17. ЕЛЕМЕНТИ VIА ГРУПИ. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ХАЛЬКОГЕНІВ

17.6. Гідроген сульфід. Сульфіди

Будова молекули.

Молекулярна формула гідроген сульфіду (сірководню) – H₂S. Зв’язок S–H ковалентний полярний, молекула кутова, валентний кут HSH = 92⁰. У гідроген сульфіді та у сульфідах окиснення атом S виявляє найнижчий можливий ступінь окиснення –2.

Одержання.

1. Взаємодією простих речовин:

H₂ + S = H₂S.

2. Дією кислот на сульфіди:

FeS_тв. + 2HCl_конц. = H₂S + FeCl₂.

3. Дією води на сульфіди амфотерних гідроксидів (Cr₂S₃, Al₂S₃):

Al₂S_3(тв.) + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂S.

Цим способом одержують дуже чистий гідроген сульфід.

У природі гідроген сульфід утворюється при гнитті органічних решток.

Фізичні властивості.

Гідроген сульфід – безбарвний газ із запахом тухлих яєць, важчий за повітря, т кип. –60,3 ⁰С, т. пл. –85,6 ⁰С.

При 20 ⁰С в 1 л води розчиняється 2,5 л гідроген сульфіду – утворюється сірководнева вода (масова частка гідроген сульфіду 0,36%).

Гідроген сульфід – отруйний газ, тривале вдихання його може призвести до смерті.

Хімічні властивості.

1. На повітрі горить блакитним полум’ям:

2H₂S + 3O₂ = 2SO₂ + 2H₂O.

При нестачі кисню відбувається неповне окиснення:

2H₂S + O₂ = 2S + 2H₂O.

2. У водному розчині гідроген сульфід реагує з окисниками, відновлюючись при цьому до сполук сульфуру з різними ступенями окиснення (0, +4, +6):

H₂S + I₂ = S + 2HI, H₂S + 2HNO_3(розб.) = SO₂ + 2NO + 2H₂O,

3H₂S + 8HNO_3(конц.) = 3H₂SO₄ + 8NO + 4H₂O.

У кислих розчинах калій перманганату KMnO₄ та калій дихромату K₂Cr₂O₇ гідроген сульфід окиснюється до вільної сірки:

3H₂S + K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ = 3S + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7H₂O.

3. У водному розчині гідроген сульфід є слабкою двоосновною кислотою і дисоціює за двома ступенями:

І ступінь: H₂S ↔ H⁺ + HS^–,

ІІ ступінь: HS^– ↔ H⁺ + S^2–.

За ІІ ступенем дисоціація відбувається незначною мірою.

1. Реагує з лугами, утворюючи солі. Середні солі – сульфіди, кислі – гідроген сульфіди (утворюються при надлишку H₂S):

2NaOH + H₂S = Na₂S + 2H₂O, KOH + H₂S = KHS + H₂O,

Na₂S+ H₂S= 2NaHS.

2. Нерозчинні у воді сульфіди утворюються в реакціях гідроген сульфіду із солями відповідних металів:

Pb(NO₃)₂ + H₂S = PbS↓ + 2HNO₃.

У результаті утворюється чорний осад PbS, нерозчинний у розбавлених кислотах – якісна реакція на іони S^2–.

Сульфіди різноманітно забарвлені: сульфіди лужних металів – білого кольору, PbS – чорний, MnS – тілесний, CuS – коричнево-металевий.

У воді розчинні сульфіди лужних, лужно-земельних металів та амоніаку. Решта сульфідів нерозчинні у воді, а деякі (CuS, PbS, HgS, CdS) і у розбавлених розчинах мінеральних кислот (HCl, H₂SO₄).

У нітратній кислоті сульфіди важких металів розчиняються з утворенням сполук Сульфуру у вищих ступенях окиснення:

FeS^–1₂ + 18HN⁺⁵O_3(конц.) = Fe(NO₃)₃ + 2H₂S⁺⁶O₄ + 15N⁺⁴O₂ +7H₂O,

3Cu₂S^–2 + 22HN⁺⁵O_3(розб.) = 6Сu(NO₃)₂ + 3H₂S⁺⁶O₄ + 10N⁺²O +8H₂O.

Водні розчини сульфідів лужних металів, за рахунок гідролізу створюють лужне середовище (рН > 7):

Na₂S + H₂O ↔ 2NaOH + H₂S.

Застосування.

Гідроген сульфід і сульфіди застосовують в якісному аналізі при розділенні сумішей аніонів та катіонів за сульфідним методом, який базується на різній розчинності сульфідів у воді, водних розчинах амоніак сульфіду та кислотах.