главная > справочник > химическая энциклопедия:

Сероводород

Сероводород Н₂S, молекулярная масса 34,082; бесцветный газ с резким запахом тухлых яиц; молекула Н₂ S имеет угловую форму, длина связи S —H 0,1336 нм, угол HSH 92,06°, m 0,34•10^-29 Кл•м; плотность 1,538 г/л (25 °С); 34,23 Дж/(моль•К); -20,50 кДж/моль; 205,68 Дж/(моль•К); энергия диссоциации 724,0 кДж/моль; t_крит 100,4°С, р_крит 9,01 МПа, d_крит 0,349 г/см³. Легко сжижается в бесцветную жидкость, например при 0°С и давлении 1,02 МПа; для жидкого H₂S: температура кипения - 60,35 °С, плотность 0,938 г/см³ (-81 °С), 0,964 г/см³ (- 60 °С), 68,0 Дж/(моль • К) (200 К), уравнение температурной зависимости давления пара lgp(MM рт. ст.) = — 1538,5/T+ + 26,826 + 9,08lgT- 6,448T (195 Т 350 К), 18,7 кДж/моль (- 60,35 °С); e 8,04.

Сероводород затвердевает в бесцветные кристаллы кубической сингонии, при - 146,95 °С претерпевает фазовый переход второго рода (при -169,5°С а = 0,580 нм, z = 4, пространственная группа Ра3), ниже —169,65 °С переходит в тетрагональную форму, DH перехода 1,53 кДж/моль; температура плавления — 85,7 °С, плотность твердого H₂S 1,217 г/см³ (-195 °С), 1,12 г/см³ (- 86 °С); 2,38 кДж/моль; уравнения температурной зависимости давления пара lgp(мм рт. ст.) = - 1080,6/Г+ 7,880 (163 Т 188 К), lgp(мм рт. ст.) = - 1175,3/74 8,501 (128 Г 142 К).

При обычной температуре сероводород устойчив, в вакууме начинает диссоциировать выше 500 °С, при ~ 1690°С полностью разлагается. Растворимость газообразного H₂S в воде (% по массе, 0,1 МПа): 0,694 (0°С), 0,378 (20 °С), 0,232 (40 °С), 0,076 (80 °С); или 4,37 (О °С) и 2,91 (20 °С) объемов Н₂ S на 1 объем воды. Водный раствор сероводорода - сероводородная кислота - слабая кислота (K₁ = 9,5•10^-8, K₂ = 1•10^-14), образующая соли-сульфиды и гидросульфиды (смотри Сульфиды неорганические). Известен клатрат Н₂S • 6Н₂О. Лучше, чем в воде, сероводород растворим в органических растворителях; например, в одном объеме этанола растворяется 17,89 (0°С) и 7,42 (20 °С) объемов H₂S.

Электролитическая диссоциация жидкого Н, S (2H₂S H₃S⁺ + SH^- ) ничтожно мала (К = 3• 10^-33); жидкий сероводород смешивается с ССl₄ во всех соотношениях, растворяет многие углеводороды. также растворяет AsCl₃, РС1₅, SbCl₃ и другие хлориды неметаллов, подвергая их сольволизу, не растворяет типичные соли - NaCl и т.п.

Сероводород - сильный восстановитель. При нагревании на воздухе постепенно окисляется, при ~ 250 °С воспламеняется. Горит, при избытке О₂ образует SO₂ и воду, при недостатке - S и воду (промышленный способ получения S). Сероводород легко окисляется в водном растворе кислородом. галогенами. на восстановлении I₂ до HI в растворе основано определение H₂S методом иодометрии. Сильные окислители (HNO₃, Cl₂) окисляют Сероводород до Н₂SO₄. Сероводород взаимод. с большинством металлов и их оксидов при натр. в присутствии влаги и воздуха с образованием сульфидов металлов. С олефинами, спиртами. хлорароматическими соединениями, эпоксидами дает тиолы, с нитрилами -тиоамиды. Другие соединения S с водородом -сульфоны H₂S_x.

В природе H₂S встречается главным образом в месторождениях нефти и прир. газа, а также в вулканических газах и водах минеральных источников; он растворен в глубоких (ниже 150-200 м) слоях воды Черного моря (концентрация сероводорода у дна достигает 11-14 мл/л). Сероводород постоянно образуется в природе при разложении белковых веществ.

В промышленности сероводород получают как побочный продукт при очистке нефти, природного и промышленного газов. Основные методы очистки этих газов с получением сероводорода - моноэтаноламиновый, вакуум-карбонатный, содовый. Принципиальная схема выделения сероводорода из природных и промышленных газов заключается в следующем: газ вводится в нижнюю часть абсорбера, который сверху орошается раствором абсорбента, затем насыщенный H₂S раствор поступает в отгонную колонну, где при нагревании горячим паром происходит десорбция сероводород из раствора. В лаборатории сероводород получают действием Н₂ SO₄ на FeS; может быть получен из Н₂ и паров S при 500-600 °С в присутствии катализатора (пемза); удобный метод получения H₂S - нагревание серы с парафином.

Сероводород применяют в основном для производства S и H₂SO₄. Его используют также для получения различных сульфидов (в частности, сульфидов и гидросульфидов Na, NH₄ ), сераорганических соединений (тиофены, тиолы и т. п.), тяжелой воды, для приготовления лечебных сероводородных ванн, в аналитической химии для осаждения сульфидов металлов. H₂S может быть рабочим веществом молекулярных газовых лазеров. Взрывоопасен, КПВ в воздухе 4,5-45,5% по объему.

Сероводород токсичен, поражает слизистые оболочки, дыхат. органы, ПДК в воздухе рабочей зоны 10 мг/м³, в атм. воздухе 0,008 мг/м³. При концентрации сероводорода, например 6 мг/м³, уже через 4 часа появляются головные боли, слезотечение. Сероводород отравляет окружающую среду. Он содержится в горючих газах (природный, нефтепереработки, генераторный, коксовый) и отходящих газах (в производстве вискозы, хвостовые газы в производстве S). О методах очистки промышленных газов от сероводорода смотри Газов очистка.

И. Н. Один.

Дополнительная информация: "Сероводород: химические и физические свойства".