Химия сероводорода

Сероводород — это молекулярное соединение с ковалентной полярной связью. По-другому это вещество называется сернистым водородом или сульфидом водорода. Химическая формула сероводорода — H₂S.

Строение и физические свойства сероводорода

Сероводород — это бесцветный газ с характерным запахом тухлых яиц, сладкий на вкус, тяжелее воздуха. Малорастворим в воде, хорошо растворим в спирте. На воздухе легко воспламеняется. Очень ядовит.

Вдыхание паров сероводорода даже в малых количествах может привести к тяжелому отравлению. Признак сильного отравления парами сероводорода — потеря обоняния, перестает ощущаться характерный неприятный запах газа.

Противоядия при отравлении сероводородом — вещества-окислители. При слабом отравлении необходимо выйти на свежий воздух, то есть повысить концентрацию вдыхаемого кислорода. В случае более сильного отравления полезно очень осторожно вдохнуть пары хлора.

Состав H₂S представлен двумя элементами-неметаллами, атомы которых связаны ковалентной полярной связью. Молекула этого газа имеет угловое строение, этим она схожа с молекулой воды, но по сравнению с водой в молекуле сероводорода слабые водородные связи. Связи S—H образуют валентный угол, равный 92,1о, как показано на структурной формуле сероводорода.

Знание физических свойств сульфида водорода может спасти кому-то жизнь, и это не единственное применение химической теории на практике. На курсах подготовки к ОГЭ по химии в онлайн-школе Skysmart ученики не только разбирают задания экзамена, но и учатся применять полученные знания в реальной жизни.

Способы получения сероводорода

Сероводород встречается в природе в вулканических газах и водах минеральных источников. Также он образуется в результате разложения белков погибших животных и растений, при гниении пищевых отбросов.

1. При высокой температуре сера взаимодействует с водородом, в результате образуется газ — сероводород:

   H₂ + S → H₂S.

2. Практический способ получения сероводорода — действие разбавленных кислот на сульфиды:

   FeS _(тв) + 2HCl _(разб) → H₂S + FeCl₂.

3. Полный гидролиз, в результате которого выделяется газ и выпадает осадок:

   Al₂S₃ + 6H₂O → 3H₂S + 2Al(OH)₃.

4. Сероводород можно получить путем нагревания смеси парафина и серы:

   С₂₀H₄₂ + 21S → 21H₂S + 20C.

5. Действие концентрированной серной кислоты на щелочные и щелочноземельные металлы:

   8Na + 5H₂SO_{4 (конц)} → 4Na₂SO₄ + H₂S + 4H₂O.

170.4K

Какая профессия тебе подходит? Узнай за 10 минут!

Получи больше пользы от Skysmart:

• Подготовься к ОГЭ на пятёрку.

• Подготовься к ЕГЭ на высокие баллы.

• Записывайся на бесплатные курсы для детей.

• Решай задания в бесплатном тренажёре ЕГЭ.

Химические свойства сероводорода

Горение

На воздухе сероводород горит голубым пламенем. Процесс может протекать в двух направлениях:

1. Полное горение. Продукты реакции — диоксид серы и вода:

   2H₂S + 3O₂ → 2SO₂ + 2H₂O.

2. Если внести в пламя сероводорода холодный предмет, например фарфоровую чашку, температура пламени значительно снизится и сероводород окислится до свободной серы, оседающей на чашке в виде желтого налета:

   2H₂S + O₂ → 2S + 2H₂O.

Растворимость в воде

Сероводород растворим в воде. Его раствор называют сероводородной водой или сероводородной кислотой. Формула сероводородной кислоты — H₂S. Если кислота долго находится на воздухе и особенно на свету, она мутнеет, т. к. сера окисляется.

Сероводородная кислота — это слабая кислота, она диссоциирует ступенчато, в основном диссоциация протекает по первой ступени:

1. H₂S ⇄ H⁺ + HS⁻.

2. HS⁻ ⇄ H⁺ + S²⁻.

Свойства кислот

Так как раствор сероводорода является кислотой, то для него характерны свойства кислот:

• изменение цвета индикатора — лакмус становится розовым в растворе сероводорода;

• взаимодействие с активными металлами:

  H₂S + Mg → MgS + H₂;

• раствор сероводорода реагирует с основными оксидами:

  H₂S + BaO → BaS + H₂O;

• взаимодействие со щелочами:

  H₂S + NaOH → NaHS + H₂O;

  H₂S + 2NaOH → Na₂S + 2H₂O;

• сероводородная кислота может вступать в реакции обмена с солями, если одним из продуктов реакции будет нерастворимый сульфид:

  H₂S + CuCl₂ → CuS↓ + 2HCl.

Взаимодействие с аммиаком

Раствор сероводородной кислоты взаимодействует с аммиаком:

H₂S + 2NH₃ → (NH₄)₂S.

Окисление металлов

Сероводород может окислять малоактивные металлы в присутствии кислорода:

4Ag + 2H₂S + O₂ → 2Ag₂S + 2H₂O.

Реакции с галогенами

Сероводород вступает в реакции с галогенами:

H₂S + Cl₂ → S + 2HCl.

Качественные реакции

Качественная реакция на сероводород — бумага, смоченная раствором нитрата свинца (II), чернеет в присутствии сероводорода:

H₂S + Pb(NO₃)₂ → PbS↓ + 2HNO₃.

Восстановительные свойства

В молекуле сероводорода сера имеет низшую степень окисления, следовательно, сероводород проявляет свойства сильного восстановителя. При взаимодействии с сильнейшими окислителями он окисляется до серы, оксида серы (IV) или серной кислоты. Полнота окисления зависит от условий протекания химической реакции: температуры, pH раствора и концентрации окислителя:

• в реакции с бромной водой наблюдается обесцвечивание раствора:

  H₂S + 4Br₂ + 4H₂O → H₂SO₄ + 8HBr;

• окисление сероводорода подкисленным раствором перманганата калия:

  5H₂S + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ → 5S + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O;

• сероводород в кислой среде реагирует с дихроматом калия:

  3H₂S + K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ → K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + 3S + 7H₂O;

• взаимодействие с кислотами-окислителями (HNO₃, H₂SO₄):

  3H₂S + 8HNO_{3 (разб)} → 3H₂SO₄ + 8NO + 4H₂O;

  H₂S + 8HNO_{3 (конц)} → H₂SO₄ + 8NO₂ + 4H₂O;

  H₂S + H₂SO_{4 (конц)} → S + SO₂ + 2H₂O.

Другая полезная статья по химии: «Примеры моносахаридов».

Вопросы для самопроверки

1. Охарактеризуйте физические свойства сульфида водорода.

2. Перечислите свойства сероводородной кислоты. От чего зависит образование сульфидов и гидросульфидов?

3. Схеме превращений S⁻² → S⁺⁴ соответствует уравнение:

   • 2H₂S + O₂ → S + 2H₂O

   • H₂SO₃ + H₂O₂ → H₂SO₄ + H₂O

   • PbS + 4H₂O₂ → PbSO₄ + 4H₂O

   • 2H₂S + 3O₂ → 2SO₂ + 2H₂O

4. Составьте уравнения четырех реакций, которые могут протекать между NaOH, H₂S, CuCl₂.

5. Верны ли следующие суждения?

   А. Сероводород при взаимодействии со щелочами образует два вида солей: средние и кислые.

   Б. Сероводород — восстановитель.

   1. Верно только А

   2. Верно только Б

   3. Оба верны

   4. Оба неверны