مبانی — مبانی شیمی غیرآلی ۱۴

Thread Content

مبانی شیمی غیرآلی ۱۴ «خواص شیمیایی هیدروژن سولفید» قابلیت اشتعال: هیدروژن سولفید کاملاً خشک در دمای اتاق با اکسیژن موجود در هوا واکنش نشان نمی‌دهد، اما هنگام ایجاد شعله می‌تواند در هوا بسوزد؛ همچنین هنگام نشت گاز در حین حفاری یا عملیات‌های زیرزمینی نیز می‌سوزد، و نرخ احتراق آن تنها حدود ۸۶٪ است. هیدروژن سولفید هنگام سوختن شعله‌ای آبی تولید می‌کند و گاز سمی دی‌اکسید گوگرد را به وجود می‌آورد؛ این گاز می‌تواند به چشم‌ها و ریه‌های انسان آسیب برساند. در حضور هوای کافی، SO2 و H2O تولید می‌شوند. http://e.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D199/sign=9794d006cdfc1e17f9bf88387390f67c/63d9f2d3572c11df7dd1d833612762d0f703c29a.jpg در صورت کمبود هوا یا دمای پایین، S و H2O در حالت آزاد تولید می‌شوند. http://g.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D160/sign=4ff26b32b11bb0518b24b72e067bda77/42166d224f4a20a4a0a65bd792529822720ed062.jpg هیدروژن سولفید علاوه بر اکسیژن یا هوا، می‌تواند در کلر و فلوئور نیز مشتعل شود. حلالیت: گاز هیدروژن سولفید محلول‌پذیر، در آب، اتانول و گلیسرین حل می‌شود و دارای پایداری شیمیایی کمی است. هیدروژن سولفید به میزان کمی در آب حل می‌شود و یک اسید ضعیف به نام «اسید هیدروژن سولفوریک» تشکیل می‌دهد. محلول آبی آن شامل گروه هیدروسولفات HS (در محلولی با دمای ۱۸ درجه سانتی‌گراد و غلظت ۰٫۰۱ تا ۰٫۱ مول بر لیتر، pKa = ۶٫۹) و یون گوگرد S (pKa = ۱۱٫۹۶) است. اسید هیدروژن سولفوریک که در ابتدا شفاف است، پس از گذشت مدتی کدر می‌شود؛ زیرا این اسید با اکسیژن موجود در آب واکنش آهسته‌ای دارد و گوگرد خالصی تولید می‌کند که در آب حل نمی‌شود. هیدروژن سولفید یک اسید ضعیف دوترکیبی است. در دمای ۲۰ درجه سانتی‌گراد، ۱ حجم آب می‌تواند ۲.۶ حجم هیدروژن سولفید را حل کند؛ محلولی که به این ترتیب تشکیل می‌شود، «اسید هیدروسولفوریک» نامیده می‌شود و غلظت آن ۰.۱ مول بر لیتر است. میزان یونیزاسیون مرحله دوم هیدروژن سولفید در آب بسیار پایین است؛ به طوری که قلیاییت محلول سدیم سولفید تنها کمی کمتر از محلول سدیم هیدروکسید با چگالی مشابه است، و می‌توان از آن به عنوان یک باز قوی استفاده کرد:
http://d.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D216/sign=8f30ad3bd01b0ef468e89f5febc551a1/0b55b319ebc4b745685b5203cdfc1e178b8215d3.jpg
هیدروژن سولفید در محلول در حالت تعادل زیر قرار دارد:
http://h.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D232/sign=bfb93646533d26972ad30f5e67fab24f/3bf33a87e950352ad9092e845143fbf2b3118bd5.jpg
http://h.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D236/sign=db360a145cdf8db1b82e7b673f22dddb/bba1cd11728b47103e44f640c1cec3fdfd0323d6.jpg
سولفوریک اسید، نسبت به گاز هیدروژن سولفید، خاصیت اکسیدکنندگی کمتری دارد؛ بنابراین به راحتی توسط هوا اکسید شده و گوگرد تولید می‌کند، که باعث کدر شدن محلول می‌شود. در محلول‌های اسیدی، هیدروژن سولفید می‌تواند Fe3+ را به Fe2+، Br2 را به Br– و I2 را به I– تبدیل کند. همچنین، Mn2+ نیز توسط هیدروژن سولفید تشکیل می‌شود؛ http://e.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D54/sign=1ab20dce3f6d55fbc1c676226d229574/fcfaaf51f3deb48fb071c0cef21f3a292df57881.jpg. Cr3+ نیز توسط هیدروژن سولفید تبدیل می‌شود؛ HNO3 نیز به NO2 تبدیل می‌شود. خود هیدروژن سولفید معمولاً به گوگرد خالص اکسید می‌شود. H2S همچنین می‌تواند یون‌های مس (Cu2+)، سلنیک اسید (H2SeO3)، یون‌های پولونیوم چهارم‌ارزشی (Po4+) و غیره را در محلول‌ها کاهش دهد؛ برای مثال: http://g.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D227/sign=869ffabe013b5bb5bad727fc01d2d523/00e93901213fb80ed5479ac234d12f2eb9389415.jpg گاز هیدروژن سولفید می‌تواند با فلزات ترکیب شده و رسوباتی تشکیل دهد؛ معمولاً از ویژگی رسوب‌زایی آن برای حذف آن استفاده می‌شود. در آزمایشگاه‌های معمولی، برای حذف گاز هیدروژن سولفید، از روش ورود این گاز به محلول سولفات مس استفاده می‌شود؛ در نتیجه سولفید مس تشکیل می‌شود که در اسیدهای قوی معمولی (اسیدهای غیراکسیدکننده) حل نمی‌شود: http://h.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D220/sign=ef8e11ebc1fdfc03e178e4bae43e87a9/aec379310a55b319ccb6656041a98226cffc1753.jpg اما هنگام واکنش هیدروژن سولفید با سولفات آهن، اگر مقدار هیدروژن سولفید کم باشد، تنها گوگرد خالص تولید می‌شود؛ زیرا Fe3+ و S2- واکنش اکسیداسیون-کاهش با یکدیگر دارند: http://a.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D296/sign=46ec59f1b11c8701d2b6b5ef117e9e6e/4e4a20a4462309f7f8cd4a07700e0cf3d7cad601.jpg توجه: در هیدروژن سولفید، گوگرد در وضعیت ارزش الکتریکی –۲ قرار دارد که پایین‌ترین وضعیت ممکن برای گوگرد است. اما هیدروژن دارای ارزش اکسیداسیون +۱ است و می‌تواند به ارزش ۰ کاهش یابد؛ بنابراین همچنان دارای خاصیت اکسیدکنندگی است. مثلاً:
http://e.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D179/sign=7324b37c272dd42a5b0905ac3a3b5b2f/adaf2edda3cc7cd9291ed2cc3b01213fb80e91f0.jpg
هیدروژن سولفید نیز می‌تواند در واکنش‌های تعادلی شرکت کند:
http://g.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D189/sign=5d00cef669600c33f479dac0234d5134/ac345982b2b7d0a23a97097fc9ef76094a369af1.jpg
در این واکنش، هیدروژن سولفید عامل کاهش‌دهنده و دی‌اکسید گوگرد عامل اکسیدکننده است؛ گوگرد نیز محصول اکسیداسیون است.