FeS + 2HCl \ u003d FeCl 2 + H 2 S.
تفاعل كبريتيد الألومنيوم مع الماء البارد
آل 2 S 3 + 6H 2 O \ u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 S.
التوليف المباشر من العناصر يحدث عندما يمر الهيدروجين فوق الكبريت المنصهر:
H 2 + S = H 2 S.
تسخين خليط من البارافين والكبريت.
1.9 حامض الكبريتيك وأملاحه
يحتوي حامض الكبريتيك على جميع خصائص الأحماض الضعيفة. يتفاعل مع المعادن وأكاسيد المعادن والقواعد.
باعتباره حمض ديباسيك ، فإنه يشكل نوعين من الأملاح - كبريتيد وهيدروسولفيد . Hydrosulfides قابل للذوبان بدرجة عالية في الماء ، وكبريتيدات الفلزات القلوية والقلوية الأرضية كذلك ، وكبريتيدات المعادن الثقيلة غير قابلة للذوبان عمليا.
كبريتيدات قلوية و المعادن الأرضية القلويةليست ملونة ، والبقية لها لون مميز ، على سبيل المثال ، كبريتيدات النحاس (II) ، والنيكل والرصاص أسود ، والكادميوم ، والإنديوم ، والقصدير أصفر ، والأنتيمون برتقالي.
تحتوي كبريتيدات الفلزات القلوية الأيونية M 2 S على هيكل من نوع الفلوريت ، حيث تُحاط كل ذرة كبريت بمكعب مكون من 8 ذرات معدنية وتحيط كل ذرة معدنية رباعي السطوح مكون من 4 ذرات كبريت. الكبريتيدات من النوع MS هي خاصية مميزة للمعادن الأرضية القلوية ولها هيكل من نوع كلوريد الصوديوم ، حيث يحيط بكل معدن وذرة كبريتية ثماني السطوح من الذرات من نوع مختلف. عندما يتم تقوية الطبيعة التساهمية للرابطة المعدنية والكبريتية ، تتحقق الهياكل ذات أرقام التنسيق الأقل.
توجد كبريتيدات الفلزات غير الحديدية في الطبيعة كمعادن وخامات وتعمل كمواد خام لإنتاج المعادن.
الحصول على الكبريتيدات
التفاعل المباشر للمواد البسيطة عند تسخينها في جو خامل
استعادة الأملاح الصلبة لأحماض الأكسو
BaSO 4 + 4C = BaS + 4CO (عند 1000 درجة مئوية)
SrSO 3 + 2NH 3 \ u003d SrS + N 2 + 3H 2 O (عند 800 درجة مئوية)
CaCO 3 + H 2 S + H 2 \ u003d CaS + CO + 2H 2 O (عند 900 درجة مئوية)
تترسب كبريتيدات الفلزات القابلة للذوبان قليلاً من محاليلها بفعل عمل كبريتيد الهيدروجين أو كبريتيد الأمونيوم
Mn (NO 3) 2 + H 2 S \ u003d MnS ↓ + 2HNO 3
Pb (NO 3) 2 + (NH 4) 2 S \ u003d PbS ↓ + 2NH 4 NO 3
الخواص الكيميائية للكبريتيدات
الكبريتيدات القابلة للذوبان في الماء شديدة التحلل ، ولها بيئة قلوية:
Na 2 S + H 2 O \ u003d NaHS + NaOH ؛
S 2- + H 2 O \ u003d HS - + OH -.
تتأكسد بأكسجين الهواء ، اعتمادًا على الظروف ، يكون تكوين الأكاسيد والكبريتات والمعادن ممكنًا:
2CuS + 3O 2 \ u003d 2CuO + 2SO 2 ؛
CaS + 2O 2 \ u003d CaSO 4 ؛
Ag 2 S + O 2 \ u003d 2Ag + SO 2.
تعتبر الكبريتيدات ، خاصة تلك القابلة للذوبان في الماء ، عوامل اختزال قوية:
2KMnO 4 + 3K 2 S + 4H 2 O = 3S + 2MnO 2 + 8KOH.
1.10. سمية كبريتيد الهيدروجين
يشتعل كبريتيد الهيدروجين في الهواء عند حوالي 300 درجة مئوية. مخاليطه مع الهواء قابلة للانفجار ، وتحتوي على 4 إلى 45٪ من H2S. غالبًا ما يتم التقليل من سمية كبريتيد الهيدروجين ويتم العمل معها دون مراعاة الاحتياطات الكافية. وفي الوقت نفسه ، يتسبب وجود 0.1٪ H 2 S بالفعل في الهواء في حدوث تسمم شديد بسرعة. عندما يتم استنشاق كبريتيد الهيدروجين بتركيزات كبيرة ، يمكن أن يحدث الإغماء أو حتى الموت من شلل في الجهاز التنفسي على الفور (إذا لم يتم إخراج الضحية من الجو المسموم في الوقت المناسب). أول أعراض التسمم الحاد هو فقدان حاسة الشم. في المستقبل ، يظهر الصداع والدوخة والغثيان. يحدث إغماء مفاجئ في بعض الأحيان بعد فترة. الترياق هو ، أولاً وقبل كل شيء ، الهواء النقي. تسمم بشدة بكبريتيد الهيدروجين يعطي الأكسجين للاستنشاق. في بعض الأحيان يتعين عليك استخدام التنفس الاصطناعي. يؤدي التسمم المزمن بكميات صغيرة من H2S إلى تدهور عام في الصحة والهزال والصداع وما إلى ذلك. الحد الأقصى المسموح به لتركيز H 2S في هواء المنشآت الصناعية هو 0.01 مجم / لتر.
كبريتيد الهيدروجين (H₂S) هو غاز عديم اللون برائحة البيض الفاسد. إنه أكثر كثافة من الهيدروجين. كبريتيد الهيدروجين سام قاتل للإنسان والحيوان. حتى محتواه الطفيف في الهواء يسبب الدوخة والغثيان ، ولكن أسوأ شيء هو أنه مع الاستنشاق لفترة طويلة ، لم تعد هذه الرائحة محسوسة. ومع ذلك ، في حالة التسمم بكبريتيد الهيدروجين ، هناك ترياق بسيط: يجب عليك لف قطعة من المبيض في وشاح ، ثم ترطيبها ، وشم هذه الحزمة لبعض الوقت. يتم الحصول على كبريتيد الهيدروجين عن طريق تفاعل الكبريت مع الهيدروجين عند درجة حرارة 350 درجة مئوية:
H₂ + S → H₂S
هذا هو تفاعل الأكسدة والاختزال: خلال ذلك ، تتغير حالات الأكسدة للعناصر المتضمنة فيه.
في ظل الظروف المعملية ، يتم إنتاج كبريتيد الهيدروجين عن طريق عمل حمض الكبريتيك أو حمض الهيدروكلوريك على كبريتيد الحديد:
FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S
هذا تفاعل تبادلي: حيث تتبادل المواد المتفاعلة أيوناتها. عادة ما يتم تنفيذ هذه العملية باستخدام جهاز Kipp.
جهاز كيب
خواص كبريتيد الهيدروجين
أثناء احتراق كبريتيد الهيدروجين ، يتكون أكسيد الكبريت 4 وبخار الماء:
2H₂S + 3О₂ → 2Н₂О + 2SO₂
يحترق H₂S بلهب مزرق ، وإذا حملت كوبًا مقلوبًا فوقه ، فسيظهر مكثف شفاف (ماء) على جدرانه.
ومع ذلك ، مع انخفاض طفيف في درجة الحرارة ، يستمر هذا التفاعل بشكل مختلف نوعًا ما: ستظهر طبقة صفراء بالفعل من الكبريت الحر على جدران الزجاج المبرد مسبقًا:
2H₂S + О₂ → 2Н₂О + 2S
يعتمد هذا التفاعل على الطريقة الصناعية للحصول على الكبريت.
عند اشتعال خليط غازي مُعد مسبقًا من كبريتيد الهيدروجين والأكسجين ، يحدث انفجار.
يتيح لك تفاعل كبريتيد الهيدروجين وأكسيد الكبريت (IV) أيضًا الحصول على كبريت مجاني:
2H₂S + SO₂ → 2H₂O + 3S
كبريتيد الهيدروجين قابل للذوبان في الماء ، ويمكن أن تذوب ثلاثة أحجام من هذا الغاز في حجم واحد من الماء ، مكونة حمض كبريتيد الهيدروجين (H₂S) ضعيف وغير مستقر. يسمى هذا الحمض أيضًا بمياه كبريتيد الهيدروجين. كما ترى ، تمت كتابة صيغ غاز كبريتيد الهيدروجين وحمض كبريتيد الهيدروجين بنفس الطريقة.
إذا تمت إضافة محلول ملح الرصاص إلى حمض كبريتيد الهيدروجين ، فسوف يتشكل راسب أسود من كبريتيد الرصاص:
H₂S + Pb (NO₃) ₂ → PbS + 2HNO₃
هذا رد فعل نوعيللكشف عن كبريتيد الهيدروجين. كما يوضح أيضًا قدرة حمض الكبريتيد على الدخول في تفاعلات متبادلة مع المحاليل الملحية. وبالتالي ، فإن أي ملح رصاص قابل للذوبان هو كاشف لكبريتيد الهيدروجين. بعض الكبريتيدات المعدنية 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 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 جزء من الغازات البركانية ، غاز طبيعيوالغازات المصاحبة لحقول النفط. كما يوجد الكثير منه في المياه المعدنية الطبيعية ، على سبيل المثال ، في البحر الأسود ، ويوجد على عمق 150 مترًا وما دونه.
يستخدم كبريتيد الهيدروجين:
- في الطب (العلاج بحمامات كبريتيد الهيدروجين والمياه المعدنية) ؛
- في الصناعة (الحصول على الكبريت وحمض الكبريتيك والكبريتيدات) ؛
- في الكيمياء التحليلية (لترسيب كبريتيدات المعادن الثقيلة ، والتي عادة ما تكون غير قابلة للذوبان) ؛
- في التخليق العضوي (للحصول على نظائر الكبريت للكحوليات العضوية (مركابتان) وثيوفين (هيدروكربون عطري يحتوي على الكبريت). اتجاه آخر حديث في العلم هو طاقة كبريتيد الهيدروجين. إنتاج الطاقة من رواسب كبريتيد الهيدروجين من قاع البحر الأسود يتم على محمل الجد درس.
طبيعة تفاعلات الأكسدة والاختزال للكبريت والهيدروجين
تفاعل تكوين كبريتيد الهيدروجين هو الأكسدة والاختزال:
H₂⁰ + S⁰ → H₂⁺S²⁻
يمكن تفسير عملية تفاعل الكبريت مع الهيدروجين بسهولة من خلال بنية ذراتهم. يحتل الهيدروجين المرتبة الأولى في النظام الدوريلذلك ، فإن شحنة نواتها الذرية هي (+1) ، وإلكترون واحد يدور حول نواة الذرة. يتخلى الهيدروجين بسهولة عن إلكترونته إلى ذرات العناصر الأخرى ، ويتحول إلى أيون هيدروجين موجب الشحنة - بروتون:
H⁰ -1e⁻ = H⁺
الكبريت في المركز السادس عشر في الجدول الدوري. ومن ثم ، فإن شحنة نواة الذرة هي (+16) ، وعدد الإلكترونات في كل ذرة هو أيضًا 16e. يشير موقع الكبريت في الفترة الثالثة إلى أن إلكتروناته الستة عشر تدور حول نواة الذرة ، مكونة 3 طبقات ، آخرها بها 6 إلكترونات تكافؤ. يتوافق عدد إلكترونات التكافؤ للكبريت مع عدد المجموعة السادسة ، حيث توجد في النظام الدوري.
لذلك ، يمكن للكبريت التبرع بجميع إلكترونات التكافؤ الستة ، كما في حالة تكوين أكسيد الكبريت (VI):
2S⁰ + 3O2⁰ → 2S⁺⁶O₃⁻²
بالإضافة إلى ذلك ، نتيجة لأكسدة الكبريت ، يمكن إعطاء 4E من ذرته إلى عنصر آخر بتكوين 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 ، ولكنه في نفس الوقت يعمل كعامل مختزل لذرات الأكسجين O والكلور Cl. ومع ذلك ، في حالة تكوين H2S ، فإن الأكسدة هي الكثير من ذرات الهيدروجين ، حيث أنها تفقد الإلكترونات ، مما يؤدي إلى استعادة الخارج مستوى الطاقةالكبريت من ستة إلكترونات إلى ثمانية. نتيجة لذلك ، تصبح كل ذرة هيدروجين في جزيءها بروتونًا:
H2⁰-2e⁻ → 2H⁺ ،
وجزيء الكبريت ، على العكس من ذلك ، يتحول إلى أنيون سالب الشحنة (S⁻²): S⁰ + 2е⁻ → S⁻²
وهكذا ، في تفاعل كيميائيالكبريت هو عامل مؤكسد في تكوين كبريتيد الهيدروجين.
من وجهة نظر مظاهر حالات الأكسدة المختلفة بواسطة الكبريت ، هناك تفاعل آخر لأكسيد الكبريت (IV) وكبريتيد الهيدروجين مثير للاهتمام أيضًا - تفاعل الحصول على الكبريت الحر:
2H₂⁺S-² + S⁺⁴О₂-² → 2H₂⁺O-² + 3S⁰
كما يتضح من معادلة التفاعل ، فإن كل من العامل المؤكسد وعامل الاختزال فيه هما أيونات الكبريت. يتبرع اثنان من الأنيونات الكبريتية (2-) باثنين من إلكترونيهما لذرة الكبريت في جزيء أكسيد الكبريت (II) ، ونتيجة لذلك يتم اختزال كل ذرات الكبريت الثلاث إلى كبريت حر.
2S-² - 4е⁻ → 2S⁰ - عامل مختزل ، مؤكسد ؛
S⁺⁴ + 4е⁻ → S⁰ - مؤكسد ، يتم تقليله.
عند تسخينه ، يتفاعل الكبريت مع الهيدروجين. يتكون غاز سام برائحة نفاذة - كبريتيد الهيدروجين. بطريقة أخرى يطلق عليه كبريتيد الهيدروجين ، كبريتيد الهيدروجين ، ثنائي هيدرو كبريتيد.
بناء
كبريتيد الهيدروجين مركب ثنائي من الكبريت والهيدروجين. صيغة كبريتيد الهيدروجين هي H 2 S. هيكل الجزيء مشابه لبنية جزيء الماء. ومع ذلك ، يتشكل الكبريت مع الهيدروجين وليس الهيدروجين ، ولكن الرابطة القطبية التساهمية. هذا يرجع إلى حقيقة أنه ، على عكس ذرة الأكسجين ، فإن ذرة الكبريت أكبر في الحجم ولديها كهرسلبية منخفضة وكثافة شحنة أقل.
أرز. 1. هيكل كبريتيد الهيدروجين.
إيصال
نادرًا ما يوجد كبريتيد الهيدروجين في الطبيعة. في تركيزات صغيرة ، هو جزء من الغازات البركانية والطبيعية المصاحبة. تحتوي البحار والمحيطات على كبريتيد الهيدروجين في أعماق كبيرة. على سبيل المثال ، تم العثور على كبريتيد الهيدروجين على عمق 200 متر في البحر الأسود. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إطلاق كبريتيد الهيدروجين أثناء تحلل البروتينات المحتوية على الكبريت.
في الصناعة يتم الحصول عليها بعدة طرق:
- تفاعل الأحماض مع الكبريتيدات:
FeS + 2HCl → FeCl 2 + H 2 S ؛
- تأثير الماء على كبريتيد الألومنيوم:
Al 2 S 3 + 6H 2 O → 2Al (OH) 3 + 3H 2 S ؛
- صهر الكبريت بالبارافين:
ج 18 س 38 + 18 س ← 18 س 2 س + 18 ج.
يتم الحصول على أنقى الغازات بالتفاعل المباشر بين الهيدروجين والكبريت. يستمر التفاعل عند 600 درجة مئوية.
الخصائص الفيزيائية
ثنائي هيدرو كبريتيد هو غاز عديم اللون برائحة بيض فاسد وطعم حلو. وهي مادة سامة وخطيرة في التركيزات العالية. شكرا ل التركيب الجزيئيفي ظل الظروف العادية ، لا يسيل كبريتيد الهيدروجين.
الخصائص الفيزيائية العامة لكبريتيد الهيدروجين:
- ضعيف الذوبان في الماء.
- يعرض خصائص الموصل الفائق عند درجة حرارة -70 درجة مئوية وضغط 150 جيجا باسكال ؛
- قابل للاشتعال.
- قابل للذوبان في الإيثانول.
- المسال عند -60.3 درجة مئوية ؛
- يتحول إلى مادة صلبة عند -85.6 درجة مئوية ؛
- يذوب عند -86 درجة مئوية ؛
- يغلي عند -60 درجة مئوية ؛
- تتحلل إلى مواد بسيطة (كبريت وهيدروجين) عند 400 درجة مئوية.
في ظل الظروف العادية ، يمكنك تحضير محلول من كبريتيد الهيدروجين (ماء كبريتيد الهيدروجين). ومع ذلك ، لا يتفاعل كبريتيد الهيدروجين مع الماء. في الهواء ، يتأكسد المحلول بسرعة ويصبح عكرًا بسبب إطلاق الكبريت. يُظهر ماء كبريتيد الهيدروجين خصائص حمضية ضعيفة.
أرز. 2. ماء كبريتيد الهيدروجين.
الخواص الكيميائية
كبريتيد الهيدروجين عامل اختزال قوي. رئيسي الخواص الكيميائيةالمواد موصوفة في الجدول.
|
رد فعل |
وصف |
المعادلة |
|
بالأكسجين |
يحترق في الهواء بلهب أزرق ليشكل ثاني أكسيد الكبريت. مع نقص الأكسجين ، يتشكل الكبريت والماء |
2H 2 S + 4O 2 → 2H 2 O + 2SO 2 ؛ 2H 2 S + O 2 → 2S + 2H 2 O |
|
مع المؤكسدات |
يتأكسد لثاني أكسيد الكبريت أو الكبريت |
3H 2 S + 4HClO 3 → 3H 2 SO 4 + 4HCl ؛ 2H 2 S + SO 2 → 2H 2 O + 3S ؛ 2H 2 S + H 2 SO 3 → 3S + 3H 2 O |
|
مع القلويات |
مع وجود فائض من القلويات ، تتشكل أملاح متوسطة ، بنسبة 1: 1 - حمضية |
H 2 S + 2 NaOH → Na 2 S + 2H 2 O ؛ H 2 S + NaOH → NaHS + H 2 O |
|
الانفصال |
ينفصل تدريجياً في الحل |
H 2 S ⇆ H + + HS - ؛ HS - ⇆ H + + S 2- |
|
جودة |
تشكيل راسب أسود - كبريتيد الرصاص |
H 2 S + Pb (NO 3) 2 → PbS ↓ + 2HNO 3 |
أرز. 3. احتراق كبريتيد الهيدروجين.
كبريتيد الهيدروجين - غاز سام، لذلك فإن استخدامه محدود. يستخدم معظم كبريتيد الهيدروجين المنتج في الكيمياء الصناعية لإنتاج الكبريت والكبريتيد وحمض الكبريتيك.
ماذا تعلمنا؟
من موضوع الدرس ، تعلمنا عن بنية وإنتاج وخصائص كبريتيد الهيدروجين أو كبريتيد الهيدروجين. إنه غاز عديم اللون ذو رائحة كريهة. يكون مادة سامة. يشكل ماء كبريتيد الهيدروجين دون التفاعل مع الماء. في التفاعلات ، يعرض خصائص عامل الاختزال. يتفاعل مع الأكسجين الجوي ، عوامل مؤكسدة قوية (أكاسيد ، أحماض أكسجين) ، مع القلويات. ينفصل في الحل على مرحلتين. يستخدم كبريتيد الهيدروجين في الصناعة الكيميائية لتصنيع المشتقات.
اختبار الموضوع
تقييم التقرير
متوسط تقييم: 4.4 مجموع التصنيفات المستلمة: 66.
الكبريت هو أحد المواد معروف للبشريةمن زمن سحيق. حتى الإغريق والرومان القدماء وجدوا استخدامات مختلفة له. تم استخدام قطع من الكبريت الأصلي لأداء طقوس طرد الأرواح الشريرة. لذلك ، وفقا للأسطورة ، عودة أوديسيوس إلى الوطن الأمبعد تجوال طويل ، كان أول ما طلبه هو تبخيرها بالكبريت. هناك العديد من الإشارات إلى هذه المادة في الكتاب المقدس.
في العصور الوسطى ، احتل الكبريت مكانة مهمة في ترسانة الكيميائيين. كما كانوا يعتقدون ، تتكون جميع المعادن من الزئبق والكبريت: فكلما قل الكبريت ، زاد النبل. ازداد الاهتمام العملي بهذه المادة في أوروبا في القرنين الثالث عشر والرابع عشر ، بعد ظهور البارود والأسلحة النارية. كانت إيطاليا المورد الرئيسي للكبريت.
في الوقت الحاضر ، يستخدم الكبريت كمادة خام لإنتاج حامض الكبريتيك ، والبارود ، وكبريت المطاط ، والتخليق العضوي ، وكذلك لمكافحة الآفات في الزراعة. يستخدم مسحوق الكبريت في الطب كمطهر خارجي.
تفاعل الكبريت مع المواد البسيطة
يتفاعل الكبريت مثل مؤكسد :
2Na + S = Na 2S
كيف الحد من وكيل :
تفاعل الكبريت مع المواد المعقدة
أ) الكبريت لا يذوب في الماء ولا يبلل بالماء ؛
ب) كيف يتفاعل عامل الاختزال مع الكبريت (،) عند تسخينه:
S + 2H 2 SO 4 \ u003d 3SO 2 + 2H 2 O
S + 2HNO 3 = H 2 SO 4 + 2NO
S + 6HNO 3 \ u003d H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O
ج) إظهار خصائص كل من عامل مؤكسد وعامل اختزال ، يدخل الكبريت في تفاعلات عدم التناسب (الأكسدة الذاتية - الاسترداد الذاتي) مع المحاليل عند تسخينها:
3S + 6 NaOH = 2Na 2 S + Na 2 SO 3 + 3H 2 O
كبريتيد الهيدروجين وحمض الكبريتيك
أ) H 2 S + CaO \ u003d CaS + H 2 O
ب) H 2 S + NaOH = NaHS + H 2 O
ج) CuSO 4 + H 2 S \ u003d CuS ↓ + H 2 SO 4
د) Ca + H 2 S \ u003d CaS + H 2
التفاعل النوعي لحمض الكبريتيد وأملاحه القابلة للذوبان (أي إلى أيون الكبريتيد S 2-) هو تفاعلها مع الأملاح القابلة للذوبان. في هذه الحالة ، يتم تحرير راسب أسود من كبريتيد الرصاص (II) PbS:
Na 2 S + Pb (NO 3) 2 \ u003d PbS ↓ + 2NaNO 3
خصائص الأكسدة والاختزال
في تفاعلات الأكسدة والاختزال ، يُظهر كل من كبريتيد الهيدروجين الغازي وحمض كبريتيد الهيدروجين خصائص اختزال قوية ، نظرًا لأن ذرة الكبريت في H 2 S لها أقل حالة أكسدة - 2 ، وبالتالي يمكن أن تتأكسد فقط. يتأكسد بسهولة:
يمكنك تنزيل مقالات عن مواضيع أخرى