Сероводород, свойства, получение и применение

Актуальность проблемы очистки газа от сероводорода

Актуальность проблемы очистки газа от сероводорода усиливается требованиями обеспечения экологической безопасности при разработке сернистых месторождений, сокращением вредных выбросов в атмосферу.

При этом особое внимание уделяется совершенствованию действующих и разработке новых технологий сероочистки , исключающих выбросы токсичного сероводорода и продуктов его горения в окружающую среду. Несмотря на все перечисленные минусы, сероводород является ценным химическим сырьем, поскольку из него можно получить огромное количество неорганических и органических соединений

Несмотря на все перечисленные минусы, сероводород является ценным химическим сырьем, поскольку из него можно получить огромное количество неорганических и органических соединений.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Сероводород
представляет собой бесцветный газ с характерным запахом гниющего белка.

Он немного тяжелее воздуха, сжижается при температуре -60,3 o С и затвердевает при -85,6 o С. На воздухе сероводород горит голубоватым пламенем, образуя диоксид серы и воду:

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

Если внести в пламя сероводорода какой-нибудь холодный предмет, например фарфоровую чашку, то температура пламени значительно понижается и сероводород окисляется только до свободной серы, оседающей на чашке в виде желтого налета:

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

Сероводород легко воспламеняется; смесь его с воздухом взрывает. Сероводород очень ядовит. Длительное вздыхание воздуха, содержащего этот газ даже в небольших количествах, вызывает тяжелые отравления.

При 20 o С один объем воды растворяет 2,5 объема сероводорода. Раствор сероводорода в воде называется сероводородной водой. При стоянии на воздухе, особенно на свету, сероводородная воды скоро становится мутной от выделяющейся серы. Это происходит в результате окисления сероводорода кислородом воздуха.

Влияние сероводорода на организм

Следует отметить, что сероводород оказывает на организм не только отрицательное, но и положительное влияние.

Сероводород принимает участие в процессах жизнедеятельности организма и даже вырабатывается собственными клетками. Поэтому он постоянно присутствует в организме, однако его концентрация минимальна.

Положительное влияние сероводорода (при незначительной концентрации) на организм заключается в следующем
:

Улучшает передачу нервных импульсов;
Снимает спазм мышечных органов;
Увеличивает просвет кровеносных сосудов (что является профилактикой гипертонии);
Функционирование головного мозга, то есть улучшает память и усвоение новой информации.

Если же концентрация сернистого водорода значительно увеличивается, то возникают патологические изменения:

Разрушение гемоглобина в крови;
Паралич обонятельных нервов;
Развития тяжелой гипоксии, то есть кислородного голодания внутренних органов. В связи с этим нарушается работа сердца, головного мозга и кровеносных сосудов. В некоторых случаях отмечается смерть пострадавшего.

Использование и промышленность

Сероводород естественным образом присутствует в нефти , газе , и горячих источниках . Это также может происходить от многих промышленных предприятий.

Первые осветительные газы оказались грозной смесью водорода , окиси углерода и сероводорода. Не довольствуется неприятным запахом тухлого яйца, сероводорода или продуктов его сгорания диоксида серы (SO ₂) атакуют металлы и чернеют их; краски, содержащие белила (PbCO ₃) таким образом изменяются. В театрах, где используется угольный газ , он иссушает все краски и может в течение года уничтожить все самые дорогие украшения и украшения; в магазинах или библиотеках сообщается о разъедающем воздействии на ткани, переплеты и цвета. В году Лондонский закон о газе установил предельные нормы для сероводорода, которые должны были быть повышены, но компании не смогли их выполнить.

Сероводород производится во многих отраслях промышленности, например, в пищевой промышленности, очистке сточных вод , доменных печах , бумажной фабрике , кожевенном заводе , нефтепереработке . Он также присутствует в природном газе и нефти , из которых его обычно извлекают в промышленных масштабах перед переработкой.

В органической химии сероводород можно использовать для производства сероорганических соединений, таких как метантиол , этантиол или даже тиогликолевая кислота .

Он реагирует с щелочными металлами с образованием гидросульфидов и сульфидов щелочных металлов, таких как гидросульфид натрия NaHS и сульфид натрия Na ₂ S., которые используются при разложении биополимеров. Обычно сероводород реагирует с металлами с образованием соответствующего сульфида металла. Это свойство используется при обработке газа или воды, загрязненной сероводородом. При очистке металлических руд флотацией минеральные порошки часто обрабатывают сероводородом для улучшения разделения. Металлические детали также можно пассивировать сероводородом.

Эти катализаторы , используемые в гидродесульфуризации обычно активируются сероводородом, и он также изменяет поведение металлических катализаторов , используемых в другом оборудовании , в нефтеперерабатывающем заводе .

В аналитической химии более века он играет важную роль в характеристике ионов металлов в качественном неорганическом анализе . В этом типе анализа ионы тяжелых металлов (и неметаллов ), таких как Pb 2+ , Cu 2+ , Hg 2+ или As 3+ , осаждаются в растворе в присутствии H ₂ S.. Компоненты образовавшихся осадков снова избирательно растворяются.

В лабораторных условиях тиоацетамид вытеснил сероводород в качестве источника сульфид-ионов.

Сероводород используется для отделения тяжелой воды D ₂ Oобычной воды по методу Гирдлера .

Сверхпроводящий

Команда немецких исследователей побила рекорд температуры для самого высокого сверхпроводящего материала в 2015 году: -70 ° C . Необходимо будет сжать сероводород до 1,5 миллионов бар в ячейке с алмазной наковальней .

Коррозия металлов

Этот газ может накапливаться в канализационных сетях ( канализационный газ ) и вызывать коррозию бетонных или металлических труб. Это может задушить рабочих канализации. Находясь в природном газе, он разъедает традиционные материалы, такие как трубы, клапаны и т. Д. Затем обычные материалы должны быть заменены инконелем (в безводной среде), что сказывается на стоимости оборудования.

Он также атакует деньги ; Это причина того, что серебряные украшения становятся черными при длительном воздействии загрязненной атмосферы . Сульфида серебра в результате реакции черного цвета.

Промышленное использование H

Хранение и транспортировка больших количеств H ₂ S, который отделяется от природного газа путем промывки аминами, затруднен, поэтому для превращения его в серу используется процесс Клауса.

В этом процессе происходят две реакции. В первом случае H ₂ S реагирует с кислородом с образованием SO ₂ , как упоминалось выше (см. Реакцию 3).

Вторая — это реакция, катализируемая оксидом железа, при которой SO ₂ восстанавливается, а H ₂ S окисляется, и в обоих случаях образуется сера S (см. Реакцию 6).

Таким образом получается сера, которую можно легко хранить и транспортировать, а также использовать в различных целях.

Ссылки

Panthi, S. et al. (2016). Физиологическое значение сероводорода: новый мощный нейропротектор и нейромодулятор. Окислительная медицина и клеточное долголетие. Том 2016. Идентификатор статьи 9049782. Получено с hindawi.com.
Shefa, U. et al. (2018). Антиоксидантные и клеточные сигнальные функции сероводорода в центральной нервной системе. Окислительная медицина и клеточное долголетие. Том 2018. Идентификатор статьи 1873962. Получено с hindawi.com.
Tabassum, R. et al. (2020). Терапевтическое значение сероводорода при возрастных нейродегенеративных заболеваниях. Neural Regen Res 2020; 15: 653-662. Восстановлено с nrronline.org.
Martelli, A. et al. (2010). Сероводород: новая возможность открытия лекарств. Обзоры медицинских исследований. Том 32, выпуск 6. Получено с сайта onlinelibrary.wiley.com.
Ван, М.-Дж. и другие. (2010). Механизмы ангиогенеза: роль сероводорода. Клиническая и экспериментальная фармакология и физиология (2010) 37, 764-771. Получено с сайта onlinelibrary.wiley.com.
Дейлфилд, Р. (2017). Дым и другие вдыхаемые токсические вещества. Сульфид водорода. В ветеринарной токсикологии Австралии и Новой Зеландии. Восстановлено с sciencedirect.com.
Селли, Р.К. и Зонненберг, С.А. (2015). Физические и химические свойства нефти. Сульфид водорода. В элементах нефтяной геологии (третье издание). Восстановлено с sciencedirect.com.
Хокинг, МБ (2005). Сера и серная кислота. Превращение сероводорода в серу в процессе Клауса. В Справочнике по химической технологии и контролю загрязнения (третье издание). Восстановлено с sciencedirect.com.
Лефер, ди-джей (2008). Потенциальное значение изменений биодоступности сероводорода (H ₂ S) при диабете. Британский журнал фармакологии (2008) 155, 617-619. Получено с bpspubs.onlinelibrary.wiley.com.
Национальная медицинская библиотека США. (2019). Сульфид водорода. Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
Babor, JA и Ibarz, J. (1965). Современная общая химия. 7-е издание. Редакция Marín, SA

токсикология

токсичность

Сероводород — чрезвычайно ядовитый газ, который очень быстро может привести к смерти, что подтверждается многочисленными сообщениями о несчастных случаях в химической промышленности. Из-за своей немного большей плотности, чем у воздуха, газ собирается на земле.

Характерный запах тухлых яиц (сероводород также образуется в тухлых яйцах) воспринимается индивидуально при концентрации от 0,0005 до 0,13 частей на миллион и является преимуществом перед другими смертоносными газами. Однако к запаху привыкаешь, и при более высоких концентрациях запах не ощущается, поскольку сероводород обладает свойством притуплять обонятельные рецепторы . Зависимое от концентрации нейротоксическое повреждение обонятельного эпителия (слизистой оболочки носа) было обнаружено у крыс и мышей при концентрациях 30 ppm или более. Максимальная концентрация на рабочем месте (значение МАК, с 2006 года) составляет 5 частей на миллион.

Пороговое значение для анестезии обонятельных рецепторов человека составляет 200 ppm H ₂ S.

Кратковременное ядовитое действие

При контакте со слизистыми оболочками и тканевой жидкостью глаз, носа, горла и легких сероводород образует сульфиды щелочных металлов, которые вызывают сильное раздражение. Одним из следствий этого является задержка воды в легких. Симптомы обычно проходят в течение нескольких недель.

Фактический токсический эффект основан на разрушении гемоглобина красного пигмента крови и, таким образом, параличе внутриклеточного дыхания. Механизм до сих пор неясен, предполагается, что обычно содержащие тяжелые металлы ферменты, переносящие кислород , инактивированы. Меньшая неокисленная часть сероводорода может вызвать повреждение центральной и, возможно, периферической нервной системы .

В следующие эффекты возникают на человека :

от 20 ppm: повреждение роговицы после длительного воздействия
≈ 100 частей на миллион: раздражение слизистых оболочек этих глаз и дыхательных путей , слюноотделения , раздражение в горле
> 200 ppm: головная боль , затрудненное дыхание
> 250 ppm: оглушение обонятельных рецепторов
> 300 частей на миллион: тошнота
≈ 500 промилле: слабость, сонливость, головокружение
> 500 ppm: судороги , потеря сознания

Длительное воздействие низких доз может привести к усталости , потере аппетита , головной боли , раздражительности , плохой памяти и снижению концентрации внимания .

У человека возникают зависящие от концентрации симптомы отравления

<100 ppm: через несколько часов
> 100 частей на миллион: <1 час
≈ 500 частей на миллион: опасность для жизни через 30 минут
≈ 1000 ppm: опасно для жизни через несколько минут
≈ 5000 ppm (соответствует объемной доле 0,5%): смертельный исход через несколько секунд

Это означает, что даже концентрация H ₂ S 0,1% приводит к летальному исходу через несколько минут. При таких концентрациях потеря сознания наступает при одном или нескольких вдохах.

Концентрация Н ₂ S, который в человеческих клетках путем ингибирования клеточного дыхания является вредным, был в пробирке с 0,32 мкм моль / л определена.

Долгосрочный эффект

Исследования на животных показывают, что свиньи, которых кормили кормом, содержащим сероводород, через несколько дней страдали от диареи и примерно через 105 дней теряли вес.

Лечение и профилактика

Лечение проводится в отделении интенсивной терапии, где назначается вентиляция легких с созданием положительного давления в дыхательных путях при сильном поражении.

Проводится коррекция ацидоза на основании количества лактата в крови. Симптомы отравления сероводородом схожи с цианидом, потому индуцированная метгемоглобинемия будет препятствовать гипоксии. Пострадавшему вводится 10 мл 3%-ного раствора нитрата натрия за 2-4 минуты, и нужный уровень метгемоглобина достигается за 30 минут. Также внутривенно вводится антисептик метиленовый синий. При бледности кожи и гипотонии лечение дополняется подкожными инъекциями норадреналина, кордиамина и кофеина. Противосудорожная терапия включает закись азота.

При отсутствии реакции на внутривенное введение нитратов или при стойких нарушениях в работе ЦНС используется гипербарическая оксигенация.

При локальном раздражении глаз необходимо применение примочек с 3%-ной борной кислотой на глаза, накладывание на веки вазелинового масла, капли новокаина с адреналином в конъюнктивальный мешок.

Профилактика отравлений разрабатывается для опасных производств, где требуется:

контролировать состав воздуха;
проводить периодические медосмотры;
формировать план действий на случай аварий.

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.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Сероводород
представляет собой бесцветный газ с характерным запахом гниющего белка.

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

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

Распространение вещества

Соединение и получение серы и водорода связано с гниением органики, горных пород с сульфидными соединениями, потому оно распространено в шахтной, коксовой, газовой и нефтяной промышленности. Сероводородная вода находится в промышленных сточных и канализационных водах. Предельно допустимая концентрация (ПДК) в составе воздуха — 10 мг/м3, но при присутствии углеводородов — до 3 мг/м3. Отмечается скопление сероводорода в вулканической породе, в местах выхода серных минеральных вод на земную поверхность или хранения органических отходов в глубоких ямах.

Применение сульфидов распространено в металлургии при обработке руд цветных металлов, в легкой промышленности в качестве люминофоров и электронике. Вещество проявляет химические свойства восстановителя, может использоваться для получения серы и серной кислоты.

Токсичность и обнаружение

Токсин имеет третий класс опасности, уступает цианиду по ядовитости примерно в 5-10 раз. Его физические свойства обуславливают тяжесть интоксикаций. Сероводород тяжелее воздуха и конденсируется в бесцветную жидкость, быстро растворяется в воде.

Лечебные воды с серой

Сероводород в воде не всегда опасен. В скважине с питьевой водой допустимая концентрация составляет ниже 0,03 мг/л, а при отстаивании вода станет мутной из-за вытеснения серы кислородом. Польза раствора сероводорода связана с лечебными качествами сульфидных кислот. Отсюда появились минеральные воды, которые образуются естественным путем при контакте воды и неорганических серных пород.

Сероводородная вода с концентрацией 10-40 мг/л уменьшает выработку желудочного сока, устраняет запоры и способствует выведению желчи. Пить ее рекомендовано при поражениях печени и отравлениях тяжелыми металлами, но принимать только по рекомендации врача.

Физические и химические свойства сероводорода

Сероводород – вещество, имеющее сладковатый привкус и запах протухших яиц.

Кроме этого, сероводород характеризуется следующими физическими свойствами:

при н. у. представляет собой газ тяжелее воздуха;
имеет невысокую растворимость в воде (при температуре 20оС в одном объеме воды растворяется 2,4 объема сероводорода), хорошо растворяется в этаноле;
при температуре -70оС и давлении 150 Гпа становится отличным проводником;
при определенных условиях способен воспламеняться, поэтому огнеопасен;
при температуре -85,6оС переходит в твердое состояние, а при минус 60,3оС – в жидкое;

Н2S является слабым электролитом. Раствор серодоводорода в воде — слабая сероводородная кислота, на воздухе с течением времени мутнеет из-за образования осадка серы при окислении сероводорода кислородом воздуха.

Химические свойства

Раствор сероводорода в воде характеризуется слабыми кислотными свойствами, поэтому взаимодействует с основаниями. В результате таких реакций происходит образование сульфидов и гидросульфидов. Параллельно образуется вода.

Восстановительные свойства сероводорода объясняются низкой степенью окисления серы (-2). Если реакция протекает при недостатке кислорода, он окисляется до свободной серы. Поэтому раствор быстро мутнеет. Записать уравнения реакций окисления сероводорода можно следующим образом:

Сильным восстановителем выступает он и при взаимодействии с галогенами: в реакции с бромом и хлором в результате окисления сероводород превращается в серу. Если же хлор взят в избытке, то образуется серная кислота:

Такие же сильные восстановительные свойства проявляет , к примеру, в реакциях с азотной кислотой, оксидами серы, серной кислотой. Причем может окислить сероводород до оксида серы (IV) либо серы.

Следующим химическим свойством является взаимодействие с растворимыми солями тяжелых металлов. В результате образуются сульфиды, которые представляют собой черные осадки, не растворимые в воде. Эти реакции могут служить качественными на сероводород и сульфид-ионы:

Двухосновная сероводородная кислота является слабым электролитом и способна диссоциировать ступенчато:

Диссоциация по второй ступени протекает в меньшей степени, чем по первой.

Из-за своих химических свойств сероводород находит применение в лабораторной практике для осаждения ионов тяжелых металлов. Кроме этого, при определенных условиях его используют для получения серной кислоты, а также серы и сульфидов (средних солей сероводородной кислоты).

Химические свойства сероводорода.

Сероводород H 2 S

— ковалентное соединение, не образующее водородных связей, как молекула Н 2 О
. (Разница в том, что атом серы больший по размеру и более электроотрицательный, чем атом кислорода. Поэтому плотность заряда у серы меньше. И из-за отсутствия водородных связей температура кипения у H
2
S
выше, чем у кислорода . Также H
2
S
плохо растворим в воде, что также указывает на отсутствие водородных связей).

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

2. Сероводород H
2
S
— очень слабая кислота, в растворе ступенчато диссоциирует:

H
2
S
⇆ H
+
+
HS
—
,

HS
—
⇆ H
+
+
S
2-
,

3. Взаимодействует с сильными окислителями:

H 2 S + 4Cl 2 + 4H 2 O = H 2 SO 4 + 8HCl,

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

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

4. Реагирует с основаниями, основными оксидами и солями, при этом образуя кислые и средние соли (гидросульфиды и сульфиды):

Pb(NO 3) 2 + 2S = PbS↓ + 2HNO 3 .

Эту реакцию используют для обнаружения сероводорода или сульфид-ионов. PbS
— осадок черного цвета.

Не все знают, что с сероводородом мы сталкиваемся довольно часто. Практически каждый знает о существовании сероводородных источников. Вода из них, разлитая в бутылки, попадает в свободную продажу. Многие из нас по собственной инициативе или по предписаниям врачей принимали сероводородные ванны. В крупных мегаполисах есть производства, побочным продуктом которых является данное вещество. Даже москвичи, бывает, очень хорошо ощущают его запах. А задумывались ли вы о том, опасен ли сероводород для человека? И если да, то в каких количествах? Попробуем разобраться.

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.

Природа окислительно-восстановительных реакций серы и водорода

Реакция образования сероводорода является окислительно-восстановительной:

Н₂⁰ + S⁰→ H₂⁺S²⁻

Процесс взаимодействия серы с водородом легко объясняется строением их атомов. Водород занимает первое место в периодической системе, следовательно, заряд его атомного ядра равен (+1), а вокруг ядра атома кружится 1 электрон. Водород с легкостью отдает свой электрон атомам других элементов, превращаясь в положительно заряженный ион водорода — протон:

Н⁰ -1е⁻= Н⁺

Сера находится на шестнадцатой позиции в таблице Менделеева. Значит, заряд ядра ее атома равен (+16), и количество электронов в каждом атоме также 16е⁻. Расположение серы в третьем периоде говорит о том, что ее шестнадцать электронов кружатся вокруг атомного ядра, образуя 3 слоя, на последнем из которых находится 6 валентных электронов. Количество валентных электронов серы соответствует номеру группы VI, в которой она находится в периодической системе.

Итак, сера может отдать все шесть валентных электронов, как в случае образования оксида серы(VI):

2S⁰ + 3O2⁰ → 2S⁺⁶O₃⁻²

Кроме того, в результате окисления серы, 4е⁻могут быть отданы ее атомом другому элементу с образованием оксида серы(IV):

S⁰ + О2⁰ → S⁺4 O2⁻²

Сера может отдать также два электрона c образованием хлорида серы(II) :

S⁰ + Cl2⁰ → S⁺² Cl2⁻

Во всех трех вышеуказанных реакциях сера отдает электроны. Следовательно, она окисляется, но при этом выступает в роли восстановителя для атомов кислорода О и хлора Cl.
Однако в случае образования H2S окисление — удел атомов водорода, поскольку именно они теряют электроны, восстанавливая внешний энергетический уровень серы с шести электронов до восьми. В результате этого каждый атом водорода в его молекуле становится протоном:

Н2⁰-2е⁻ → 2Н⁺,

а молекула серы, наоборот, восстанавливаясь, превращается в отрицательно заряженный анион (S⁻²):
S⁰ + 2е⁻ → S⁻²

Таким образом, в химической реакции образования сероводорода окислителем выступает именно сера.

С точки зрения проявления серой различных степеней окисления, интересно и еще одно взаимодействие оксида серы(IV) и сероводорода — реакция получения свободной серы:

2H₂⁺S-²+ S⁺⁴О₂-²→ 2H₂⁺O-²+ 3S⁰

Как видно из уравнения реакции, и окислителем, и восстановителем в ней являются ионы серы. Два аниона серы (2-) отдают по два своих электрона атому серы в молекуле оксида серы(II), в результате чего все три атома серы восстанавливаются до свободной серы.

2S-² — 4е⁻→ 2S⁰ — восстановитель, окисляется;

S⁺⁴ + 4е⁻→ S⁰ — окислитель, восстанавливается.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Сероводородная кислота
(сероводород, моносульфан) в обычных условиях представляет собой бесцветный газ.

Термически неустойчив. Плохо растворим в холодной воде. Насыщенный раствор (0,1М) называют «сероводородной водой», который мутнеет при стоянии на воздухе. Проявляет слабые кислотные свойства. В ОВР является сильным восстановителем.

Лабораторный способ получения сероводорода. Получение сероводорода

При обычных условиях сероводород – бесцветный газ, с сильным характерным запахом тухлых яиц. Т пл = -86 °С,Т кип = -60 °С, плохо растворим в воде, при 20 °С в 100 г воды растворяется 2,58 мл H 2 S. Очень ядовит, при вдыхании вызывает паралич, что может привести к смертельному исходу. В природе выделяется в составе вулканических газов, образуется при гниении растительных и животных организмов. Хорошо растворим в воде, при растворении образует слабую сероводородную кислоту.

В водном растворе сероводород обладает свойствами слабой двухосновной кислоты:

Сероводород горит в воздухе голубым пламенем. При ограниченном доступе воздуха образуется свободная сера:

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

При избыточном доступе воздуха горение сероводорода приводит к образованию оксида серы (IV):

2H 2 S + 3O 2 = 2H 2 O + 2SО 2 .

Сероводород обладает восстановительными свойствами. В зависимости от условий сероводород может окисляться в водном растворе до серы, сернистого газа и серной кислоты.

Например, он обесцвечивает бромную воду:

H 2 S + Br 2 = 2HBr + S.

взаимодействует с хлорной водой:

H 2 S + 4Cl 2 + 4H 2 O = H 2 SO 4 + 8HCl.

Струю сероводорода можно поджечь, используя диоксид свинца, так как реакция сопровождается большим выделением тепла:

3PbO 2 + 4H 2 S = 3PbS + SO 2 + 4H 2 O.

Взаимодействие сероводорода с сернистым газом используется для получения серы из отходящих газов металлургического и сернокислого производства:

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

С этим процессом связано образование самородной серы при вулканических процессах.

При одновременном пропускании сернистого газа и сероводорода через раствор щелочи образуется тиосульфат:

4SO 2 + 2H 2 S + 6NaOH = 3Na 2 S 2 O 3 + 5H 2 O.

Реакция разбавленной соляной кислоты с сульфидом железа (II)

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:

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.

Сероводород представляет собой бесцветный газ с характерным запахом гниющего белка.

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

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

Систематические и тривиальные названия вещества

Необходимо разобраться в многообразии терминов, относящихся к одному и тому же соединению. Официальное название соединения, химический состав которого отражает формула SO 2 , — диоксид серы. ИЮПАК рекомендует использовать этот термин и его английский аналог — Sulfur dioxide. Учебники для школ и ВУЗов чаще упоминают еще такое название — оксид серы (IV). Римской цифрой в скобках обозначена валентность атома S. Кислород в этом оксиде двухвалентен, а окислительное число серы +4. В технической литературе используются такие устаревшие термины, как сернистый газ, ангидрид сернистой кислоты (продукт ее дегидратации).

Полезность или важность H

Эндогенный H ₂ S — это тот, который естественным образом встречается в организме как часть нормального метаболизма у людей, млекопитающих и других живых существ.

Несмотря на давнюю репутацию токсичного и ядовитого газа, связанного с разложением органических веществ, несколько недавних исследований, проведенных с 2000-х годов по настоящее время, показали, что эндогенный H ₂ S является важным регулятором определенных механизмов. и процессы в живом существе.

H ₂ S обладает высокой липофильностью или сродством к жирам, поэтому он легко проникает через клеточные мембраны, проникая во все типы клеток.

Отравляющее воздействие сероводорода на человека

Существует два пути отравления сероводородом:

вдыхание;
контакт с кожей или слизистыми.

На клеточном уровне вещество связывается с железом в молекулах и подавляет цитохромоксидазы в митохондриях, блокирует доставку кислорода.

Признаки отравления появляются, когда процесс накопления сульфидов превышает возможности организма по их выведению. Вещество легко растворяется в жирах, потому беспрепятственно проникает в любые клетки, особенно – центральной нервной системы и легких.

Спектр проявлений зависит от концентрации и продолжительности воздействия сероводорода на организм человека.

Острое отравление, связанное с высокими дозами токсина, имеет несколько форм:

Легкая: проявляется раздражением слизистых и дыхательных путей. Человек ощущает резь в глазах, першение и царапание в горле, становится чувствителен к цвету. Может усиливаться кашель, насморк, наступать бронхоспазм. Внешне проявляется покраснением глаз, спонтанным морганием и закрытием (блефароспазмом).
Средняя: проявляется, когда вещество проникает через легкие в кровь. Человек страдает от головной боли, головокружения, слабости, тошноты и рвоты, диареи. Может нарушаться координация движений, возможна склонность к возбуждению и обморокам. Внешне проявляется синюшностью губ. Врач обнаруживает повышение давления, ускорение пульса. Анализ мочи выявляет белок и цилиндрические клетки. Иногда повышается температура, появляются симптомы бронхита и воспаления легких.
Тяжелая: сильная рвота, посинение кожи, нарушение работы сердца и удушье. Глубокое коматозное состояние обычно заканчивается смертью. Если человек то впадает в глубокий сон, то просыпается, это говорит о благоприятном исходе. Интоксикация проявляется апатией, астенией, оглушенностью, постепенно развивается поражение центральной нервной системы. Возможно развитие отека легкого.

Подострая интоксикация действует медленнее, постепенно нарастают головные боли, слабость или утомляемость. Человек испытывает потливость, слизистые оболочки рта краснеют, при глотании появляется боль. Глаза пересыхают, развивается конъюнктивит. Повышается отделение слюны, тошнота, живот болит приступообразно, возникает диарея с характерным стулом черно-зеленого цвета.

Хроническое отравление

Низкий уровень воздействия сероводорода — не редкость. В некоторых странах разработаны стандарты для промышленных выбросов в атмосферу. Воздействие в жилых домах не рассматривается на уровне государства, хотя близлежащие заводы и сельскохозяйственные объекты, разработки нефти и газа, очистные сооружения загрязняют питьевую воду, особенно в сельской местности, где лечение не проводится.

Признаки отравления сероводородом зависят от его скопления в атмосфере. При малоинтенсивном воздействии наблюдается раздражение глаз и слизистых оболочек, но в целом организм не страдает. Осложнения возникают после вдыхания газа в концентрации выше 1000 мг/м3 в атмосферном воздухе:

острый респираторный дистресс-синдром;
острый инфаркт миокарда;
нервно-психические осложнения.

Проявления долгосрочных неврологических осложнений не изучены, поскольку в большинстве случаев воздействие сероводорода приводит к смерти. После острого или подострого отравления появляется склонность к болезням желудочно-кишечного тракта, бронхов и легких, сердечным патологиям и инфаркту, органическим поражениям центральной нервной системы. Иногда из-за влияния на организм сероводорода человек испытывает только головные боли.

Актуальность проблемы очистки газа от сероводорода

Влияние сероводорода на организм

Использование и промышленность

Сверхпроводящий

Коррозия металлов

Промышленное использование H

Ссылки

токсикология

токсичность

Кратковременное ядовитое действие

Долгосрочный эффект

Лечение и профилактика

1.10. Токсичность сероводорода

Распространение вещества

Токсичность и обнаружение

Лечебные воды с серой

Физические и химические свойства сероводорода

Химические свойства

Химические свойства сероводорода.

1.9. Сероводородная кислота и её соли

Природа окислительно-восстановительных реакций серы и водорода

Лабораторный способ получения сероводорода. Получение сероводорода

Систематические и тривиальные названия вещества

Полезность или важность H

Отравляющее воздействие сероводорода на человека

Хроническое отравление

Похожие записи:

Похожие записи: