H2S" в других словарях:

сероводород H 2 S - сероводород H2S: Бесцветный ядовитый газ, имеющий запах тухлых яиц; Источник: СТО Газпром 5.12 2008: Газ горючий природный. Определение серосодержащих компонентов хроматографическим методом … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

СЕРОВОДОРОД - СЕРОВОДОРОД, H2S (молекулярный вес 34,07), бесцветный газ с характерным запахом тухлых яиц. Литр газа при нормальных условиях (0°, 760 мм) весит 1,5392 г. Темп, кипения 62°, плавления 83°; С. входит в состав газообразных выделений… … Большая медицинская энциклопедия

- (H2S), бесцветный, ядовитый газ с запахом тухлых яиц. Образуется в процессах гниения, содержится в сырой нефти. Получают действием серной кислоты на сульфиды металлов. Используется в традиционном КАЧЕСТВЕННОМ АНАЛИЗЕ. Свойства: температура… … Научно-технический энциклопедический словарь

Сероводород … Википедия

СЕРОВОДОРОД И СУЛЬФИДЫ - см. СЕРОВОДОРОД И СУЛЬФИДЫ (H2S, NaHS, NH4)2S, Fe2S3, PbS и др). Сероводород и сульфиды присутствуют в природных водах в небольших количествах и образуются при разложении органических веществ. Они содержатся в сточных водах коммунально бытового… … Болезни рыб: Справочник

- (сернистый водород) H2S, бесцветный газ с запахом тухлых яиц; tпл?85,54 .С, tкип?60,35 .С; при 0 .С сжижается под давлением 1 МПа. Восстановитель. Побочный продукт при очистке нефтепродуктов, коксовании угля и др.; образуется при разложении… … Большой Энциклопедический словарь

Бесцветный ядовитый газ H2S с неприятным специфическим запахом. Обладает слабокислотными свойствами. 1 л С. при t 0 °C и давлении 760 мм составляет 1,539 г. Встречается в нефтях, в природных водах, в газах биохимического происхождения, как… … Геологическая энциклопедия

H2S бесцветный газ с характерным запахом тухлых яиц; плотн. 1,538 кг/м3. С. легко сжижается, например при О °С под давлением 1 МПа; (кип 60,38 °С. Хорошо растворяется в воде с образованием слабой сероводородной кислоты H2S. В природе С.… … Большой энциклопедический политехнический словарь

H2S, то же, что Сернистый водород … Большая советская энциклопедия

H2S, бесцв. газ с запахом тухлых яиц; tnл 85,7 °С, tnл 60,35 °С; при О °С сжижается под давлением 1 МПа. Восстановитель. Побочный продукт при очистке нефтепродуктов, коксовании угля и др.; образуется при разложении белковых в в. Содержится в нек… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Сероводород (H 2 S ) - очень канцерогенный, токсичный газ. Имеет резкий характерный запах тухлых яиц.

Получение сероводорода.

1. В лаборатории H 2 S получают в ходе реакции между сульфидами и разбавленными кислотами:

FeS + 2 HCl = FeCl 2 + H 2 S ,

2. Взаимодействие Al 2 S 3 с холодной водой (образующийся сероводород более чистый, чем при первом способе получения):

Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S.

Химические свойства сероводорода.

Сероводород H 2 S - ковалентное соединение, не образующее водородных связей, как молекула Н 2 О . (Разница в том, что атом серы больший по размеру и более электроотрицательный, чем атом кислорода. Поэтому плотность заряда у серы меньше. И из-за отсутствия водородных связей температура кипения у H 2 S выше, чем у кислорода . Также H 2 S плохо растворим в воде, что также указывает на отсутствие водородных связей).

H 2 S + Br 2 = S + 2HBr,

2. Сероводород H 2 S - очень слабая кислота, в растворе ступенчато диссоциирует:

H 2 S ⇆ H + + HS - ,

HS - ⇆ H + + S 2- ,

3. Взаимодействует с сильными окислителями:

H 2 S + 4Cl 2 + 4H 2 O = H 2 SO 4 + 8HCl,

2 H 2 S + H 2 SO 3 = 3 S + 3 H 2 O ,

2 FeCl 3 + H 2 S = 2 FeCl 2 + S + 2 HCl ,

4. Реагирует с основаниями, основными оксидами и солями, при этом образуя кислые и средние соли (гидросульфиды и сульфиды):

Pb(NO 3) 2 + 2S = PbS↓ + 2HNO 3 .

Эту реакцию используют для обнаружения сероводорода или сульфид-ионов. PbS - осадок черного цвета.

В этой статье мы рассмотрим получение сероводорода из серы. Подробнее разберем физические и химические свойства данного вещества.

Строение

Для того чтобы проанализировать основное получение сероводорода, необходимо выяснить особенности его строения. В составе данного вещества содержатся один атом серы и два водорода. Они являются неметаллами, поэтому между элементами образуются В сероводороде угловое строение. Между серой и водородом образуется угол в 92 градуса, что чуть меньше, чем в воде.

Физические свойства

Запах сероводорода, напоминающий тухлые яйца, знаком всем. При нормальных условиях данное вещество находится в газообразном состоянии. Оно не имеет цвета, плохо растворимо в воде, ядовито. В среднем при 20 градусах по Цельсию в воде будет растворяться 2,4 объема сероводорода. У сероводородной воды выявлены незначительные диссоциация вещества протекает ступенчато. Ядовитый сероводород опасен даже в незначительных дозах. Содержание в воздухе около 0,1 процента сероводорода приводит к параличу дыхательного центра с потерей сознания. Например, легендарный естествоиспытатель Плиний Старший погиб в 79 веке до нашей эры именно от сероводорода, который образовывался при извержении Везувия.

Причина отравляющего действия сероводорода в его химическом взаимодействии с гемоглобином крови. Железо, содержащееся в этом белке, образует сульфид с сероводородом.

Предельно допустимой концентрацией в воздухе сероводорода считается 0,01 мг/л. В качестве противоядия используется вдыхание чистого кислорода либо воздуха, в составе которого есть незначительное количество хлора.

Работа с сероводородом предполагает соблюдение определенных правил безопасности. Все эксперименты, касающиеся данного газообразного вещества, осуществляются в герметичных приборах и вытяжных шкафах.

Способы получения сероводорода

Каково получение сероводорода в лаборатории? Самым распространенным вариантом является взаимодействие водорода с серой. Данная химическая реакция относится к соединению, проводится в вытяжном шкафу.

Кроме того, получение сероводорода возможно и при обмене между твердым сульфидом железа (2) и раствором серной либо соляной кислоты. Чтобы получить такой результат, в пробирку достаточно взять несколько кусков сульфида, не превышающих по размеру горошину. Далее в пробирку (до половины объема) добавляют раствор кислоты, закрывают газоотводной трубкой. Прибор помещают под вытяжку, пробирку нагревают. Химическое взаимодействие сопровождается выделением пузырьков газа. Такое получение сероводорода позволяет создавать количество вещества, достаточное для рассмотрения его химических свойств.

Какие еще бывают способы? В лаборатории допускается получение сероводорода путем взаимодействия металлического железа (под вытяжкой) с кристаллической серой, с последующим взаимодействием сульфида с серной кислотой.

Химические свойства

Сероводород взаимодействует с кислородом воздуха, горит он голубоватым цветом. В случае полного сгорания продуктами реакции являются (4) и вода. Учитывая, что печной газ является кислотным оксидом, в растворе он образует слабую окрашивающую синюю в красный цвет.

В случае недостаточного количества сероводорода образуется кристаллическая сера. Данный процесс считается промышленным способом получения из сероводорода чистой серы.

У данного химического вещества выявлены и отличные восстановительные способности. Они проявляются, к примеру, при взаимодействии с солями, галогенами. Для того чтобы провести в лабораторных условиях подобную реакцию, в пробирки с хлором и бромом наливают раствор сероводорода, наблюдают обесцвечивание. В качестве продукта реакции наблюдают образование кристаллической серы.

При химической реакции сероводорода с водой происходит образование катиона гидроксония Н3О+.

Сероводород способен образовывать два вида соединений: сульфиды (средние соли) и гидросульфиды

У щелочных и щелочноземельных металлов сульфиды являются бесцветными соединениями. У тяжелых металлов (меди, никеля, свинца) они имеют черный цвет. Сульфид марганца обладает розовым цветом. Многие соли не растворяются в воде.

Качественной реакцией на сульфиды считают взаимодействие с раствором сульфата меди (2). Продуктом подобного взаимодействия будет выпадение черного осадка сульфида меди (2).

Заключение

В природе это вещество находится в минеральных источниках, вулканических газах. Данное соединение является продуктом гниения животных и растительных организмов, его отличает характерный запах сероводорода. Природные сульфиды обнаружены в составе редких металлов, в металлургии из них получают соответствующие элементы. Важно помнить и о том, что сероводород является сильным отравляющим веществом.