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Nozioni di base di chimica inorganica 14 “Proprietà chimiche dell’idrogeno solfidrico” Combustibilità: L’idrogeno solfidrico completamente asciutto non reagisce con l’ossigeno presente nell’aria a temperatura ambiente, ma può bruciare quando viene innescato; brucia anche durante le operazioni di trivellazione o in caso di perdite di gas sottoterra. Il tasso di combustione è di circa l’86%. La combustione dell’idrogeno solfidato produce una fiamma blu e un gas tossico, il biossido di zolfo, che può danneggiare occhi e polmoni umani. In presenza di aria in abbondanza, si formano SO2 e H2O. http://e.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D199/sign=9794d006cdfc1e17f9bf88387390f67c/63d9f2d3572c11df7dd1d833612762d0f703c29a.jpg Se c’è una carenza di aria o la temperatura è bassa, si formano S e H2O in stato libero. http://g.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D160/sign=4ff26b32b11bb0518b24b72e067bda77/42166d224f4a20a4a0a65bd792529822720ed062.jpg Oltre all’ossigeno o all’aria, l’idrogenosolfuro può bruciare anche in presenza di cloro e fluoro. Solubilità: Il gas solubile di idrogeno solfidrico è solubile in acqua, etanolo e glicerina; ha proprietà chimiche instabili. L’idrogeno solfidrico è leggermente solubile in acqua, formando un acido debole chiamato “acido solfidrico”. La sua soluzione acquosa contiene l’idrossidosolfato HS (in una soluzione a 18 gradi Celsius e concentrazione di 0,01-0,1 moli/l, il pKa è 6,9) e lo zolfo ionico S (pKa = 11,96). All’inizio, l’acido solforidrico puro diventa torbido dopo essere stato lasciato da parte per un po’, poiché reagisce lentamente con l’ossigeno disciolto in acqua, producendo zolfo elementare insolubile in acqua. L'idrogeno solfidrico è un acido debole binario. A 20°C, 1 volume di acqua può sciogliere 2,6 volumi di solfuro di idrogeno; la soluzione ottenuta viene chiamata acido solfidrico e ha una concentrazione di 0,1 mol/L. Il grado di ionizzazione di secondo livello dell’idrogeno solfidrico in acqua è piuttosto basso; per questo motivo, la soluzione acquosa di solfuro di sodio presenta una basicità leggermente inferiore rispetto a quella di solfato di sodio alla stessa concentrazione, e può quindi essere utilizzata come base forte: http://d.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D216/sign=8f30ad3bd01b0ef468e89f5febc551a1/0b55b319ebc4b745685b5203cdfc1e178b8215d3.jpg L’idrogeno solfidrico esiste in soluzione in equilibrio con i seguenti composti: http://h.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D232/sign=bfb93646533d26972ad30f5e67fab24f/3bf33a87e950352ad9092e845143fbf2b3118bd5.jpg http://h.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D236/sign=db360a145cdf8db1b82e7b673f22dddb/bba1cd11728b47103e44f640c1cec3fdfd0323d6.jpg L’acido solfidrico possiede una capacità riducente maggiore rispetto al gas idrogeno solfidrico; viene facilmente ossidato dall’aria, con conseguente liberazione di zolfo, il che rende la soluzione torbida. In soluzioni acide, l’idrogeno solfidrico è in grado di ridurre il Fe3+ a Fe2+, il Br2 a Br–, l’I2 a I–. Inoltre, il Mn2+ viene ridotto, come mostrato in http://c.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D46/sign=0526cd0f050828386c0ddd12b899b12e/77094b36acaf2edd81952ff98f1001e9390193bd.jpg. Anche il Cr3+ viene ridotto; inoltre, l’HNO3 viene convertito in NO2. L’idrogeno solfidrico stesso, invece, viene solitamente ossidato in zolfo elementare. L’H2S può anche ridurre gli ioni di rame (Cu2+), l’acido selenioso (H2SeO3), gli ioni di polonio a valenza quaternaria (Po4+) presenti in soluzione. Esempio: http://g.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D227/sign=869ffabe013b5bb5bad727fc01d2d523/00e93901213fb80ed5479ac234d12f2eb9389415.jpg Il gas solfidrico può formare precipitati con i metalli; di solito, per eliminarlo si sfrutta proprio questa proprietà di precipitazione. Nei laboratori, per eliminare il gas solfidrico, si fa passare il gas stesso in una soluzione di solfato di rame, ottenendo così solfuro di rame, che non è solubile negli acidi forti comuni (acidi non ossidanti): http://h.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D220/sign=ef8e11ebc1fdfc03e178e4bae43e87a9/aec379310a55b319ccb6656041a98226cffc1753.jpg Tuttavia, quando il solfidrico reagisce con solfato di ferro, se ne è presente una quantità insufficiente, si forma soltanto zolfo elementare, poiché Fe3+ e S2- effettuano una reazione di ossidoriduzione: http://a.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D296/sign=46ec59f1b11c8701d2b6b5ef117e9e6e/4e4a20a4462309f7f8cd4a07700e0cf3d7cad601.jpg Attenzione: lo stato di ossidazione dello zolfo nel solfidrico è –2, ovvero il valore più basso possibile. Tuttavia, l’idrogeno ha valenza +1 e può scendere a valenza 0, quindi mantiene comunque proprietà ossidanti; ad esempio: http://e.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D179/sign=7324b37c272dd42a5b0905ac3a3b5b2f/adaf2edda3cc7cd9291ed2cc3b01213fb80e91f0.jpg L’idrogenosolfuro può subire reazioni di riduzione: http://g.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D189/sign=5d00cef669600c33f479dac0234d5134/ac345982b2b7d0a23a97097fc9ef76094a369af1.jpg In queste reazioni, l’idrogenosolfuro agisce come agente riducente, il biossido di zolfo come agente ossidante, mentre lo zolfo è il prodotto di ossidazione.