Tässä artikkelissa tarkastellaan rikkivedyn tuotantoa rikistä. Tarkastellaanpa tarkemmin tämän aineen fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia.
Rakennus
Rikkivedyn päätuotannon analysoimiseksi on tarpeen selvittää sen rakenteen ominaisuudet. Tämän aineen koostumus sisältää yhden rikkiatomin ja kaksi vetyä. Ne ovat ei-metalleja, joten alkuaineiden välille muodostuu kovalenttisia polaarisia sidoksia. Vetysulfidilla on kulmikas rakenne. Rikin ja vedyn välille muodostuu 92 asteen kulma, joka on hieman pienempi kuin vedessä.
Fysikaaliset ominaisuudet
Rikkivedyn haju, joka muistuttaa mädäntyneitä munia, on tuttu kaikille. Normaaleissa olosuhteissa tämä aine on kaasumaisessa tilassa. Se on väritön, huonosti veteen liukeneva, myrkyllinen. Keskimäärin 20 celsiusasteessa veteen liukenee 2,4 tilavuutta rikkivetyä. Rikkivetyvedellä on lievästi happamia ominaisuuksia, aineen dissosioituminen etenee vaiheittain. Myrkyllinen rikkivety on vaarallista jopa pieninä annoksina. Noin 0,1 % rikkivetyä ilmassa johtaa hengityskeskuksen halvaantumiseen jatajunnan menetys. Esimerkiksi legendaarinen luonnontieteilijä Plinius Vanhin kuoli 7800-luvulla eKr. juuri vetysulfidista, joka muodostui Vesuviuksen purkauksen aikana.
Syy rikkivedyn myrkylliseen vaikutukseen on sen kemiallinen vuorovaikutus veren hemoglobiinin kanssa. Tämän proteiinin sisältämä rauta muodostaa sulfidin rikkivedyn kanssa.
Rikkivedyn suurin sallittu pitoisuus ilmassa on 0,01 mg/l. Vastalääkkeenä käytetään puhtaan hapen tai ilman hengittämistä, joka sisältää pienen määrän klooria.
Rikkivedyn kanssa työskentely edellyttää tiettyjen turvallisuussääntöjen noudattamista. Kaikki tätä kaasumaista ainetta koskevat kokeet suoritetaan hermeettisesti suljetuissa laitteissa ja vetokuvuissa.
Menetelmät rikkivedyn valmistamiseksi
Mitä rikkivetyä tuotetaan laboratoriossa? Yleisin vaihtoehto on vedyn ja rikin vuorovaikutus. Tämä kemiallinen reaktio liittyy yhdisteeseen, joka suoritetaan vetokaapissa.
Lisäksi rikkivedyn tuotanto on mahdollista myös kiinteän rautasulfidin (2) ja rikki- tai kloorivetyhappoliuoksen vaihdossa. Tällaisen tuloksen saamiseksi riittää, että koeputkeen otetaan useita sulfidipaloja, jotka eivät ylitä herneen kokoa. Seuraavaksi koeputkeen lisätään happoliuos (jopa puoleen tilavuudesta), joka suljetaan kaasun poistoputkella. Laite asetetaan konepellin alle, koeputki lämmitetään. Kemialliseen vuorovaikutukseen liittyy kaasukuplien vapautumista. Tämä rikkivedyn tuotantovoit luoda aineen määrän, joka on riittävä sen kemiallisten ominaisuuksien huomioon ottamiseksi.
Mitä muita tapoja on olemassa? Laboratoriossa on sallittua saada rikkivetyä antamalla metallisen raudan (kuvun alla) reagoida kiteisen rikin kanssa, minkä jälkeen sulfidi saatetaan reagoimaan rikkihapon kanssa.
Kemialliset ominaisuudet
Rikkivety on vuorovaikutuksessa ilmakehän hapen kanssa, ja se palaa sinertävänä. Täydellisen palamisen yhteydessä reaktiotuotteet ovat rikkioksidi (4) ja vesi. Koska uunikaasu on hapan oksidi, se muodostaa liuoksessa heikkoa rikkihappoa, joka muuttaa sinisen lakmuspaperin punaiseksi.
Jos rikkivetyä ei ole riittävästi, muodostuu kiteistä rikkiä. Tätä prosessia pidetään teollisena tapana saada puhdasta rikkiä rikkivedystä.
Tällä kemikaalilla on myös osoitettu olevan erinomaiset palautumisominaisuudet. Ne ilmestyvät esimerkiksi vuorovaikutuksessa suolojen, halogeenien kanssa. Samanlaisen reaktion suorittamiseksi laboratorio-olosuhteissa rikkivetyliuos kaadetaan koeputkiin kloorin ja bromin kanssa, jolloin havaitaan värimuutoksia. Kiteisen rikin muodostumista havaitaan reaktiotuotteena.
Rikkivedyn kemiallisen reaktion aikana veden kanssa muodostuu hydroksoniumkationi H3O+.
Rikkivety pystyy muodostamaan kahdentyyppisiä yhdisteitä: sulfideja (keskisuoloja) ja hydrosulfideja (happosuoloja).
Alkali- ja maa-alkalimetallisulfidit ovat värittömiäyhdisteet. Raskasmetalleissa (kupari, nikkeli, lyijy) ne ovat mustia. Mangaanisulfidilla on vaaleanpunainen väri. Monet suolat eivät liukene veteen.
Laadullinen reaktio sulfideille on vuorovaikutus kuparisulfaattiliuoksen kanssa (2). Tällaisen vuorovaikutuksen tuote on kuparisulfidin (2) mustan sakan saostuminen.
Johtopäätös
Luonnossa tätä ainetta löytyy mineraalilähteistä, vulkaanisista kaasuista. Tämä yhdiste on eläin- ja kasviorganismien hajoamistuote, joka erottuu rikkivedyn ominaisesta hajusta. Luonnollisia sulfideja löytyy harvinaisten metallien koostumuksesta, metallurgiassa vastaavat alkuaineet saadaan niistä. On tärkeää muistaa, että rikkivety on vahva myrkyllinen aine.
