OVR-ji so v članku posebej barvno poudarjeni. Bodite pozorni na njih Posebna pozornost. Te enačbe se lahko pojavijo na Enotnem državnem izpitu.
Razredčena žveplova kislina se obnaša kot druge kisline in prikriva svoje oksidativne sposobnosti:
In še ena stvar, ki si jo morate zapomniti razredčena žveplova kislina: ona ne reagira s svincem. Košček svinca, vržen v razredčeno H2SO4, se prekrije s plastjo netopnega (glej tabelo topnosti) svinčevega sulfata in reakcija se takoj ustavi.
Oksidativne lastnosti žveplove kisline
– težka oljnata tekočina, nehlapna, brez okusa in vonja
Zaradi žvepla v oksidacijskem stanju +6 (najvišja) žveplova kislina pridobi močne oksidativne lastnosti.
Pravilo za nalogo 24 (stari A24) pri pripravi raztopin žveplove kisline Vanj nikoli ne smete vliti vode. Koncentrirano žveplovo kislino je treba vliti v vodo v tankem curku in nenehno mešati.
Reakcija koncentrirane žveplove kisline s kovinami
Te reakcije so strogo standardizirane in sledijo shemi:
H2SO4(konc.) + kovina → kovinski sulfat + H2O + produkt reduciranega žvepla.
Obstajata dve niansi:
1) Aluminij, železo in krom s H2SO4 (konc.) v normalne razmere ne reagirajo zaradi pasivizacije. Treba ga je ogreti.
2) C platina in zlato H2SO4 (konc) sploh ne reagira.
Žveplo V koncentrirana žveplova kislina- oksidant
- To pomeni, da si bo sam opomogel;
- stopnja oksidacije, do katere se reducira žveplo, je odvisna od kovine.
Razmislimo diagram stanja oksidacije žvepla:
- prej -2 žveplo lahko reducirajo le zelo aktivne kovine – v seriji napetosti do vključno aluminija.
Reakcije bodo takole:
8Li+5H 2 SO 4( konc. .) → 4Li 2 SO 4 + 4H 2 O+H 2 S
4 mg + 5 H 2 SO 4( konc. .) → 4MgSO 4 + 4H 2 O+H 2 S
8Al + 15H 2 SO 4( konc. .) (t)→ 4Al 2 (TAKO 4 ) 3 +12H 2 O+3H 2 S
- pri interakciji H2SO4 (konc.) s kovinami v nizu napetosti za aluminijem, vendar pred železom, to je pri kovinah s povprečno aktivnostjo se žveplo reducira na 0 :
3Mn + 4H 2 SO 4( konc. .) → 3MnSO 4 + 4H 2 O+S↓
2Cr + 4H 2 SO 4( konc. .) (t)→Cr 2 (TAKO 4 ) 3 + 4H 2 O+S↓
3Zn + 4H 2 SO 4( konc. .) → 3ZnSO 4 + 4H 2 O+S↓
- vse druge kovine začenši s strojno opremo v številnih napetostih (vključno s tistimi po vodiku, razen zlata in platine, seveda) lahko reducirajo žveplo le na +4. Ker gre za nizko aktivne kovine:
2 Fe + 6 H 2 SO 4 (konc.) ( t)→ Fe 2 ( SO 4 ) 3 + 6 H 2 O + 3 SO 2
(upoštevajte, da železo oksidira do +3, najvišjega možnega oksidacijskega stanja, saj je močan oksidant)
Cu+2H 2 SO 4( konc. .) → CuSO 4 + 2H 2 O+SO 2
2Ag + 2H 2 SO 4( konc. .) → Ag 2 SO 4 + 2H 2 O+SO 2
Seveda je vse relativno. Globina predelave bo odvisna od številnih dejavnikov: koncentracije kisline (90 %, 80 %, 60 %), temperature itd. Zato je nemogoče popolnoma natančno predvideti izdelke. Zgornja tabela ima tudi svoj približen odstotek, vendar ga lahko uporabite. Prav tako je treba zapomniti, da v Enotnem državnem izpitu, ko produkt zmanjšanega žvepla ni naveden in kovina ni posebej aktivna, potem prevajalci najverjetneje pomenijo SO 2. Pogledati morate situacijo in poiskati namige v pogojih.
SO 2 - to je na splošno običajen produkt ORR z udeležbo konc. žveplova kislina.
H2SO4 (konc) oksidira nekaj nekovine(ki imajo redukcijske lastnosti), praviloma največ - najvišjo stopnjo oksidacije (tvori se oksid te nekovine). V tem primeru se tudi žveplo reducira na SO 2:
C+2H 2 SO 4( konc. .) → CO 2 + 2H 2 O+2SO 2
2P+5H 2 SO 4( konc. .) →P 2 O 5 +5H 2 O+5SO 2
Sveže nastali fosforjev oksid (V) reagira z vodo in tvori ortofosforno kislino. Zato se reakcija takoj zabeleži:
2P+5H 2 SO 4( konc. ) → 2H 3 P.O. 4 + 2H 2 O+5SO 2
Enako z borom, spremeni se v ortoborovo kislino:
2B+3H 2 SO 4( konc. ) → 2H 3 B.O. 3 +3 SO 2
Zelo zanimiva je interakcija žvepla z oksidacijskim stanjem +6 (v žveplovi kislini) z "drugim" žveplom (ki se nahaja v drugi spojini). V okviru Enotnega državnega izpita se upošteva interakcija H2SO4 (konc.). z žveplom (enostavna snov) in vodikovim sulfidom.
Začnimo z interakcijo žveplo (preprosta snov) s koncentrirano žveplovo kislino. V enostavni snovi je oksidacijsko stanje 0, v kislini pa +6. V tem ORR bo žveplo +6 oksidiralo žveplo 0. Poglejmo diagram oksidacijskih stanj žvepla:
Žveplo 0 bo oksidiralo, žveplo +6 pa se bo reduciralo, to je znižalo oksidacijsko stopnjo. Žveplov dioksid bo sproščen:
2 H 2 SO 4 (konc.) + S → 3 SO 2 + 2 H 2 O
Toda v primeru vodikovega sulfida:
Nastaneta tako žveplo (preprosta snov) kot žveplov dioksid:
H 2 SO 4( konc. .) +H 2 S → S↓ + SO 2 + 2H 2 O
To načelo lahko pogosto pomaga pri določanju produkta ORR, kjer sta oksidacijsko in redukcijsko sredstvo isti element, v različne stopnje oksidacijo. Oksidant in reducent se po diagramu oksidacijskih stanj »srekata na pol poti«.
H2SO4 (konc), tako ali drugače, medsebojno deluje s halidi. Samo tukaj morate razumeti, da sta fluor in klor "sama z brki" in ORR se ne pojavi pri fluoridih in kloridih, je podvržen običajnemu procesu ionske izmenjave, med katerim nastane plin vodikov halid:
CaCl 2 + H 2 SO 4 (konc.) → CaSO 4 + 2HCl
CaF 2 + H 2 SO 4 (konc.) → CaSO 4 + 2HF
Toda halogeni v sestavi bromidov in jodidov (kot tudi v sestavi ustreznih halogenovodikov) se oksidirajo v proste halogene. Samo žveplo se reducira na različne načine: jodid je močnejši reducent kot bromid. Zato jodid reducira žveplo v vodikov sulfid, bromid pa v žveplov dioksid:
2H 2 SO 4( konc. .) + 2NaBr → Na 2 SO 4 + 2H 2 O+SO 2 +Br 2
H 2 SO 4( konc. .) + 2HBr → 2H 2 O+SO 2 +Br 2
5H 2 SO 4( konc. .) + 8NaI → 4Na 2 SO 4 + 4H 2 O+H 2 S+4I 2 ↓
H 2 SO 4( konc. .) + 8HI → 4H 2 O+H 2 S+4I 2 ↓
Vodikov klorid in vodikov fluorid (kot tudi njune soli) sta odporna na oksidacijsko delovanje H2SO4 (konc.).
In končno, zadnja stvar: to je edinstveno za koncentrirano žveplovo kislino, nihče drug tega ne more narediti. Ima lastnost odstranjevanja vode.
To omogoča uporabo koncentrirane žveplove kisline na različne načine:
Prvič, sušenje snovi. Koncentrirana žveplova kislina odstrani vodo iz snovi in ta "postane suha".
Drugič, katalizator v reakcijah, pri katerih se voda izloči (na primer dehidracija in esterifikacija):
H 3 C–COOH + HO–CH 3 (H 2 SO 4 (konc.)) → H 3 C–C(O)–O–CH 3 + H 2 O
H 3 C–CH 2 –OH (H 2 SO 4 (konc.)) → H 2 C =CH 2 + H 2 O
Žveplova kislina je anorganska dvobazična nestabilna kislina srednje jakosti. Nestabilna spojina, poznana le v vodnih raztopinah v koncentraciji največ šest odstotkov. Ko poskušamo izolirati čisto žveplovo kislino, ta razpade na žveplov oksid (SO2) in vodo (H2O). Na primer, ko koncentrirana žveplova kislina (H2SO4) reagira z natrijevim sulfitom (Na2SO3), se namesto žveplove kisline sprosti žveplov oksid (SO2). Takole izgleda ta reakcija:
Na2SO3 (natrijev sulfit) + H2SO4 (žveplova kislina) = Na2SO4 (natrijev sulfat) + SO2 (žveplov dioksid) + H2O (voda)
Raztopina žveplove kisline
Pri shranjevanju je treba izključiti dostop zraka. V nasprotnem primeru se bo žveplova kislina, ki počasi absorbira kisik (O2), spremenila v žveplovo kislino.
2H2SO3 (žveplova kislina) + O2 (kisik) = 2H2SO4 (žveplova kislina)
Raztopine žveplove kisline imajo precej specifičen vonj (spominja na vonj, ki ostane po prižiganju vžigalice), katerega prisotnost je mogoče pojasniti s prisotnostjo žveplovega oksida (SO2), ki ni kemično vezan na vodo.
Kemijske lastnostižveplova kislina
1. H2SO3) se lahko uporablja kot redukcijsko sredstvo ali oksidacijsko sredstvo.
H2SO3 je dobro redukcijsko sredstvo. Z njegovo pomočjo je mogoče iz prostih halogenov pridobiti vodikove halogenide. Na primer:
H2SO3 (žveplova kislina) + Cl2 (klor, plin) + H2O (voda) = H2SO4 (žveplova kislina) + 2HCl ( klorovodikova kislina)
Toda pri interakciji z močnimi redukcijskimi sredstvi bo ta kislina delovala kot oksidant. Primer je reakcija žveplove kisline z vodikovim sulfidom:
H2SO3 (žveplova kislina) + 2H2S (vodikov sulfid) = 3S (žveplo) + 3H2O (voda)
2. Kemična spojina, ki jo obravnavamo, tvori dve - sulfite (srednje) in hidrosulfite (kisle). Te soli so reducenti, tako kot (H2SO3) žveplova kislina. Ko se oksidirajo, nastanejo soli žveplove kisline. Pri žganju sulfitov aktivnih kovin nastanejo sulfati in sulfidi. To je reakcija samooksidacije-samozdravljenja. Na primer:
4Na2SO3 (natrijev sulfit) = Na2S + 3Na2SO4 (natrijev sulfat)
Natrijev in kalijev sulfit (Na2SO3 in K2SO3) se uporabljata pri barvanju tkanin v tekstilni industriji, pri beljenju kovin in v fotografiji. Kalcijev hidrosulfit (Ca(HSO3)2), ki obstaja samo v raztopini, se uporablja za predelavo lesnega materiala v posebno sulfitno kašo. Nato se uporablja za izdelavo papirja.
Uporaba žveplove kisline
Žveplova kislina se uporablja:
Za beljenje volne, svile, lesne mase, papirja in drugih podobnih snovi, ki ne prenesejo beljenja z močnejšimi oksidanti (npr. klor);
Kot konzervans in antiseptik, na primer za preprečevanje fermentacije žita pri proizvodnji škroba ali za preprečevanje procesa fermentacije v vinskih sodih;
Za konzerviranje hrane, na primer pri konzerviranju zelenjave in sadja;
Predelano v sulfitno kašo, iz katere se nato proizvaja papir. V tem primeru se uporablja raztopina kalcijevega hidrosulfita (Ca(HSO3)2), ki topi lignin, posebno snov, ki veže celulozna vlakna.
Žveplova kislina: priprava
To kislino lahko proizvedemo z raztapljanjem žveplovega dioksida (SO2) v vodi (H2O). Potrebovali boste koncentrirano žveplovo kislino (H2SO4), baker (Cu) in epruveto. Algoritem dejanj:
1. V epruveto previdno vlijemo koncentrirano žveplovo kislino in vanjo položimo kos bakra. Segrejte se. Pojavi se naslednja reakcija:
Cu (baker) + 2H2SO4 (žveplova kislina) = CuSO4 (žveplov sulfat) + SO2 (žveplov dioksid) + H2O (voda)
2. Tok žveplovega dioksida mora biti usmerjen v epruveto z vodo. Ko se raztopi, se delno pojavi z vodo, kar povzroči nastanek žveplove kisline:
SO2 (žveplov dioksid) + H2O (voda) = H2SO3
Torej, s prehodom žveplovega dioksida skozi vodo lahko dobite žveplovo kislino. Upoštevati je treba, da ima ta plin dražilni učinek na školjke dihalni trakt, lahko povzroči vnetje, pa tudi izgubo apetita. Dolgotrajno vdihavanje lahko povzroči izgubo zavesti. S tem plinom je treba ravnati skrajno previdno in previdno.
Žveplo je element šeste skupine tretje dobe periodnega sistema Mendelejeva. Zato je zgradba žveplovega atoma prikazana na naslednji način:
Struktura atoma žvepla kaže, da je nekovina, tj. atom žvepla je sposoben tako sprejemati elektrone kot oddajati elektrone:
Naloga 15.1. Ustvarite formule za žveplove spojine, ki vsebujejo žveplove atome z danimi oksidacijskimi stopnjami.
Preprosta snov" žveplo» - trdi krhki mineral rumena barva, netopen v vodi. V naravi najdemo tako domače žveplo kot njegove spojine: sulfide, sulfate. Žveplo kot aktivna nekovina zlahka reagira z vodikom, kisikom in skoraj vsemi kovinami in nekovinami:
Naloga 15.2. Poimenujte dobljene spojine. Ugotovite, katere lastnosti (oksidant ali reducent) ima žveplo v teh reakcijah.
Kot tipična nekovina je preprosta snov žveplo lahko tako oksidant kot reducent:
Včasih se te lastnosti pojavijo v eni reakciji:
Ker sta oksidacijski atom in redukcijski atom enaka, ju je mogoče "dodati", tj. oba procesa zahtevata tri atom žvepla.
Naloga 15.3. Nastavite preostale koeficiente v tej enačbi.
Žveplo lahko reagira s kislinami - močnimi oksidanti:
Ker je torej žveplo aktivna nekovina, tvori številne spojine. Razmislimo o lastnostih vodikovega sulfida, žveplovih oksidov in njihovih derivatov.
Vodikov sulfid
H 2 S je vodikov sulfid, zelo strupen plin z neprijetnim vonjem po gnilih jajcih. Bolj pravilno bi bilo reči, da jajčni beljak pri gnitju razpade, pri čemer se sprošča vodikov sulfid.
Naloga 15.4. Na podlagi oksidacijskega stanja žveplovega atoma v vodikovem sulfidu predvidite, kakšne lastnosti bo ta atom pokazal v redoks reakcijah.
Ker je vodikov sulfid redukcijsko sredstvo (žveplov atom ima najnižja oksidacijsko stanje), zlahka oksidira. Kisik zraka oksidira vodikov sulfid tudi pri sobni temperaturi:
Opekline z vodikovim sulfidom:
Vodikov sulfid je rahlo topen v vodi in njegova raztopina kaže lastnosti zelo slabo kislina (vodikov sulfid H2S). Tvori soli sulfidi:
vprašanje Kako lahko dobite vodikov sulfid, če imate sulfid?
Vodikov sulfid se proizvaja v laboratorijih z močnejšim delovanjem na sulfide (kot H2S) kisline, na primer:
Žveplov dioksid in žveplova kislina
SO 2- žveplov dioksid z ostrim zadušljivim vonjem. Strupeno. Raztopi se v vodi in tvori žveplovo kislino:
Ta kislina je srednje jakosti, vendar zelo nestabilna, obstaja le v raztopinah. Zato pri delovanju na njegove soli - sulf to s- druge kisline lahko proizvajajo žveplov dioksid:
Ko nastalo raztopino zavremo, ta kislina popolnoma razpade.
Naloga 15.5. Določite stopnjo oksidacije žvepla v žveplovem dioksidu, žveplovi kislini, natrijevem sulfitu.
Od oksidacijskega stanja +4 ker je žveplo vmesno, so lahko vse naštete spojine tako oksidanti kot reducenti:
Na primer:
Naloga 15.6. Koeficiente v teh shemah uredite z metodo elektronske bilance. Navedite, kakšne lastnosti ima žveplov atom z oksidacijskim stanjem +4 v vsaki od reakcij.
V praksi se uporabljajo redukcijske lastnosti žveplovega dioksida. Torej, ko so obnovljeni, nekateri izgubijo barvo organske spojine Zato se pri beljenju uporabljajo žveplov oksid IV in sulfiti. Natrijev sulfit, raztopljen v vodi, upočasni korozijo cevi, saj zlahka absorbira kisik iz vode in prav kisik je »krivec« korozije:
Z oksidacijo v prisotnosti katalizatorja se žveplov dioksid spremeni v žveplov anhidrid SO 3:
Žveplov anhidrid in žveplova kislina
Žveplov anhidrid SO 3- brezbarvna tekočina, ki burno reagira z vodo:
Žveplova kislina H2SO4– močna kislina, ki koncentrirano oblika aktivno absorbira vlago iz zraka (ta lastnost se uporablja pri sušenju različnih plinov) in iz nekaterih kompleksnih snovi:
Fizikalne lastnosti žvepla so neposredno odvisne od alotropske modifikacije. Na primer, najbolj znana modifikacija žvepla je rombična, S₈. Je precej krhka kristalna snov rumena barva.
Zgradba rombične molekule žvepla S₈
Poleg rombičnega obstaja še veliko drugih modifikacij, katerih število glede na različnih virov, doseže tri ducate.
Kemijske lastnosti elementa
pri normalna temperatura Kemična aktivnost žvepla je precej majhna. Toda pri segrevanju žveplo pogosto komunicira z vsemi preprostimi snovmi, kovinami in nekovinami.
S + O₂ → SO₂
Žveplo je najpomembnejši element v življenju in živalih, široko se uporablja v industriji, od medicine do pirotehničnih sredstev.
Žveplova kislina
Žveplova kislina ima formulo H₂SO₄ in je najmočnejša dvobazična kislina. Prej se je ta snov imenovala olje vitriola, ker ima koncentrirana kislina gosto, oljnato konsistenco.
Žveplova kislina se zlahka meša z vodo, vendar je treba takšne raztopine pripravljati previdno: koncentrirana kislina ga morate previdno vliti v vodo in v nobenem primeru obratno.
Žveplova kislina je jedka snov in lahko nekatere raztopi. Zato se pogosto uporablja pri rudarjenju. Kislina pušča hude opekline na koži, zato je pri delu z njo izjemno pomembno upoštevati varnostne ukrepe.
Pridobivanje "vitriolnega olja"
Industrija uporablja kontaktno metodo za proizvodnjo SO₂ (žveplov dioksid) z oksidacijo žveplovega dioksida, ki nastane med zgorevanjem žvepla. Nato iz žveplovega dioksida pridobimo žveplov trioksid SO₃, ki ga nato raztopimo v najbolj koncentrirani žveplovi kislini. Nastalo raztopino imenujemo oleum. Za pridobitev "vitriolnega olja" oleum razredčimo z vodo.
Kemijske lastnosti žveplove kisline
Pri interakciji s kovinami, pa tudi z ogljikom in žveplom jih koncentrirana žveplova kislina oksidira:
Сu + 2H₂SO₄ (konc.) → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O.
C(grafit) + 2H₂SO₄ (konc., vodoravno) → CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O
S + 2H₂SO₄ (konc.) → 3SO₂ + 2H₂O
Razredčena kislina lahko reagira z vsemi kovinami, ki so levo od vodika v napetostnem nizu:
Fe + H₂SO₄ (razt.) → FeSO₄ + H₂
Zn + H₂SO₄ (razt.) → ZnSO₄ + H₂
Pri reakcijah z bazami razredčena H₂SO₄ tvori sulfate in hidrosulfate:
H₂SO₄ + NaOH → NaHSO₄ + H₂O;
H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O.
Ta kislina lahko reagira tudi z bazičnimi oksidi, pri čemer nastanejo sulfati:
CaO + H₂SO₄ → CaSO₄↓ + H₂O.
Vodikov sulfid (H₂S) je brezbarven plin z vonjem po gnilih jajcih. Je gostejši od vodika. Vodikov sulfid je smrtno strupen za ljudi in živali. Že majhna količina v zraku povzroči vrtoglavico in slabost, najhuje pa je, da se po daljšem vdihavanju tega vonja ne čuti več. Za zastrupitev z vodikovim sulfidom pa obstaja preprost protistrup: kos belila zavijte v robec, ga nato navlažite in nekaj časa vohajte embalažo. Vodikov sulfid nastane z reakcijo žvepla z vodikom pri temperaturi 350 °C:
H₂ + S → H₂S
To je redoks reakcija: med njo se spremenijo oksidacijska stanja elementov, ki sodelujejo v njej.
V laboratorijskih pogojih se vodikov sulfid proizvaja z obdelavo železovega sulfida z žveplovo ali klorovodikovo kislino:
FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S
To je reakcija izmenjave: pri njej medsebojno delujoče snovi izmenjajo svoje ione. Ta postopek se običajno izvaja s Kippovim aparatom.
Kippov aparat
Lastnosti vodikovega sulfida
Pri gorenju vodikovega sulfida nastaneta žveplov oksid 4 in vodna para:
2H₂S + 3О₂ → 2Н₂О + 2SO₂
H₂S gori z modrikastim plamenom in če nad njim primemo obrnjeno čašo, se na njenih stenah pojavi prozoren kondenzat (voda).
Vendar pa z rahlim znižanjem temperature ta reakcija poteka nekoliko drugače: na stenah predhodno ohlajenega stekla se pojavi rumenkasta prevleka prostega žvepla:
2H₂S + O₂ → 2H₂O + 2S
Na tej reakciji temelji industrijska metoda pridobivanja žvepla.
Pri vžigu vnaprej pripravljene plinske zmesi vodikovega sulfida in kisika pride do eksplozije.
Pri reakciji vodikovega sulfida in žveplovega (IV) oksida nastane tudi prosto žveplo:
2H₂S + SO₂ → 2H₂O + 3S
Vodikov sulfid je topen v vodi in trije volumni tega plina se lahko raztopijo v enem volumnu vode, pri čemer nastane šibka in nestabilna hidrosulfidna kislina (H₂S). To kislino imenujemo tudi vodikova sulfidna voda. Kot lahko vidite, sta formuli plina vodikovega sulfida in kisline vodikovega sulfida napisani na enak način.
Če hidrosulfidni kislini dodamo raztopino svinčeve soli, nastane črna oborina svinčevega sulfida:
H₂S + Pb(NO₃)₂ → PbS + 2HNO3
To je kvalitativna reakcija za odkrivanje vodikovega sulfida. Dokazuje tudi sposobnost hidrosulfidne kisline, da vstopi v reakcije izmenjave z raztopinami soli. Tako je vsaka topna svinčeva sol reagent za vodikov sulfid. Tudi nekateri drugi kovinski sulfidi imajo značilno barvo, na primer: cinkov sulfid ZnS - bel, kadmijev sulfid CdS - rumen, bakrov sulfid CuS - črn, antimonov sulfid Sb₂S3 - rdeč.
Mimogrede, vodikov sulfid je nestabilen plin in pri segrevanju skoraj popolnoma razpade na vodik in prosto žveplo:
H₂S → H₂ + S
Vodikov sulfid intenzivno sodeluje z vodne raztopine halogeni:
H₂S + 4Cl₂ + 4H₂O → H₂SO₄ + 8HCl
Vodikov sulfid v naravi in človeški dejavnosti
Vodikov sulfid je del vulkanskih plinov, zemeljskega plina in plinov, povezanih z naftnimi polji. V naravnem ga je veliko mineralne vode, na primer, v Črnem morju leži na globini 150 metrov in nižje.
Uporablja se vodikov sulfid:
- v medicini (zdravljenje z vodikovimi sulfidnimi kopelmi in mineralnimi vodami);
- v industriji (proizvodnja žvepla, žveplove kisline in sulfidov);
- v analizni kemiji (za obarjanje sulfidov težkih kovin, ki so običajno netopni);
- v organski sintezi (za proizvodnjo žveplovih analogov organskih alkoholov (merkaptanov) in tiofena (aromatičnih ogljikovodikov, ki vsebujejo žveplo). Drugo nedavno nastajajoče področje v znanosti je energija vodikovega sulfida. Proizvodnja energije iz usedlin vodikovega sulfida z dna Črnega morja se resno preučuje.
Narava redoks reakcij žvepla in vodika
Reakcija nastajanja vodikovega sulfida je redoks:
Н₂⁰ + S⁰ → H₂⁺S²⁻
Postopek interakcije žvepla z vodikom je enostavno razložiti s strukturo njihovih atomov. Vodik zaseda prvo mesto v periodnem sistemu, torej njegov naboj atomsko jedro je enaka (+1), 1 elektron pa kroži okoli jedra atoma. Vodik zlahka preda svoj elektron atomom drugih elementov in se spremeni v pozitivno nabit vodikov ion - proton:
Н⁰ -1е⁻= Н⁺
Žveplo je v periodnem sistemu na šestnajstem mestu. To pomeni, da je naboj jedra njegovega atoma (+16), število elektronov v vsakem atomu pa je prav tako 16e⁻. Lokacija žvepla v tretji periodi nakazuje, da se njegovih šestnajst elektronov vrti okoli atomskega jedra in tvori 3 plasti, od katerih zadnja vsebuje 6 valenčnih elektronov. Število valenčnih elektronov žvepla ustreza številu skupine VI, v kateri se nahaja v periodnem sistemu.
Torej lahko žveplo odda vseh šest valenčnih elektronov, kot v primeru tvorbe žveplovega (VI) oksida:
2S⁰ + 3O2⁰ → 2S⁺⁶O₃⁻²
Poleg tega lahko zaradi oksidacije žvepla atom 4e⁻ prepusti drugemu elementu, da nastane žveplov(IV) oksid:
S⁰ + O2⁰ → S⁺4 O2⁻²
Žveplo lahko tudi odda dva elektrona, da nastane žveplov (II) klorid:
S⁰ + Cl2⁰ → S⁺² Cl2⁻
V vseh treh zgornjih reakcijah žveplo odda elektrone. Posledično se oksidira, hkrati pa deluje kot reducent za atome kisika O in klora Cl. Vendar pa je v primeru tvorbe H2S oksidacija veliko vodikovih atomov, saj so tisti, ki izgubijo elektrone, obnovijo zunanjo energijsko raven žvepla s šestih elektronov na osem. Posledično vsak atom vodika v svoji molekuli postane proton:
Н2⁰-2е⁻ → 2Н⁺,
in molekula žvepla se, nasprotno, reducira, spremeni v negativno nabit anion (S⁻²): S⁰ + 2е⁻ → S⁻²
Tako v kemijska reakcija Pri nastajanju vodikovega sulfida je oksidant žveplo.
Z vidika manifestacije žvepla v različnih oksidacijskih stopnjah je še ena zanimiva interakcija med žveplovim (IV) oksidom in vodikovim sulfidom reakcija za nastanek prostega žvepla:
2H₂⁺S-²+ S⁺4O₂-² → 2H₂⁺O-²+ 3S⁰
Kot je razvidno iz reakcijske enačbe, sta tako oksidant kot reducent v njej žveplovi ioni. Dva žveplova aniona (2-) oddata dva svoja elektrona žveplovemu atomu v molekuli žveplovega(II) oksida, zaradi česar se vsi trije žveplovi atomi reducirajo v prosto žveplo.
2S-² - 4е⁻→ 2S⁰ - redukcijsko sredstvo, oksidira;
S⁺⁴ + 4е⁻→ S⁰ - oksidant, reduciran.
