Взаимодействие сероводородной кислоты с металлами. Соединения серы (II). Сероводород и сульфиды. Химическая формула сероводородной кислоты
УРОК № 26
Тема: «Сероводород. Сероводородная кислота и её соли »
Химия: 9 класс
Цели урока:
– Рассмотреть состав, строение и свойства сероводорода.
- Научиться писать уравнения реакций, характеризующие свойства сероводорода и качественные реакции на сульфиды.
– Рассмотреть влияние сероводорода на окружающую среду и здоровье человека.
– Бережное отношение учащихся к окружающей среде и своему здоровью.
- Воспитание умения работать в парах при самоанализе контрольных срезов, тестов .
Тип урока: изучение новой темы.
Оборудование и средства: мультимедийный экран , персональный компьютер , учебник
Ход урока
I Организационный момент (2 мин.)
Приветствие
Здравствуйте, ребята!
II Повторение ранее изученного материала. Проверка домашнего задания
(10 мин.)
Давайте вспомним, что мы изучали на прошлом уроке.
Слайд №1
III Изучение нового материала (30 мин.)
1. Нахождение в природе
Слайд №4
Сероводород достаточно часто встречается в природе.
Сероводород встречается всюду, где происходит разложение и гниение растительных и, особенно, животных останков, под действием микроорганизмов.
Некоторые фотосинтезирующие бактерии, например зеленые серные бактерии, для которых сероводород – питательное вещество, выделяют элементарную серу – продукт окисления сероводорода.
В нашей стране сероводород встречается на Кавказе в серных минеральных источниках. Вблизи Минеральных Вод есть единственный в России и в мире уникальный по химическому составу сероводородный источник, вернувший здоровье многим людям. (Известны курорты г. Пятигорск, Ессентуки
Сероводород встречается в составе вулканических газов.
В растворенном состоянии поддерживается в водах Черного моря.
Влияние сероводорода на организм:
Сероводород не только скверно пахнет, он еще и чрезвычайно ядовит. При вдыхании этого газа в большом количестве быстро наступает паралич дыхательных нервов, и тогда человек перестает ощущать запах – в этом и заключается смертельная опасность сероводорода.
Насчитывается множество случаев отравления вредным газом, когда пострадавшими были рабочие, на ремонте трубопроводов. Этот газ тяжелее, поэтому он накапливается в ямах, колодцах, откуда быстро выбраться не так-то прост
Сероводород H2S - при обычных условиях бесцветный газ с неприятным запахом (тухлых яиц), немного тяжелее воздуха. При вдыхании сероводород связывается с гемоглобином крови и препятствует переносу кислорода, поэтому очень ядовит.
Сероводород образуется при гниение белковых продуктов. Он содержится в вулканических газах, постоянно выделяется на дне Чёрного моря и скапливается в нижних слоях воды. Входит в состав некоторых минеральных вод.
В воде сероводород растворяется умеренно - при комнатной температуре в 1 объёме воды растворяется примерно 2,5 объёма сероводорода.
В окислительно-восстановительных реакциях сероводород проявляет сильные восстановительные свойства за счёт атомов серы S−2.
Он легко сгорает в кислороде или на воздухе с образованием серы или оксида серы(IV) :
2H2S+O2=2H2O+2S↓
2H2S+3O2=2H2O+2SO2
Сероводородная кислота
Раствор сероводорода в воде называется сероводородной кислотой . Это слабая двухосновная кислота. Ей характерны общие свойства кислот: H2S+2KOH=K2S+2H2O
Сероводородная кислота вступает в реакции обмена с некоторыми солями, если образуются нерастворимые сульфиды:
H2S+CuCl2=CuS↓+2HCl .
2. Получение сероводорода (см. в учебнике)
Слайд №5
Сероводород получают:
В лабораторных условиях при взаимодействии сульфида железа (II ) с соляной кислотой H 2 SO 4
FeS + H 2 SO 4 = Fe SO 4 + H 2 S
Пропуская водород над расплавленной серой
H 2 + S = H 2 S
Взаимодействие сульфида алюминия с водой (наиболее чистый сероводород)
Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
При нагревании смеси парафина и серы
C 20 H 42 + 21 S = 21 H 2 S + 20 C
Однажды на лекции демонстрировали опыт: плавление серы в пробирке. Вдруг все почувствовали отвратительный запах. Лекция была сорвана. Все оказалось просто: в пробирку с серой попали кусочки парафина с пробковой крышки склянки, в которой хранился порошок серы. При нагревании этой смеси выделился сероводород.
Если нагрев прекратить, то реакция останавливается и сероводород не выделяется. Этот факт удобно использовать в учебных лабораториях.
А сейчас мы проведем небольшую физкультминутку.
3 Строение сероводорода
Слайд №6
Давайте рассмотрим строение сероводорода (вид химической связи, тип кристаллической решетки).
Вы знаете, что от состав и строения зависят свойства веществ.
Какие физические свойства вы предполагаете, исходя из строения (МКР)?
Это:
Слайд №7
Газ;
С низкой температурой плавления (-82 0 С) и температурой кипения (-60 0 С);
Бесцветный;
С запахом тухлых яиц и сладковатым вкусом;
Мало растворим в воде (хорошо растворяется в спирте);
(в 1 объеме воды растворяется 2,4 объема сероводорода)
(Этот раствор называют сероводородной водой или сероводородной кислотой)
Тяжелее воздуха;
ЯДОВИТ!
Даже один вдох чистого сероводорода ведет к потере сознания из-за паралича дыхательного центра. Сероводород способен взаимодействовать с ионами железа, входящими в гемоглобин крови.
Химические свойства сероводорода : в сероводороде (Н 2 S ) сера находится в своей низшей степени окисления (-2), а, следовательно, проявляет сильные восстановительные свойства:
1) Н 2 S + O 2 (недостаток) → S + H 2 O Для всех шести схем
2) Н 2 S + O 2 (избыток) → SO 2 + H 2 O составьте электр.баланс
3) Н 2 S + HNO 3(конц.) → S + NO 2 + H 2 O и уравняйте их методом
4) Н 2 S + Cl 2 → S + HCl эл . баланса !
5) Н 2 S + FeCl 3 → FeCl 2 + HCl + S
6) Н 2 S + KMnO 4 + H 2 SO 4 → S + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O
Сероводородная кислота - это раствор сероводорода в воде. Эта кислота двухосновная, бескислородная, слабая, летучая.
Химические свойства сероводородной кислоты:
а) горит голубоватым пламенем (при температуре 250 0 – 300 0 С)
2 H 2 S -2 + 3 O 2 0 = 2 S +4 O 2 + 2 H 2 O
(краткий разбор ОВР)
б) при недостатке кислорода
2 H 2 S + O 2 = 2 S 0 ↓+ 2 H 2 O
(восстановитель)
1) в водном растворе диссоциирует на ионы ступенчато:
(составьте уравнения диссоциации!)
2) взаимодействует с металлами, стоящими в ряду активности до водорода:
Н 2 S + Са →
3) взаимодействует с основными оксидами:
Н 2 S + МgО →
4) взаимодействует со щелочами, образуя кислые соли(гидросульфиды) и средние соли (сульфиды): Н 2 S + КОН →
Н 2 S + 2 КОН →
5) взаимодействует с солями (если ↓):
Н 2 S +CuSO 4 →
Качественной реакцией на сероводородную кислоту и ее растворимые соли (сульфиды) является взаимодействие с растворимыми солями свинца, при этом образуется осадок черного цвета:
Na 2 S + Pb ( NO 3 ) 2 →
Допишите уравнения химических реакций, назовите продукты реакций, для последней (качественной реакции) составьте ионные уравнения!
Диссоциация проходит в две ступени:
I H 2 S → H + + HS - (образуется гидросульфид-ион)
II HS - ↔ H + + S 2- (по второй ступени диссоциация практически не протекает)
Сероводородная кислота образует два ряда солей - средние (сульфиды) и кислые (гидросульфиды):
Na2S – сульфид натрия;
CaS – сульфид кальция;
NaHS – гидросульфид натрия;
Ca(HS)2 – гидросульфид кальция.
УХР с основными оксидами и солями записать дома.
Предложите реакция для обнаружения сульфид-аниона S 2-
Проведите лабораторный опыт в подтверждение
Запишите УХР в молекулярном и ионном виде.
Многие сульфиды нерастворимы в воде и окрашены:
- PbS – черный цвет;
- CuS – черный цвет;
- AgS – черный цвет (изделия из серебра при длительном хранении в присутствии сероводорода в воздухе чернеют);
- ZnS – белый цвет;
- MgS – розовый цвет.
Сероводород и сероводородная кислота используются в аналитической химии для осаждения тяжелых металлов.
Давайте вернемся к нашей проблеме.
Полезен или вреден сероводород?
5 Применение сероводорода
Сероводород из-за своей токсичности находит ограниченное применение.
- В аналитической химии сероводород и сероводородная вода используются как реагенты для осаждения тяжёлых металлов, сульфиды которых очень слабо растворимы.
- В медицине - в составе природных и искусственных сероводородных ванн, а также в составе некоторых минеральных вод.
- Сероводород применяют для получения серной кислоты, элементной серы, сульфидов.
- Окрашенные сульфиды служат основой для изготовления красок. Они же используются в аналитической химии.
- Сульфиды калия, стронция и бария используются в кожевенном деле для удаления шерсти со шкур перед их выделкой.
- В последние годы рассматривается возможность использования сероводорода, накопленного в глубинах Чёрного моря, в качестве энергетического (сероводородная энергетика) и химического сырья
Все ли теперь понятно о загадке сероводорода?
Высказывания учащихся
Почему сероводород не накапливается в больших количествах в природе?
(он окисляется кислородом воздуха до серы элементарной)
6 Заключительная часть (3 мин.)
ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ
Задание №1
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
Cu →CuS →H
2
S →SO
2
Задание №2
Составьте уравнения окислительно-восстановительных реакций полного и неполного сгорания сероводорода. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель для каждой реакции, а так же процессы окисления и восстановления.
Задание №3
Запишите уравнение химической реакции сероводорода с раствором нитрата свинца (II) в молекулярном, полном и кратком ионном виде. Отметьте признаки этой реакции, является ли реакция обратимой?
Задание №4
Сероводород пропустили через 18%-ый раствор сульфата меди (II) массой 200 г. Вычислите массу осадка, выпавшего в результате этой реакции.
Задание №5
Определите объём сероводорода (н.у.), образовавшегося при взаимодействии соляной кислоты с 25% - ым раствором сульфида железа (II) массой 2 кг?Что нового для себя мы узнали на уроке?
Что практически можно применить в жизни?
Ответы учащихся
Домашнее задание: §11, упр. 2, 3 стр. 34
Водный раствор H 2 S (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:
H 2 S -- H + + HS - K 1 дисс. ≈ 6 ∙ 10 -8
HS - -- H + + S 2- K 2 дисс. ≈ 1 ∙ 10 -14
Растворы сероводородной кислоты являются разбавленными, их максимальная молярная концентрация при 20 о С 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 H 2 , 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 H 2 O. Аналогично H 2 S реагирует и с оксидами металлов, нерастворимыми гидроксидами.
Нерастворимые средние соли сероводородной кислоты (сульфиды) получают взаимодействием серы с металлами или в реакциях обмена между растворами солей:
Na 2 S + CuSO 4 = CuS↓ + Na 2 SO 4
K 2 S + FeCl 2 = 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.
H 2 S + NaOH = NaHS + H 2 O (при недостатке щелочи)
H 2 S + 2NaOH = Na 2 S + 2H 2 O (в избытке щелочи)
В водных растворах средние соли сильно гидролизуются:
Na 2 S + HOH -- NaHS + NaOH
S 2- + 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 (Al 2 S 3 , Fe 2 S 3 , Cr 2 S 3) в H 2 O гидролизуются полностью:
Al 2 S 3 + 6 H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3 H 2 S
Большинство сульфидов тяжелых металлов очень плохо растворимы в H 2 O.
Некоторые сульфиды (CuS, HgS, Ag 2 S, PbS) не разлагаются растворами сильных кислот. Поэтому сероводородная кислота может вытеснить сильные кислоты из водных растворов их солей, образованных данными металлами:
CuSO 4 + H 2 S = CuS↓ + H 2 SO 4
HgCl 2 + H 2 S = HgS↓ +2HCl
Сероводородная кислота на воздухе медленно окисляется кислородом с выделением серы:
2H 2 S + О 2 = 2S↓ + 2H 2 O
Поэтому со временем растворы H 2 S 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 H 2 S, 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 + 3O 2 -- 2CuO + 2SO 2
При обжиге сульфидов активных металлов образующиеся SO 2 и оксид металла могут реагировать между собой с образованием солей сернистой кислоты.
- (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
- (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, сероводорода, мн. нет, муж. (хим.). Газ, образующийся при гниении белковых веществ, издающий запах тухлых яиц. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
СЕРОВОДОРОД, а, муж. Бесцветный газ с резким неприятным запахом, образующийся при разложении белковых веществ. | прил. сероводородный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
Сущ., кол во синонимов: 1 газ (55) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
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
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
сероводород - — Тематики биотехнологии EN hydrogen sulfide … Справочник технического переводчика
сероводород - СЕРОВОДОРОД, а, м Бесцветный газ с резким неприятным запахом, образующийся при разложении белковых веществ и представляющий собой соединение серы с водородом. Сероводород содержится в некоторых минеральных водах и лечебных грязях и используется… … Толковый словарь русских существительных
Книги
- Как бросить курить! (DVD) , Пелинский Игорь. "Нет ничего легче, чем бросить курить, - я уже тридцать раз бросал" (Марк Твен). Почему люди начинают курить? Чтобы расслабиться, отвлечься, собраться с мыслями, избавиться от стресса или…
- Вестиментиферы – бескишечные беспозвоночные морских глубин , В. В. Малахов. Монография посвящена новой группе гигантских (до 2,5 м) глубоководных животных, обитающих в районах глубоководной гидротермальной активности и холодных углеводородных просачиваний. Наиболее… электронная книга
- Размышления практикующего врача о здоровье работников газовой промышленности , И. В. Фомичев. Светлана Владимировна Фомичева – канд. мед. наук, с.н.с. Института клеточного и внутриклеточного симбиоза УРО РАН. Фомичев Илья Владимирович – врач-гастроэнтеролог, руководитель Медицинского…
Химическое строение молекул H 2 S аналогично строению молекул Н 2 O: (угловая форма)
Но, в отличие от воды, молекулы H 2 S малополярны; водородные связи между ними не образуются; прочность молекул значительно ниже.
Физические свойства
При обычной температуре H 2 S - бесцветный газ с чрезвычайно неприятным удушливым запахом тухлых яиц, очень ядовитый (при концентрации > 3 г/м 3 вызывает смертельное отравление). Сероводород тяжелее воздуха, легко конденсируется в бесцветную жидкость.H 2 S растворим в воде (при обычной температуре в 1 л H 2 O растворяется - 2,5 л газа).
Сероводород в природе
H 2 S присутствует в вулканических и подземных газах, в воде серных источников. Он образуется при гниении белков, содержащих серу, а также выделяется в процессе жизнедеятельности многочисленных микроорганизмов.
Способы получения
1. Синтез из простых веществ:
S + Н 2 = H 2 S
2. Действие неокисляющих кислот на сульфиды металлов:
FeS + 2HCI = H 2 S + FeCl 2
3.Действие конц. H 2 SO 4 (без избытка) на щелочные и щелочно-земельные Me:
5H 2 SO 4 (конц.) + 8Na = H 2 S + 4Na 2 SO 4 + 4H 2 О
4. Образуется при необратимом гидролизе некоторых сульфидов:
AI 2 S 3 + 6Н 2 О = 3H 2 S + 2Аl(ОН) 3 ↓
Химические свойства H 2 S
H 2 S - сильный восстановитель
Взаимодействие H 2 S с окислителями приводит к образованию различных веществ (S, SО 2 , H 2 SO 4),
Реакции с простыми веществами окислителями
Окисление кислородом воздуха
2H 2 S + 3О 2 (избыток) = 2SО 2 + 2Н 2 О
2H 2 S + О 2 (недостаток) = 2S↓ + 2Н 2 О
Окисление галогенами:
H 2 S + Br 2 = S↓ + 2НВr
Реакции с окисляющими кислотами (HNО 3 , H 2 SO 4 (конц.).
3H 2 S + 8HNО 3 (разб.) = 3H 2 SO 4 + 8NO + 4Н 2 О
H 2 S + 8HNО 3 (конц.) = H 2 SO 4 + 8NО 2 + 4Н 2 О
H 2 S + H 2 SO 4 (конц.) = S↓ + SО 2 + 2Н 2 О
Реакции с солями - окислителями
5H 2 S + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 = 5S↓ + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8Н 2 О
5H 2 S + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 = 5SО 2 + 6MnSO 4 + 3K 2 SO 4 + 14Н 2 О
H 2 S + 2FeCl 3 = S↓ + 2FeCl 2 + 2HCl
Водный раствор H 2 S проявляет свойства слабой кислоты
Сероводородная кислота H 2 S 2-основная кислота диссоциирует ступенчато
1-я ступень: H 2 S → Н + + HS -
2-я ступень: HS - → Н + + S 2-
Для H 2 S в водном растворе характерны реакции, общие для класса кислот, в которых она ведет себя как слабая кислота. Взаимодействует:
а) с активными металлами
H 2 S + Mg = Н 2 + MgS
б) с малоактивными металлами (Аg, Си, Нg) в присутствии окислителей
2H 2 S + 4Аg + O 2 = 2Ag 2 S↓ + 2Н 2 O
в) с основными оксидами
H 2 S + ВаО = BaS + Н 2 O
г) со щелочами
H 2 S + NaOH(недостаток) = NaHS + Н 2 O
д) с аммиаком
H 2 S + 2NH 3 (избыток) = (NH 4) 2 S
Особенности реакций H 2 S с солями сильных кислот
Несмотря на то, что сероводородная кислота - очень слабая, она реагирует с некоторыми солями сильных кислот, например:
CuSO 4 + H 2 S = CuS↓ + H 2 SO 4
Реакции протекают в тех случаях, если образующийся сульфид Me нерастворим не только в воде, но и в сильных кислотах.
Качественная реакция на сульфид-анион
Одна из таких реакций используется для обнаружения анионов S 2- и сероводорода:
H 2 S + Pb(NO 3) 2 = 2HNO 3 + PbS↓ черный осадок.
Газообразный H 2 S обнаруживают с помощью влажной бумаги, смоченной раствором Pb(NO 3) 2 , которая чернеет в присутствии H 2 S.
Сульфиды
Сульфидами называют бинарные соединения серы с менее ЭО элементами, в том числе с некоторыми неметаллами (С, Si, Р, As и др.).
Наибольшее значение имеют сульфиды металлов, поскольку многие из них представляют собой природные соединения и используются как сырье для получения свободных металлов, серы, диоксида серы.
Обратимый гидролиз растворимых сульфидов
Сульфиды щелочных Me и аммония хорошо растворимы в воде, но в водном растворе они подвергаются гидролизу в очень значительной степени:
S 2- + H 2 O → HS - + ОН -
Поэтому растворы сульфидов имеют сильнощелочную реакцию
Сульфиды щелочно-земельных Me и Mg, взаимодействуя с водой, подвергаются полному гидролизу и переходят в растворимые кислые соли - гидросульфиды:
2CaS + 2НОН = Ca(HS) 2 + Са(ОН) 2
При нагревании растворов сульфидов гидролиз протекает и по 2-й ступени:
HS - + H 2 O → H 2 S + ОН -
Необратимый гидролиз сульфидов
Сульфиды некоторых металлов подвергаются необратимому гидролизу и полностью разлагаются в водных растворах, например:
Al 2 S 3 + 6H 2 O = 3H 2 S + 2AI(OH) 3↓
Аналогичным образом разлагаются Cr 2 S 3 , Fe 2 S 3
Нерастворимые сульфиды
Большинство сульфидов тяжелых металлов в воде практически не растворяются и поэтому гид ролизу не подвергаются. Некоторые из них растворяются под действием сильных кислот, например:
FeS + 2HCI = FeCl 2 + H 2 S
ZnS + 2HCI = ZnCl 2 + H 2 S
Сульфиды Ag 2 S, HgS, Hg 2 S, PbS, CuS не pacтворяются не только в воде, но и во многих кислотах.
Окислительный обжиг сульфидов
Окисление сульфидов кислородом воздуха при высокой температуре является важной стадией переработки сульфидного сырья. Примеры:
2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2
4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2
Способы получения сульфидов
1. Непосредственное соединение простых веществ:
2.Взаимодействие H 2 S с растворами щелочей:
H 2 S + 2NaOH = 2H 2 O + Na 2 S сульфид натрия
H 2 S + NaOH = H 2 O + NaHS гидросульфид натрия
3.Взаимодействие H 2 S или (NH 4) 2 S с растворами солей:
H 2 S + CuSO 4 = CuS↓ + H 2 SO 4
H 2 S + 2AgNO 3 = Ag2S↓ + 2HNO 3
4. Восстановление сульфатов прокаливанием с углем:
Na 2 SO 4 + 4С = Na 2 S + 4СО
Этот процесс используют для получения сульфидов щелочных и щелочно-земельных металлов.
FeS + 2HCl = FeCl 2 + H 2 S
Взаимодействие сульфида алюминия с холодной водой
Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S
Прямой синтез из элементов происходит при пропускании водорода над расплавленной серой:
H 2 + S = H 2 S.
Нагревание смеси парафина с серой.
1.9. Сероводородная кислота и её соли
Сероводородной кислоте присущи все свойства слабых кислот. Она реагирует с металлами, оксидами металлов, основаниями.
Как двухосновная, кислота образует два типа солей – сульфиды и гидросульфиды . Гидросульфиды хорошо растворимы в воде, сульфиды щелочных и щелочно-земельных металлов также, сульфиды тяжелых металлов практически нерастворимы.
Сульфиды щелочных и щелочноземельных металлов не окрашены, остальные имеют характерную окраску, например, сульфиды меди (II), никеля и свинца – черные, кадмия, индия, олова – желтые, сурьмы – оранжевый.
Ионные сульфиды щелочных металлов M 2 S имеют структуру типа флюорита, где каждый атом серы окружен кубом из 8 атомов металла и каждый атом металла – тетраэдром из 4 атомов серы. Сульфиды типа MS характерны для щелочноземельных металлов и имеют структуру типа хлорида натрия, где каждый атом металла и серы окружен октаэдром из атомов другого сорта. При усилении ковалентного характера связи металл – сера реализуются структуры с меньшими координационными числами.
Сульфиды цветных металлов встречаются в природе как минералы и руды, служат сырьем для получения металлов.
Получение сульфидов
Прямое взаимодействие простых веществ при нагревании в инертной атмосфере
Восстановление твердых солей оксокислот
BaSO 4 + 4C = BaS + 4CO (при 1000°С)
SrSO 3 + 2NH 3 = SrS + N 2 + 3H 2 O (при 800°С)
CaCO 3 + H 2 S + H 2 = CaS + CO + 2H 2 O (при 900°С)
Малорастворимые сульфиды металлов осаждают из их растворов действием сероводорода или сульфида аммония
Mn(NO 3) 2 + H 2 S = MnS↓ + 2HNO 3
Pb(NO 3) 2 + (NH 4) 2 S = PbS↓ + 2NH 4 NO 3
Химические свойства сульфидов
Растворимые сульфиды в воде сильно гидролизованны, имеют щелочную среду:
Na 2 S + H 2 O = NaHS + NaOH;
S 2- + H 2 O = HS - + OH - .
Окисляются кислородом воздуха, в зависимости от условий возможно образование оксидов, сульфатов и металлов:
2CuS + 3O 2 = 2CuO + 2SO 2 ;
CaS + 2O 2 = CaSO 4 ;
Ag 2 S + O 2 = 2Ag + SO 2 .
Сульфиды, особенно растворимые в воде, являются сильными восстановителями:
2KMnO 4 + 3K 2 S + 4H 2 O = 3S + 2MnO 2 + 8KOH.
1.10. Токсичность сероводорода
На воздухе сероводород воспламеняется около 300 °С. Взрывоопасны его смеси с воздухом, содержащие от 4 до 45% Н 2 S. Ядовитость сероводорода часто недооценивают и работы с ним ведут без соблюдения достаточных мер предосторожности. Между тем уже 0,1 % Н 2 S в воздухе быстро вызывает тяжелое отравление. При вдыхании сероводорода в значительных концентрациях может мгновенно наступить обморочное состояние или даже смерть от паралича дыхания (если пострадавший не был своевременно вынесен из отравленной атмосферы). Первым симптомом острого отравления служит потеря обоняния. В дальнейшем появляются головная боль, головокружение и тошнота. Иногда через некоторое время наступают внезапные обмороки. Противоядием служит, прежде всего, чистый воздух. Тяжело отравленным сероводородом дают вдыхать кислород. Иногда приходится применять искусственное дыхание. Хроническое отравление малыми количествами Н 2 S обусловливает общее ухудшение самочувствия, исхудание, появление головных болей и т.д. Предельно допустимой концентрацией Н 2 S в воздухе производственных помещений считается 0,01 мг/л.