Šajā rakstā mēs aplūkosim sērūdeņraža ražošanu no sēra. Sīkāk apskatīsim šīs vielas fizikālās un ķīmiskās īpašības.
Ēka
Lai analizētu sērūdeņraža galveno ražošanu, ir jānoskaidro tā struktūras iezīmes. Šīs vielas sastāvs satur vienu sēra atomu un divus ūdeņraža atomus. Tie ir nemetāli, tāpēc starp elementiem veidojas kovalentās polārās saites. Sērūdeņradim ir leņķiska struktūra. Starp sēru un ūdeņradi veidojas 92 grādu leņķis, kas ir nedaudz mazāks nekā ūdenī.
Fizikālās īpašības
Sērūdeņraža smarža, kas atgādina sapuvušas olas, ir pazīstama ikvienam. Normālos apstākļos šī viela ir gāzveida stāvoklī. Tas ir bezkrāsains, slikti šķīst ūdenī, indīgs. Vidēji pie 20 grādiem pēc Celsija ūdenī izšķīdīs 2,4 tilpumi sērūdeņraža. Sērūdeņraža ūdenim ir nedaudz skābas īpašības, vielas disociācija notiek pakāpeniski. Toksisks sērūdeņradis ir bīstams pat nelielās devās. Apmēram 0,1% sērūdeņraža saturs gaisā izraisa elpošanas centra paralīzi.samaņas zudums. Piemēram, leģendārais dabaszinātnieks Plīnijs Vecākais nomira 79. gadsimtā pirms mūsu ēras tieši no sērūdeņraža, kas izveidojās Vezuva izvirduma laikā.
Sērūdeņraža toksiskās iedarbības iemesls ir tā ķīmiskā mijiedarbība ar asins hemoglobīnu. Šajā proteīnā esošais dzelzs ar sērūdeņradi veido sulfīdu.
Maksimālā pieļaujamā sērūdeņraža koncentrācija gaisā ir 0,01 mg/l. Kā pretlīdzekli tiek izmantota tīra skābekļa vai gaisa ieelpošana, kas satur nelielu daudzumu hlora.
Strādājot ar sērūdeņradi, ir jāievēro noteikti drošības noteikumi. Visi eksperimenti ar šo gāzveida vielu tiek veikti hermētiski noslēgtās ierīcēs un tvaiku nosūcējos.
Sērūdeņraža iegūšanas metodes
Kāda ir sērūdeņraža ražošana laboratorijā? Visizplatītākā iespēja ir ūdeņraža mijiedarbība ar sēru. Šī ķīmiskā reakcija ir saistīta ar savienojumu, ko veic velkmes pārsegā.
Turklāt sērūdeņraža ražošana ir iespējama arī apmaiņā starp cieto dzelzs sulfīdu (2) un sērskābes vai sālsskābes šķīdumu. Lai iegūtu šādu rezultātu, pietiek ar mēģenē uzņemt vairākus sulfīda gabalus, kas nepārsniedz zirņa izmēru. Pēc tam mēģenē pievieno skābes šķīdumu (līdz pusei tilpuma), kas noslēgta ar gāzes izplūdes cauruli. Ierīci novieto zem pārsega, mēģene tiek uzkarsēta. Ķīmisko mijiedarbību pavada gāzes burbuļu izdalīšanās. Šī sērūdeņraža ražošanaļauj izveidot vielas daudzumu, kas ir pietiekams, lai ņemtu vērā tās ķīmiskās īpašības.
Kādi citi veidi pastāv? Laboratorijā ir atļauts iegūt sērūdeņradi, reaģējot metāliskajam dzelzs (zem pārsega) ar kristālisko sēru, kam seko sulfīda reakcija ar sērskābi.
Ķīmiskās īpašības
Sērūdeņradis mijiedarbojas ar atmosfēras skābekli, tas deg zilganā krāsā. Pilnīgas sadegšanas gadījumā reakcijas produkti ir sēra oksīds (4) un ūdens. Ņemot vērā, ka krāsns gāze ir skābs oksīds, šķīdumā tā veido vāju sērskābi, pārvēršot zilu lakmusa papīru sarkanu.
Nepietiekama sērūdeņraža daudzuma gadījumā veidojas kristālisks sērs. Šis process tiek uzskatīts par rūpniecisku veidu, kā iegūt tīru sēru no sērūdeņraža.
Ir pierādīts, ka šai ķīmiskajai vielai ir arī lieliskas atveseļošanās spējas. Tie parādās, piemēram, mijiedarbojoties ar sāļiem, halogēniem. Lai veiktu līdzīgu reakciju laboratorijas apstākļos, mēģenēs ar hloru un bromu ielej sērūdeņraža šķīdumu, tiek novērota krāsas maiņa. Kā reakcijas produkts tiek novērota kristāliskā sēra veidošanās.
Sērūdeņraža ķīmiskās reakcijas laikā ar ūdeni veidojas hidroksonija katjons H3O+.
Sērūdeņradis spēj veidot divu veidu savienojumus: sulfīdus (vidējos sāļus) un hidrosulfīdus (skābes sāļus).
Sārmu un sārmzemju metālu sulfīdi ir bezkrāsainisavienojumi. Smagajos metālos (varš, niķelis, svins) tie ir melni. Mangāna sulfīdam ir rozā krāsa. Daudzi sāļi nešķīst ūdenī.
Kvalitatīva reakcija uz sulfīdiem ir mijiedarbība ar vara sulfāta šķīdumu (2). Šādas mijiedarbības rezultāts būs melnu vara sulfīda nogulsnes (2).
Secinājums
Dabā šī viela ir atrodama minerālavotos, vulkāniskās gāzēs. Šis savienojums ir dzīvnieku un augu organismu sabrukšanas produkts, tas izceļas ar raksturīgu sērūdeņraža smaržu. Dabiskie sulfīdi ir sastopami reto metālu sastāvā, metalurģijā no tiem iegūst atbilstošos elementus. Ir svarīgi atcerēties, ka sērūdeņradis ir spēcīga toksiska viela.
