Сероводород H2S: свойства, получение, применение

Сероводород H2S — бескислородное водородное соединение серы, сильный восстановитель; его водный раствор — слабая сероводородная кислота, молярная масса 34 г/моль.

Ключевые факты

Формула
H2S
Класс
кислота в водном растворе (слабая, двухосновная, бескислородная)
Молярная масса
34 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 34,08 г/моль
Другие названия
сероводородная кислота — водный раствор H2S; сульфид водорода — второе название
Состояние
газ при обычных условиях
Степень окисления серы
−2 (низшая)
Валентность серы
II
Основность
двухосновная, соли — сульфиды и гидросульфиды
Окислительно-восстановительные свойства
сера −2 может быть только восстановителем

Обновлено · Химия · Редакция НейроМиши

Что такое сероводород?

Сероводород H2S — бесцветный ядовитый газ с запахом тухлых яиц. Он образуется при гниении белков, содержащих серу, и выделяется из вулканов и некоторых источников. Сера в нём имеет низшую степень окисления −2, поэтому сероводород может только отдавать электроны и всегда работает восстановителем.

Растворяясь в воде, он образует слабую двухосновную сероводородную кислоту. Соли такой кислоты — сульфиды, и многие из них нерастворимы и ярко окрашены: на этом основано определение сероводорода и сульфид-иона. Опасность газа в том, что в больших концентрациях он парализует обоняние, и запах пропадает.

Какие физические свойства у сероводорода?

Физические свойства: сероводород H2S
СвойствоЗначение
Агрегатное состояниегаз при обычных условиях
Цвет и запахбесцветный, с резким запахом тухлых яиц
Плотностьтяжелее воздуха: молярная масса 34 г/моль против средней 29 г/моль у воздуха
Растворимость в водеоколо 2,5 объёма газа в одном объёме воды при 20 °C
Температура кипенияоколо −60 °C
Температура плавленияоколо −86 °C
Ядовитостьочень ядовит, действует на нервную систему

Какие химические свойства у сероводорода?

Сероводород и его раствор проявляют два набора свойств. Как слабая кислота он реагирует со щелочами и солями металлов. Как восстановитель — с кислородом, галогенами и сернистым газом: сера из −2 окисляется до 0 или +4.

  1. Горение при избытке кислорода2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2OУсловия: нагревание, избыток кислорода
  2. Неполное окисление при недостатке кислорода2H2S + O2 → 2S + 2H2OУсловия: недостаток кислорода
  3. С раствором щёлочиH2S + 2NaOH → Na2S + 2H2O
  4. С сульфатом меди(II): чёрный осадокH2S + CuSO4 → CuS↓ + H2SO4
  5. С бромной водой: обесцвечиваниеH2S + Br2 → S↓ + 2HBr
  6. С сернистым газом: сера из двух соединений2H2S + SO2 → 3S + 2H2O

С сульфатом меди реакция идёт, хотя образуется сильная кислота: сульфид меди нерастворим даже в серной кислоте. Это исключение из правила, что сильная кислота вытесняет слабую.

Как получают сероводорода?

В лаборатории

Сероводород получают действием соляной кислоты на сульфид железа(II) в аппарате Киппа. Газ собирают и сразу используют, держа вытяжку включённой.

  • FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S↑

Из простых веществ

Прямой синтез идёт при нагревании водорода с серой и обратим: при сильном нагревании сероводород разлагается.

  • H2 + S ⇄ H2S

Гидролиз сульфидов

Сульфиды некоторых металлов, например алюминия и хрома(III), — соли слабого основания и слабой кислоты — необратимо гидролизуются водой и выделяют сероводород. Сульфиды натрия и калия так не разлагаются.

  • Al2S3 + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑

Как распознать сероводород? Качественная реакция

Сероводород и сульфид-ион определяют по ионам свинца: выпадает чёрный осадок сульфида свинца(II). Бумага, смоченная раствором соли свинца, на воздухе с сероводородом чернеет.

  • Pb2+ + S2− → PbS↓

Где применяют сероводорода?

  • получение серы и серной кислоты;
  • в аналитической химии: осаждение ионов металлов в виде сульфидов;
  • лечебные сероводородные ванны на курортах, где вода содержит растворённый газ в безопасной концентрации;
  • синтез некоторых органических соединений и красителей.

Меры предосторожности. Сероводород очень ядовит: в малых концентрациях запах заметен, а в больших обоняние отключается, и человек перестаёт чувствовать опасность. Работать с ним можно только в вытяжном шкафу под руководством учителя, а при плохом самочувствии нужно сразу выйти на свежий воздух.

Чему равна молярная масса сероводорода?

M(H2S) = 2·1 + 32 = 34 г/моль

Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 34,08 г/моль.

Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M

Где сероводород встречается на ЕГЭ?

Вопросы и ответы

Чему равна молярная масса сероводорода?

M(H2S) = 2·1 + 32 = 34 г/моль. По массам IUPAC до сотых получается 34,08 г/моль.

Почему сероводород только восстановитель?

Сера в нём в низшей степени окисления −2 и уже приняла максимум электронов. Ей остаётся только отдавать их, поэтому с окислителями она переходит в серу, сернистый газ или серную кислоту.

Почему при недостатке кислорода получается сера, а при избытке — сернистый газ?

Кислород окисляет серу ступенчато. При недостатке окислителя реакция останавливается на простом веществе, а при избытке сера окисляется дальше до степени окисления +4 и образуется SO2.

Почему нельзя ориентироваться на запах при утечке сероводорода?

В высоких концентрациях он быстро отключает обоняние, и запах пропадает, хотя газ остаётся смертельно опасным. Поэтому в помещениях, где возможна утечка, ставят датчики.

Потренироваться на заданиях

Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по химии

Связанные элементы, таблицы и вещества

Элементы в составе: водород H, сера S.

Другие вещества

Все вещества справочника · Таблица Менделеева

Источники