Сероводород. Водородные соединения серы, селена и теллура

Задача 847. 

Объяснить, почему сероводород не осаждает сульфид марганца, но осаждает сульфид меди. Можно ли осадить сульфид марганца из водного раствора его соли?

Решение:

Сульфиды, как электролиты диссоциируют в водных растворах:

МnS ↔ Mn²⁺ + S^2-;
CuS ↔ Cu²⁺ + S^2-.

При пропускании сероводорода через раствор МnS происходит его диссоциация:

H₂S ↔2H⁺ + S^2-

Таким образом, в смеси  будут присутствовать ионы Mn²⁺, H⁺, S^2-. Ионы S^2- могут участвовать в двух конкурирующих процессах, приводящих к установлению двух равновесий:

S^2- + Mn²⁺ ↔ MnS;
S^2- + 2H⁺ ↔ H₂S.

Произведение растворимости МnS равно 7 ^. 10^-17, а суммарная константа диссоциации Н₂S (К = К₁ ^. К₂ = 6 ^. 10^-22. Так как 7 ^. 10^-17 значительно больше, чем 6 ^. 10^-22, то связывание ионов S^2- в молекулы Н₂S происходит полнее, чем в молекулы MnS. Поэтому сульфид марганца в присутствии сероводорода будет растворяться.

В растворе сульфида меди в присутствии сероводорода будут присутствовать ионы Сu²⁺, H⁺, S^2-. Произведение растворимости CuS равно 7 ^. 10^-17, а суммарная константа диссоциации Н₂S (К = К₁ ^. К₂ = 6 ^. 10^-22. Так как 3,2 ^. 10^-38 значительно меньше, чем 6 ^. 10^-22, то связывание ионов S^2- в молекулы СuS происходит полнее, чем в молекулы H₂S. Поэтому сульфид меди в присутствии сероводорода не будет растворяться.

Задача 848. 
Указать лабораторный способ получения сероводорода. Как можно получить селеноводород и теллуроводород?
Решение:
В лаборатории сероводород можно получить действием на сульфиды металлов, например, на сульфид железа (II) разбавленным раствором соляной кислоты:

FeS + 2HCl ↔ FeCl₂ + H₂S↑

Селеноводород и теллуроводород тоже можно получить действуя на селениды и теллуриды разбавленными растворами сильных кислот:

К₂Se + 2HCl ↔ 2КCl + H₂Se;
К_2Тe + 2HCl ↔ 2КCl + H₂Se.

Задача 849. 
Какие водородные соединения образует сера? Как они получаются? Каково их строение? Какие степени окисленности проявляет сера в этих соединениях?
Решение:
В обычных условиях сера с водородом не взаимодействует. Лишь при высокой температуре сера взаимодействует с водородом, образуя сероводород:

H₂ + S   H2S

Cероводород можно получить действием на сульфиды металлов, например, на сульфид железа (II) разбавленным раствором соляной кислоты:

FeS + 2HCl ↔ FeCl₂ + H₂S↑

В промышленности его получают как обычный продукт при очистке нефти, природного и коксового газа. В природе сероводород содержится  в нефти, природном газе, воде минеральных источников. Он выделяется при извержении вулканов и разложения белковых тел.

Достаточно высокой прочностью связи S—S объясняется существование полисульфидов водорода – сульфанов H₂S₂, H₂S₃, H₂S₄ и т. п., а также их солей —  полисульфидов. Молекулы сульфанов и полисульфид-ионы имеют цепочечное строение:

Степень окисления серы в полисульфанах и полисульфидах тем ближе к нулю, чем больше число атомов серы в цепи. Степень окисления серы в сероводороде и сульфидах равна -2.

Задача 850. 
Сравнить взаимодействие Sb₂S₃ с растворами (NH₄)₂S и (NH₄)₂S₂.
Решение:
При взаимодействии Sb₂S₃ с растворами (NH₄)₂S и (NH₄)₂S₂ происходят следующие реакции:
1). При взаимодействии Sb₂S₃ с раствором (NH₄)₂S последний растворяется с образованием растворимого комплексного соединения:

 Sb₂S₃ + 3(NH₄)₂S = 2(NH₄)₃[SbS₃]
                                     тиоантимонит 
                                      аммония

2). Для полисульфидов характерны окислительно-восстановительные свойства, поэтому при взаимодействии Sb₂S₃ с раствором  (NH₄)₂S₂ происходят следующая окислительно-восстановительная реакция:

   Sb₂S₃ +  (NH₄)₂S₂ = (NH₄)₂Sb₂S₅

При этом (Sb³⁺) увеличивает свою степень с +3 до +4 (Sb⁵⁺), т.е.  (NH₄)₂S₂ окислитель, а Sb₂S₃ — восстановитель.