الحصول على كبريتيد الهيدروجين. حمض كبريتيد الهيدروجين ما هي الأملاح التي يتفاعل معها حمض كبريتيد الهيدروجين؟

تعريف

كبريتيد الهيدروجينهو غاز عديم اللون ذو رائحة مميزة للبروتين المتعفن.

وهو أثقل قليلاً من الهواء، ويسيل عند درجة حرارة -60.3 درجة مئوية ويتجمد عند -85.6 درجة مئوية. وفي الهواء، يحترق كبريتيد الهيدروجين بلهب مزرق، مكونًا ثاني أكسيد الكبريت والماء:

2H2S + 3O2 = 2H2O + 2SO2.

إذا أدخلت جسمًا باردًا، مثل كوب خزفي، في لهب كبريتيد الهيدروجين، تنخفض درجة حرارة اللهب بشكل ملحوظ ويتأكسد كبريتيد الهيدروجين فقط ليتحول إلى الكبريت الحر، الذي يستقر على الكوب على شكل طبقة صفراء:

2H2S + O2 = 2H2O + 2S.

كبريتيد الهيدروجين شديد الاشتعال. ينفجر خليطه مع الهواء. كبريتيد الهيدروجين سام للغاية. إن استنشاق الهواء المحتوي على هذا الغاز لفترة طويلة، ولو بكميات قليلة، يسبب تسمماً شديداً.

عند درجة حرارة 20 درجة مئوية، يذيب حجم واحد من الماء 2.5 حجم من كبريتيد الهيدروجين. يسمى محلول كبريتيد الهيدروجين في الماء بماء كبريتيد الهيدروجين. عند وقوفها في الهواء، خاصة في الضوء، سرعان ما تصبح مياه كبريتيد الهيدروجين غائمة بسبب الكبريت المنطلق. يحدث هذا نتيجة لأكسدة كبريتيد الهيدروجين بواسطة الأكسجين الجوي.

إنتاج كبريتيد الهيدروجين

عند درجات الحرارة المرتفعة، يتفاعل الكبريت مع الهيدروجين لتكوين غاز كبريتيد الهيدروجين.

من الناحية العملية، يتم إنتاج كبريتيد الهيدروجين عادة عن طريق عمل الأحماض المخففة على معادن الكبريت، على سبيل المثال كبريتيد الحديد:

FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S.

يمكن الحصول على المزيد من كبريتيد الهيدروجين النقي عن طريق التحلل المائي لـ CaS أو BaS أو A1 2 S 3. يتم الحصول على أنقى الغاز عن طريق التفاعل المباشر للهيدروجين والكبريت عند 600 درجة مئوية.

الخواص الكيميائية لكبريتيد الهيدروجين

محلول كبريتيد الهيدروجين في الماء له خصائص الحمض. كبريتيد الهيدروجين هو حمض ديباسيك ضعيف. يتم فصله خطوة بخطوة وبشكل أساسي وفقًا للخطوة الأولى:

ح 2 S↔H + + HS - (ك 1 = 6 × 10 -8).

المرحلة الثانية من الانفصال

HS - ↔H + + S 2- (ك 2 = 10 -14)

يحدث إلى حد لا يذكر.

كبريتيد الهيدروجين هو عامل اختزال قوي. عند تعرضه لعوامل مؤكسدة قوية، فإنه يتأكسد إلى ثاني أكسيد الكبريت أو حمض الكبريتيك؛ يعتمد عمق الأكسدة على الظروف: درجة الحرارة، الرقم الهيدروجيني للمحلول، تركيز العامل المؤكسد. على سبيل المثال، عادة ما يستمر التفاعل مع الكلور لتكوين حمض الكبريتيك:

H2S + 4Cl2 + 4H2O = H2SO4 + 8HCl.

تسمى الأملاح المتوسطة لكبريتيد الهيدروجين بالكبريتيدات.

تطبيق كبريتيد الهيدروجين

استخدام كبريتيد الهيدروجين محدود للغاية، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى سميته العالية. لقد وجد تطبيقًا في الممارسة المخبرية باعتباره مرسبًا للمعادن الثقيلة. يستخدم كبريتيد الهيدروجين كمادة خام لإنتاج حامض الكبريتيك والكبريت في شكله العنصري والكبريتيدات

أمثلة على حل المشكلات

مثال 1

يمارس حدد عدد المرات التي يكون فيها كبريتيد الهيدروجين H 2 S أثقل من الهواء.
حل تسمى نسبة كتلة غاز معين إلى كتلة غاز آخر مأخوذة في نفس الحجم ونفس درجة الحرارة ونفس الضغط بالكثافة النسبية للغاز الأول إلى الثاني. توضح هذه القيمة عدد المرات التي يكون فيها الغاز الأول أثقل أو أخف من الغاز الثاني.

يعتبر الوزن الجزيئي النسبي للهواء 29 (مع الأخذ بعين الاعتبار محتوى النيتروجين والأكسجين والغازات الأخرى في الهواء). تجدر الإشارة إلى أن مفهوم "الكتلة الجزيئية النسبية للهواء" يستخدم بشكل مشروط، لأن الهواء عبارة عن خليط من الغازات.

د هواء (ح 2 ق) = م ص (ح 2 ق) / م ص (هواء) ؛

د الهواء ( ح 2 ق ) = 34 / 29 = 1.17 .

م ص (ح 2 ق) = 2 × أ ص (ح) + أ ص (ق) = 2 × 1 + 32 = 2 + 32 = 34.

إجابة كبريتيد الهيدروجين H2S أثقل بمقدار 1.17 مرة من الهواء.

مثال 2

يمارس أوجد كثافة الهيدروجين لخليط من الغازات التي يكون فيها الكسر الحجمي للأكسجين 20%، والهيدروجين 40%، والباقي كبريتيد الهيدروجين H 2 S.
حل سوف تتطابق أجزاء حجم الغازات مع الأجزاء المولية، أي. مع أجزاء من كميات المواد، فهذا نتيجة لقانون أفوجادرو. لنجد الوزن الجزيئي الشرطي للخليط:

M r شرطي (خليط) = φ (O 2) × M r (O 2) + φ (H 2) × M r (H 2) + φ (H 2 S) × M r (H 2 S)؛

FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S

    تفاعل كبريتيد الألومنيوم مع الماء البارد

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

    التوليف المباشر من العناصر يحدث عند تمرير الهيدروجين فوق الكبريت المنصهر:

ح 2 + ق = ح 2 ق.

    تسخين خليط من البارافين والكبريت.

1.9. حمض كبريتيد الهيدروجين وأملاحه

يحتوي حمض كبريتيد الهيدروجين على جميع خصائص الأحماض الضعيفة. يتفاعل مع المعادن وأكاسيد المعادن والقواعد.

باعتباره حمض ديباسيك، فإنه يشكل نوعين من الأملاح - الكبريتيدات والهيدروسلفيدات . هيدروكبريتيد شديدة الذوبان في الماء، وكبريتيدات الفلزات القلوية والقلوية الأرضية كذلك، وكبريتيدات المعادن الثقيلة غير قابلة للذوبان عمليا.

كبريتيدات المعادن القلوية والقلوية الأرضية غير ملونة، والباقي له لون مميز، على سبيل المثال، كبريتيدات النحاس (II)، والنيكل والرصاص - الأسود، والكادميوم، والإنديوم، والقصدير - الأصفر، والأنتيمون - البرتقالي.

كبريتيدات الفلزات القلوية الأيونية M2S لها هيكل من نوع الفلوريت، حيث كل ذرة كبريت محاطة بمكعب من 8 ذرات فلز وكل ذرة فلز محاطة برباعي وجوه مكون من 4 ذرات كبريت. تعتبر الكبريتيدات من النوع MS من سمات المعادن الأرضية القلوية ولها بنية من نوع كلوريد الصوديوم، حيث تكون كل ذرة معدن وذرة كبريت محاطة بمجسم ثماني من الذرات من نوع مختلف. مع زيادة الطبيعة التساهمية للرابطة المعدنية والكبريت، يتم تحقيق الهياكل ذات أرقام التنسيق الأقل.

توجد كبريتيدات المعادن غير الحديدية في الطبيعة كمعادن وخامات وتعمل كمواد خام لإنتاج المعادن.

تحضير الكبريتيدات

    التفاعل المباشر للمواد البسيطة عند تسخينها في جو خامل

    تقليل الأملاح الصلبة للأحماض الأوكسية

BaSO 4 + 4C = BaS + 4CO (عند 1000 درجة مئوية)

SrSO 3 + 2NH 3 = Sr S + N 2 + 3H 2 O (عند 800 درجة مئوية)

CaCO 3 + H 2 S + H 2 = CaS + CO + 2H 2 O (عند 900 درجة مئوية)

    تترسب كبريتيدات الفلزات القابلة للذوبان قليلًا من محاليلها بفعل كبريتيد الهيدروجين أو كبريتيد الأمونيوم

Mn(NO3) 2 + H2S = MnS↓ + 2HNO3

الرصاص (NO 3) 2 + (NH 4) 2 S = PbS↓ + 2NH 4 NO 3

الخواص الكيميائية للكبريتيدات

    يتم تحلل الكبريتيدات القابلة للذوبان في الماء بشكل كبير ولها بيئة قلوية:

Na 2 S + H 2 O = NaHS + NaOH؛

S 2- + H 2 O = HS - + OH - .

    يتأكسد بأكسجين الهواء، اعتمادًا على الظروف، من الممكن تكوين الأكاسيد والكبريتات والمعادن:

2CuS + 3O 2 = 2CuO + 2SO 2؛

CaS + 2O 2 = CaSO 4؛

Ag 2 S + O 2 = 2Ag + SO 2.

    تعتبر الكبريتيدات، وخاصة تلك القابلة للذوبان في الماء، من عوامل الاختزال القوية:

2KMnO4 + 3K2S + 4H2O = 3S + 2MnO2 + 8KOH.

1.10. سمية كبريتيد الهيدروجين

في الهواء، يشتعل كبريتيد الهيدروجين عند حوالي 300 درجة مئوية. مخاليطها مع الهواء الذي يحتوي على 4 إلى 45٪ H 2 S قابلة للانفجار، وغالبًا ما يتم التقليل من سمية كبريتيد الهيدروجين ويتم العمل به دون اتخاذ الاحتياطات الكافية. وفي الوقت نفسه، حتى 0.1% من غاز H2S في الهواء يتسبب بسرعة في حدوث تسمم شديد. عند استنشاق كبريتيد الهيدروجين بتركيزات كبيرة، يمكن أن يحدث الإغماء أو حتى الموت بسبب شلل الجهاز التنفسي على الفور (إذا لم يتم إخراج الضحية على الفور من الجو المسموم). أول أعراض التسمم الحاد هو فقدان حاسة الشم. وبعد ذلك يظهر الصداع والدوخة والغثيان. وفي بعض الأحيان، بعد فترة، يحدث الإغماء المفاجئ. الترياق هو في المقام الأول الهواء النظيف. أولئك الذين يعانون من التسمم الشديد بكبريتيد الهيدروجين يتم إعطاؤهم الأكسجين للتنفس. في بعض الأحيان يجب استخدام التنفس الاصطناعي. يؤدي التسمم المزمن بكميات صغيرة من غاز H2S إلى تدهور عام في الصحة والهزال والصداع وما إلى ذلك. يعتبر الحد الأقصى المسموح به لتركيز H 2 S في هواء المباني الصناعية هو 0.01 ملغم / لتر.

عند تسخينه، يتفاعل الكبريت مع الهيدروجين. يتكون غاز سام ذو رائحة نفاذة - كبريتيد الهيدروجين. ويسمى خلاف ذلك كبريتيد الهيدروجين، كبريتيد الهيدروجين، ثنائي هيدروكبريتيد.

بناء

كبريتيد الهيدروجين هو مركب ثنائي من الكبريت والهيدروجين. صيغة كبريتيد الهيدروجين هي H 2 S. وبنية الجزيء تشبه بنية جزيء الماء. ومع ذلك، لا يشكل الكبريت رابطة هيدروجينية مع الهيدروجين، بل يشكل رابطة قطبية تساهمية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن ذرة الكبريت، على عكس ذرة الأكسجين، أكبر حجمًا، ولها سالبية كهربية أقل وكثافة شحن أقل.

أرز. 1. هيكل كبريتيد الهيدروجين.

إيصال

كبريتيد الهيدروجين نادر في الطبيعة. بتركيزات صغيرة يكون جزءًا من الغازات البركانية الطبيعية المرتبطة. تحتوي البحار والمحيطات على كبريتيد الهيدروجين على أعماق كبيرة. على سبيل المثال، تم العثور على كبريتيد الهيدروجين على عمق 200 متر في البحر الأسود. بالإضافة إلى ذلك، يتم إطلاق كبريتيد الهيدروجين عندما تتعفن البروتينات التي تحتوي على الكبريت.

يتم الحصول عليه في الصناعة بعدة طرق:

  • تفاعل الأحماض مع الكبريتيدات:

    FeS + 2HCl → FeCl 2 + H2S؛

  • تأثير الماء على كبريتيد الألومنيوم:

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

  • عن طريق دمج الكبريت مع البارافين :

    ج 18 ح 38 + 18 س → 18 ح 2 ق + 18 ج.

يتم الحصول على أنقى الغاز عن طريق التفاعل المباشر بين الهيدروجين والكبريت. يحدث التفاعل عند 600 درجة مئوية.

الخصائص الفيزيائية

ثنائي هيدروكبريتيد هو غاز عديم اللون ذو رائحة البيض الفاسد وطعم حلو. هذه مادة سامة وخطيرة بتركيزات عالية. بسبب تركيبه الجزيئي، لا يسيل كبريتيد الهيدروجين في الظروف العادية.

الخصائص الفيزيائية العامة لكبريتيد الهيدروجين:

  • ضعيف الذوبان في الماء
  • يُظهر خصائص الموصل الفائق عند درجة حرارة -70 درجة مئوية وضغط 150 جيجا باسكال؛
  • قابلة للاشتعال.
  • قابل للذوبان في الإيثانول.
  • يسيل عند -60.3 درجة مئوية؛
  • يتحول إلى مادة صلبة عند -85.6 درجة مئوية؛
  • يذوب عند -86 درجة مئوية؛
  • يغلي عند -60 درجة مئوية؛
  • يتحلل إلى مواد بسيطة (الكبريت والهيدروجين) عند درجة حرارة 400 درجة مئوية.

في الظروف العادية، يمكنك تحضير محلول كبريتيد الهيدروجين (ماء كبريتيد الهيدروجين). ومع ذلك، كبريتيد الهيدروجين لا يتفاعل مع الماء. في الهواء، يتأكسد المحلول بسرعة ويصبح غائما بسبب إطلاق الكبريت. يُظهر ماء كبريتيد الهيدروجين خواصًا حمضية ضعيفة.

أرز. 2. ماء كبريتيد الهيدروجين.

الخواص الكيميائية

كبريتيد الهيدروجين هو عامل اختزال قوي. يتم وصف الخصائص الكيميائية الرئيسية للمادة في الجدول.

رد فعل

وصف

المعادلة

مع الأكسجين

يحترق في الهواء بلهب أزرق وينتج ثاني أكسيد الكبريت. عندما يكون هناك نقص في الأكسجين، يتكون الكبريت والماء

2H 2 S + 4O 2 → 2H 2 O + 2SO 2؛

2H2S +O2 → 2S + 2H2O

مع العوامل المؤكسدة

يتأكسد إلى ثاني أكسيد الكبريت أو الكبريت

3H2S + 4HClO3 → 3H2SO4 + 4HCl;

2H2S + SO2 → 2H2O + 3S؛

2H2S + H2SO3 → 3S + 3H2O

مع القلويات

مع وجود فائض من القلويات، تتشكل أملاح متوسطة، بنسبة 1:1 - حمضية

H 2 S + 2NaOH → Na 2 S + 2H 2 O؛

H2S + NaOH → NaHS + H2O

الانفصال

ينفصل تدريجيًا في الحل

ح 2 ق ⇆ ح + + ح أس – ;

النظام المنسق – ⇆H + + S 2-

جودة عالية

تشكيل راسب أسود - كبريتيد الرصاص

ح 2 ق + الرصاص (NO 3) 2 → PbS↓ + 2HNO 3

أرز. 3. احتراق كبريتيد الهيدروجين.

كبريتيد الهيدروجين هو غاز سام، لذلك استخدامه محدود. يتم استخدام معظم كبريتيد الهيدروجين المنتج في الكيمياء الصناعية لإنتاج الكبريت والكبريتيد وحمض الكبريتيك.

ماذا تعلمنا؟

ومن موضوع الدرس تعلمنا عن تركيب وإنتاج وخصائص كبريتيد الهيدروجين أو كبريتيد الهيدروجين. وهو غاز عديم اللون ذو رائحة كريهة. تعتبر مادة سامة. يشكل ماء كبريتيد الهيدروجين دون التفاعل مع الماء. في ردود الفعل فإنه يعرض خصائص عامل الاختزال. يتفاعل مع الأكسجين الجوي والعوامل المؤكسدة القوية (أكاسيد وأحماض الأكسجين) والقلويات. ينفصل في الحل على مرحلتين. يستخدم كبريتيد الهيدروجين في الصناعة الكيميائية لإنتاج مشتقاته.

اختبار حول الموضوع

تقييم التقرير

متوسط ​​تقييم: 4.4. إجمالي التقييمات المستلمة: 66.

الكبريت هو أحد المواد التي عرفتها البشرية منذ زمن سحيق. حتى الإغريق والرومان القدماء وجدوا له استخدامات مختلفة. تم استخدام قطع من الكبريت الأصلي لأداء طقوس طرد الأرواح الشريرة. لذلك، وفقًا للأسطورة، عاد أوديسيوس إلى منزله بعد تجوال طويل، وأمر أولاً بتبخيره بالكبريت. هناك العديد من الإشارات إلى هذه المادة في الكتاب المقدس.

في العصور الوسطى، احتل الكبريت مكانًا مهمًا في ترسانة الكيميائيين. وكما كانوا يعتقدون، فإن جميع المعادن تتكون من الزئبق والكبريت: كلما قل الكبريت، كلما كان أكثر نبلا. زاد الاهتمام العملي بهذه المادة في أوروبا في القرنين الثالث عشر والرابع عشر، بعد ظهور البارود والأسلحة النارية. وكان المورد الرئيسي للكبريت إيطاليا.


اليوم، يتم استخدام الكبريت كمادة خام لإنتاج حامض الكبريتيك، والبارود، وفلكنة المطاط، وفي التخليق العضوي، وكذلك لمكافحة الآفات الزراعية. يستخدم مسحوق الكبريت في الطب كمطهر خارجي.

تفاعل الكبريت مع المواد البسيطة

يتفاعل الكبريت مثل مؤكسد :

2Na + S = Na2S

كيف الحد من وكيل :

تفاعل الكبريت مع المواد المعقدة


أ) الكبريت لا يذوب في الماء ولا يبلل بالماء؛

ب) كيف يتفاعل عامل الاختزال الكبريت مع (،) عند تسخينه:

S + 2H 2 SO 4 = 3SO 2 + 2H 2 O

S + 2HNO3 = H2SO4 + 2NO

S + 6HNO 3 = H 2 SO 4 + 6 NO 2 + 2H 2 O

ج) إظهار خصائص كل من العامل المؤكسد وعامل الاختزال، ويدخل الكبريت في تفاعلات عدم التناسب (الأكسدة الذاتية والاختزال الذاتي) مع المحاليل عند تسخينه:

3S + 6NaOH = 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O

كبريتيد الهيدروجين وحمض كبريتيد الهيدروجين

أ) H 2 S + CaO = CaS + H 2 O

ب) H 2 S + NaOH = NaHS + H 2 O

ج) CuSO 4 + H 2 S = CuS↓ + H 2 SO 4

د) Ca + H 2 S = CaS + H 2

التفاعل النوعي لحمض هيدروكبريتيد وأملاحه القابلة للذوبان (أي لأيون الكبريتيد S 2-) هو تفاعلها مع الأملاح القابلة للذوبان. في هذه الحالة، يتم إطلاق راسب أسود من كبريتيد الرصاص (II) PbS:

Na2S + Pb(NO3) 2 = PbS↓ + 2NaNO3

خصائص الأكسدة والاختزال

في تفاعلات الأكسدة والاختزال، يُظهر كل من كبريتيد الهيدروجين الغازي وحمض هيدروكبريتيد خصائص اختزال قوية، نظرًا لأن ذرة الكبريت في H2S لها أقل حالة أكسدة - 2، وبالتالي لا يمكن أكسدتها إلا. يتأكسد بسهولة:

يمكنك تنزيل ملخصات حول مواضيع أخرى

كبريتيد الهيدروجين (H₂S) هو غاز عديم اللون ذو رائحة البيض الفاسد. وهو أكثر كثافة من الهيدروجين. كبريتيد الهيدروجين سام مميت للإنسان والحيوان. وحتى كمية قليلة منه في الهواء تسبب الدوخة والغثيان، ولكن الأسوأ من ذلك أنه بعد استنشاقه لفترة طويلة، لم تعد هذه الرائحة محسوسة. ومع ذلك، بالنسبة للتسمم بكبريتيد الهيدروجين، هناك ترياق بسيط: يجب عليك لف قطعة من المبيض في منديل، ثم ترطيبها، وشم العبوة لفترة من الوقت. يتم إنتاج كبريتيد الهيدروجين عن طريق تفاعل الكبريت مع الهيدروجين عند درجة حرارة 350 درجة مئوية:

H₂ + S → H₂S

هذا تفاعل الأكسدة والاختزال: خلاله تتغير حالات أكسدة العناصر المشاركة فيه.

في الظروف المختبرية، يتم إنتاج كبريتيد الهيدروجين عن طريق معالجة كبريتيد الحديد بحمض الكبريتيك أو الهيدروكلوريك:

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S

هذا تفاعل تبادلي: حيث تتبادل المواد المتفاعلة أيوناتها. يتم تنفيذ هذه العملية عادةً باستخدام جهاز Kipp.


جهاز كيب

خصائص كبريتيد الهيدروجين

عند احتراق كبريتيد الهيدروجين يتكون أكسيد الكبريت 4 وبخار الماء:

2H₂S + 3О₂ → 2Н₂О + 2SO₂

يحترق H₂S بلهب مزرق، وإذا كنت تحمل كوبًا مقلوبًا فوقه، فسوف يظهر مكثف واضح (ماء) على جدرانه.

ومع ذلك، مع انخفاض طفيف في درجة الحرارة، يستمر هذا التفاعل بشكل مختلف إلى حد ما: ستظهر طبقة صفراء من الكبريت الحر على جدران الزجاج المبرد مسبقًا:

2H₂S + O₂ → 2H₂O + 2S

تعتمد الطريقة الصناعية لإنتاج الكبريت على هذا التفاعل.

عند اشتعال خليط غازي مُعد مسبقًا من كبريتيد الهيدروجين والأكسجين، يحدث انفجار.

تفاعل كبريتيد الهيدروجين وأكسيد الكبريت (IV) ينتج أيضًا كبريتًا حرًا:

2H₂S + SO₂ → 2H₂O + 3S

كبريتيد الهيدروجين قابل للذوبان في الماء، ويمكن أن تذوب ثلاثة أحجام من هذا الغاز في حجم واحد من الماء، لتكوين حمض هيدروكبريتيد ضعيف وغير مستقر (H₂S). ويسمى هذا الحمض أيضًا ماء كبريتيد الهيدروجين. كما ترون، فإن صيغ غاز كبريتيد الهيدروجين وحمض كبريتيد الهيدروجين مكتوبة بنفس الطريقة.

إذا أضيف محلول ملح الرصاص إلى حمض هيدروكبريتيد، يتكون راسب أسود من كبريتيد الرصاص:

H₂S + الرصاص (NO₃)₂ → PbS + 2HNO₃

وهذا رد فعل نوعي للكشف عن كبريتيد الهيدروجين. كما يوضح قدرة حمض الهيدروكبريتيد على الدخول في تفاعلات تبادلية مع المحاليل الملحية. وبالتالي، فإن أي ملح رصاص قابل للذوبان هو كاشف لكبريتيد الهيدروجين. بعض كبريتيدات المعادن الأخرى لها أيضًا لون مميز، على سبيل المثال: كبريتيد الزنك ZnS - أبيض، كبريتيد الكادميوم CdS - أصفر، كبريتيد النحاس CuS - أسود، كبريتيد الأنتيمون Sb₂S₃ - أحمر.

بالمناسبة، كبريتيد الهيدروجين هو غاز غير مستقر، وعند تسخينه، يتحلل بالكامل تقريبًا إلى هيدروجين وكبريت حر:

H₂S → H₂ + S

يتفاعل كبريتيد الهيدروجين بشكل مكثف مع المحاليل المائية للهالوجينات:

H₂S + 4Cl₂ + 4H₂O→ H₂SO₄ + 8HCl

كبريتيد الهيدروجين في الطبيعة والنشاط البشري

كبريتيد الهيدروجين هو جزء من الغازات البركانية والغاز الطبيعي والغازات المرتبطة بحقول النفط. كما يوجد بكثرة في المياه المعدنية الطبيعية، على سبيل المثال في البحر الأسود يقع على عمق 150 متراً فما دون.

يستخدم كبريتيد الهيدروجين:

  • في الطب (العلاج بحمامات كبريتيد الهيدروجين والمياه المعدنية)؛
  • في الصناعة (إنتاج الكبريت وحمض الكبريتيك والكبريتيدات)؛
  • في الكيمياء التحليلية (لترسيب كبريتيدات المعادن الثقيلة، والتي عادة ما تكون غير قابلة للذوبان)؛
  • في التخليق العضوي (لإنتاج نظائر الكبريت من الكحوليات العضوية (المركابتانات) والثيوفين (الهيدروكربونات العطرية التي تحتوي على الكبريت). ومن المجالات الأخرى الناشئة مؤخرًا في العلوم طاقة كبريتيد الهيدروجين. إنتاج الطاقة من رواسب كبريتيد الهيدروجين من قاع البحر الأسود يتم دراستها بجدية.

طبيعة تفاعلات الأكسدة والاختزال للكبريت والهيدروجين

تفاعل تكوين كبريتيد الهيدروجين هو الأكسدة والاختزال:

Н₂⁰ + S⁰→ H₂⁺S²⁻

يمكن تفسير عملية تفاعل الكبريت مع الهيدروجين بسهولة من خلال بنية ذراتها. يحتل الهيدروجين المركز الأول في الجدول الدوري، وبالتالي فإن شحنة نواته الذرية تساوي (+1)، ويدور 1 إلكترون حول نواة الذرة. يتخلى الهيدروجين بسهولة عن إلكترونه إلى ذرات العناصر الأخرى، ويتحول إلى أيون هيدروجين موجب الشحنة - بروتون:

Н⁰ -1е⁻= Н⁺

يقع الكبريت في الموضع السادس عشر في الجدول الدوري. وهذا يعني أن شحنة نواة ذرته هي (+16)، وعدد الإلكترونات في كل ذرة هو أيضا 16e⁻. ويشير موقع الكبريت في الدورة الثالثة إلى أن إلكتروناته الستة عشر تدور حول نواة الذرة، مكونة 3 طبقات، تحتوي آخرها على 6 إلكترونات تكافؤ. يتوافق عدد إلكترونات التكافؤ للكبريت مع عدد المجموعة السادسة التي يقع فيها في الجدول الدوري.

لذلك يمكن للكبريت أن يتبرع بجميع إلكترونات التكافؤ الستة، كما في حالة تكوين أكسيد الكبريت (VI):

2S⁰ + 3O2⁰ → 2S⁺⁶O₃⁻²

بالإضافة إلى ذلك، نتيجة لأكسدة الكبريت، يمكن أن يتخلى 4e⁻ بواسطة ذرته إلى عنصر آخر لتكوين أكسيد الكبريت (IV):

S⁰ + O2⁰ → S⁺4 O2⁻²

يمكن للكبريت أيضًا التبرع بإلكترونين لتكوين كلوريد الكبريت (II):

S⁰ + Cl2⁰ → S⁺² Cl2⁻

في جميع التفاعلات الثلاثة المذكورة أعلاه، يتبرع الكبريت بالإلكترونات. وبالتالي، فهو يتأكسد، ولكن في نفس الوقت يعمل كعامل اختزال لذرات الأكسجين O والكلور Cl. ومع ذلك، في حالة تكوين H2S، فإن الأكسدة هي ذرات الهيدروجين، لأنها هي التي تفقد الإلكترونات، واستعادة مستوى الطاقة الخارجية للكبريت من ستة إلكترونات إلى ثمانية. ونتيجة لذلك، تصبح كل ذرة هيدروجين في جزيئها بروتونًا:

Н2⁰-2е⁻ → 2Н⁺,

وعلى العكس من ذلك، يتحول جزيء الكبريت إلى أنيون سالب الشحنة (S⁻²): S⁰ + 2е⁻ → S⁻²

وهكذا، في التفاعل الكيميائي لتكوين كبريتيد الهيدروجين، يعمل الكبريت كعامل مؤكسد.

من وجهة نظر ظهور الكبريت في حالات الأكسدة المختلفة، هناك تفاعل آخر مثير للاهتمام بين أكسيد الكبريت (IV) وكبريتيد الهيدروجين وهو تفاعل إنتاج الكبريت الحر:

2H₂⁺S-²+ S⁺⁴О₂-²→ 2H₂⁺O-²+ 3S⁰

وكما يتبين من معادلة التفاعل، فإن كلاً من العامل المؤكسد وعامل الاختزال فيه هما أيونات الكبريت. يتبرع اثنان من أنيونات الكبريت (2-) باثنين من إلكتروناتهما إلى ذرة الكبريت في جزيء أكسيد الكبريت (II)، ونتيجة لذلك يتم اختزال جميع ذرات الكبريت الثلاث إلى كبريت حر.

2S-² - 4е⁻→ 2S⁰ - عامل اختزال، يتأكسد؛

S⁺⁴ + 4е⁻→ S⁰ - عامل مؤكسد، مخفض.

إذا وجدت خطأ، فيرجى تحديد جزء من النص والضغط على Ctrl+Enter.