В этой статье мы рассмотрим получение сероводорода из серы. Подробнее разберем физические и химические свойства данного вещества.

Строение

Для того чтобы проанализировать основное получение сероводорода, необходимо выяснить особенности его строения. В составе данного вещества содержатся один атом серы и два водорода. Они являются неметаллами, поэтому между элементами образуются В сероводороде угловое строение. Между серой и водородом образуется угол в 92 градуса, что чуть меньше, чем в воде.

Физические свойства

Запах сероводорода, напоминающий тухлые яйца, знаком всем. При нормальных условиях данное вещество находится в газообразном состоянии. Оно не имеет цвета, плохо растворимо в воде, ядовито. В среднем при 20 градусах по Цельсию в воде будет растворяться 2,4 объема сероводорода. У сероводородной воды выявлены незначительные диссоциация вещества протекает ступенчато. Ядовитый сероводород опасен даже в незначительных дозах. Содержание в воздухе около 0,1 процента сероводорода приводит к параличу дыхательного центра с потерей сознания. Например, легендарный естествоиспытатель Плиний Старший погиб в 79 веке до нашей эры именно от сероводорода, который образовывался при извержении Везувия.

Причина отравляющего действия сероводорода в его химическом взаимодействии с гемоглобином крови. Железо, содержащееся в этом белке, образует сульфид с сероводородом.

Предельно допустимой концентрацией в воздухе сероводорода считается 0,01 мг/л. В качестве противоядия используется вдыхание чистого кислорода либо воздуха, в составе которого есть незначительное количество хлора.

Работа с сероводородом предполагает соблюдение определенных правил безопасности. Все эксперименты, касающиеся данного газообразного вещества, осуществляются в герметичных приборах и вытяжных шкафах.

Способы получения сероводорода

Каково получение сероводорода в лаборатории? Самым распространенным вариантом является взаимодействие водорода с серой. Данная химическая реакция относится к соединению, проводится в вытяжном шкафу.

Кроме того, получение сероводорода возможно и при обмене между твердым сульфидом железа (2) и раствором серной либо соляной кислоты. Чтобы получить такой результат, в пробирку достаточно взять несколько кусков сульфида, не превышающих по размеру горошину. Далее в пробирку (до половины объема) добавляют раствор кислоты, закрывают газоотводной трубкой. Прибор помещают под вытяжку, пробирку нагревают. Химическое взаимодействие сопровождается выделением пузырьков газа. Такое получение сероводорода позволяет создавать количество вещества, достаточное для рассмотрения его химических свойств.

Какие еще бывают способы? В лаборатории допускается получение сероводорода путем взаимодействия металлического железа (под вытяжкой) с кристаллической серой, с последующим взаимодействием сульфида с серной кислотой.

Химические свойства

Сероводород взаимодействует с кислородом воздуха, горит он голубоватым цветом. В случае полного сгорания продуктами реакции являются (4) и вода. Учитывая, что печной газ является кислотным оксидом, в растворе он образует слабую окрашивающую синюю в красный цвет.

В случае недостаточного количества сероводорода образуется кристаллическая сера. Данный процесс считается промышленным способом получения из сероводорода чистой серы.

У данного химического вещества выявлены и отличные восстановительные способности. Они проявляются, к примеру, при взаимодействии с солями, галогенами. Для того чтобы провести в лабораторных условиях подобную реакцию, в пробирки с хлором и бромом наливают раствор сероводорода, наблюдают обесцвечивание. В качестве продукта реакции наблюдают образование кристаллической серы.

При химической реакции сероводорода с водой происходит образование катиона гидроксония Н3О+.

Сероводород способен образовывать два вида соединений: сульфиды (средние соли) и гидросульфиды

У щелочных и щелочноземельных металлов сульфиды являются бесцветными соединениями. У тяжелых металлов (меди, никеля, свинца) они имеют черный цвет. Сульфид марганца обладает розовым цветом. Многие соли не растворяются в воде.

Качественной реакцией на сульфиды считают взаимодействие с раствором сульфата меди (2). Продуктом подобного взаимодействия будет выпадение черного осадка сульфида меди (2).

Заключение

В природе это вещество находится в минеральных источниках, вулканических газах. Данное соединение является продуктом гниения животных и растительных организмов, его отличает характерный запах сероводорода. Природные сульфиды обнаружены в составе редких металлов, в металлургии из них получают соответствующие элементы. Важно помнить и о том, что сероводород является сильным отравляющим веществом.

Сероводородная кислота. Сероводород встречается в природе в месторождениях нефти и газа, в водах минеральных источников, он растворен в глубоких слоях (ниже 150 - 200 м) Черного моря. Применяют сероводород в производстве серы и серной кислоты, различных химических веществ, тяжелой воды, для приготовления лечебных ванн, в аналитической химии. Токсичен.

Современная энциклопедия . 2000 .

Смотреть что такое "СЕРОВОДОРОД, H2S" в других словарях:

сероводород H 2 S - сероводород H2S: Бесцветный ядовитый газ, имеющий запах тухлых яиц; Источник: СТО Газпром 5.12 2008: Газ горючий природный. Определение серосодержащих компонентов хроматографическим методом … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

СЕРОВОДОРОД - СЕРОВОДОРОД, H2S (молекулярный вес 34,07), бесцветный газ с характерным запахом тухлых яиц. Литр газа при нормальных условиях (0°, 760 мм) весит 1,5392 г. Темп, кипения 62°, плавления 83°; С. входит в состав газообразных выделений… … Большая медицинская энциклопедия

- (H2S), бесцветный, ядовитый газ с запахом тухлых яиц. Образуется в процессах гниения, содержится в сырой нефти. Получают действием серной кислоты на сульфиды металлов. Используется в традиционном КАЧЕСТВЕННОМ АНАЛИЗЕ. Свойства: температура… … Научно-технический энциклопедический словарь

Сероводород … Википедия

СЕРОВОДОРОД И СУЛЬФИДЫ - см. СЕРОВОДОРОД И СУЛЬФИДЫ (H2S, NaHS, NH4)2S, Fe2S3, PbS и др). Сероводород и сульфиды присутствуют в природных водах в небольших количествах и образуются при разложении органических веществ. Они содержатся в сточных водах коммунально бытового… … Болезни рыб: Справочник

- (сернистый водород) H2S, бесцветный газ с запахом тухлых яиц; tпл?85,54 .С, tкип?60,35 .С; при 0 .С сжижается под давлением 1 МПа. Восстановитель. Побочный продукт при очистке нефтепродуктов, коксовании угля и др.; образуется при разложении… … Большой Энциклопедический словарь

Бесцветный ядовитый газ H2S с неприятным специфическим запахом. Обладает слабокислотными свойствами. 1 л С. при t 0 °C и давлении 760 мм составляет 1,539 г. Встречается в нефтях, в природных водах, в газах биохимического происхождения, как… … Геологическая энциклопедия

H2S бесцветный газ с характерным запахом тухлых яиц; плотн. 1,538 кг/м3. С. легко сжижается, например при О °С под давлением 1 МПа; (кип 60,38 °С. Хорошо растворяется в воде с образованием слабой сероводородной кислоты H2S. В природе С.… … Большой энциклопедический политехнический словарь

H2S, то же, что Сернистый водород … Большая советская энциклопедия

H2S, бесцв. газ с запахом тухлых яиц; tnл 85,7 °С, tnл 60,35 °С; при О °С сжижается под давлением 1 МПа. Восстановитель. Побочный продукт при очистке нефтепродуктов, коксовании угля и др.; образуется при разложении белковых в в. Содержится в нек… … Естествознание. Энциклопедический словарь

В атмосфере водорода, можно почувствовать неприятный запах протухших яиц. Это водород вступил в химическую реакцию с серой и образовался сероводород H 2 S. Этот запах можно почувствоват, если ехать мимо шельфа Чёрного моря. На глубине 150 м и глубже море имеет повышенную концентрацию сероводорода. Сероводород выходит наружу на мелководье. Он ядовит, поэтому что на глубине уже 150 м практически нет жизни.

Необходимо помнить, что сероводород – опасный и ядовитый газ, вызывающий поражение дыхательных путей. Смертельный исход может наступить при концентрации сероводорода в воздухе 1,2…2,8 мг/л. Опыты с сероводородом необходимо проводить только на открытом воздухе или под вытяжкой.

Человеческий организм способен улавливать молекулы сероводорода в воздухе уже при концентрации 0,0000001 мг/л. Но если пребывать в атмосфере этого газа достаточно долго, то, не смотря на концентрацию сероводорода в воздухе, наступает паралич обонятельного нерва, что влечёт отсутствие какого-либо дальнейшего ощущения газа.

Наличие сероводорода в воздухе можно легко определить путём влажной бумаги, которая смочена в специально приготовленном свинцовом растворе, то есть использовать растворимую соль свинца (кстати, соли свинца - тоже ядовиты!) в качестве индикатора. При взаимодействии сероводорода из воздуха с влажной бумагой (а точнее с раствором соли свинца) на бумаге постепенно будет появляться черный осадок. С химической точки зрения – это сульфид свинца PbS – нерастворимая соль свинца.

Конечно, нерастворимая – сильно сказано, на самом деле растворима, но в определенных растворителях, правильнее сказать – слабодисоциируемая в исходном растворе. Таким образом, легко определить присутствие сероводорода, например в яйцах, мясе.

Получение сероводорода

Получение сероводорода

Сероводород H 2 S в лабораторных (и домашних) условиях можно получить путём воздействия на сульфид железа FeS соляной кислотой HCl. Реакция будет сопровождаться интенсивным выделением газа – сероводорода. Реакция будет происходить так:

FeS + 2HCl→ H2S + FeCl2

например, для опытов дома не представляет никаких сложностей. Для этого можно использовать обыкновенный парафин от свечи. Для этого нам понадобится парафин, порошок мелкоизмельчённой серы и газовая горелка. Нужно расплавить в фарфоровой чашке (желательно в фарфоровой) около 25 г парафина и добавить туда порошок серы 15 г. После расплавления убираем горелку и даём постепенно смеси остывать, при этом необходимо помешивать получаемый раствор. Теперь, когда смесь застыла, её можно измельчить. Всё готово для получения сероводорода .

Итак, получим сероводород, для чего возьмём немного измельчённой смеси и будем медленно её нагревать, предварительно поместив смесь в пробирку с газоотводной трубкой. Нагревать нужно до температуры 170 0 С и больше. Получение сероводорода можно контролировать путём повышения или уменьшения температуры: сероводород выделяется более интенсивно при повышении температуры, при уменьшении температуры – меньше или совсем прекращается.
Так вот, в процессе химической реакции парафин (а именно водород, находящийся в парафине) взаимодействует с серой, при этом выделяется сероводород и образуется углерод.
Реакция протекает так.

H 2 S– бесцветный газ с запахом тухлых яиц, плотностьH 2 Sв 1,19 раза выше плотности воздуха, поэтому он скапливается на пониженных участках (устьевые шахты и амбары для хранения БР).

H 2 Sобразует взрывоопасную смесь с воздухом в концентрации от 4,3 до 45% (метан в концентрации от 5 до 15%). Температура воспламененияH 2 S500 O F(260 O C), метана – 1000 O F(538 O C).H 2 Sгорит синим пламенем, при этом выделяется другой токсичный газ –SO 2 .H 2 Sхорошо растворяется в пресной воде, образуя слабую сероводородную кислоту.

Опасные свойства h2s

Наиболее опасное свойство H 2 S– это токсичность (таблица).

Кроме того, H 2 Sможет вызывать сильную коррозию. Признаками такой коррозии являются точечная коррозия и растрескивание под действием напряжений, ведущие к эрозии и разрушению труб.

Обнаружение и определение содержания h2s

Наличие H 2 Sв воздухе определяют с помощью электронных датчиков непрерывного контроля высокой чувствительности (регистрируютH 2 Sпри массовой доле 0,0001% и менее). При этом решающее значение имеет правильное размещение датчиков.

Отбор и анализ проб БР начинают за 50 м до вскрытия H 2 S-содержающего пласта.

Растворяясь в воде, H 2 Sдиссоциирует в два этапа с образованием гидросульфид- и сульфид-ионов:

I: H 2 S -> H + + HS - (pH = 4÷11)

II: HS - -> H + + S -- (pH > 11)

Так как pH> 11 в БР почти не бывает, то относительно «безобидные» сульфиды практически отсутствуют, а водорастворимые гидросульфиды могут снова превратиться вH 2 S:

HS - + H + ↔ H 2 S

Для обнаружения H 2 Sв БР используют «свинцовую» бумагу, т.е. полоски фильтровальной бумаги, пропитанныеPb(CH 3 COO) 2:

Pb(CH 3 COO) 2 + H 2 S -> PbS + 2CH 3 COOH

при этом бумага темнеет. Но этот метод позволяет только фиксировать наличие H 2 Sи сульфидов. Наиболее удобен газоанализатор Гаррэта, позволяющий определить весь объемH 2 Sи сульфидов, а также оценить эффективность поглотителяH 2 S. Если в фильтрате не обнаружено водорастворимых сульфидов, значитH 2 Sполностью удален из БР.

Влияние h2s на свойства бр и металл

Основные признаки поступления H 2 Sв БР:

понижение pH;

увеличение вязкости до нетекучести и фильтрации (коагуляция);

сближение значений СНС за 1 и 10 мин;

высокая адгезия глинистой корки, сальникообразование, приводящее к прихвату;

почернение бурильных труб, которое легко удаляется ветошью, смоченной дизтопливом.

Как уже отмечалось, H 2 Sобладает высокой коррозионной активностью. Особенно опасно водородное «охрупчивание» металла. При «охрупчивании» образующийся в результате диссоциации сероводорода в воде атомарный водород диффундирует внутрь металла, резко изменяя его свойства. Повреждения металла при этом не имеют никаких внешних признаков и происходят не сразу. Существует так называемый инкубационный период, достигающий в зависимости от прочности стали и массовой долиH 2 Sдо 10000 часов. Затем внезапно наступает разрушение металла, при этом слом – пиловидный.

Нейтрализация h2s в буровом растворе

Химические реагенты, применяемые для нейтрализации (удаления) всех сульфидов, содержащихся в растворенном виде (H 2 S, ионыHS - иS --) называются «поглотителями сероводорода).

Идеальный поглотитель H 2 Sдолжен отвечать следующим требованиям:

реакция должна быть полной, кратковременной и прогнозируемой; продукты реакции всегда должны оставаться инертными для БР;

быть эффективным для различных химических и физических параметров БР;

избыточное количество поглотителя не должно отрицательно влиять на свойства БР;

сам поглотитель и продукты его реакции не должны оказывать коррозирующего действия;

быть не токсичным.

Ни один из существующих поглотителей не может считаться идеальным. Но ряд химических реагентов могут применяться в качестве эффективных поглотителей H 2 S. Большинство из них обеспечивают удаление сульфидов из БР в результате образования нерастворимого осадка (водонерастворимого сульфида).

Hydrogen Sulphide (H2S) – сероводород – опасный природный газ, с которым можно столкнуться в нефтегазовой промышленности. Проще говоря, на буровых платформах и местах хранения нефти, как offshore, так и onshore. Нас больше интересует оффшор. И здесь делаю дополнение, что под риск попадают не только те, кто работают на платформах, но и те, кто их обслуживает: суда снабжения, якорезаводки, даже те, кто проводят работы на нефтяных полях (DSV, ROV), FPSO и т.д. Знать свойства H2S и проводить подготовки должным образом – жизненно необходимо.

И так, H2S токсичен .

H2S газ, после того, как его вдохнул человек, попадает в лёгкие, далее переносится кровью и парализует нервные центры мозга, которые отвечают за дыхание. Человек умирает от удушья, поскольку лёгкие прекращают работать, что неминуемо ведёт к отмиранию тканей.

- H2S присущ характерный запах .

По запаху H2S напоминает тухлые яйца (rotten eggs). От сюда этот газ ещё называют “Rotten Egg gas” или “sour gas”. Однако этот запах можно распознать только при низкой концентрации. В средней и высокой концентрации H2S притупляет обоняние и запах невозможно распознать. Поэтому не следует доверять своему носу в попытках определить присутствие сероводорода.

- H2S бесцветный газ.

И этот факт делает H2S газ ещё более опасным. Зрительно этот газ определить нельзя.

- H2S тяжелее воздуха .

Удельный вес H2S относительно воздуха составляет 1,189, что означает, что H2S тяжелее воздуха на 20% и во время утечки при отсутствии ветра он будет стелиться внизу. Таким образом, более безопасным местом, в таком случае, будет считаться мостик (если говорить о судне), где и назначают место сбора во время H2S тревоги.

- H2S взрывоопасен .

При определенной концентрации H2S становится взрывоопасным. Верхняя и нижняя границы этой концентрации соответственно 4,3% – 46%.

- H2S воспламеняемый .

Продуктом горения H2S является также опасный газ – SO2. Однако SO2 тяжелее, чем H2S, и соответственно тяжелее воздуха.

- H2S растворим в воде .

В результате комбинации H2S и воды получается кислота. Что объяснят ощущение жжения в области глаз у людей, в случаях утечки H2S.

- H2S является коррозийным .

H2S разъедает железо, сталь, латунь с высоким содержанием цинка, природный каучук и даже некоторые виды пластика.

- H2S переносится ветром .

Ветер может подхватить H2S газ и переносить его даже вертикально вверх (если из-за конструктивных особенностей объектов ветер приобретает такую направленность). Во время опасности утечки H2S, правильным будет уходить от места утечки против ветра.

Теперь поговорим о единицах измерения и вреде H2S при разных концентрациях.

H2S измеряется в ppm (parts per million). И переход от ppm к % следующий:

1 ppm = 0.0001% 10 ppm = 0.001% 100 ppm = 0.01% 1000 ppm = 0.1% 10000 ppm = 1%

То, как долго человек может пребывать в присутствии H2S в воздухе, зависит от физиологического состояния самого человека. Безопасным считается пребывание около 8 часов в день, не более 5 дней в неделю при 10 ppm H2S.

У человека, который длительный срок подвергается воздействию H2S, наблюдаются: нарушение нормальной работы лёгких; головная боль, тошнота, депрессия, слабость; нарушение сердечно-сосудистой системы.

Признаки и опасность различных концентраций H2S.

0.13 ppm – нижний порог, при котором распознаётся запах тухлых яиц;

10 ppm – возможна головная боль, начинается болезненная чувствительность глаз;

27 ppm – верхний порог запаха. Ощущается очень сильный и неприятный запах;

20-50 ppm – ощущается боль в дыхательных путях, глазах (также слёзоточивость и чувствительность к свету) и лёгких;

100-200 ppm – пропадает обоняние;

250-500 ppm – отёк лёгких (лёгкие набираются жидкости);

500 ppm – постепенная потеря сознания;

700-1000 ppm – стремительная потеря сознания, остановка дыхания с последующим летательным исходом;

1000 ppm и выше – смерть.

И следует упомянуть, что смерть от отравления H2S газом наступает в районе 1000 ppm, что составляет всего лишь 0,1%, а свойство взрывоопасности H2S присутствует при концентрации 4,3% – 46%. Именно по этому токсичность рассматривают как первоочередную опасность. Так как пока дело дойдёт до взрыва, уже никого может не остаться в живых.

Чтобы обезопасить себя от опасностей , связанных с H2S , нужно:

Знать, что нельзя доверять своему носу в попытках определить присутствие H2S газа;

Следовать процедурам (проводить замеры газа приборами, следовать проверочным листам);

Регулярно проверять фиксированные и портативные газ детекторы;

Портативные газ детекторы не должны находиться в кармане во время работы в потенциально опасных местах;

Портативные газ детекторы должны подавать визуальное и звуковое оповещение при концентрации H2S в 10ppm и выше;

Уметь надевать дыхательный аппарат в течение 30 секунд;

Запрещено проводить поиково-спасательные операции в дыхательных аппаратах, предназначенных только для покидания мест (предназначенные на 10-15 минут использования) с содержанием H2S в воздухе. Для поиска и спасения должны быть специальные дыхательные аппараты продолжительного использования.

Оказание первой помощи:

Как можно скорее переместить пострадавшего в безопасное место;

Если пострадавший без сознания, то сделать искусственное дыхание и непрямой массаж сердца;

Если пострадавший в сознании, то проводить меры по необходимости (кислород для облегчения дыхания, промыть глаза в течение 10-15 минут, если ощущается боль);

Снять одежду, которая могла пропитаться H2S газом (например, если человек потел, и одежда влажная). При раздражении кожи, также промыть участки кожи под струёй воды (при необходимости предоставить душ) в течение 10-15 минут.

Здесь отдельный акцент сделаю на том, что мы упомянули, что носу доверять нельзя. А что же тогда может послужить индикатором? Газ детектор – это понятно, но если он неисправен или отсутствует? Мы говорили, что H2S в соединении с водой образует кислоту. Если человек вспотел, то он будет ощущать дискомфорт (раздражение кожи, чесаться), также ощущается жжение в области глаз. Поэтому Ваше собственное тело или люди вокруг могут послужить тем верным индикатором, который укажет на опасность.

С уважением Евгений Богаченко