128. Sirovodík. Sulfidy. Obecná chemie

Při vysokých teplotách reaguje síra s vodíkem za vzniku sirovodíku.

V praxi se sirovodík obvykle získává působením zředěných kyselin na sirné kovy, například sulfid železa:

Sirovodík je bezbarvý plyn s charakteristickým zápachem hnijících bílkovin. Je o něco těžší než vzduch, zkapalňuje se při -60,3 °C a tuhne při -85,6 °C. Na vzduchu sirovodík hoří modravým plamenem za vzniku oxidu siřičitého a vody:

Pokud do plamene sirovodíku vložíte nějaký studený předmět, například porcelánový hrnek, teplota plamene výrazně klesne a sirovodík oxiduje pouze na volnou síru, která se na hrnku usazuje jako žlutý povlak:

Sirovodík je vysoce hořlavý; jeho směs se vzduchem exploduje. Sirovodík je velmi jedovatý. Dlouhodobé vdechování vzduchu obsahujícího tento plyn, a to i v malém množství, způsobuje těžkou otravu.

Při teplotě 20 °C se v jednom objemu vody rozpustí 2,5 objemu sirovodíku. Roztok sirovodíku ve vodě se nazývá sirovodíková voda. Pokud je sirovodíková voda ponechána na vzduchu, zejména na světle, brzy se zakalí uvolněnou sírou. K tomu dochází v důsledku oxidace sirovodíku atmosférickým kyslíkem (viz předchozí reakce). Roztok sirovodíku ve vodě má kyselé vlastnosti.

Sirovodík je slabá dvojsytná kyselina. Disociuje postupně, zejména v prvním stupni:

Druhá fáze disociace

vyskytuje se ve velmi malé míře.

Sirovodík je silné redukční činidlo. Při působení silných oxidačních činidel se oxiduje na oxid siřičitý nebo kyselinu sírovou; hloubka oxidace závisí na podmínkách: teplotě, pH roztoku, koncentraci oxidačního činidla. Například reakce s chlorem obvykle probíhá za vzniku kyseliny sírové:

Sirovodík se přirozeně vyskytuje v sopečných plynech a v minerálních pramenitých vodách. Vzniká také při rozkladu bílkovin z uhynulých zvířat a rostlin a také při hnití potravinového odpadu.

Střední soli sirovodíku se nazývají sulfidy. Lze je získat různými způsoby, včetně přímého spojení kovů se sírou. Smícháním například železných pilin se sirným práškem a zahřátím směsi na jednom místě můžete snadno vyvolat reakci železa se sírou, která pak probíhá samostatně a je doprovázena uvolněním velkého množství tepla;

Mnoho sulfidů lze získat reakcí sirovodíku s ve vodě rozpustnými solemi odpovídajících kovů. Například když se sirovodík nechá projít roztokem nějaké měďnaté soli, objeví se černá sraženina sulfidu měďnatého.

nebo v iontově-molekulární formě:

Přestože se během reakce tvoří kyselina, CuS se sráží: sulfid měďnatý se nerozpouští ani ve vodě, ani ve zředěných kyselinách. Pokud však sirovodík působí na roztok jakékoli železnaté soli, sraženina se netvoří – sulfid železnatý je nerozpustný ve vodě, ale rozpouští se v kyselinách. Tento rozdíl je dán tím, že součin rozpustnosti CuS je mnohem menší než součin rozpustnosti FeS (viz tabulka 16 na str. 242). Interakce sulfidů kovů s kyselinami je podrobněji popsána v § 91.

Některé sulfidy jsou rozpustné ve vodě, například Na₂S a K₂S. Je zřejmé, že je nelze získat ze solí odpovídajících kovů působením sirovodíku nebo jiných sulfidů.

Rozdíly v rozpustnosti sulfidů se používají v analytické chemii pro postupné srážení kovů z roztoků jejich solí.

Sulfidy, jako soli velmi slabé kyseliny, podléhají hydrolýze. Například Na₂S se po rozpuštění ve vodě téměř úplně hydrolyzuje za vzniku kyselé soli, hydrogensulfidu sodného:

Stříbrné a měděné předměty na vzduchu a ve vodě obsahující sirovodík zčernají. Děje se to proto, že jsou pokryty povlakem odpovídajícího sulfidu. V tomto případě je oxidačním činidlem kyslík, který je ve vzduchu nebo rozpuštěn ve vodě:

Když se roztok jakéhokoli sulfidu, například sulfidu sodného, protřepe se sírou, tato se v něm rozpustí a po odpaření se získá zbytek obsahující kromě sulfidu sodného také sloučeniny s vysokým obsahem síry – od Na₂S₂ do Na₂S₅Takové sloučeniny se nazývají polysulfidy nebo polysulfidové kovy.

Mezi sulfidy existuje mnoho sloučenin s proměnlivým složením. Například sulfid železitý může mít složení od FeS_1.01 na FeS_1.14.

Přírodní sulfidy tvoří základ rud neželezných a vzácných kovů a jsou široce používány v metalurgii. Některé z nich slouží také jako suroviny pro výrobu kyseliny sírové. Pro tyto účely se používá i přírodní polysulfid, pyrit železitý (FeS).₂ (viz odstavce 126 a 129). Sulfidy alkalických kovů a kovů alkalických zemin se používají v chemickém a lehkém průmyslu. Na₂S, CaS a BaS se používají v činění k odstraňování chloupků z kůže. Sulfidy kovů alkalických zemin, zinku a kadmia slouží jako základ pro luminofory (viz str. 604). Některé sulfidy mají polovodičové vlastnosti a používají se v elektronice.

Více než 800 000 knih a audioknih!

Dostat 2 měsíce předplatného Litres jako dárek a užívejte si neomezené čtení