硫化氫

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硫化氢
IUPAC名
Hydrogen sulfide
别名 氢硫酸
识别
CAS号 7783-06-4
RTECS MX1225000
性质
化学式 H2S
摩尔质量 34.082 g·mol⁻¹
精确质量 33.987720754 g mol-1
外观 无色气体
密度 1.363 g/L
熔点 -82.30 °C (190.85 K)
沸点 -60.28 °C (212.87 K)
溶解性 0.25 g/100 mL (40 °C)
pKa 6.89
12.9
折光度n
D
1.000644 (0 °C) [1]
结构
分子构型 角形
偶极矩 0.97 D
热力学
ΔfHmo298K -20.599 kJ mol-1
热容 1.003 J K-1 g-1
危险性
警示术语 R:R12, R26, R50
安全术语 S:S1/2, S9, S16, S36, S38, S45, S61
欧盟编号 016-001-00-4
欧盟分类 極易燃 (F+)
劇毒 (T+)
危害環境 (N)
主要危害 劇毒,可燃
NFPA 704
NFPA 704.svg
4
4
0
 
闪点 -82.4 °C
自燃温度 300 °C
爆炸極限 4.3–46%
相关物质
相关氢化物 硒化氢碲化氢钋化氢
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

硫化氫是一种无机化合物化學式為H2S。正常情況下是一種無色、易燃酸性氣體,濃度低時帶惡臭,氣味如臭;濃度高時反而沒有氣味(因为高浓度的硫化氢可以麻痺嗅觉神经)。它能溶于水,0 °C时1摩爾水能溶解2.6摩爾左右的硫化氢。硫化氢的水溶液叫氢硫酸,是一种弱酸,当它受热时,硫化氢又从水里逸出。硫化氢是一種急性劇毒,吸入少量高濃度硫化氫可於短時間內致命。低濃度的硫化氫對呼吸系統中樞神經都有影響。

分佈[编辑]

硫化氫自然存在於原油天然氣火山氣體和溫泉之中。少量的硫化氫在原油中、但天然氣可以包含高達90%硫化氫。它也可以在細菌分解有機物的過程中產生。人體釋放出的含有極小量(少於屁成分的1%)的硫化氢。

化學性質[编辑]

硫化氫比空氣稍重,硫化氫和空氣的混合物极易爆炸。硫化氫和氧氣燃燒會產生藍色火焰,形成二氧化硫。在一般化学反应里,硫化氫是一种還原劑,如硫化氫可與二氧化硫反應形成單質硫和水。

\rm SO_2 + 2H_2S \longrightarrow 3S + 2H_2O

工业上可以用此反应制造高纯度硫磺

硫化氫可微溶於水,形成弱酸,称为“氢硫酸”。其水溶液包含了氢硫酸根HS-(在摄氏18度、浓度为0.01-0.1摩/公升的溶液里,pKa = 6.9)和离子硫S2-(pKa = 11.96)。一开始清澈的氢硫酸置放一段时间后会变得混浊,这是因为氢硫酸会和溶解在水中的氧起缓慢的反应,产生不溶于水的单质硫。

硫化氢和金属离子接触会形成硫化金屬,硫化金屬往往是深暗色的。用於檢測硫化氫的醋酸鉛紙和硫化氢的气体接触时会產生灰色的硫化鉛(II)。硫化金屬與強酸反應时则会释放出硫化氫。

此外,氣態硫化氫和濃硝酸接觸时會发生爆炸。與反應则形成硫醇

硫化氫是酸性的,它與及一些金屬(如)有化學反應。例如:硫化氫和接觸後,會產生黑褐色的硫化銀,如果气存在反应趋势更大:

\rm H_2S + 2Ag \longrightarrow Ag_2S + H_2 \uparrow

该反应能够进行的原因是硫化银的生成自由能负值很大,增大了正方向反应的趋势。

含有硫化氢的温泉对皮肤病有一定疗效。

制取[编辑]

实验室一般使用

\mathrm{FeS+2HCl \longrightarrow FeCl_2+H_2S}

来制取硫化氢。
也可以用

\mathrm{FeS+H_2SO_4 \longrightarrow FeSO_4+H_2S}

但还有一个更加简单的方法,硫化铝(白色)的水解[2]

\mathrm{6H_2O+Al_2S_3=3H_2S+2Al(OH)_3}

此方法是利用了活泼金属(碱金属除外)硫化物的水解硒化铝(灰色)和碲化铝(暗灰色)也能和水迅速反应,生成硒化氢碲化氢

相對濃度危險度[编辑]

濃度(单位:ppm 反應
1,000 - 2,000 (0.1 - 0.2%) 短時間內死亡
600 一小時內死亡
200 - 300 一小時內急性中毒
100 - 200 嗅覺麻痺
50 - 100 氣管刺激、結膜炎
0.41 嗅到難聞的氣味
0.00041 人開始嗅到臭味

参考文献[编辑]

  1. ^ Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8
  2. ^ 《无机化学》丛书.第二卷.§2.5含Al-S、Al-Se键的化合物及碲化物.P461