Air asam hidrogen sulfida. Hidrogen sulfida dan asam hidrogen sulfida. Garam hidrogen sulfida (sulfida), kelarutannya dalam air dan interaksi dengan asam mineral. Relevansi masalah pemurnian gas dari hidrogen sulfida

DEFINISI

Asam hidrogen sulfida (hidrogen sulfida, monosulfan) dalam kondisi normal adalah gas yang tidak berwarna.

Tidak stabil secara termal. Sulit larut dalam air dingin. Larutan jenuh (0,1 M) disebut "air hidrogen sulfida", yang menjadi keruh saat terkena udara. Menunjukkan sifat asam lemah. Dalam OVR itu adalah agen pereduksi yang kuat.

Rumus kimia asam hidrogen sulfida

Rumus kimia asam hidrogen sulfida H 2 S. Hal ini menunjukkan bahwa molekul ini mengandung dua atom hidrogen (Ar \u003d 1 amu) dan satu atom sulfur (Ar \u003d 32 amu). Rumus kimianya dapat digunakan untuk menghitung berat molekul asam hidrogen sulfida:

Mr (H 2 S) \u003d 2 × Ar (H) + Ar (S);

Tuan (H 2 S) \u003d 2 × 1 + 32 \u003d 2 +32 \u003d 34.

Grafik (struktur) rumus asam hidrogen sulfida

Rumus struktur (grafik) asam hidrogen sulfida lebih bersifat visual. Ini menunjukkan bagaimana atom terhubung satu sama lain di dalam molekul (Gbr. 1).

Angka: 1. Struktur molekul hidrogen sulfida dengan indikasi sudut ikatan dan panjang ikatan kimianya.

Rumus ionik

Asam hidrogen sulfida adalah elektrolit, mis. dalam larutan air, ia mampu berdisosiasi menjadi ion menurut persamaan berikut:

H 2 S ↔ 2H + + S 2-.

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

CONTOH 2

Apa itu Hidrogen Sulfida?

HYDROGEN SULFUR, H 2 S, (hidrogen sulfida, hidrogen sulfida) adalah gas yang tidak berwarna dan mudah terbakar dengan bau menyengat, titik didih 60,35 ° C. Larutan berairnya adalah asam hidrosulfur. Hidrogen sulfida sering ditemukan di ladang minyak dan gas.

Hidrogen sulfida H 2 S beracun: keracunan akut pada manusia sudah terjadi pada konsentrasi 0,2–0,3 mg / m 3, konsentrasi di atas 1 mg / m 3 berakibat fatal. Hidrogen sulfida H 2 S merupakan gas korosif yang memicu terjadinya korosi asam, yang dalam hal ini disebut korosi hidrogen sulfida. Ketika dilarutkan dalam air, ia membentuk asam lemah yang dapat menyebabkan pitting dengan adanya oksigen atau karbon dioksida.

Dalam hal ini, tanpa stasiun pengolahan gas modern dan modul desulfurisasi, hidrogen sulfida mampu menyebabkan kerusakan parah pada manusia. Konsentrasi hidrogen sulfida maksimum yang diijinkan di udara area kerja adalah 10 mg / m 3, dan dalam campuran dengan hidrokarbon С 1 -С 3 sama dengan 3 mg / m 3.

Tanpa stasiun pemurnian hidrogen sulfida, berbagai peralatan di industri minyak, energi, transportasi, dan pemrosesan gas akan sangat terpengaruh dan gagal.

Apa yang terjadi pada logam jika hidrogen sulfida tidak dihilangkan?

Hidrogen sulfida - H 2 S - korosi logam total

Hidrogen sulfida bereaksi dengan hampir semua logam, membentuk sulfida, yang dalam kaitannya dengan besi berperan sebagai katoda dan membentuk pasangan galvanik dengannya. Beda potensial dari pasangan ini mencapai 0,2–0,48 V. Kemampuan sulfida untuk membentuk pasangan mikrogavanik dengan baja menyebabkan kerusakan yang cepat pada peralatan teknologi dan jaringan pipa.

Memerangi korosi hidrogen sulfida sangat sulit: meskipun terdapat penambahan inhibitor korosi asam, pipa yang terbuat dari baja tahan karat khusus dengan cepat rusak. Dan bahkan belerang yang diperoleh dari hidrogen sulfida dapat diangkut dalam tangki logam untuk jangka waktu terbatas, karena tangki dihancurkan sebelum waktunya karena hidrogen sulfida terlarut dalam belerang. Dalam hal ini terjadi pembentukan polisulfan HS n H. Polisulfan merupakan unsur yang lebih korosif dibandingkan hidrogen sulfida.

Hidrogen sulfida, bergabung dengan senyawa tak jenuh, membentuk merkaptan, yang merupakan bagian agresif dan beracun dari senyawa sulfur - racun kimiawi. Merekalah yang secara signifikan memperburuk sifat katalis: stabilitas termalnya, mengintensifkan proses pembentukan gusi, pengendapan dan pengendapan terak, lumpur, pengendapan, yang menyebabkan pasifnya permukaan katalis, dan juga meningkatkan aktivitas korosif bahan perangkat teknologi.

H 2 S sangat meningkatkan proses penetrasi hidrogen ke dalam baja. Jika selama korosi dalam media asam, proporsi maksimum hidrogen yang berdifusi ke dalam baja adalah 4% dari jumlah total hidrogen tereduksi, maka dalam larutan yang mengandung hidrogen sulfida nilainya mencapai 40%.

Kehadiran oksigen dalam gas secara signifikan mempercepat proses korosi. Secara eksperimental ditemukan bahwa gas yang paling korosif adalah gas dengan rasio oksigen dan hidrogen sulfida 114: 1. Sikap ini disebut kritis.

Kehadiran uap air dalam gas menyebabkan korosi logam, sedangkan kehadiran H 2 S, O 2 dan H 2 O secara simultan adalah yang paling tidak menguntungkan dari sudut pandang korosi.

Tindakan korosif pada logam pengotor ini meningkat tajam dengan meningkatnya tekanan.

Laju korosi pipa gas berbanding lurus dengan tekanan gas yang melewati pipa. Pada tekanan hingga 20 atm. dan gas basah, bahkan jejak hidrogen sulfida 0,002-0,0002% vol. sudah cukup untuk menyebabkan kerusakan korosi yang signifikan pada logam pipa, membatasi masa pakai pipa gas menjadi 5-6 tahun.

Karena aksi korosif hidrogen sulfida yang ada dalam gas, masa pakai peralatan pembangkit listrik (GPES - GTU) dan peralatan selama produksi, pengangkutan, pemrosesan, dan penggunaan gas berkurang secara signifikan.

Dalam kondisi lapangan, pipa, katup, ruang bakar dan piston pembangkit listrik dari pembangkit listrik, meteran gas, kompresor, lemari es terkena efek korosif yang sangat besar.

Sebagian besar hidrogen sulfida bereaksi dengan logam dan dapat disimpan dalam bentuk produk korosi pada katup pembangkit listrik, kompresor, di dinding bagian dalam peralatan, komunikasi, dan pipa gas utama.

Relevansi masalah pemurnian gas dari hidrogen sulfida

Urgensi masalah pemurnian gas dari hidrogen sulfida ditingkatkan dengan persyaratan untuk memastikan keamanan lingkungan dalam pengembangan endapan sulfur, mengurangi emisi berbahaya ke atmosfer.

Pada saat yang sama, perhatian khusus diberikan pada peningkatan teknologi desulfurisasi baru dan yang sudah ada, yang mengecualikan pelepasan hidrogen sulfida beracun dan produk pembakarannya ke lingkungan.

Terlepas dari semua kerugian yang terdaftar, hidrogen sulfida adalah bahan baku kimia yang berharga, karena sejumlah besar senyawa anorganik dan organik dapat diperoleh darinya.

- (hidrogen sulfida) H2S, gas tak bewarna dengan bau telur busuk; m.p.? 85.54. C, b.p.? 60.35. C; pada 0 .C mencair di bawah tekanan 1 MPa. Agen pereduksi. Produk sampingan dari produk penyulingan minyak bumi, batu bara kokas, dll .; terbentuk selama dekomposisi ... ... Kamus Besar Ensiklopedia

- (H2S), gas beracun yang tidak berwarna dengan bau telur busuk. Dibentuk dalam proses pembusukan, ditemukan dalam minyak mentah. Diperoleh dengan aksi asam sulfat pada sulfida logam. Digunakan dalam ANALISIS KUALITATIF tradisional. Properti: suhu ... ... Kamus ensiklopedis ilmiah dan teknis

HIDROGEN SULFUR, hidrogen sulfida, banyak lainnya. tidak ada suami. (chem.). Gas yang dihasilkan oleh pembusukan zat berprotein, mengeluarkan bau telur busuk. Kamus penjelasan Ushakov. D.N. Ushakov. 1935 1940 ... Kamus Penjelasan Ushakov

HIDROGEN SULFUR, ah, suami. Gas tak berwarna dengan bau tidak sedap yang menyengat, terbentuk selama penguraian zat protein. | adj. hidrogen sulfida, oh, oh. Kamus Penjelasan Ozhegov. S.I. Ozhegov, N.Yu. Shvedova. 1949 1992 ... Kamus Penjelasan Ozhegov

Sush., Jumlah sinonim: 1 gas (55) kamus sinonim ASIS. V.N. Trishin. 2013 ... Kamus sinonim

H2S gas beracun tak berwarna dengan bau spesifik yang tidak sedap. Ini memiliki sifat sedikit asam. 1 liter C pada t 0 ° C dan tekanan 760 mm adalah 1,539 g. Ditemukan dalam minyak, di perairan alami, dalam gas yang berasal dari biokimia, seperti ... ... Ensiklopedia geologi

HIDROGEN SULFUR - HYDROGEN SULFUR, H2S (berat molekul 34.07), gas tak bewarna dengan bau khas telur busuk. Liter gas pada kondisi normal (0 °, 760 mm) beratnya 1,5392 g Temp, didih 62 °, leleh 83 °; S. adalah bagian dari emisi gas ... ... Ensiklopedia medis besar

hidrogen sulfida - - Topik bioteknologi EN hidrogen sulfida ... Panduan penerjemah teknis

hidrogen sulfida - HIDROGEN SULFUR, a, m Gas tak berwarna dengan bau tak sedap yang menyengat, terbentuk selama penguraian zat protein dan mewakili kombinasi belerang dengan hidrogen. Hidrogen sulfida terkandung dalam beberapa air mineral dan lumpur terapeutik dan digunakan ... ... Kamus penjelasan kata benda Rusia

Buku

• Bagaimana cara berhenti merokok! (DVD), Pelinsky Igor. “Tidak ada yang lebih mudah daripada berhenti merokok - saya sudah berhenti tiga puluh kali” (Mark Twain). Mengapa orang mulai merokok? Untuk bersantai, alihkan perhatian Anda, kumpulkan pikiran Anda, hilangkan stres atau ...
• Vestimentifera - invertebrata usus di kedalaman laut, V.V. Malakhov. Monograf ini dikhususkan untuk sekelompok baru hewan laut dalam raksasa (hingga 2,5 m) yang hidup di daerah aktivitas hidrotermal laut dalam dan rembesan hidrokarbon dingin. Paling… eBook
• Refleksi seorang praktisi tentang kesehatan pekerja di industri gas, IV Fomichev. Svetlana Vladimirovna Fomicheva - Cand. madu. Sci., Peneliti senior Institut Simbiosis Seluler dan Intraseluler, URO RAS. Fomichev Ilya Vladimirovich - ahli gastroenterologi, kepala Medical ...

Hidrogen sulfida (H₂S) adalah gas tidak berwarna dengan bau telur busuk. Ini lebih berat dari hidrogen dalam kepadatan. Hidrogen sulfida sangat beracun bagi manusia dan hewan. Meski kandungannya yang tidak signifikan di udara menyebabkan pusing dan mual, tetapi yang terburuk adalah dengan inhalasi yang lama, bau ini tidak lagi terasa. Namun, dalam kasus keracunan hidrogen sulfida, ada penawar sederhana: sepotong pemutih harus dibungkus dengan sapu tangan, kemudian dibasahi dan dihirup sebentar. Hidrogen sulfida diproduksi melalui interaksi belerang dengan hidrogen pada suhu 350 ° C:

H₂ + S → H₂S

Ini adalah reaksi redoks: selama itu, bilangan oksidasi unsur-unsur yang terlibat di dalamnya berubah.

Dalam kondisi laboratorium, hidrogen sulfida diperoleh dengan bekerja pada besi sulfida dengan asam sulfat atau asam klorida:

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S

Ini adalah reaksi pertukaran: di dalamnya, zat yang berinteraksi menukar ionnya. Proses ini biasanya dilakukan dengan menggunakan alat Kipp.

Sifat hidrogen sulfida

Ketika hidrogen sulfida terbakar, sulfur oksida 4 dan uap air terbentuk:

2H₂S + 3О₂ → 2Н₂О + 2SO₂

H₂S terbakar dengan api kebiruan, dan jika Anda memegang gelas kimia terbalik di atasnya, maka kondensasi transparan (air) akan muncul di dindingnya.

Namun, dengan sedikit penurunan suhu, reaksi ini berlangsung agak berbeda: belerang bebas berwarna kekuningan akan muncul di dinding kaca yang telah didinginkan sebelumnya:

2H₂S + О₂ → 2Н₂О + 2S

Metode industri untuk memproduksi sulfur didasarkan pada reaksi ini.

Ketika campuran gas hidrogen sulfida dan oksigen yang telah disiapkan sebelumnya dinyalakan, ledakan terjadi.

Reaksi hidrogen sulfida dan sulfur (IV) oksida juga menghasilkan sulfur bebas:

2H₂S + SО₂ → 2Н₂О + 3S

Hidrogen sulfida larut dalam air, dan tiga volume gas ini dapat larut dalam satu volume air, membentuk asam hidrosulfur (HS) yang lemah dan tidak stabil. Asam ini juga disebut air hidrogen sulfida. Seperti yang Anda lihat, rumus untuk gas hidrogen sulfida dan asam hidrogen sulfida ditulis dengan cara yang sama.

Jika larutan garam timbal ditambahkan ke asam hidrogen sulfida, endapan hitam timbal sulfida akan terbentuk:

H₂S + Pb (NO₃) ₂ → PbS + 2HNO₃

Ini adalah reaksi kualitatif untuk mendeteksi hidrogen sulfida. Ini juga menunjukkan kemampuan asam hidrogen sulfida untuk masuk ke dalam reaksi pertukaran dengan larutan garam. Jadi, garam timbal yang dapat larut adalah reagen untuk hidrogen sulfida. Beberapa logam sulfida lain juga memiliki warna yang khas, misalnya: seng sulfida ZnS - putih, kadmium sulfida CdS - kuning, tembaga sulfida CuS - hitam, antimon sulfida Sb₂S₃ - merah.

Omong-omong, hidrogen sulfida adalah gas yang tidak stabil dan, ketika dipanaskan, hampir sepenuhnya terurai menjadi hidrogen dan belerang bebas:

H₂S → Н₂ + S

Hidrogen sulfida berinteraksi secara intensif dengan larutan halogen dalam air:

H₂S + 4Cl₂ + 4H₂O → H₂SO₄ + 8HCl

Hidrogen sulfida di alam dan kehidupan manusia

Hidrogen sulfida merupakan bagian dari gas vulkanik, gas alam dan gas yang berhubungan dengan ladang minyak. Banyak terdapat di perairan mineral alami, misalnya di Laut Hitam yang terletak di kedalaman 150 meter ke bawah.

Hidrogen sulfida digunakan:

• dalam pengobatan (pengobatan dengan rendaman hidrogen sulfida dan air mineral);
• dalam industri (produksi sulfur, asam sulfat dan sulfida);
• dalam kimia analitik (untuk pengendapan sulfida logam berat, yang biasanya tidak larut);
• dalam sintesis organik (untuk produksi analog sulfur alkohol organik (merkaptan) dan tiofen (hidrokarbon aromatik yang mengandung sulfur). Bidang lain yang baru-baru ini muncul dalam sains adalah energi hidrogen sulfida. Produksi energi dari endapan hidrogen sulfida dari dasar Laut Hitam dipelajari dengan serius.

Sifat reaksi redoks belerang dan hidrogen

Reaksi pembentukan hidrogen sulfida adalah redoks:

Н₂⁰ + S⁰ → H₂⁺S²⁻

Proses interaksi belerang dengan hidrogen mudah dijelaskan oleh struktur atomnya. Hidrogen menempati urutan pertama dalam sistem periodik, oleh karena itu, muatan inti atomnya adalah (+1), dan 1 elektron mengelilingi inti atom. Hidrogen dengan mudah melepaskan elektronnya ke atom unsur lain, berubah menjadi ion hidrogen bermuatan positif - proton:

Н⁰ -1е⁻ \u003d Н⁺

Belerang ada di posisi keenam belas dalam tabel periodik. Artinya muatan inti atomnya adalah (+16), dan jumlah elektron di setiap atomnya juga 16e⁻. Susunan belerang pada periode ketiga menunjukkan bahwa enam belas elektronnya mengelilingi inti atom, membentuk 3 lapisan, yang terakhir memiliki 6 elektron valensi. Jumlah elektron valensi belerang sesuai dengan jumlah golongan VI, di mana ia berada dalam sistem periodik.

Jadi, sulfur dapat mendonasikan keenam elektron valensi, seperti dalam kasus pembentukan sulfur oksida (VI):

2S⁰ + 3O2⁰ → 2S⁺⁶O₃⁻²

Selain itu, sebagai hasil dari oksidasi sulfur, 4e⁻ dapat diberikan oleh atomnya ke elemen lain dengan pembentukan sulfur (IV) oksida:

S⁰ + О2⁰ → S⁺4 O2⁻²

Belerang juga dapat menyumbangkan dua elektron untuk membentuk belerang (II) klorida:

S⁰ + Cl2⁰ → S⁺² Cl2⁻

Dalam ketiga reaksi di atas, belerang menyumbangkan elektron. Akibatnya, teroksidasi, tetapi pada saat yang sama bertindak sebagai agen pereduksi untuk atom oksigen O dan klorin Cl. Namun, dalam kasus pembentukan H2S, oksidasi adalah banyak atom hidrogen, karena atom hidrogenlah yang kehilangan elektron, memulihkan tingkat energi eksternal sulfur dari enam elektron menjadi delapan. Akibatnya, setiap atom hidrogen dalam molekulnya menjadi proton:

Н2⁰-2е⁻ → 2Н⁺,

dan molekul belerang, sebaliknya, direduksi, berubah menjadi anion bermuatan negatif (S⁻²): S⁰ + 2е⁻ → S⁻²

Jadi, dalam reaksi kimia dalam pembentukan hidrogen sulfida, belerang bertindak sebagai agen pengoksidasi.

Dari sudut pandang manifestasi belerang dari berbagai bilangan oksidasi, interaksi lain belerang (IV) oksida dan hidrogen sulfida juga menarik - reaksi untuk memperoleh belerang bebas:

2H₂⁺S-² + S⁺⁴О₂-² → 2H₂⁺O-² + 3S⁰

Seperti yang dapat dilihat dari persamaan reaksi, baik oksidator maupun reduktor di dalamnya adalah ion belerang. Dua anion belerang (2-) menyumbangkan dua elektronnya ke atom belerang dalam molekul belerang (II) oksida, akibatnya ketiga atom belerang tersebut tereduksi menjadi belerang bebas.

2S-² - 4е⁻ → 2S⁰ - zat pereduksi, teroksidasi;

S⁺⁴ + 4е⁻ → S⁰ - zat pengoksidasi, tereduksi.

Larutan berair H 2 S (rumus asam hidrogen sulfida) disebut juga air hidrogen sulfida atau asam hidrogen sulfida. Ini adalah salah satu asam mineral terlemah (indikator di dalamnya tidak berubah warna), terdisosiasi dalam 2 tahap:

H 2 S - H + + HS - K 1 perbedaan. ≈ 6 ∙ 10 -8

HS - - H + + S 2- K 2 perbedaan. ≈ 1 ∙ 10-14

Larutan asam hidrogen sulfida encer, konsentrasi molar maksimumnya pada 20 ° C dan tekanan atmosfer tidak melebihi 0,12 mol / l, dan derajat disosiasi pada tahap pertama adalah ~ 0,011%.

Asam hidrogen sulfida dapat bereaksi dengan logam dalam rentang tegangan hingga H 2, menunjukkan sifat pengoksidasi karena ion H +. Tetapi reaksi seperti itu dalam kondisi normal berlangsung sangat lambat karena konsentrasi ion H + yang rendah dalam larutan dan, terutama, pada permukaan logam, karena sebagian besar garam asam hidrosulfur tidak larut dalam H 2 O. Demikian pula, H 2 S bereaksi dengan oksida logam, hidroksida yang tidak larut.

Media tidak larut garam asam hidrosulfur (sulfida) diperoleh dengan interaksi belerang dengan logam atau dalam reaksi pertukaran antara larutan garam:

Na 2 S + CuSO 4 \u003d CuS ↓ + Na 2 SO 4

K 2 S + FeCl 2 \u003d FeS ↓ + 2KCl

Larut sulfida dibentuk oleh logam alkali dan alkali tanah. Mereka dapat diperoleh dengan interaksi larutan asam dengan logam atau basa. Dalam hal ini, tergantung pada perbandingan molar antara bahan awal, garam asam (hidrosulfida) dan garam medium dapat dibentuk.

H 2 S + NaOH \u003d NaHS + H 2 O (dengan kekurangan alkali)

H 2 S + 2NaOH \u003d Na 2 S + 2H 2 O (lebih dari alkali)

Dalam larutan air, garam sedang sangat terhidrolisis:

Na 2 S + HOH - NaHS + NaOH

S 2- + HOH - HS - + OH -

oleh karena itu, larutannya bersifat basa.

Sulfida logam alkali tanah dalam larutan air menurut tahap pertama, mereka dihidrolisis hampir 100% dan ada dalam bentuk garam asam terlarut:

2CaS + 2HOH \u003d Ca (HS) 2 + Ca (OH) 2

Sulfida dari beberapa logam (Al 2 S 3, Fe 2 S 3, Cr 2 S 3) di H 2 O benar-benar terhidrolisis:

Al 2 S 3 + 6 H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3 H 2 S.

Kebanyakan logam berat sulfida sangat sulit larut dalam H 2 O.

Beberapa sulfida (CuS, HgS, Ag 2 S, PbS) tidak terurai dengan larutan asam kuat. Oleh karena itu, asam hidrogen sulfida dapat menggantikan asam kuat dari larutan air garamnya yang dibentuk oleh logam-logam ini:

CuSO 4 + H 2 S \u003d CuS ↓ + H 2 SO 4

HgCl 2 + H 2 S \u003d HgS ↓ + 2HCl

Asam hidrogen sulfida di udara dioksidasi perlahan oleh oksigen dengan pelepasan belerang:

2H 2 S + О 2 \u003d 2S ↓ + 2H 2 O

Oleh karena itu, seiring waktu, solusi H 2 S menjadi keruh selama penyimpanan.

Akibat reaksi ini, hidrogen sulfida tidak terakumulasi di lapisan atas air Laut Hitam, yang mengandung banyak oksigen terlarut.

Asam hidrogen sulfida, seperti hidrogen sulfida, adalah zat pereduksi kuat dan dioksidasi oleh zat pengoksidasi yang sama seperti H 2 S, dengan pembentukan produk serupa.

Sulfida logam berat memiliki berbagai warna cerah dan digunakan untuk mendapatkan cat mineral yang digunakan dalam lukisan.

Sifat penting sulfida adalah oksidasi mereka dengan oksigen selama pemanggangan. Reaksi ini digunakan dalam metalurgi untuk mendapatkan logam non-besi dari bijih sulfida:

2CuS + 3O 2 - 2CuO + 2SO 2

Ketika sulfida dari logam aktif dipanggang, SO2 yang dihasilkan dan oksida logam dapat bereaksi satu sama lain membentuk garam asam sulfat.