Σε αυτό το άρθρο θα εξετάσουμε την παραγωγή υδρόθειου από θείο. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στις φυσικές και χημικές ιδιότητες αυτής της ουσίας.
Κτίριο
Για να αναλυθεί η κύρια παραγωγή υδρόθειου, είναι απαραίτητο να ανακαλύψουμε τα χαρακτηριστικά της δομής του. Η σύνθεση αυτής της ουσίας περιέχει ένα άτομο θείου και δύο υδρογόνο. Είναι αμέταλλα, επομένως σχηματίζονται ομοιοπολικοί πολικοί δεσμοί μεταξύ των στοιχείων. Το υδρόθειο έχει γωνιακή δομή. Μια γωνία 92 μοιρών σχηματίζεται μεταξύ θείου και υδρογόνου, η οποία είναι ελαφρώς μικρότερη από ό,τι στο νερό.
Φυσικές ιδιότητες
Η μυρωδιά του υδρόθειου, που θυμίζει σάπια αυγά, είναι γνωστή σε όλους. Υπό κανονικές συνθήκες, αυτή η ουσία βρίσκεται σε αέρια κατάσταση. Είναι άχρωμο, δυσδιάλυτο στο νερό, δηλητηριώδες. Κατά μέσο όρο, στους 20 βαθμούς Κελσίου, 2,4 όγκοι υδρόθειου θα διαλυθούν στο νερό. Το υδρόθειο νερό έχει ελαφρώς όξινες ιδιότητες, η διάσπαση της ουσίας προχωρά σταδιακά. Το τοξικό υδρόθειο είναι επικίνδυνο ακόμη και σε μικρές δόσεις. Η περιεκτικότητα του αέρα σε περίπου 0,1 τοις εκατό υδρόθειο οδηγεί σε παράλυση του αναπνευστικού κέντρου μεαπώλεια συνείδησης. Για παράδειγμα, ο θρυλικός φυσιοδίφης Πλίνιος ο Πρεσβύτερος πέθανε τον 79ο αιώνα π. Χ. ακριβώς από υδρόθειο, το οποίο σχηματίστηκε κατά την έκρηξη του Βεζούβιου.
Ο λόγος για την τοξική δράση του υδρόθειου είναι η χημική του αλληλεπίδραση με την αιμοσφαιρίνη του αίματος. Ο σίδηρος που περιέχεται σε αυτή την πρωτεΐνη σχηματίζει θειούχο με υδρόθειο.
Η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση υδρόθειου στον αέρα είναι 0,01 mg/l. Ως αντίδοτο, χρησιμοποιείται η εισπνοή καθαρού οξυγόνου ή αέρα, που περιέχει μικρή ποσότητα χλωρίου.
Η εργασία με υδρόθειο απαιτεί συμμόρφωση με ορισμένους κανόνες ασφαλείας. Όλα τα πειράματα σχετικά με αυτήν την αέρια ουσία πραγματοποιούνται σε ερμητικά κλειστές συσκευές και απαγωγείς καπνού.
Μέθοδοι για την παραγωγή υδρόθειου
Τι είναι η παραγωγή υδρόθειου στο εργαστήριο; Η πιο κοινή επιλογή είναι η αλληλεπίδραση του υδρογόνου με το θείο. Αυτή η χημική αντίδραση σχετίζεται με την ένωση, που πραγματοποιείται σε απαγωγέα καπνού.
Επιπλέον, η παραγωγή υδρόθειου είναι επίσης δυνατή κατά την ανταλλαγή μεταξύ στερεού θειούχου σιδήρου (2) και διαλύματος θειικού ή υδροχλωρικού οξέος. Για να επιτευχθεί ένα τέτοιο αποτέλεσμα, αρκεί να ληφθούν πολλά κομμάτια σουλφιδίου σε ένα δοκιμαστικό σωλήνα, που δεν υπερβαίνει το μέγεθος ενός μπιζελιού. Στη συνέχεια, ένα διάλυμα οξέος προστίθεται στον δοκιμαστικό σωλήνα (μέχρι το ήμισυ του όγκου), κλειστό με σωλήνα εξόδου αερίου. Η συσκευή τοποθετείται κάτω από την κουκούλα, ο δοκιμαστικός σωλήνας θερμαίνεται. Η χημική αλληλεπίδραση συνοδεύεται από την απελευθέρωση φυσαλίδων αερίου. Αυτή η παραγωγή υδρόθειουσας επιτρέπει να δημιουργήσετε μια ποσότητα μιας ουσίας επαρκής για να λάβετε υπόψη τις χημικές της ιδιότητες.
Τι άλλοι τρόποι υπάρχουν; Στο εργαστήριο, επιτρέπεται η λήψη υδρόθειου με αντίδραση μεταλλικού σιδήρου (κάτω από κουκούλα) με κρυσταλλικό θείο, ακολουθούμενη από αντίδραση του θειούχου με θειικό οξύ.
Χημικές ιδιότητες
Το υδρόθειο αλληλεπιδρά με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο, καίγεται σε ένα γαλαζωπό χρώμα. Στην περίπτωση πλήρους καύσης, τα προϊόντα της αντίδρασης είναι το οξείδιο του θείου (4) και το νερό. Δεδομένου ότι το αέριο του κλιβάνου είναι ένα όξινο οξείδιο, σε διάλυμα σχηματίζει ένα ασθενές θειικό οξύ, το οποίο γίνεται κόκκινο μπλε χαρτί λακκούβας.
Σε περίπτωση ανεπαρκούς ποσότητας υδρόθειου, σχηματίζεται κρυσταλλικό θείο. Αυτή η διαδικασία θεωρείται βιομηχανικός τρόπος λήψης καθαρού θείου από υδρόθειο.
Αυτή η χημική ουσία έχει επίσης αποδειχθεί ότι έχει εξαιρετικές ικανότητες ανάκτησης. Εμφανίζονται, για παράδειγμα, όταν αλληλεπιδρούν με άλατα, αλογόνα. Για να πραγματοποιηθεί παρόμοια αντίδραση σε εργαστηριακές συνθήκες, ένα διάλυμα υδρόθειου χύνεται σε δοκιμαστικούς σωλήνες με χλώριο και βρώμιο, παρατηρείται αποχρωματισμός. Ο σχηματισμός κρυσταλλικού θείου παρατηρείται ως προϊόν αντίδρασης.
Κατά τη χημική αντίδραση του υδρόθειου με το νερό, σχηματίζεται το κατιόν υδροξονίου H3O+.
Το υδρόθειο μπορεί να σχηματίσει δύο τύπους ενώσεων: σουλφίδια (μεσαία άλατα) και υδροσουλφίδια (όξινα άλατα).
Τα σουλφίδια αλκαλίων και μετάλλων αλκαλικών γαιών είναι άχρωμαενώσεις. Στα βαρέα μέταλλα (χαλκός, νικέλιο, μόλυβδος), είναι μαύρα. Το θειούχο μαγγάνιο έχει ροζ χρώμα. Πολλά άλατα δεν διαλύονται στο νερό.
Ποιοτική αντίδραση σε σουλφίδια είναι η αλληλεπίδραση με διάλυμα θειικού χαλκού (2). Το προϊόν μιας τέτοιας αλληλεπίδρασης θα είναι η καθίζηση ενός μαύρου ιζήματος θειούχου χαλκού (2).
Συμπέρασμα
Στη φύση, αυτή η ουσία βρίσκεται σε μεταλλικές πηγές, ηφαιστειακά αέρια. Αυτή η ένωση είναι προϊόν αποσύνθεσης ζωικών και φυτικών οργανισμών, διακρίνεται από τη χαρακτηριστική μυρωδιά του υδρόθειου. Φυσικά σουλφίδια βρίσκονται στη σύνθεση των σπάνιων μετάλλων· στη μεταλλουργία, τα αντίστοιχα στοιχεία λαμβάνονται από αυτά. Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι το υδρόθειο είναι μια ισχυρή τοξική ουσία.
