РАЗДЕЛ II. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

9. Неметаллические элементы и их соединения. Неметаллы

9.3. Элементы VIA группы

9.3.7. Сероводород (сульфид водорода). Сероводородная (сульфидная) кислота. Сульфиды²

Сероводород и сероводородная кислота Сероводород или сульфид водорода H₂S,- летучее соединение Серы с Гідрогеном. В молекуле сероводорода атом Серы образует две ковалентные полярные связи с двумя атомами Водорода. Валентный угол составляет 92,1°. Раствор H₂S в воде называют сероводородной кислотой.

Распространенность сероводорода в природе

В природе сероводород встречается в составе природных и вулканических газов, содержится в воде некоторых минеральных источников, также образуется при разложении органических веществ (растительных и животных остатков), а потому в небольшом количестве содержится в воздухе.

Огромные запасы сероводорода накопленные в глубинах Черного моря: его слой начинается с глубины 150-200 м и достигает дна (максимальная глубина - 2210 м). Концентрация сероводорода на глубине 150 м - 0,19 мг/л морской воды, на глубине 200 м - 0,83 мг/л, а на глубине 2000 м достигает 9,60 мг/л. Таким образом, за исключением некоторых специфических микроорганизмов, там почти нет живых существ.

Физические свойства и физиологическое действие сероводорода

Сероводород - бесцветный газ с резким неприятным запахом тухлых яиц - вич воды растворяется до 2,5 л H₂S. Сероводород очень ядовит. Наличие в воздухе объемной доли 0,1 % вызывает отравление. Гидроген сульфид связывает гемоглобин, образуя с ионом Fe²⁺, входящей в его состав, малорозчинну соединение - феррум(II) сульфид.

Добыча сероводорода

В лаборатории для извлечения сероводорода используют реакцию между сульфидом металлического элемента и хлоридной кислотой или разбавленной серной кислотой:

В промышленности сероводород добывают, пропуская водород над расплавленной серой:

Химические свойства сероводорода и сульфидной кислоты

Сероводород

1. Сероводород горит голубоватым пламенем:

При недостатке кислорода образуется сера:

2. Сероводород относят к сильным восстановителям - он может окисляться до серы, сульфур(ИV) оксида или серной кислоты:

3. Сульфид водорода взаимодействует с кислотами-окислителями:

4. Реагирует и с сильными, и со слабыми окислителями:

Использование сероводорода

1. В химической промышленности для получения серной кислоты, элементарной серы, сульфидов.

2. В органическом синтезе серосодержащих веществ (тиолов³).

3. Как реагент в аналитической химии для обнаружения ионов тяжелых металлических элементов (Ag⁺, Pb²⁺, Сu²⁺).

4. В перспективе возможно использование гигантских запасов сероводорода, которые содержатся в Черном море для нужд сероводородной энергетики и химической промышленности.

5. В медицине природные источники и искусственные ванны, содержащие сероводород, используют для борьбы с кожными заболеваниями.

Сульфидная кислота

Раствор сероводорода в воде - сероводородная вода, или сероводородная (сульфидная) кислота - слабая двохосновна кислота. Она слабее сульфітну кислоту H₂SO₃. Диссоциирует двоступенево (за II степенью - в незначительной степени):

Сульфидная кислота проявляет общие свойства кислот. Она реагирует с основными оксидами, основаниями, образуя средние и кислые соли, а также с некоторыми солями и металлами:

Соли сероводородной кислоты

Сероводородная кислота образует два ряда солей: средние - сульфиды (K₂S, CaS) - и кислые - гідроґенсульфіди (KHS, Ca(HS)₂). Растворимыми в воде сульфиды щелочных и щелочноземельных металлических элементов, а также аммоний сульфид (NH₄)₂S. Некоторые сульфиды имеют характерную окраску: черное - PbS и CuS, желтое - CdS, белое - ZnS, MgS, розовое - MnS.

Химические свойства сульфидов

1. Растворимые в воде сульфиды медленно гидролизуют, то есть разлагаются водой:

В результате полного гидролиза в растворе некоторые сульфиды получить невозможно:

2. Сульфиды реагируют с некоторыми другими солями:

Эти две реакции являются качественными на обнаружение сульфид-иона S^2-, ведь наблюдается образование характерных осадков черного цвета - CuS и PbS.

3. Сульфиды разлагаются сильными кислотами:

4. Сульфиды при взаимодействии с окислителями проявляют восстановительные свойства:

______________________________________________________________

¹ Реакцию используют для связывания разлитой ртути (демеркуризация). Участок пола, где разбился ртутный термометр, необходимо посыпать порошком серы. Киноварь - неядовитая соединение. Она не испаряется (при комнатной температуре) и легко может быть собрана.

² Полисульфиды - соединения Серы с общей формулой X₂S_n, структура которых содержит цепочки атомов -S-S_(n-2)-S-, где, в зависимости от компонента X, n может варьироваться: в полісульфідах ВодородаH₂S_n (оліїсті жидкости в зависимости от содержания Серы от желтого до красного цвета) п изменяется от 2 до 23, в полісульфідах аммония (NH₄)₂S_n - от 2 до 9, щелочных металлов Me₂S_n - от 2 до 8. Их используют в кожевенной промышленности для удаления волос с кожи), в производстве красителей, полисульфидных каучуков, в аналитической химии.

³ Тіоли (или меркаптаны) имеют сильный неприятный запах. В частности, егантіол C₂H₅SH добавляют к природному газу (метану запаха нет) перед его подачей в бытовой газопровод, чтобы обнаружить утечки газа из системы.