Какими двумя способами можно получить сероводородную кислоту

Сероводород

Сероводород

Строение молекулы и физические свойства

Сероводород H₂S – это бинарное соединение водорода с серой, относится к летучим водородным соединениям. Следовательно, сероводород бесцветный ядовитый газ, с запахом тухлых яиц. Образуется при гниении. В твердом состоянии имеет молекулярную кристаллическую решетку.

Геометрическая форма молекулы сероводорода похожа на структуру воды — уголковая молекула. Но валентный угол H-S-H меньше, чем угол H-O-H в воде и составляет 92,1 о .

Способы получения сероводорода

1. В лаборатории сероводород получают действием минеральных кислот на сульфиды металлов, расположенных в ряду напряжений левее железа.

Например , при действии соляной кислоты на сульфид железа (II):

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S↑

Еще один способ получения сероводорода – прямой синтез из водорода и серы:

Еще один лабораторный способ получения сероводорода – нагревание парафина с серой.

Видеоопыт получения и обнаружения сероводорода можно посмотреть здесь.

2. Также сероводород образуется при взаимодействии растворимых солей хрома (III) и алюминия с растворимыми сульфидами. Сульфиды хрома (III) и алюминия необратимо гидролизуются в водном растворе.

Например: х лорид хрома (III) реагирует с сульфидом натрия с образованием гидроксида хрома (III), сероводорода и хлорида натрия:

Химические свойства сероводорода

1. В водном растворе сероводород проявляет слабые кислотные свойства. Взаимодействует с сильными основаниями, образуя сульфиды и гидросульфиды:

Например , сероводород реагирует с гидроксидом натрия:

H₂S + 2NaOH → Na₂S + 2H₂O
H₂S + NaOH → NaНS + H₂O

2. Сероводород H₂S – очень сильный восстановитель за счет серы в степени окисления -2. При недостатке кислорода и в растворе H₂S окисляется до свободной серы (раствор мутнеет):

В избытке кислорода:

3. Как сильный восстановитель, сероводород легко окисляется под действием окислителей.

Например, бром и хлор окисляют сероводород до молекулярной серы:

H₂S + Br₂ → 2HBr + S↓

H₂S + Cl₂ → 2HCl + S↓

Под действием избытка хлора в водном растворе сероводород окисляется до серной кислоты:

Например , азотная кислота окисляет сероводород до молекулярной серы:

При кипячении сера окисляется до серной кислоты:

Прочие окислители окисляют сероводород, как правило, до молекулярной серы.

Например , оксид серы (IV) окисляет сероводород:

Соединения железа (III) также окисляют сероводород:

H₂S + 2FeCl₃ → 2FeCl₂ + S + 2HCl

Бихроматы, хроматы и прочие окислители также окисляют сероводород до молекулярной серы:

Серная кислота окисляет сероводород либо до молекулярной серы:

Либо до оксида серы (IV):

4. Сероводород в растворе реагирует с растворимыми солями тяжелых металлов : меди, серебра, свинца, ртути, образуя черные сульфиды, нерастворимые ни в воде, ни в минеральных кислотах.

Например , сероводород реагирует в растворе с нитратом свинца (II). при этом образуется темно-коричневый (почти черный) осадок, нерастворимый ни в воде, ни в минеральных кислотах:

Взаимодействие с нитратом свинца в растворе – это качественная реакция на сероводород и сульфид-ионы.

Видеоопыт взаимодействия сероводорода с нитратом свинца можно посмотреть здесь.

Источник

Сероводородная кислота. Свойства, получение, применение и цена сероводородной кислоты

Если о человеке говорят, что он слаб, значит, пришла болезнь, или голод, в общем, невзгоды. В химии все иначе. Рассмотрим слабую сероводородную кислоту . Слаба она не потому, что готова распасться, погибнуть а, напротив, из-за нежелания диссоциировать.

Так именуют процесс растворения в воде, разделения на ион гидроксония и анион кислоты . Сероводородная диссоциирует всего на 0,011%, причем, в две стадии. На первой из них степень распада не превышает 0,005%.

Так что, кислота является вполне стойкой, «держит удар». Однако, это по человеческим меркам. В химии все иначе. Погрузимся в ее мир, продолжив изучение свойств сероводородной кислоты .

Свойства сероводородной кислоты

Стойкость героини статьи относительна. Не желая до конца растворяться в воде, соединение распадается под действием кислорода. Он окисляет сероводородную кислоту. Формула ее выглядит так: — Н₂S. Н в ней – водород , S – сера . Так вот, последний элемент при окислении «вырывается» из формулы. Соединение распадается.

По сути, сероводородная кислота является водным раствором газа. Сероводород известен запахом тухлых яиц и ядовитостью. Цвета у вещества нет. Нет цвета и у индикаторных бумажек, побывавших в сероводородной кислоте. Свойство это – еще один указатель на слабость соединения. Сильные кислоты окрашивают лакмус в красные тона.

Характеристика сероводородной кислоты сводится не только к медленному растворению в воде. Прочие реакции с героиней статьи тоже проходят неторопливо. Применительно к человеческому характеру, это, скорее, лень, чем слабость.

С металлами, к примеру, сероводородный раствор реагирует нехотя. Объяснение тому – малая концентрация положительных ионов водорода. Их дефицит связан с малой степенью диссоциации кислоты .

Из металлов героиня статьи взаимодействует лишь с теми, которые в ряду напряжения стоят до Н₂. Такие элементы способны вытеснять водород из раствора. Взаимодействие может привести к образованию соли сероводородной кислоты.

Она полностью нерастворима в воде. Реплика касается сульфидов. Это один из типов солей , образуемых при участии сероводородного соединения. Второй тип – гидросульфиды. Они образуются в ходе реакции с щелочными и щелочноземельными металлами , растворимы.

Вступая во взаимодействие со щелочноземельными металлами, сероводородная кислота реагирует и со щелочами. Героиня статьи выступает восстановителем, то есть, отдает электроны. Получается, свойства соединения типичны для кислот слабого типа.

Неоднозначно другое. Являясь раствором ядовитого сероводорода, героиня статьи опасна лишь относительно. За счет малой концентрации исходного вещества, кислота становится лекарством. Где и как его применяют, расскажем в следующей главе.

Применение сероводородной кислоты

Диссоциация сероводородной кислоты до раствора насыщенностью в тысячные процента позволяет использовать соединение для лечебных ванн . Их, как правило, организуют на местах выхода подземных вод, содержащих сероводород. Запах тухлых яиц терпят ради избавления от кожных недугов, реабилитации нервной системы, лечения бессонницы.

Ванны с сероводородной кислотой улучшают кровоток, а значит, благотворно влияют на весь организм. Быстрее передвигаясь по сосудам, кровь не застаивается, оперативнее снабжает органы необходимыми им элементами. Ускоряется обмен веществ, приводя к очищению от шлаков. На лицо общий эффект омоложения.

«На лицо» употреблено в прямом значении. Косметологи применяют раствор сероводорода для лифтинг-процедур. Кроме подтяжки кожи , можно избавиться от целлюлита и угревой сыпи. Локальное нанесение раствора имеет меньше противопоказаний, чем ванны.

Последние не рекомендованы при атеросклерозе, развитии опухолей, пороке сердца . Больным туберкулезом купания в сероводородной кислоте тоже лишь навредят, как и людям с заболеваниями почек и печени.

Медики замечают, что ванны с сероводородом не принимают в домашних условиях и, вообще, закрытых помещениях. Концентрация паров, исходящих от воды, может превысить допустимые нормы .

В санаториях бассейны стараются расположить под открытым небом. Источники горячие. Поэтому, купаться в них приятно даже зимой. Ряд сероводородных курортов есть, к примеру, вблизи города Северобайкальск.

Врачи, курирующие постояльцев, рекомендуют героиню статьи еще и в качестве лекарства от недугов мочеполовой системы. Правда, беременным и кормящим процедуры противопоказаны. Зато, тем, кто хочет стать родителем, ванны с сероводородом не повредят.

На западе страны сероводород образуется вдоль шельфа Черного моря. Правда, там соединение образуется на глубине около 150-ти метров, выходя пузырьками газа на мелководье.

Если временные процедуры в атмосфере газа приемлемы, то длительное вдыхание сероводорода ведет к угасанию способности чувствовать запахи. Это итог паралича обонятельного нерва.

Как распознать сероводородную кислоту в воздухе при малой концентрации, в отсутствии явного запаха? Поможет лишь соль свинца . Она тоже ядовита, но, иначе никак. В реактиве смачивают бумагу . В атмосфере с содержанием сероводорода хотя бы в 0,0000001% лист покроется черным налетом.

Получение сероводородной кислоты

Раз кислота является раствором сероводорода, стоит задаться вопросом его получения. Популярен способ использования соляной кислоты и сульфида железа . В качестве последнего берут природные минералы. Сульфидов железа в недрах планеты несколько. Самый известный, пожалуй, пирит . Его формула: — FeS₂.

Реакция между сульфидом и кислотой бурная, с активным выделением газа. Соответственно, взаимодействие проводят в изолированных помещениях, используя защитные маски и одежды.

Промышленники чаще идут другим путем. Сероводород – побочный продукт многих производств. Остается лишь вытянуть вещество из промышленных газов, очистка которых, все равно, прямая обязанность предприятий.

Потом, сероводород растворяют в воде. Жидкость нагревают. Так диссоциация проходит успешнее. Героиня статьи готова к использованию, или продаже. Узнаем ценники.

Цена сероводородной кислоты

Поскольку в быту героиня статьи нужна лишь для водных процедур, форма продажи соединения сводится к наборам для сероводородных ванн. Пример: — средство «Мацеста». Продается в аптеках, как и прочие препараты группы.

«Мацеста» реализуется в пакетах, добавляется в ванну с водой температурой в 37-38 градусов Цельсия. Препарат тщательно размешивают и погружаются на 5-15 минут. Стоит удовольствие около 300-от рублей за пакет, то есть, одну процедуру.

Замечание об опасности принятия сероводородных ванн в домашних условиях никто не отменял. Но, производители перестраховываются, подбирая оптимальную, безопасную концентрацию. При ней, за 15 минут вред здоровью не нанести.

Для лабораторных нужд и промышленных производств нет смысла платить за воду с минимальной долей сероводорода. Удобнее организовать поставки сжиженного газа в баллонах и самим сделать кислоту . Товар специфический, спрос ограничен. Поэтому, предложений немного, а цена на баллоны с газом, как правило, договорная.

Источник

Получение кислот: в промышленности и лаборатории

Статья является дополнением к теме кислоты и поможет Вам справится с 26 и 32 заданиями ЕГЭ 🙂

Промышленность

Для ЕГЭ Вам необходимо знать как получают азотную и серную кислоту.

Начнем мы с азотной!

Получение азотной кислоты

Процесс производства азотной кислоты складывается из трех стадий:

1) окисление аммиака с целью получения оксида азота (в присутствии катализатора — платины)

4NH₃ + 5О₂=4NO + 6Н₂О

2) окисления оксида азота (II) до диоксида азота (реакция протекает очень легко)

2NO + О₂=2NO₂

3) поглощение оксида азота (IV) водой

4NO₂ + О₂ + 2Н₂О=4HNO₃

Рекомендую также запомнить, что будет, если поглощать бурый газ водой в отсутствии кислорода.

1) без нагревания

2NO₂ + Н₂О=HNO₃+HNO₂

2) при нагревании

3NO₂ + Н₂О=2HNO₃+NO

Получение серной кислоты и олеума

1. Контактный способ

Уравнение реакции первой стадии:

4FeS₂ + 11O₂=2Fe₂O₃ + 8SO₂ + Q

Измельчённый очищенный влажный (после флотации) пирит (также в задание могут написать серный колчедан) сверху засыпают в печь для обжига в «кипящем слое« (запомните это словосочетание!).

Уравнение реакции второй стадии:

2SO₂ + O₂=2SO₃ + Q

Запомните: реакция обратимая, экзотермическая, каталитическая (катализатор V₂O₅), протекает при температуре 400-500°C и повышенном давлении

Данную реакцию проводят в контактном аппарате.

Уравнение третей стадии:

nSO₃ + H₂SO₄=H₂SO₄·nSO₃

Данную реакцию проводят в поглотительной башне.

Запомните, оксид серы (VI) растворяют не в воде, а в серной кислоте!

Почему так? А потому, что, если для поглощения серного ангидрида использовать воду, образуется серная кислота в виде тумана, состоящего из мельчайших капелек серной кислоты (оксид серы (VI) растворяется в воде с выделением большого количества теплоты, серная кислота настолько разогревается, что закипает и превращается в пар). Для того, чтобы не образовывалось сернокислотного тумана, используют 98%-ную концентрированную серную кислоту. Два процента воды – это не много, поэтому нагревание жидкости будет не сильным. Оксид серы (VI) очень хорошо растворяется в серной конц. кислоте, образуя олеум: H₂SO₄·nSO₃.

Олеум — маслянистая бесцветная жидкость или легкоплавкие кристаллы, которые, однако, могут приобретать самые различные оттенки вследствие наличия примесей. На воздухе «дымит», реагирует с водой с выделением очень большого количества тепла.

2. Нитрозный способ производства серной кислоты

Разница в том, что два последних уравнения, заменяются на данное:

SO₂ + NO₂ + H₂O=H₂SO₄ + NO

Полученная серная кислота имеет концентрацию 75% — в этом заключается недостаток данного метода.

Лаборатория

В лаборатории существует достаточно много способов получения кислот, часть уже была рассмотрена в статье про кислоты, поэтому здесь рассматриваются некоторые методы чуть подробнее.

Твердая соль + концентрированная серная кислота

Данным способом получают азотную и соляную кислоты.

Исходная соль обязательно должна быть в твердом агрегатном состоянии. Обратите также внимание на то, что образуется кислая соль.

KNO₃ (тв.) + H₂SO₄ (конц.)→ HNO₃ + KHSO₄

KCl (тв.) + H₂SO₄ (конц.)→ HCl↑ + KHSO₄

Таким способом нельзя получить бромоводородную и йодоводородную кислоты, так как протекает ОВР.

Источник