Підручник з Хімії (рівень стандарту). 11 клас. Григорович - Нова програма

§ 21. Гідроген сульфід. Сульфідна кислота

Пригадайте: значення водневих зв'язків для фізичних властивостей речовин (за § 7).

Фізичні властивості

Гідроген сульфід, або сірководень, H2S — летка сполука Сульфуру з Гідрогеном. Він є електронним аналогом води, але за властивостями дуже відрізняється внаслідок неможливості утворення водневих зв'язків.

Гідроген сульфід:

• безбарвний газ, важчий за повітря, з характерним неприємним запахом тухлих яєць чи тухлого м'яса і солодкуватим смаком;

• помірно добре розчиняється у воді: 291 мл газу у 100 г води за 20 °С;

• tпл. = -83 °С, tкип. = -61 °С; хоча молекула гідроген сульфіду майже у два рази важча за молекулу води, його температура кипіння на 160 °С менша за температуру кипіння води через відсутність водневих зв'язків;

• дуже отруйний, негативно діє на нервову та серцево-судинну системи людини.

Сульфідна кислота — це розчин гідроген сульфіду у воді. Унаслідок обмеженої розчинності гідроген сульфід виділяється із сульфідної кислоти і надає їй специфічного запаху. Сульфідна кислота не може бути концентрованою: навіть у насиченому розчині масова частка гідроген сульфіду не перевищує 0,5 %. Гідроген сульфід у сульфідній кислоті повільно окиснюється киснем повітря, через що поступово з'являється осад сірки.

Хімічні властивості сульфідної кислоти

1. Електролітична дисоціація. Сульфідна кислота є двохосновною, у розчині вона дисоціює за двома стадіями. Але сульфідна кислота дуже слабка, за першою стадією в насиченому розчині дисоціює лише 0,2 % молекул. У такому розчині pH дорівнює близько 3,5, що відповідає не дуже кислотному середовищу, але цього достатньо для зміни кольору індикаторів. Під час дисоціації за першою стадією утворюються гідрогенсульфід-іони:

H2S ⇄ H++ HS-

За другою стадією утворюється невелика кількість сульфід-іонів, оскільки на цій стадії дисоціюють лише мільйонні частки відсотка молекул:

HS- ⇄ H++ S2-

2. Взаємодія з лугами. Сульфідна кислота дуже слабка, тому з основних речовин взаємодіє тільки з лугами (сильними основами). Через двохосновність вона утворює два види солей — сульфіди та гідроген-сульфіди:

Поширеність та застосування гідроген сульфіду

У природі гідроген сульфід міститься в супутніх нафтових газах, природному та вулканічному газах. У незначній кількості він утворюється під час гниття білків, у складі яких є залишки молекул сульфуровмісних кислот. У малих кількостях міститься в кишечних газах тварин і людини.

У Чорному морі завглибшки 150-200 м у воді розчинено багато гідроген сульфіду, тому на цих глибинах майже відсутнє життя.

Проходячи крізь підземні скупчення води, вулканічні гази утворюють сірководневі гейзери або джерела сірководневих мінеральних вод.

Природні води з умістом сірководню мають лікувальні властивості. В Україні такі курорти є на Закарпатті (Синяк), Івано-Франківщині (Черч), Буковині (Брусниця) та на Львівщині (Немирів, Любень Великий, Шкло). Також у Трускавці випускають сірководневу мінеральну воду «Нафтуся».

Більшу частину гідроген сульфіду використовують для одержання сірки (майже 98 % світового виробництва).

Ключова ідея

Гідроген сульфід — досить небезпечна речовина, з якою необхідно поводитися вкрай обережно.

Контрольні запитання

296. Схарактеризуйте фізичні властивості гідроген сульфіду та сульфідної кислоти.

297. Поясніть, чому гідроген сульфід має нижчі за воду температури плавлення й кипіння.

298. Які види солей може утворювати сульфідна кислота? Які з них розчинні у воді, а які — ні?

Завдання для засвоєння матеріалу

299. Схарактеризуйте хімічні властивості сірководню за наведеними схемами реакцій. Для окисно-відновних реакцій складіть електронний баланс:

а) H2S + I2 → S + HI;

б) H2S + KOH → K2S + H2O;

в) H2S + PbO → PbS + H2O.

300. Сульфіди багатьох тривалентних металічних елементів, наприклад Алюмінію і Феруму, піддаються необоротному гідролізу. Складіть рівняння цих реакцій.

301. Складіть рівняння реакцій для здійснення ланцюга перетворень:

Fe → FeS → H2S → S → SO2.

Комплексні завдання

302. Обчисліть відносну густину гідроген сульфіду за повітрям.

303. Гранично допустима концентрація сірководню в повітрі становить 0,01 мг/л. Скільки молекул сірководню міститься в 1 м3 повітря (н. у.) за такої концентрації?

304. Обчисліть об'єм сірководню (н. у.), який можна одержати, маючи в наявності сірку масою 12 г та необхідні кількості заліза і хлоридної кислоти. Відносний вихід продукту реакції становить 80 %.

305. Обчисліть масу осаду, що утвориться під час пропускання сірководню крізь розчин купрум(II) сульфату масою 200 г, у якому масова частка солі становить 4 %.

306. За неповного згоряння гідроген сульфіду утворилася сірка масою 12,8 г і сульфур(IV) оксид об'ємом 11,2 л (н. у.). Обчисліть об'єми гідроген сульфіду й кисню, що вступили в реакцію.