Kükürt ısıtıldığında hidrojen ile reaksiyona girer. Keskin kokulu zehirli bir gaz oluşur - hidrojen sülfür. Başka bir şekilde hidrojen sülfür, hidrojen sülfür, dihidrosülfür olarak adlandırılır.

yapı

Hidrojen sülfür, kükürt ve hidrojenin ikili bir bileşiğidir. Hidrojen sülfürün formülü H2S'dir. Molekülün yapısı su molekülünün yapısına benzer. Bununla birlikte, kükürt, hidrojen ile bir hidrojen bağı değil, kovalent bir polar bağ oluşturur. Bunun nedeni, oksijen atomunun aksine, kükürt atomunun hacim olarak daha büyük olması, daha düşük elektronegatifliğe ve daha düşük yük yoğunluğuna sahip olmasıdır.

İncir. 1. Hidrojen sülfürün yapısı.

alma

Hidrojen sülfür doğada nadirdir. Küçük konsantrasyonlarda, ilişkili, doğal, volkanik gazların bir parçasıdır. Denizler ve okyanuslar, büyük derinliklerde hidrojen sülfür içerir. Örneğin hidrojen sülfür Karadeniz'de 200 metre derinlikte bulunur. Ek olarak, kükürt içeren proteinlerin bozunması sırasında hidrojen sülfür açığa çıkar.

Endüstride çeşitli şekillerde elde edilirler:

• asitlerin sülfürlerle reaksiyonu:

  FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S;

• alüminyum sülfür üzerinde suya maruz kalma:

  Al 2 S 3 + 6H 2 O → 2Al (OH) 3 + 3H 2 S;

• parafin ile kükürt füzyonu:

  C 18H 38 + 18S → 18H 2S + 18C.

En saf gaz, hidrojen ve kükürtün doğrudan etkileşimi ile elde edilir. Bu reaksiyon 600 ° C'de gerçekleşir.

Fiziki ozellikleri

Dihidrosülfür, çürük yumurta kokusu ve tatlımsı bir tada sahip renksiz bir gazdır. Yüksek konsantrasyonlarda tehlikeli, zehirli bir maddedir. Sayesinde moleküler yapı normal koşullar altında, hidrojen sülfür sıvılaştırılmaz.

Genel fiziki ozellikleri hidrojen sülfid:

• suda az çözünür;
• -70 ° C sıcaklıkta ve 150 GPa basınçta bir süper iletkenin özelliklerini sergiler;
• yanıcı;
• etanol içinde çözünür;
• -60.3 ° C'de sıvılaşır;
• dönüşür katı-85,6 °C'de;
• -86 ° C'de erir;
• -60 ° C'de kaynar;
• 400 ° C'de basit maddelere (kükürt ve hidrojen) ayrışır.

Normal koşullar altında, bir hidrojen sülfür çözeltisi (hidrojen sülfür suyu) hazırlayabilirsiniz. Ancak hidrojen sülfür su ile reaksiyona girmez. Havada, çözelti hızla oksitlenir ve kükürt salınımı nedeniyle bulanıklaşır. Hidrojen sülfürlü su, zayıf asit özellikleri sergiler.

İncir. 2. Hidrojen sülfür suyu.

Kimyasal özellikler

Hidrojen sülfür güçlü bir indirgeyici ajandır. Maddenin ana kimyasal özellikleri tabloda açıklanmıştır.

İncir. 3. Hidrojen sülfürün yanması.

Hidrojen sülfür zehirli bir gazdır, bu nedenle kullanımı sınırlıdır. ÇoğuÜretilen hidrojen sülfürün kükürt, sülfür, sülfürik asit üretimi için endüstriyel kimyada kullanılmaktadır.

Ne öğrendik?

Dersin konusundan hidrojen sülfürün veya hidrojen sülfürün yapısını, üretimini ve özelliklerini öğrendiler. Hoş olmayan bir kokuya sahip renksiz bir gazdır. Toksik bir maddedir. Su ile etkileşime girmeden hidrojen sülfürlü su oluşturur. Reaksiyonlarda, bir indirgeyici maddenin özelliklerini sergiler. Atmosferik oksijen, güçlü oksitleyiciler (oksitler, oksijenik asitler) ve alkalilerle reaksiyona girer. Çözeltide iki aşamada ayrışır. Hidrojen sülfür, kimya endüstrisinde türevlerin üretimi için kullanılır.

Konuya göre test edin

Raporun değerlendirilmesi

Ortalama puanı: 4.4. Alınan toplam puan: 66.

Hidrojen sülfit (H 2 S) - çok kanserojen, zehirli gaz. Çürük yumurtaların keskin karakteristik kokusuna sahiptir.

Hidrojen sülfür elde etmek.

1. Laboratuvarda H 2 S sülfitler ve seyreltik asitler arasındaki reaksiyon sırasında elde edilir:

FeS + 2 HCl = FeCl 2 + H 2 S,

2. Etkileşim Al 2 S 3 soğuk suyla (ortaya çıkan hidrojen sülfür, ilk üretim yönteminden daha temizdir):

Al 2S3 + 6H20 = 2Al (OH) 3 + 3H2S.

Hidrojen sülfürün kimyasal özellikleri.

Hidrojen sülfit H2S - molekül gibi hidrojen bağı oluşturmayan kovalent bir bileşik H2O... (Aradaki fark, kükürt atomunun oksijen atomundan daha büyük ve daha elektronegatif olmasıdır. Bu nedenle, kükürtün yük yoğunluğu daha düşüktür. Ve hidrojen bağlarının olmaması nedeniyle kaynama noktası, H 2 S oksijenden daha yüksektir. Ayrıca H 2 S suda az çözünür, bu da hidrojen bağlarının olmadığını gösterir).

H 2 S + Br 2 = S + 2HBr,

2. Hidrojen sülfür H 2 S- çok zayıf asit, çözeltide kademeli olarak ayrışır:

H 2 S ⇆ H + + hs - ,

hs - ⇆ H + + S 2- ,

3. Güçlü oksidanlarla etkileşime girer:

H2S + 4Cl2 + 4H20 = H2S04 + 8HCl,

2 H 2 S + H 2 YANİ 3 = 3 S + 3 H 2 Ö,

2 FeCl 3 + H 2 S = 2 FeCl 2 + S + 2 HCl,

4. Asidik ve ara tuzlar (hidrosülfitler ve sülfitler) oluştururken bazlar, bazik oksitler ve tuzlarla reaksiyona girer:

Pb (NO 3) 2 + 2S = PbS ↓ + 2HNO 3.

Bu reaksiyon, hidrojen sülfür veya sülfür iyonlarını tespit etmek için kullanılır. PbS- siyah çökelti.

hidrojen sülfür nedir?

HİDROJEN KÜKÜRT, H 2 S, (hidrojen sülfür, hidrojen sülfür), keskin kokulu, 60.35 ° C kaynama noktasına sahip renksiz yanıcı bir gazdır. Sulu çözelti hidrosülfürik asittir. Hidrojen sülfür genellikle petrol ve gaz alanlarında bulunur.

Hidrojen sülfür H 2 S toksiktir: akut insan zehirlenmesi zaten 0.2-0.3 mg / m3 konsantrasyonlarında meydana gelir, 1 mg / m3'ün üzerindeki konsantrasyon ölümcüldür. Hidrojen sülfür H 2 S, bu durumda hidrojen sülfür korozyonu olarak adlandırılan asit korozyonuna neden olan agresif bir gazdır. Suda çözündüğünde, oksijen veya karbondioksit varlığında çukurlaşmaya neden olabilecek zayıf bir asit oluşturur.

Bu bakımdan, olmadan modern gaz arıtma istasyonları ve kükürt giderme modülleri, hidrojen sülfür insanlarda ciddi hasara neden olabilir. Çalışma alanının havasındaki izin verilen maksimum hidrojen sülfür konsantrasyonu 10 mg / m3'tür ve hidrokarbonlar С 1 -С3 ile bir karışımda 3 mg / m3'e eşittir.

Hidrojen sülfür arıtma istasyonları olmadan, petrol, enerji, ulaşım ve gaz işleme endüstrilerindeki çok çeşitli ekipmanlar ciddi şekilde zarar görür ve bozulur.

Hidrojen sülfür uzaklaştırılmazsa metallere ne olur?

Hidrojen sülfür - H 2 S - toplam metal korozyonu

Hidrojen sülfür, hemen hemen tüm metallerle reaksiyona girerek, demir ile ilgili olarak bir katot rolü oynayan ve onunla galvanik bir çift oluşturan sülfitler oluşturur. Bu çiftin potansiyel farkı 0,2-0,48 V'a ulaşır. Sülfürlerin çelikle mikrogalvanik çiftler oluşturma yeteneği, proses ekipmanının ve boru hatlarının hızlı bir şekilde tahrip olmasına yol açar.

Hidrojen sülfür korozyonuyla mücadele son derece zordur: asit korozyon önleyicilerin eklenmesine rağmen, özel kalite paslanmaz çelikten yapılmış borular hızla bozulur. Ve hidrojen sülfürden elde edilen kükürt bile, kükürt içinde çözünen hidrojen sülfür nedeniyle tanklar zamanından önce tahrip olduğundan, metal tanklarda sınırlı bir süre için taşınabilir. Bu durumda polisülfanların oluşumu HS n H. Polisülfanlar hidrojen sülfürden daha aşındırıcı elementlerdir.

Doymamış bileşikleri birleştiren hidrojen sülfür, kükürt bileşiklerinin agresif ve toksik bir parçası olan merkaptanları oluşturur - kimyasal zehirler. Katalizörlerin özelliklerini önemli ölçüde bozan onlardır: termal kararlılıkları, zamk oluşum süreçlerini yoğunlaştırır, katalizör yüzeyinin pasifleşmesine neden olan cüruf, çamur, tortuların çökeltilmesi ve birikmesi ve ayrıca malzemenin aşındırıcı aktivitesini arttırır. teknolojik aletler.

H 2 S, çeliğe hidrojen penetrasyon sürecini büyük ölçüde geliştirir. Asidik ortamda korozyon sırasında, çeliğe yayılan hidrojenin maksimum payı, toplam indirgenmiş hidrojen miktarının %4'ü ise, hidrojen sülfür içeren çözeltilerde bu değer %40'a ulaşır.

Gazda oksijen bulunması, korozyon sürecini önemli ölçüde hızlandırır. Deneysel olarak, en aşındırıcı gazın, oksijenin hidrojen sülfüre oranının 114: 1 olduğu gaz olduğu bulundu. Bu tutum kritik olarak adlandırılır.

Gazdaki nemin mevcudiyeti metalin korozyonunu gerektirirken, H 2 S, O 2 ve H 2 O'nun aynı anda mevcudiyeti, korozyon açısından en elverişsizdir.

Bu safsızlıkların metal üzerindeki aşındırıcı etkisi artan basınçla keskin bir şekilde artar.

Gaz boru hatlarının korozyon hızı, bu boru hattından geçen gazın basıncı ile doğru orantılıdır. 20 atm'ye kadar olan basınçlarda. ve ıslak gaz, hatta eser miktarda hidrojen sülfür %0,002-0,0002 hacmen bile boru metalinde önemli korozyon hasarına neden olmak için yeterlidir, gaz boru hattının hizmet ömrünün 5-6 yıl ile sınırlandırılması.

Gazlarda bulunan hidrojen sülfürün aşındırıcı etkisi nedeniyle, güç üreten ekipmanın (GPES - GTU) ve gazın üretimi, taşınması, işlenmesi ve kullanımı sırasında ekipmanın hizmet ömrü önemli ölçüde azalır.

Saha koşullarında, enerji santrallerinin, gaz sayaçlarının, kompresörlerin, buzdolaplarının boruları, valfleri, yanma odaları ve pistonları özellikle büyük korozif etkilere maruz kalmaktadır.

Hidrojen sülfürün önemli bir kısmı metalle reaksiyona girer ve enerji santrallerinin vanalarında, kompresörlerde, ekipmanın iç duvarlarında, iletişimde ve ana gaz boru hattında korozyon ürünleri şeklinde birikebilir.

Hidrojen sülfürden gaz saflaştırma sorununun önemi

Hidrojen sülfürden gaz arıtma sorununun aciliyeti, kükürt birikintilerinin geliştirilmesinde çevre güvenliğinin sağlanması ve atmosfere zararlı emisyonların azaltılması gereklilikleri ile arttırılmaktadır.

Aynı zamanda, toksik hidrojen sülfür ve yanma ürünlerinin çevreye salınımını dışlayan mevcut yeni kükürt giderme teknolojilerinin iyileştirilmesine ve geliştirilmesine özel önem verilmektedir.

Listelenen tüm dezavantajlara rağmen, hidrojen sülfür değerli bir kimyasal hammaddedir, çünkü aşağıdakilerden elde edilebilir: büyük miktar inorganik ve organik bileşikler.

TANIM

Hidrojen sülfit karakteristik bir çürüyen protein kokusu olan renksiz bir gazdır.

Havadan biraz daha ağırdır, -60,3 o C sıcaklıkta sıvılaşır ve -85.6 o C'de katılaşır. Havada hidrojen sülfür mavimsi bir alevle yanarak kükürt dioksit ve su oluşturur:

2H 2S + 3O 2 = 2H 2 O + 2SO 2.

Hidrojen sülfür alevine bir miktar soğuk nesne, örneğin bir porselen kap eklerseniz, alev sıcaklığı önemli ölçüde düşer ve hidrojen sülfür, yalnızca fincanın üzerine sarı bir kaplama şeklinde yerleşen serbest kükürde oksitlenir:

2H 2S + O 2 = 2H 2 O + 2S.

Hidrojen sülfür oldukça yanıcıdır; hava ile karışımı patlar. Hidrojen sülfür çok zehirlidir. Bu gazı içeren havanın küçük miktarlarda bile uzun süreli solunması ciddi zehirlenmelere neden olur.

20 o'de Bir hacim su ile 2,5 hacim hidrojen sülfür çözülür. Sudaki bir hidrojen sülfür çözeltisine hidrojen sülfür suyu denir. Havada, özellikle de ışıkta dururken, hidrojen sülfürlü su, yayılan kükürtten dolayı kısa sürede bulanıklaşır. Bu, hidrojen sülfürün atmosferik oksijen ile oksidasyonunun bir sonucu olarak ortaya çıkar.

Hidrojen sülfür üretimi

Yüksek sıcaklıklarda kükürt, hidrojen sülfür gazı oluşturmak üzere hidrojen ile reaksiyona girer.

Uygulamada, hidrojen sülfür genellikle seyreltik asitlerin kükürtlü metaller, örneğin demir sülfür üzerindeki etkisiyle elde edilir:

FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S.

CaS, BaS veya A1 2 S3'ün hidrolizi ile daha saf hidrojen sülfür elde edilebilir. En saf gaz, 600 ° C'de hidrojen ve kükürtün doğrudan reaksiyonu ile elde edilir.

Hidrojen sülfürün kimyasal özellikleri

Sudaki bir hidrojen sülfür çözeltisi, bir asit özelliklerine sahiptir. Hidrojen sülfür zayıf bir dibazik asittir. Adım adım ve esas olarak ilk adımda ayrışır:

H 2 S↔H + + HS - (K 1 = 6 × 10 -8).

İkinci aşamada ayrışma

İÜ - ↔H + + S 2- (K 2 = 10 -14)

ihmal edilebilir düzeyde ilerler.

Hidrojen sülfür güçlü bir indirgeyici ajandır. Güçlü oksitleyicilerin etkisi altında kükürt dioksit veya sülfürik aside oksitlenir; oksidasyon derinliği koşullara bağlıdır: sıcaklık, çözeltinin pH'ı, oksitleyici maddenin konsantrasyonu. Örneğin, klor ile reaksiyon genellikle sülfürik asit oluşturmak üzere ilerler:

H2S + 4Cl2 + 4H20 = H2S04 + 8HCl.

Hidrojen sülfürün orta tuzlarına sülfür denir.

Hidrojen sülfür uygulaması

Hidrojen sülfürün kullanımı, esas olarak yüksek toksisitesinden dolayı oldukça sınırlıdır. Ağır metaller için bir çökeltici olarak laboratuvar uygulamalarında uygulama bulmuştur. Hidrojen sülfür, sülfürik asit, element halindeki kükürt ve sülfürlerin üretimi için bir hammadde görevi görür.

Problem çözme örnekleri

ÖRNEK 1

ÖRNEK 2

H 2 S moleküllerinin kimyasal yapısı, H 2 O moleküllerinin yapısına benzer: (açısal şekil)

Ancak, suyun aksine, H 2 S molekülleri düşük polaritelidir; aralarında hidrojen bağları oluşmaz; moleküllerin gücü çok daha düşüktür.

Fiziki ozellikleri

Normal sıcaklıklarda, H 2 S, son derece nahoş boğucu çürük yumurta kokusuna sahip renksiz bir gazdır, çok zehirlidir (> 3 g / m3 konsantrasyonda ölümcül zehirlenmeye neden olur). Hidrojen sülfür havadan ağırdır, kolayca yoğuşarak renksiz bir sıvıya dönüşür.H2S suda çözünür (normal sıcaklıkta 2,5 litre gaz 1 litre H2O'da çözünür).

Doğada hidrojen sülfür

H 2 S, volkanik ve yeraltı gazlarında, kükürt kaynaklarının sularında bulunur. Kükürt içeren proteinlerin çürümesi sırasında oluşur ve ayrıca çok sayıda mikroorganizmanın ömrü boyunca salınır.

elde etme yöntemleri

1. Basit maddelerden sentez:

S + H2 = H2S

2. Oksitleyici olmayan asitlerin metal sülfürler üzerindeki etkisi:

FeS + 2HCI = H2S + FeCl2

3. Eylem kons. H 2 SO 4 (fazla değil) alkali ve alkali toprak Me:

5H 2 SO 4 (kons.) + 8Na = H 2 S + 4Na 2 SO 4 + 4H 2 О

4. Bazı sülfürlerin geri dönüşümsüz hidrolizi ile oluşur:

AI 2 S 3 + 6H 2 O = 3H 2 S + 2Аl (OH) 3 ↓

H 2 S'nin kimyasal özellikleri

H 2 S - güçlü indirgeyici ajan

H 2 S'nin oksidanlarla etkileşimi oluşumuna yol açar çeşitli maddeler(S, SO 2, H 2 SO 4),

ile reaksiyonlar basit maddeler oksitleyiciler

Havadaki oksijen ile oksidasyon

2H 2 S + 3O 2 (fazla) = 2SO 2 + 2H 2 O

2H 2 S + O 2 (eksiklik) = 2S ↓ + 2H 2 O

Halojenlerle oksidasyon:

H 2 S + Br 2 = S ↓ + 2HBr

Oksitleyici asitlerle reaksiyonlar (HNO 3, H2S04 (kons.).

3H 2 S + 8HNO 3 (dil.) = 3H 2 SO 4 + 8NO + 4H 2 O

H 2 S + 8HNO 3 (kons.) = H 2 SO 4 + 8NO 2 + 4H 2 O

H 2 S + H 2 SO 4 (kons.) = S ↓ + SO 2 + 2H 2 O

Tuzlarla reaksiyonlar - oksitleyici maddeler

5H 2 S + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 = 5S ↓ + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O

5H 2 S + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 = 5SO 2 + 6MnSO 4 + 3K 2 SO 4 + 14H 2 O

H 2 S + 2FeCl 3 = S ↓ + 2FeCl 2 + 2HCl

Sulu bir H2S çözeltisi, zayıf bir asidin özelliklerini gösterir.

hidrojen sülfür asit H 2 S 2-bazik asit kademeli olarak ayrışır

1. aşama: H 2 S → H + + HS -

2. aşama: HS - → H + + S 2-

Sulu çözeltideki H2S, zayıf bir asit gibi davrandığı asit sınıfında ortak olan reaksiyonlarla karakterize edilir. Etkileşim:

a) aktif metaller ile

H 2 S + Mg = H 2 + MgS

b) oksidanların varlığında düşük aktiviteli metaller (Ag, Cu, Hg) ile

2H 2S + 4Аg + O 2 = 2Ag 2S ↓ + 2Н 2 O

c) bazik oksitlerle

H 2 S + BaO = BaS + H 2 O

d) alkaliler ile

H 2 S + NaOH (eksiklik) = NaHS + H 2 O

e) amonyak ile

H 2 S + 2NH3 (fazla) = (NH 4) 2 S

H2S'nin güçlü asit tuzları ile reaksiyonlarının özellikleri

Hidrojen sülfür asidinin çok zayıf olmasına rağmen, bazı güçlü asit tuzlarıyla reaksiyona girer, örneğin:

CuSO 4 + H 2 S = CuS ↓ + H 2 SO 4

Reaksiyonlar, elde edilen Me sülfür sadece suda değil, aynı zamanda güçlü asitlerde de çözünmediği zaman gerçekleşir.

Sülfür anyonu için kalitatif reaksiyon

Bu reaksiyonlardan biri, S2 ve hidrojen sülfür anyonlarını saptamak için kullanılır:

H 2 S + Pb (NO 3) 2 = 2HNO 3 + PbS ↓ siyah çökelti.

Gaz halindeki H 2 S, H 2 S varlığında siyaha dönen bir Pb (NO 3) 2 çözeltisi ile nemlendirilmiş ıslak kağıt kullanılarak tespit edilir.

sülfürler

Sülfürlere, bazı metal olmayanlar (C, Si, P, As, vb.) dahil olmak üzere daha az EO elementine sahip ikili kükürt bileşikleri denir.

En önemlileri metal sülfürlerdir, çünkü birçoğu doğal bileşiklerdir ve serbest metaller, kükürt, kükürt dioksit üretimi için hammadde olarak kullanılır.

Çözünür sülfürlerin geri dönüşümlü hidrolizi

Alkali Me ve amonyumun sülfürleri suda kolayca çözünür, ancak sulu çözeltide çok büyük ölçüde hidrolize uğrarlar:

S 2- + H 2 O → HS - + OH -

Bu nedenle, sülfür çözeltileri güçlü bir alkali reaksiyona sahiptir.

Su ile etkileşime giren alkali toprak Me ve Mg'nin sülfürleri tam hidrolize uğrar ve çözünür asit tuzlarına - hidrosülfitlere geçer:

2CaS + 2HOH = Ca (HS) 2 + Ca (OH) 2

Sülfür çözeltileri ısıtıldığında hidroliz de 2. aşamadan geçer:

HS - + H 2 O → H 2 S + OH -

Sülfürlerin geri dönüşümsüz hidrolizi

Bazı metallerin sülfürleri geri dönüşümsüz hidrolize uğrar ve tamamen bozunur. sulu çözeltiler, Örneğin:

Al 2 S 3 + 6H 2 O = 3H 2 S + 2AI (OH) 3 ↓

Cr 2 S 3, Fe 2 S 3 benzer şekilde ayrışır

çözünmeyen sülfürler

Çoğu ağır metal sülfür suda hemen hemen çözünmez ve bu nedenle hidrolize uğramazlar. Bazıları güçlü asitlerin etkisi altında çözülür, örneğin:

FeS + 2HCI = FeCl2 + H2S

ZnS + 2HCl = ZnCl2 + H2S

Sülfürler Ag 2 S, HgS, Hg 2 S, PbS, CuS sadece suda değil birçok asitte de çözünmezler.

Sülfürlerin oksidatif kavrulması

Sülfürlerin yüksek sıcaklıklarda atmosferik oksijen ile oksidasyonu, sülfit hammaddelerinin işlenmesinde önemli bir aşamadır. Örnekler:

2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

Sülfür elde etme yöntemleri

1. Basit maddelerin doğrudan bağlantısı:

2. H 2 S'nin alkali çözeltilerle etkileşimi:

H2S + 2NaOH = 2H20 + Na2S sodyum sülfür

H2S + NaOH = H20 + NaHS sodyum hidrosülfür

3. H 2 S veya (NH 4) 2 S'nin tuz çözeltileri ile etkileşimi:

H 2 S + CuSO 4 = CuS ↓ + H 2 SO 4

H 2 S + 2AgNO 3 = Ag2S ↓ + 2HNO 3

4. Kömür ile kalsine edilerek sülfatların indirgenmesi:

Na 2 SO 4 + 4С = Na 2S + 4СО

Bu işlem, alkali ve toprak alkali metallerin sülfürlerini elde etmek için kullanılır.