Kén-hidrogén
| Kén-hidrogén | |
|---|---|
 |
 |
| IUPAC név | Hydrogen sulfide, sulfane |
| Más nevek | Sulfuretted hydrogen |
| Azonosítók | |
| CAS-szám | [7783-06-4] |
| 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 |
| Dipólusmomentum | 0,97 D |
| Veszélyek | |
| Főbb veszélyek | Nagyon mérgező(T+), erősen gyúlékony (F+), Környezetre veszélyes (N)[1] |
| NFPA 704 |
4
4
0
|
| 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 hídrogén-tellurid |
| Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standard állapotára vonatkoznak. (25 °C, 100 kPa) |
|
A kén-hidrogén (H2S) vagy hidrogén-szulfid, hidrotionsav. Záptojás szagú, színtelen, nagyon mérgező gáz.
Tartalomjegyzék |
Keletkezése [szerkesztés]
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]
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]
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]
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.
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]
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]
- ^ a b c A kén-hidrogén (ESIS)
- ↑ Goldhaber, M.B. & Kaplan, I.R. (1975), "Apparent dissociation constants of hydrogen sulfide in chloride solutions", Marine Chemistry 3 (1): 83–104
- ↑ 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
- ↑ 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
- ↑ Sutherland-Stacey, L.; Corrie, S. & Neethling, A. et al. (2007), "Continuous measurement of dissolved sulfide in sewer systems", Water Science and Technology
- ↑ 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
