Kén-hidrogén

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Kén-hidrogén
Hydrogen-sulfide-2D-dimensions.svg Hydrogen-sulfide-3D-vdW.png
IUPAC-név Hydrogen sulfide, sulfane
Más nevek Sulfuretted hydrogen
Kémiai azonosítók
CAS-szám 7783-06-4
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet H2S
Moláris tömeg 34,082 g/mol
Megjelenés színtelen gáz
Sűrűség 1,363 g/L (gáz)
Olvadáspont −82,30 °C
Forráspont −60,28 °C
Savasság (pKa) 6,89
19±2
Kristályszerkezet
Dipólusmomentum 0,97 D
Veszélyek
Főbb veszélyek Nagyon mérgező(T+),
erősen gyúlékony (F+),
Környezetre veszélyes (N)[1]
R mondatok R12, R26, R50[1]
S mondatok (S1/2), S9, S16
S36, S38, S45, S61[1]
Lobbanáspont −82,4 °C
Rokon vegyületek
Rokon szulfidok nátrium-szulfid
nátrium-hidroszulfid
dimetil-szulfid
Rokon vegyületek H2O
hidrogén-szelenid
hidrogén-tellurid
Ha másként nem jelöljük, az adatok
az anyag standard állapotára vonatkoznak.
(25 °C, 100 kPa)

A kén-hidrogén (H2S), hidrogén-szulfid vagy dihidrogén-szulfid, hidrotionsav. Záptojás szagú, színtelen, nagyon mérgező gáz.

Keletkezése[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A természetben némely vulkáni gázban és kénes ásványvizekben fordul elő. A kéntartalmú szénvegyületek (fehérjék) rothadásakor képződik, így tehát pöcegödörben, záptojásban, stb. Képződik kis mennyiségben kén és hidrogén közvetlen egyesülése útján, például ha ként hidrogénben hevítünk. A keletkezés pillanatában hidrogén és kén egymással elég könnyen egyesülnek. A hidrogénnél erélyesebb fémek szulfidjait hígított savban oldva, kénhidrogén fejlődik. Előállítása a legutóbb említett módon történik, leggyakrabban vas-szulfidból, melyet alkalmas készülékben hígított kénsavval vagy sósavval öntenek le. A pezsgés közben kifejlődő gázt vízen átvezetjük, hogy a magával ragadt folyadékcseppeket visszatartsuk. Előállítható továbbá antimon-triszulfiddal, melyet tömény sósavval melegítünk. Ez utóbbi előállítási mód azért előnyös, mert a közönséges vas-szulfiddal előállított gáz rendesen hidrogéntartalmú, továbbá esetleg arzén-hidrogént is tartalmaz.

Jellemzése[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Tisztán előállítva színtelen, átlátszó, rendkívül kellemetlen szagú, záptojás-szagú gáz, melyet erősen lehűtve nyomás alatt folyadékká sűrűsödik. A megsűrített kén-hidrogén -62 °C-on forr. Vízben oldható; 1 térfogat 0 °C-on, ha a gáz nyomása 760 mm, 4,686 térfogatot nyel el. Közönséges hőmérsékleten kénhidrogénnel telített víz 2-3 térfogatot tartalmaz feloldva. Vizes oldata, az úgynevezett kénhidrogénvíz fontos analitikai kémlőszer, a fémek sóiban való felismerésére használatos. Valamivel nehezebb a levegőnél; sűrűsége 1,177 (levegő = 1); egy liter (0° és 760 mm. nyomású) K.-gázt 1,5228 g. Tiszta száraz állapotban nem bomlik. Hevítve legnagyobbrészt elemeire széthull. Több fém (ezüst, réz, higany) már közönséges hőmérsékletnél lassan elbontják, rohamosan a hevítéskor. Vizes oldatában a levegő oxigénjétől oxidálódik, ekkor elemi kén válik ki. Lúgok szulfidok képződése közben elnyelik. A nehézfémek sóinak oldatából szulfidokat választ le és többet savanyú oldatban is, másokat csak lúgos folyadékban. Ezen alapul a fémgyökök analitikai osztályozása.

Az emberi szervezetre mérgezőleg hat (vérméreg). Fémes tárgyak, különösen ezüst, kénhidrogénes levegőben megfeketednek; úgyszintén sötét színűre válik az ólmos festékkel fehérre festett tárgy kénhidrogénes levegőben. Mivel a kémiai analízisben gyakran használják, fejlesztésére való készülékeket számosan konstruáltak, melyek közül a leghasználtabbakat a Kipp, Deville és a Than szerkesztette készülékeket megemlítjük. A hidrogén kénnel kevéssé ismert poliszulfidokat képez.

A kén-hidrogén mint sav[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A kén-hidrogén vízben jól oldódik, mert a kén-hidrogén és a víz molekulái hidrogénkötést képezhetnek egymással. A kén-hidrogén a víznek protont is képes átadni, vagyis savként viselkedik. Vizes oldata igen gyengén savas kémhatású, savmaradékionja a hidrogén-szulfidion és a szulfidion. Sói a szulfidok.

Hidrogénszulfid[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A hidrogénszulfid vagy régiesen biszulfid HS képletű szervetlen anion (az OH analógiájára gyakran SH formában is írják). Ez a részecske a hidrogén-szulfid konjugált bázisa, de szulfidionra is képes disszociálni:

H2S → HS + H+
HS →  S2− + H+

Vizes oldatban 7-es pH alatt döntő részben hidrogén-szulfid (H2S) formájában van jelen, de 7-es pH fölött a hidrogénszulfid dominál. A szulfidion (S2−) rendkívül erős bázis, ezért csak magas pH-n, erősen lúgos közegben van jelen nagyobb mennyiségben.

Számos sója ismert, például a nátrium-hidrogénszulfid és a kálium-hidrogénszulfid. Az ammónium-hidrogénszulfidot, a „bűzbombák” egyik összetevőjét még nem állították elő tiszta szilárd anyagként. Néhány vegyület, melyet a szulfid dianion sójaként írnak le, főként hidrogénszulfidot tartalmaz. A nátrium-szulfid hidratált formájának – Na2S · 9 H2O – szerkezetét helyesebben írja le a NaSH · NaOH · 8 H2O képlet.

Három különböző helyről származó rothadó szennyvíz UV-látható spektruma. Minden esetben megfigyelhető a hidrogénszulfid 230 nm körüli elnyelése.

A hidrogénszulfid vizes oldata a 230 nm körüli ultraibolya fényt elnyeli.[2] Kutatócsoportok terepi spektrométeres mérésekkel határozták meg folyamatosan a biszulfid abszorpcióját (és így koncentrációját) az óceánban[3][4] és rothadó szennyvízben.[5] A régies biszulfid nevet össze lehet keverni az S22− vagy S–S képletű diszulfid dianionnal.

Koordinációs kémia[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A SH szoft anionos ligandum, mely számos fémionnal képez komplexet. Ilyen komplex például az arany(I)-kloridból levezethető [Au(SH)2] és a titanocén-dikloridból származó (C5H5)2Ti(SH)2.[6]

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. ^ a b c A kén-hidrogén (ESIS)
  2. Goldhaber, M.B. & Kaplan, I.R. (1975), "Apparent dissociation constants of hydrogen sulfide in chloride solutions", Marine Chemistry 3 (1): 83–104
  3. Johnson, K.S. & Coletti, L.S. (2001), "In situ ultraviolet spectrophotometery for high resolution and long-term monitoring of nitrate, bromide and bisulfide in the ocean.", Deep Sea Research 1 issue = 49: 1291–1305
  4. Guenther, E.A.; Johnson, K.S. & Coale, K.H. (2001), "Direct ultraviolet spectrophotometric determination of total sulfide and iodide in natural waters", Analytical Chemistry 73 (14): 3481–3487, DOI 10.1021/ac0013812
  5. Sutherland-Stacey, L.; Corrie, S. & Neethling, A. et al. (2007), "Continuous measurement of dissolved sulfide in sewer systems", Water Science and Technology
  6. Peruzzini, M.; de los Rios, I. and Romerosa, A. (2001), "Coordination Chemistry of transition metals with hydrogen chalcogenide and hydrogen chalcogenido ligands", Progress in Inorganic Chemistry 49: 169–543, DOI 10.1002/9780470166512.ch3
  • N. N. Greenwood – A. Earnshaw: Az elemek kémiája. Nemzeti Tankönyvkiadó, 2004., 924–926. oldal. ISBN 963-19-5255-X
  • A Pallas nagy lexikona