Урок №18. Сероводород. Сульфиды

СЕРОВОДОРОД

 

 Физические свойства

Газ, бесцветный, с запахом тухлых яиц, ядовит, растворим в воде (в 1V H2O растворяется 3V H2S при н.у.); t°пл. = -86°C; t°кип. = -60°С.

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 просто.

Получение

1)      H2 + H2S↑ (при t) 

2)      FeS + 2HCl  FeCl2 + H2S↑­ 

Химические свойства

1)     Раствор H2S в воде – слабая двухосновная кислота.

 Диссоциация происходит в две ступени:

H2SH+ + HS- (первая ступень, образуется гидросульфид - ион)

 HS-  → 2H+ + S2- (вторая ступень) 

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.

2)     Взаимодействует с основаниями: 

H2S + 2NaOH(избыток) → Na2S + 2H2O

H2S (избыток) + NaOHNaНS + H2O

3)     H2S проявляет очень сильные восстановительные свойства: 

H2S-2 + Br2 → S0 + 2HBr

H2S-2 + 2FeCl3 → 2FeCl2 + S0 + 2HCl

H2S-2 + 4Cl2 + 4H2O →  H2S+6O4 + 8HCl

3H2S-2 + 8HNO3(конц) →  3H2S+6O4 + 8NO + 4H2O

H2S-2 + H2S+6O4(конц) →  S0 + S+4O2 + 2H2

(при нагревании реакция идет по - иному:

H2S-2 + 3H2S+6O4(конц)  → 4S+4O2 + 4H2O

4)     Сероводород окисляется:

при недостатке O2

2H2S-2 + O2 → 2S0 + 2H2O

при избытке O2

2H2S-2 + 3O2 → 2S+4O2 + 2H2

5)     Серебро при контакте с сероводородом чернеет: 

4Ag + 2H2S + O2 → 2Ag2S↓ + 2H2

Потемневшим предметам можно вернуть блеск. Для этого в эмалированной посуде их кипятят с раствором соды и алюминиевой фольгой. Алюминий восстанавливает серебро до металла, а раствор соды удерживает ионы серы.

6)     Качественная реакция на сероводород и растворимые сульфиды - образование темно-коричневого (почти черного) осадка PbS: 

H2S + Pb(NO3)2 → PbS↓ + 2HNO3

Na2S + Pb(NO3)2 → PbS↓ + 2NaNO3

Pb2+ + S2- PbS 

Загрязнение атмосферы вызывает почернение поверхности картин, написанных масляными красками, в состав которых входят свинцовые белила. Одной из основных причин потемнения художественных картин старых мастеров было использование свинцовых белил, которые за несколько веков, взаимодействуя со следами сероводорода в воздухе (образуются в небольших количествах при гниении белков; в атмосфере промышленных регионов и др.) превращаются в PbS. Свинцовые белила – это пигмент, представляющий собой карбонат свинца (II). Он реагирует с сероводородом, содержащимся в загрязнённой атмосфере, образуя сульфид свинца (II), соединение чёрного цвета:

PbCO3 + H2S = PbS + CO2 + H2O

При обработке сульфида свинца (II) пероксидом водорода происходит реакция:

PbS + 4H2O2 = PbSO4 + 4H2O,

при этом образуется сульфат свинца (II), соединение белого цвета.

Таким образом реставрируют почерневшие масляные картины.


7)     Реставрация:  

PbS + 4H2O2PbSO4(белый) + 4H2

Сульфиды

Получение сульфидов

1)     Многие сульфиды получают нагреванием металла с серой: 

Hg + S HgS

2)     Растворимые сульфиды получают действием сероводорода  на щелочи: 

H2S + 2KOH K2S + 2H2

3)     Нерастворимые сульфиды получают обменными реакциями: 

CdCl2 + Na2S → 2NaCl + CdS↓

Pb(NO3)2 + Na2S → 2NaNO3 + PbS↓

ZnSO4 + Na2S → Na2SO4 + ZnS↓

MnSO4 + Na2S → Na2SO4 + MnS↓

2SbCl3 + 3Na2S → 6NaCl + Sb2S3

SnCl2 + Na2S → 2NaCl + SnS↓

Химические свойства сульфидов

1)     Растворимые сульфиды сильно гидролизованы, вследствие чего их водные растворы имеют щелочную реакцию: 

K2S + H2O → KHS + KOH

S2- + H2O → HS- + OH- 

2)     Сульфиды металлов, стоящих в ряду напряжений левее железа (включительно), растворимы в сильных кислотах: 

ZnS + H2SO4 → ZnSO4 + H2

3)     Нерастворимые сульфиды можно перевести в растворимое состояние действием концентрированной HNO3

FeS2 + 8HNO3 → Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 5NO + 2H2

 ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ

Задание №1
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
Cu 
CuS H2SO2

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?