Сероводород

При нагревании сера реагирует с водородом. Образуется ядовитый газ с резким запахом – сероводород. Иначе называется сероводород, сероводород, дигидросульфид.

Строение

Сероводород – это бинарное соединение серы и водорода. Формула сероводорода – H2S. Строение молекулы аналогично строению молекулы воды. Однако сера образует с водородом не водородную связь, а ковалентную полярную связь. Это связано с тем, что в отличие от атома кислорода атом серы больше по объему, имеет меньшую электроотрицательность и меньшую плотность заряда.

Сероводород

Рис. 1. Строение сероводорода.

Получение

Сероводород редко встречается в природе. В небольших концентрациях входит в состав попутных, природных, вулканических газов. Океаны и моря содержат сероводород на больших глубинах. Например, сероводород обнаружен на глубине 200 метров в Черном море. Кроме того, сероводород выделяется при распаде белков, содержащих серу.

В промышленности это достигается несколькими способами:

  • реакция кислот с сульфидами:
    FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S;
  • влияние воды на сульфид алюминия:
    Al2S3 + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2S;
  • плавлением серы с керосином:
    С18Н38 + 18S → 18H2S + 18С.

Наиболее чистый газ получается при прямом взаимодействии водорода и серы. Реакция протекает при 600°С.

Физические свойства

Дигидросульфид — бесцветный газ с запахом тухлых яиц и сладковатым вкусом. Это токсичное вещество, опасное в высоких концентрациях. Благодаря своей молекулярной структуре сероводород при обычных условиях не переходит в жидкое состояние.

Общие физические свойства сероводорода:

  • плохо растворяется в воде;
  • проявляет сверхпроводящие свойства при температуре -70°С и давлении 150 ГПа;
  • легковоспламеняющийся;
  • растворим в этаноле;
  • сжижается при -60,3°С;
  • превращается в твердое вещество при -85,6°С;
  • плавится при -86°С;
  • кипит при -60°С;
  • распадается на простые вещества (серу и водород) при 400°С.

При обычных условиях можно приготовить раствор сероводорода (сероводородную воду). Однако сернистый водород не вступает в реакцию с водой. На воздухе раствор быстро окисляется и мутнеет из-за выделения серы. Сероводородная вода проявляет слабые свойства кислоты.

Сероводород

Рис. 2. Сероводородная вода.

Химические свойства

Сероводород – мощный восстановитель. Важнейшие химические свойства вещества описаны в таблице.

Реакция

Описание

Уравнение

С кислородом

Горит на воздухе синим пламенем с образованием диоксида серы. При недостатке кислорода образуются сера и вода

– 2H2S + 4O2 → 2H2O + 2SO2;

– 2H2S + O2 → 2S + 2H2O

С окислителями

Окисляется до диоксида серы или серы

– 3H2S + 4HClO3 → 3H2SO4 + 4HCl;

– 2H2S + SO2 → 2H2O + 3S;

– 2H2S + H2SO3 → 3S + 3H2O

Со щелочами

При избытке щелочи образуются средние соли; при соотношении 1:1 образуются кислые соли

– H2S + 2NaOH → Na2S + 2H2O;

– H2S + NaOH → NaHS + H2O

Диссоциации

Диссоциирует шаг за шагом в растворе

– H2S ⇆ H+ + HS–;

– HS– ⇆ H+ + S2-

Высокое качество

Образование черного осадка – сульфида свинца

H2S + Pb(NO3)2 → PbS↓ + 2HNO3

Сероводород

Рис. 3. Горение сероводорода.

Сернистый водород – токсичный газ, поэтому его применение ограниченно. Большая часть производимого сероводорода используется в промышленной химии для производства серы, сульфида, серной кислоты.

Что мы узнали?

Из темы урока мы узнали о строении, производстве и свойствах сероводорода или сероводорода. Это бесцветный газ с неприятным запахом. Является токсичным веществом. Образует сероводородную воду, не взаимодействуя с водой. В реакциях проявляет свойства восстановителя. Реагирует с кислородом воздуха, сильными окислителями (оксидами, кислородными кислотами) и щелочами. Диссоциирует в растворе в две стадии. Сероводород используется в химической промышленности для получения производных.