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:
FeSтв. + 2HClконц. = H2S + FeCl2.
3. Дією води на сульфіди амфотерних гідроксидів (Cr2S3, Al2S3):
Al2S3(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 + 2HNO3(розб.) = SO2 + 2NO + 2H2O,
3H2S + 8HNO3(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+ + S2–.
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 S2–.
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+5O3(конц.) = Fe(NO3)3 + 2H2S+6O4 + 15N+4O2 +7H2O,
3Cu2S–2 + 22HN+5O3(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