Сероводород

СЕРОВОДОРОД Н₂S, мод. м. 34,082; бесцв. газ с резким запахом тухлых яиц; молекула Н₂ S имеет угловую форму, длина связи S —H 0,1336 нм, угол HSH 92,06°, m 0,34·10^-29 Кл·м; плотн. 1,538 г/л (25 °С); 34,23 Дж/(моль·К); -20,50 кДж/моль; 205,68 Дж/(моль·К); энергия диссоциации 724,0 кДж/моль; t_крит 100,4°С, р_крит 9,01 МПа, d_крит 0,349 г/см³. Легко сжижается в бесцв. жидкость, напр. при 0°С и давлении 1,02 МПа; для жидкого H₂S: т. кип. - 60,35 °С, плотн. 0,938 г/см³ (-81 °С), 0,964 г/см³ (- 60 °С), 68,0 Дж/(моль · К) (200 К), ур-ние температурной зависимости давления пара lgp(MM рт. ст.) = — 1538,5/T+ + 26,826 + 9,08lgT- 6,448T (195Т350 К), 18,7 кДж/моль (- 60,35 °С); e 8,04.

С. затвердевает в бесцв. кристаллы кубич. сингонии, при - 146,95 °С претерпевает фазовый переход второго рода (при -169,5°С а = 0,580 нм, z = 4, пространств. группа Ра3), ниже —169,65 °С переходит в тетрагон. форму, DH перехода 1,53 кДж/моль; т. пл. — 85,7 °С, плотн. твердого H₂S 1,217 г/см³ (-195 °С), 1,12 г/см³ (- 86 °С);2,38 кДж/моль; ур-ния температурной зависимости давления пара lgp(мм рт. ст.) = - 1080,6/Г+ 7,880 (163Т188 К), lgp(мм рт. ст.) = - 1175,3/74 8,501 (128Г142 К).

При обычной т-ре С. устойчив, в вакууме начинает диссоциировать выше 500 °С, при ~ 1690°С полностью разлагается. Р-римость газообразного H₂S в воде (% по массе, 0,1 МПа): 0,694 (0°С), 0,378 (20 °С), 0,232 (40 °С), 0,076 (80 °С); или 4,37 (О °С) и 2,91 (20 °С) объемов Н₂ S на 1 объем воды. Водный р-р С.-сероводородная к-та-слабая к-та (K₁ = 9,5·10^-8, K₂ = 1·10^-14), образующая соли-сульфиды и гидросульфиды (см. Сульфиды неорганические). Известен клатрат Н₂S · 6Н₂О. Лучше, чем в воде, С. раств. в орг. р-рителях; напр., в одном объеме этанола раств. 17,89 (0°С) и 7,42 (20 °С) объемов H₂S.

Электролитич. диссоциация жидкого Н, S (2H₂S H₃S⁺ + SH^- ) ничтожно мала (К = 3· 10^-33); жидкий С. смешивается с СС1₄ во всех соотношениях, растворяет мн. углеводороды; также раств. AsCl₃, РС1₅, SbCl₃ и др. хлориды неметаллов, подвергая их сольволизу, не раств. типичные соли-NaCl и т.п.

С.-сильный восстановитель. При натр. на воздухе постепенно окисляется, при ~ 250 °С воспламеняется. Горит, при избытке О₂ образует SO₂ и воду, при недостатке-S и воду (пром. способ получения S). С. легко окисляется в водном р-ре кислородом, галогенами; на восстановлении I₂ до HI в р-ре основано определение H₂S методом иодометрии. Сильные окислители (HNO₃, Cl₂) окисляют С. до Н₂SO₄. С. взаимод. с большинством металлов и их оксидов при натр. в присут. влаги и воздуха с образованием сульфидов металлов. С олефииами, спиртами, хлорароматич. соединениями, эпоксидами дает тиолы, с нитрилами -тиоамиды. Др. соед. S с водородом -сульфоны H₂S_x.

В природе H₂S встречается гл. обр. в месторождениях нефти и прир. газа, а также в вулканич. газах и водах минер. источников; он растворен в глубоких (ниже 150-200 м) слоях воды Черного моря (концентрация С. у дна достигает 11-14 мл/л). С. постоянно образуется в природе при разложении белковых в-в.

В пром-сти С. получают как побочный продукт при очистке нефти, прир. и пром. газов. Осн. методы очистки этих газов с получением С.-моноэтаноламиновый, вакуум-карбонатный, содовый. Принципиальная схема выделения С. из прир. и пром. газов заключается в следующем: газ вводится в ниж. часть абсорбера, к-рый сверху орошается р-ром абсорбента, затем насыщенный H₂S р-р поступает в отгонную колонну, где при нагр. горячим паром происходит десорбция С. из р-ра. В лаборатории С. получают действием Н₂ SO₄ на FeS; м. б. получен из Н₂ и паров S при 500-600 °С в присут. катализатора (пемза); удобный метод получения H₂S-нагревание серы с парафином.

С. применяют в осн. для произ-ва S и H₂SO₄. Его используют также для получения разл. сульфидов (в частности, сульфидов и гидросульфидов Na, NH₄ ), сераорг. соед. (тиофены, тиолы и т. п.), тяжелой воды, для приготовления лечебных сероводородных ванн, в аналит. химии для осаждения сульфидов металлов. H₂S м. б. рабочим в-вом мол. газовых лазеров. Взрывоопасен, КПВ в воздухе 4,5-45,5% по объему.

С. токсичен, поражает слизистые оболочки, дыхат. органы, ПДК в воздухе рабочей зоны 10 мг/м³, в атм. воздухе 0,008 мг/м³. При концентрации С., напр. 6 мг/м³, уже через 4 ч появляются головные боли, слезотечение. С. отравляет окружающую среду. Он содержится в горючих газах (прир. нефтепереработки, генераторный, коксовый) и отходящих газах (в произ-ве вискозы, хвостовые газы в произ-ве S). О методах очистки пром. газов от С. см. Газов очистка.

И. Н. Один.