硫化氫

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硫化氫
IUPAC名
Hydrogen sulfide
別名 氫硫酸
識別
CAS號 7783-06-4
RTECS MX1225000
性質
化學式 H2S
摩爾質量 34.082 g·mol⁻¹
精確質量 33.987720754 g mol-1
外觀 無色氣體
密度 1.363 g/L
熔點 -82.30 °C (190.85 K)
沸點 -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]
結構
分子構型 角形
偶極矩 0.97 D
熱力學
ΔfHmo298K -20.599 kJ mol-1
熱容 1.003 J K-1 g-1
危險性
警示術語 R:R12, R26, R50
安全術語 S:S1/2, S9, S16, S36, S38, S45, S61
歐盟編號 016-001-00-4
歐盟分類 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
 
閃點 -82.4 °C
自燃溫度 300 °C
爆炸極限 4.3–46%
相關物質
相關氫化物 硒化氫碲化氫釙化氫
若非註明,所有數據均出自一般條件(25 ℃,100 kPa)下。

硫化氫是一種無機化合物化學式為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(因為高濃度的硫化氫可以麻痺嗅覺神經)。它能溶於水,0 °C時1摩爾水能溶解2.6摩爾左右的硫化氫。硫化氫的水溶液叫氫硫酸,是一種弱酸,當它受熱時,硫化氫又從水裡逸出。硫化氫是一種急性劇毒,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[編輯]

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%)的硫化氫。

化學性質[編輯]

硫化氫比空氣稍重,硫化氫和空氣的混合物極易爆炸。硫化氫和氧氣燃燒會產生藍色火焰,形成二氧化硫。在一般化學反應里,硫化氫是一種還原劑,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

工業上可以用此反應製造高純度硫磺

硫化氫可微溶於水,形成弱酸,稱為「氫硫酸」。其水溶液包含了氫硫酸根HS-(在攝氏18度、濃度為0.01-0.1摩/公升的溶液里,pKa = 6.9)和離子硫S2-(pKa = 11.96)。一開始清澈的氫硫酸置放一段時間後會變得混濁,這是因為氫硫酸會和溶解在水中的氧起緩慢的反應,產生不溶於水的單質硫。

硫化氫和金屬離子接觸會形成硫化金屬,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氫的氣體接觸時會產生灰色的硫化鉛(II)。硫化金屬與強酸反應時則會釋放出硫化氫。

此外,氣態硫化氫和濃硝酸接觸時會發生爆炸。與反應則形成硫醇

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,如果氣存在反應趨勢更大:

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

該反應能夠進行的原因是硫化銀的生成自由能負值很大,增大了正方向反應的趨勢。

含有硫化氫的溫泉對皮膚病有一定療效。

製取[編輯]

實驗室一般使用

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

來製取硫化氫。
也可以用

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

但還有一個更加簡單的方法,硫化鋁(白色)的水解[2]

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

此方法是利用了活潑金屬(鹼金屬除外)硫化物的水解硒化鋁(灰色)和碲化鋁(暗灰色)也能和水迅速反應,生成硒化氫碲化氫

相對濃度危險度[編輯]

濃度(單位: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

參考文獻[編輯]

  1. ^ Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8
  2. ^ 《無機化學》叢書.第二卷.§2.5含Al-S、Al-Se鍵的化合物及碲化物.P461