Сероводород в воздухе влияние на организм человека. Чем опасно превышение уровня сероводорода в воздухе? Влияние на организм

Что такое сероводород?

СЕРОВОДОРОД, H 2 S, (сернистый водород, сульфид водорода) - бесцветный горючий газ с резким запахом, t кипения 60,35 °C. Водный раствор - сероводородная кислота. Сероводород часто встречается в месторождениях нефти и газа.

Сероводород H 2 S токсичен: острое отравление человека наступает уже при концентрациях 0,2–0,3 мг/м 3 , концентрация выше 1 мг/м 3 - смертельна. Сероводород H 2 S является агрессивным газом, провоцирующим кислотную коррозию, которую в этом случае называют сероводородной коррозией. Растворяясь в воде, он образует слабую кислоту, которая может вызвать точечную коррозию в присутствии кислорода или диоксида углерода.

В этой связи, без современных станций подготовки газа и модулей сероочистки , сероводород способен наносить сильнейший ущерб людям. Предельно допустимая концентрация сероводорода в воздухе рабочей зоны составляет 10 мг/м 3 , а в смеси с углеводородами С 1 –С 3 равна 3 мг/м 3 .

Без станций очистки от сероводорода серьезно страдает и выходит из строя самое различное оборудование в нефтяной, энергетической, транспортной и газоперерабатывающей отраслях.

Что происходит с металлами, если сероводород не удален?

Сероводород - H 2 S - тотальная коррозия металла

Сероводород реагирует почти со всеми металлами, образуя сульфиды, которые по отношению к железу играют роль катода и образуют с ним гальваническую пару. Разность потенциалов этой пары достигает 0,2–0,48 В. Способность сульфидов к образованию микрогальванических пар со сталью приводит к быстрому разрушению технологического оборудования и трубопроводов.

Бороться с сероводородной коррозией чрезвычайно трудно: несмотря на добавки ингибиторов кислотной коррозии, трубы из специальных марок нержавеющей стали быстро выходят из строя. И даже полученную из сероводорода серу перевозить в металлических цистернах можно в течение ограниченного срока, поскольку цистерны преждевременно разрушаются из-за растворенного в сере сероводорода. При этом происходит образование полисульфанов HS n H. Полисульфаны более коррозионно-активные элементы, чем сероводород.

Сероводород, присоединяясь к непредельным соединениям, образует меркаптаны, которые являются агрессивной и токсичной частью сернистых соединений - химическими ядами. Именно они значительно ухудшают свойства катализаторов: их термическую стабильность, интенсифицируют процессы смолообразования, выпадения и отложения шлаков, шлама, осадков, что вызывает пассивацию поверхности катализаторов, а также усиливают коррозийную активность материала технологических аппаратов.

H 2 S значительно усиливает процесс проникновения водорода в сталь. Если при коррозии в кислых средах максимальная доля диффундирующего в сталь водорода составляет 4% от общего количества восстановленного водорода, то в сероводородсодержащих растворах эта величина достигает 40%.

Присутствие в газе кислорода значительно ускоряет процессы коррозии. Опытным путем было найдено, что наиболее коррозионным является такой газ, в котором отношение кислорода к сероводороду составляет 114:1. Это отношение называется критическим.

Наличие влаги в газе влечет коррозию металла, одновременное же присутствие H 2 S, O 2 и H 2 O является наиболее неблагоприятным с точки зрения коррозии.

Коррозионные действия на металл указанных примесей резко возрастают при увеличении давления.

Скорость коррозии газопроводов прямо пропорциональна давлению газа, проходящего через этот газопровод. При давлении до 20 атм. и влажном газе достаточно даже следов сероводорода 0,002–0,0002% об., чтобы вызвать значительные коррозионные поражения металла труб, ограничивая срок службы газопровода 5–6 годами .

Вследствие коррозионных действий сероводорода, присутствующего в газах, значительно сокращается срок службы силового генерационного оборудования (ГПЭС - ГТУ) и аппаратуры при добыче, транспорте, переработке и использовании газа.

В промысловых условиях особенно большому коррозионному воздействию подвергаются трубы, задвижки, камеры сгорания и поршни силовых установок электростанций, счетчики газа, компрессоры, холодильники.

Значительная часть сероводорода реагирует с металлом и может отложиться в виде продуктов коррозии на клапанах силовых установок, компрессоров, на внутренних стенках аппаратуры, коммуникаций и магистрального газопровода.

Актуальность проблемы очистки газа от сероводорода

Актуальность проблемы очистки газа от сероводорода усиливается требованиями обеспечения экологической безопасности при разработке сернистых месторождений, сокращением вредных выбросов в атмосферу.

При этом особое внимание уделяется совершенствованию действующих и разработке новых технологий сероочистки , исключающих выбросы токсичного сероводорода и продуктов его горения в окружающую среду.

Несмотря на все перечисленные минусы, сероводород является ценным химическим сырьем, поскольку из него можно получить огромное количество неорганических и органических соединений.

Сероводород (H 2 S ) - очень канцерогенный, токсичный газ. Имеет резкий характерный запах тухлых яиц.

Получение сероводорода.

1. В лаборатории H 2 S получают в ходе реакции между сульфидами и разбавленными кислотами:

FeS + 2 HCl = FeCl 2 + H 2 S ,

2. Взаимодействие Al 2 S 3 с холодной водой (образующийся сероводород более чистый, чем при первом способе получения):

Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S.

Химические свойства сероводорода.

Сероводород H 2 S - ковалентное соединение, не образующее водородных связей, как молекула Н 2 О . (Разница в том, что атом серы больший по размеру и более электроотрицательный, чем атом кислорода. Поэтому плотность заряда у серы меньше. И из-за отсутствия водородных связей температура кипения у H 2 S выше, чем у кислорода . Также H 2 S плохо растворим в воде, что также указывает на отсутствие водородных связей).

H 2 S + Br 2 = S + 2HBr,

2. Сероводород H 2 S - очень слабая кислота, в растворе ступенчато диссоциирует:

H 2 S ⇆ H + + HS - ,

HS - ⇆ H + + S 2- ,

3. Взаимодействует с сильными окислителями:

H 2 S + 4Cl 2 + 4H 2 O = H 2 SO 4 + 8HCl,

2 H 2 S + H 2 SO 3 = 3 S + 3 H 2 O ,

2 FeCl 3 + H 2 S = 2 FeCl 2 + S + 2 HCl ,

4. Реагирует с основаниями, основными оксидами и солями, при этом образуя кислые и средние соли (гидросульфиды и сульфиды):

Pb(NO 3) 2 + 2S = PbS↓ + 2HNO 3 .

Эту реакцию используют для обнаружения сероводорода или сульфид-ионов. PbS - осадок черного цвета.

Запах тухлых яиц с детства напоминает всем о том, что такое сероводород. Бесцветный газ с химической формулой Н2 S легко воспламеняется, во время пожаров он горит синим пламенем.

Ядовитый токсин редко становится причиной острого отравления, но без лечения ухудшает здоровье человека даже в малых дозах. Люди попадают под его воздействие в промышленных условиях, где может гореть кристаллическая сера. Получение вещества в лаборатории осуществляется с помощью газогенератора.

Распространение вещества

Соединение и получение серы и водорода связано с гниением органики, горных пород с сульфидными соединениями, потому оно распространено в шахтной, коксовой, газовой и нефтяной промышленности. Сероводородная вода находится в промышленных сточных и канализационных водах. Предельно допустимая концентрация (ПДК) в составе воздуха - 10 мг/м3, но при присутствии углеводородов - до 3 мг/м3. Отмечается скопление сероводорода в вулканической породе, в местах выхода серных минеральных вод на земную поверхность или хранения органических отходов в глубоких ямах.

Интоксикации подвергаются работники заводов по очистке стоков, рабочие канализаций, насосных станций, тоннелей, колодцев, шахтеры и сотрудники химлабораторий.

Применение сульфидов распространено в металлургии при обработке руд цветных металлов, в легкой промышленности в качестве люминофоров и электронике. Вещество проявляет химические свойства восстановителя, может использоваться для получения серы и серной кислоты.

Токсичность и обнаружение

Токсин имеет третий класс опасности, уступает цианиду по ядовитости примерно в 5-10 раз. Его физические свойства обуславливают тяжесть интоксикаций. Сероводород тяжелее воздуха и конденсируется в бесцветную жидкость, быстро растворяется в воде.

Пахнущий газ не обнаруживается при концентрации ниже 1 промилле, минимальный порог осязания - 0,18 мг/м3. Он разит тухлыми яйцами при дозе около 40 мг/м3, при ПДК от 40 до 150 мг/м3- имеет сладковатый запах. Доза выше 150 мг/м3 вызывает стремительный временный паралич обонятельных нервов, что приводит к невозможности распознать его.

Лечебные воды с серой

Сероводород в воде не всегда опасен. В скважине с питьевой водой допустимая концентрация составляет ниже 0,03 мг/л, а при отстаивании вода станет мутной из-за вытеснения серы кислородом. Польза раствора сероводорода связана с лечебными качествами сульфидных кислот. Отсюда появились минеральные воды, которые образуются естественным путем при контакте воды и неорганических серных пород.

Сероводородная вода с концентрацией 10-40 мг/л уменьшает выработку желудочного сока, устраняет запоры и способствует выведению желчи. Пить ее рекомендовано при поражениях печени и отравлениях тяжелыми металлами, но принимать только по рекомендации врача.

Отравляющее воздействие сероводорода на человека

Существует два пути отравления сероводородом:

вдыхание;
контакт с кожей или слизистыми.

На клеточном уровне вещество связывается с железом в молекулах и подавляет цитохромоксидазы в митохондриях, блокирует доставку кислорода.

Кислородное голодание - именно этим опасен газ, который при попадании в кровь образует сульфиды.

Признаки отравления появляются, когда процесс накопления сульфидов превышает возможности организма по их выведению. Вещество легко растворяется в жирах, потому беспрепятственно проникает в любые клетки, особенно – центральной нервной системы и легких.

Спектр проявлений зависит от концентрации и продолжительности воздействия сероводорода на организм человека.

Острое отравление, связанное с высокими дозами токсина, имеет несколько форм:

Легкая: проявляется раздражением слизистых и дыхательных путей. Человек ощущает резь в глазах, першение и царапание в горле, становится чувствителен к цвету. Может усиливаться кашель, насморк, наступать бронхоспазм. Внешне проявляется покраснением глаз, спонтанным морганием и закрытием (блефароспазмом).
Средняя: проявляется, когда вещество проникает через легкие в кровь. Человек страдает от головной боли, головокружения, слабости, тошноты и рвоты, диареи. Может нарушаться координация движений, возможна склонность к возбуждению и обморокам. Внешне проявляется синюшностью губ. Врач обнаруживает повышение давления, ускорение пульса. Анализ мочи выявляет белок и цилиндрические клетки. Иногда повышается температура, появляются симптомы бронхита и воспаления легких.
Тяжелая: сильная рвота, посинение кожи, нарушение работы сердца и удушье. Глубокое коматозное состояние обычно заканчивается смертью. Если человек то впадает в глубокий сон, то просыпается, это говорит о благоприятном исходе. Интоксикация проявляется апатией, астенией, оглушенностью, постепенно развивается поражение центральной нервной системы. Возможно развитие отека легкого.

Под действием доз выше 1000 мг/м3 наблюдается молниеносная или «апоплексическая» форма, которая проявляется судорогами и обмороком. Смерть наступает за 20 минут из-за паралича дыхательного центра (ствола мозга) или на фоне паралича сердца.

Подострая интоксикация действует медленнее, постепенно нарастают головные боли, слабость или утомляемость. Человек испытывает потливость, слизистые оболочки рта краснеют, при глотании появляется боль. Глаза пересыхают, развивается конъюнктивит. Повышается отделение слюны, тошнота, живот болит приступообразно, возникает диарея с характерным стулом черно-зеленого цвета.

Хроническое отравление

Низкий уровень воздействия сероводорода - не редкость. В некоторых странах разработаны стандарты для промышленных выбросов в атмосферу. Воздействие в жилых домах не рассматривается на уровне государства, хотя близлежащие заводы и сельскохозяйственные объекты, разработки нефти и газа, очистные сооружения загрязняют питьевую воду, особенно в сельской местности, где лечение не проводится.

Если человек часто страдает воспалением глаз, ринитами, бронхитами и ларингитами, диареей и тошнотой, жалуется на упадок сил, слабость с потливостью, головные боли, нарушение сна на фоне сниженного артериального давления и замедления сердцебиения, возможно, он испытывает постоянное отравление сероводородом. Контакт с растворами проявляется сыпями. Анализ крови будет обнаруживать гипохромную анемию, изменение размеров и деформацию эритроцитов, повышение количества моноцитов. Человек может не различать запах сероводорода, что указывает на привыкание.

Признаки отравления сероводородом зависят от его скопления в атмосфере. При малоинтенсивном воздействии наблюдается раздражение глаз и слизистых оболочек, но в целом организм не страдает. Осложнения возникают после вдыхания газа в концентрации выше 1000 мг/м3 в атмосферном воздухе:

острый респираторный дистресс-синдром;
острый инфаркт миокарда;
нервно-психические осложнения.

Проявления долгосрочных неврологических осложнений не изучены, поскольку в большинстве случаев воздействие сероводорода приводит к смерти. После острого или подострого отравления появляется склонность к болезням желудочно-кишечного тракта, бронхов и легких, сердечным патологиям и инфаркту, органическим поражениям центральной нервной системы. Иногда из-за влияния на организм сероводорода человек испытывает только головные боли.

Мероприятия первой помощи при отравлении

Химические свойства сероводорода позволяют легко найти противоядие при отравлении - вдыхание кислорода с примесью хлора.

Первая медицинская помощь заключается в немедленном переводе пострадавшего на свежий воздух или в хорошо проветриваемое помещение. Используются респираторы, чтобы избежать длительного вдыхания вещества. Проводится измерение концентрации сероводорода в воздухе, чтобы оценить тяжесть отравления и принять меры для лечения. Иногда первая помощь дополняется интубацией и кислородотерапией на месте отравления.

Лечение и профилактика

Лечение проводится в отделении интенсивной терапии, где назначается вентиляция легких с созданием положительного давления в дыхательных путях при сильном поражении.

Проводится коррекция ацидоза на основании количества лактата в крови. Симптомы отравления сероводородом схожи с цианидом, потому индуцированная метгемоглобинемия будет препятствовать гипоксии. Пострадавшему вводится 10 мл 3%-ного раствора нитрата натрия за 2-4 минуты, и нужный уровень метгемоглобина достигается за 30 минут. Также внутривенно вводится антисептик метиленовый синий. При бледности кожи и гипотонии лечение дополняется подкожными инъекциями норадреналина, кордиамина и кофеина. Противосудорожная терапия включает закись азота.

При отсутствии реакции на внутривенное введение нитратов или при стойких нарушениях в работе ЦНС используется гипербарическая оксигенация.

При локальном раздражении глаз необходимо применение примочек с 3%-ной борной кислотой на глаза, накладывание на веки вазелинового масла, капли новокаина с адреналином в конъюнктивальный мешок.

Профилактика отравлений разрабатывается для опасных производств, где требуется:

контролировать состав воздуха;
проводить периодические медосмотры;
формировать план действий на случай аварий.

Жители столицы уже не первый раз задаются вопросом, почему пахнет сероводородом. Жалобы в Роспотребнадзор, МЧС и другие инстанции поступают от москвичей регулярно. Люди мучаются от неприятного аромата то ли скисшей капусты, то ли тухлых яиц, который возникает в различных районах города волнообразно, мешает нормально работать и отдыхать.

Источники выброса:

В процессе поиска источника зловония в СМИ появились разные версии, некоторые из них очень необычные. Пока ни одна не подтвердилась:

Очистные работы на мусорных полигонах в «Некрасовке» и «Кучино». На сегодняшний момент эти версии не подтвердились.
Выброс на мясокомбинате на Волгоградском проспекте.
Разжижение грунта в столице из-за движения Русской платформы. Через разломы из самых глубин Земли на поверхность вырываются газы, в том числе и химически агрессивные. Это мнение главного геолога партии региональных геохимических исследований филиала ВИМСа, кандидата геолого-минералогических наук Анатолия Пронина.
В соцсетях выдвигают и совсем необычную версию источника выброса. Процесс активной материализации демонических сущностей. А причина - ритуальные жертвоприношения. Кстати, в пользу этой версии свидетельствует и то, что очевидцы отмечали запах не совсем сероводорода, а квашеной капусты и горелых костей. Именно это и вызывает как запах серы и гнилой капусты, так и резкие колебания погоды (за считанные часы, например).

Так что же такое сероводород? Откуда он берется и безопасен ли для человека?

Характеристика сероводорода

Сероводород - это бесцветный газ, обладающий запахом тухлых яиц. Образуется при разложении органики.

Сероводород тяжелее воздуха, но легче воды, поэтому может накапливаться в канавах, оврагах, ямах и загрязненных колодцах.

Химическая формула — H2S

Физические свойства сероводорода

Температура плавления - 85,5°С, температура кипения - 60,7°С. Термически устойчив, но при температурах больше 400°C разлагается на простые вещества - S и H2.

Металлы при воздействии H2S покрываются налетом сернистых соединений. Это не касается только благородных типа золота и платины.

Источники сероводорода

Природные источники:

в небольших количествах в природном газе,
входит в состав попутного нефтяного газа,
в составе газообразных вулканических выделений,
присутствует в сернистых источниках (Мацеста, Пятигорск),
в глубоких слоях морской воды.

Образуется сероводород там, где гниют белки, содержащие цистеин или метионин. Как ни удивительно, присутствует в кишечных газах людей и млекопитающих.

В крупных городах, как правило, присутствуют производства, побочным продуктом которых является сероводород. К таким производствам можно отнести предприятия по переработке нефти и угля, очистке сточных вод, производство красок, целлофана, сахара, вискозы и др.

Влияние сероводорода на организм человека

Сероводород для человека в больших количествах является опасным ядохимикатом. Это очень коварное вещество, так как человек чувствует только маленькие концентрации газа в воздухе, а при большой концентрации рецепторы перестают его распознавать.

Небольшое количество сероводорода в организме человека присутствует постоянно, оно образуется в процессе гниения белков в кишечнике.

Чем опасен сероводород?

Вдыхание больших концентраций H2S, а также введение в организм большого количества сернистых солей губительно для здоровья. При содержании сероводорода в воздухе в количестве 0,1% человек погибает через 10 минут.

Сероводород на человека имеет местное и общее действие.

Общее воздействие проявляется в угнетении и парализации клеточного дыхания.

Этот газ легко вступает в реакцию с ионами железа, содержащимися в составе молекул гемоглобина. В результате образуется сульфид железа, кровь при этом чернеет и теряет способность транспортировать кислород.

Местное воздействие выражено раздражением конъюнктивы, слизистой носа, глотки и дыхательных путей. У человека появляется жжение, слезотечение, кашель, хрипота, может появиться боязнь света.

При длительном воздействии сероводорода на организм может развиться хронический конъюнктивит, воспаление глаз, эрозии и помутнения роговой оболочки, возникают бронхиты, риниты, слюнотечение и лярингиты.

Симптомы отравления сероводородом

Маленькие, но частые воздействия сероводорода на организм способствуют появлению симптомов хронического отравления:

анемия,
снижение веса,
раздражительность, нарушение сна, головные боли,
диспепсия.

Стадии отравления и лечение

Существуют три стадии отравления сероводородом.

При легкой стадии, чтобы восстановиться человеку достаточно прилива свежего воздуха, покоя, анальгетиков, витаминов с железом и капель в глаза с новокаином.

При среднем или тяжелом отравлении, когда наблюдается головокружение, синюшность, рвота, удушье, нарушение сердечного ритма, требуется госпитализация и лечение с помощью внутривенных уколов с митиленовым синим или хромосмоном.

Кроме того, при синюшности, сердечной недостаточности, нарушениях сердечного ритма делаются инъекции кофеина, кордамина, норадреналина. При коматозном состоянии выполняется реанимирующая терапия.

Как измерить концентрацию сероводорода?

Измерить количество сероводорода в воздухе своей квартиры очень просто, установив дома маленький прибор под названием АНКАТ-7631. Прибор настраивается так, что при превышении нормы газа, выдается звуковой сигнал.

Кроме того, можно пригласить специальные службы для замера сероводорода в воздухе помещения.

Лечение сероводородом

Опасен сероводород только в больших концентрациях, в малых дозах он даже полезен и используется в медицине. Часто врачи назначают при терапии сероводородные ванны, не стоит пугаться - они полезны и абсолютно безопасны.

Сероводород просто необходим для протекания некоторых физиологических процессов, например - работы сердца и сосудов, важный элемент для нервной системы и работы памяти, способствует эрекции, является хорошим спазмолитиком.

Выработка сероводорода организмом запрограммирована генетически. Если происходит мутация гена, отвечающего за этот процесс, то могут появляться такие заболевания как гипертония, атеросклероз, болезнь Альцгеймера и Паркинсона.

Исследовать влияние сероводорода на организм, начатые еще в 1998 году, до сих пор продолжаются, так как полностью не раскрыты многие механизмы его воздействия. Но уже достоверно известно, что сероводород участвует в процессах расширения сосудов и передачи нервных импульсов.

Почему вода пахнет сероводородом?

Существуют сероводородные источники, которые могут быть использованы при добыче воды. Бутилированная вода, разлитая из таких источников, может иметь запах сероводорода.

Сероводород (H₂S) представляет собой бесцветный газ c запахом тухлых яиц. По плотности он тяжелее водорода. Сероводород смертельно ядовит для человека и животных. Даже незначительное его содержание в воздухе вызывает головокружение и тошноту, но самым страшным является то, что при длительном его вдыхании этот запах уже не ощущается. Однако при отравлении сероводородом существует простое противоядие: следует завернуть в платок кусок хлорной извести, затем смочить, и какое-то время нюхать этот сверток. Сероводород получают путем взаимодействия серы с водородом при температуре 350 °С:

H₂ + S → H₂S

Это окислительно-восстановительная реакция: в ходе нее изменяются степени окисления участвующих в ней элементов.

В лабораторных условиях сероводород получают воздействием на сульфид железа серной или соляной кислоты:

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S

Это реакция обмена: в ней взаимодействующие вещества обмениваются своими ионами. Данный процесс обычно проводят с помощью аппарата Киппа.

Аппарат Киппа

Свойства сероводорода

При горении сероводорода образуется оксид серы 4 и водяной пар:

2H₂S + 3О₂ → 2Н₂О + 2SO₂

H₂S горит голубоватым пламенем, а если над ним подержать перевернутый химический стакан, то на его стенках появится прозрачный конденсат (вода).

Однако при незначительном понижении температуры данная реакция проходит несколько иначе: на стенках предварительно охлажденного стакана появится уже желтоватый налет свободной серы:

2H₂S + О₂ → 2Н₂О + 2S

На этой реакции основан промышленный способ получения серы.

При поджигании предварительно подготовленной газообразной смеси сероводорода и кислорода происходит взрыв.

Реакция сероводорода и оксида серы(IV) также позволяет получить свободную серу:

2H₂S + SО₂ → 2Н₂О + 3S

Сероводород растворим в воде, причем три объема этого газа могут раствориться в одном объеме воды, образуя слабую и нестойкую сероводородную кислоту (Н₂S). Эту кислоту также называют сероводородной водой. Как видите, формулы газа-сероводорода и сероводородной кислоты записываются одинаково.

Если к сероводородной кислоте прилить раствор соли свинца, выпадет черный осадок сульфида свинца:

H₂S + Pb(NO₃)₂ → PbS + 2HNO₃

Это качественная реакция для обнаружения сероводорода. Она же демонстрирует способность сероводородной кислоты вступать в реакции обмена с растворами солей. Таким образом, любая растворимая соль свинца является реактивом на сероводород. Некоторые другие сульфиды металлов также имеют характерную окраску, например: сульфид цинка ZnS - белую, сульфид кадмия CdS - желтую, сульфид меди CuS - черную, сульфид сурьмы Sb₂S₃ - красную.

Кстати, сероводород является нестойким газом и при нагревании практически полностью разлагается на водород и свободную серу:

H₂S → Н₂ + S

Сероводород интенсивно взаимодействует с водными растворами галогенов:

H₂S + 4Cl₂ + 4H₂O→ H₂SO₄ + 8HCl

Сероводород в природе и жизнедеятельности человека

Сероводород входит в состав вулканических газов, природного газа и газов, сопутствующих месторождениям нефти. Много его и в природных минеральных водах, например, в Черном море он залегает на глубине от 150 метров и ниже.

Сероводород применяют :

в медицине (лечение сероводородными ваннами и минеральными водами);
в промышленности (получение серы, серной кислоты и сульфидов);
в аналитической химии (для осаждения сульфидов тяжелых металлов, которые обычно нерастворимы);
в органическом синтезе (для получения сернистых аналогов органических спиртов (меркаптанов) и тиофена (серосодержащего ароматического углеводорода). Еще одно из недавно появившихся направлений в науке - сероводородная энергетика. Всерьез изучается получение энергии из залежей сероводорода со дна Черного моря.

Природа окислительно-восстановительных реакций серы и водорода

Реакция образования сероводорода является окислительно-восстановительной:

Н₂⁰ + S⁰→ H₂⁺S²⁻

Процесс взаимодействия серы с водородом легко объясняется строением их атомов. Водород занимает первое место в периодической системе, следовательно, заряд его атомного ядра равен (+1), а вокруг ядра атома кружится 1 электрон. Водород с легкостью отдает свой электрон атомам других элементов, превращаясь в положительно заряженный ион водорода - протон:

Н⁰ -1е⁻= Н⁺

Сера находится на шестнадцатой позиции в таблице Менделеева. Значит, заряд ядра ее атома равен (+16), и количество электронов в каждом атоме также 16е⁻. Расположение серы в третьем периоде говорит о том, что ее шестнадцать электронов кружатся вокруг атомного ядра, образуя 3 слоя, на последнем из которых находится 6 валентных электронов. Количество валентных электронов серы соответствует номеру группы VI, в которой она находится в периодической системе.

Итак, сера может отдать все шесть валентных электронов, как в случае образования оксида серы(VI):

2S⁰ + 3O2⁰ → 2S⁺⁶O₃⁻²

Кроме того, в результате окисления серы, 4е⁻могут быть отданы ее атомом другому элементу с образованием оксида серы(IV):

S⁰ + О2⁰ → S⁺4 O2⁻²

Сера может отдать также два электрона c образованием хлорида серы(II) :

S⁰ + Cl2⁰ → S⁺² Cl2⁻

Во всех трех вышеуказанных реакциях сера отдает электроны. Следовательно, она окисляется, но при этом выступает в роли восстановителя для атомов кислорода О и хлора Cl. Однако в случае образования H2S окисление - удел атомов водорода, поскольку именно они теряют электроны, восстанавливая внешний энергетический уровень серы с шести электронов до восьми. В результате этого каждый атом водорода в его молекуле становится протоном:

Н2⁰-2е⁻ → 2Н⁺,

а молекула серы, наоборот, восстанавливаясь, превращается в отрицательно заряженный анион (S⁻²): S⁰ + 2е⁻ → S⁻²

Таким образом, в химической реакции образования сероводорода окислителем выступает именно сера.

С точки зрения проявления серой различных степеней окисления, интересно и еще одно взаимодействие оксида серы(IV) и сероводорода - реакция получения свободной серы:

2H₂⁺S-²+ S⁺⁴О₂-²→ 2H₂⁺O-²+ 3S⁰

Как видно из уравнения реакции, и окислителем, и восстановителем в ней являются ионы серы. Два аниона серы (2-) отдают по два своих электрона атому серы в молекуле оксида серы(II), в результате чего все три атома серы восстанавливаются до свободной серы.

2S-² - 4е⁻→ 2S⁰ - восстановитель, окисляется;

S⁺⁴ + 4е⁻→ S⁰ - окислитель, восстанавливается.