במאמר זה נשקול את הייצור של מימן גופרתי מגופרית. בואו נסתכל מקרוב על התכונות הפיזיקליות והכימיות של החומר הזה.
בניין
כדי לנתח את הייצור העיקרי של מימן גופרתי, יש צורך לברר את תכונות המבנה שלו. הרכב החומר הזה מכיל אטום גופרית אחד ושני מימן. הם לא מתכות, ולכן נוצרים קשרים קוטביים קוולנטיים בין היסודות. למימן גופרתי מבנה זוויתי. נוצרת זווית של 92 מעלות בין גופרית למימן, שהיא מעט פחות מאשר במים.
נכסים פיזיים
ריח של מימן גופרתי, שמזכיר ביצים רקובות, מוכר לכולם. בתנאים רגילים, חומר זה נמצא במצב גזי. הוא חסר צבע, מסיס במים גרוע, רעיל. בממוצע, ב-20 מעלות צלזיוס, 2.4 נפחים של מימן גופרתי יתמוססו במים. למי מימן גופרתי תכונות חומציות מעט, ההתנתקות של החומר ממשיכה בשלבים. מימן גופרתי רעיל מסוכן אפילו במינונים קטנים. התוכן של כ-0.1 אחוז מימן גופרתי באוויר מוביל לשיתוק של מרכז הנשימה עםאובדן ההכרה. לדוגמה, חוקר הטבע האגדי פליניוס האב מת במאה ה-79 לפני הספירה בדיוק ממימן גופרתי, שנוצר במהלך התפרצות הווזוב.
הסיבה להשפעה הרעילה של מימן גופרתי היא האינטראקציה הכימית שלו עם המוגלובין בדם. הברזל הכלול בחלבון זה יוצר גופרית עם מימן גופרתי.
הריכוז המרבי המותר של מימן גופרתי באוויר הוא 0.01 מ ג/ליטר. כתרופה, משתמשים בשאיפה של חמצן טהור או אוויר, המכילים כמות קטנה של כלור.
עבודה עם מימן גופרתי מחייבת ציות לכללי בטיחות מסוימים. כל הניסויים הנוגעים לחומר הגזי הזה מתבצעים במכשירים אטומים הרמטית ובמנדפים.
שיטות לייצור מימן גופרתי
מהו הייצור של מימן גופרתי במעבדה? האפשרות הנפוצה ביותר היא האינטראקציה של מימן עם גופרית. תגובה כימית זו קשורה לתרכובת, המתבצעת במנדף אדים.
בנוסף, ייצור מימן גופרתי אפשרי גם בהחלפה בין גופרית ברזל מוצק (2) לבין תמיסה של חומצה גופרתית או הידרוכלורית. כדי להשיג תוצאה כזו, זה מספיק כדי לקחת כמה חתיכות של גופרית לתוך מבחנה, לא יעלה על גודל של אפונה. לאחר מכן, מוסיפים למבחנה תמיסה חומצית (עד מחצית הנפח), סגורה עם צינור יציאת גז. המכשיר ממוקם מתחת למכסה המנוע, המבחנה מחוממת. אינטראקציה כימית מלווה בשחרור בועות גז. ייצור זה של מימן גופרתימאפשר לך ליצור כמות של חומר מספיקה כדי להתחשב בתכונות הכימיות שלו.
אילו דרכים נוספות יש? במעבדה מותר להשיג מימן גופרתי על ידי תגובה של ברזל מתכתי (מתחת למכסה מנוע) עם גופרית גבישית, ולאחר מכן תגובה של הגופרית עם חומצה גופרתית.
מאפיינים כימיים
מימן גופרתי יוצר אינטראקציה עם חמצן אטמוספרי, הוא נשרף בצבע כחלחל. במקרה של בעירה מלאה, תוצרי התגובה הם תחמוצת גופרית (4) ומים. בהתחשב בכך שגז התנור הוא תחמוצת חומצית, בתמיסה הוא יוצר חומצה גופרתית חלשה, והופך נייר לקמוס כחול לאדום.
במקרה של כמות לא מספקת של מימן גופרתי, נוצרת גופרית גבישית. תהליך זה נחשב לדרך תעשייתית להשגת גופרית טהורה ממימן גופרתי.
כימיקל זה הוכח גם כבעל יכולות התאוששות מצוינות. הם מופיעים, למשל, בעת אינטראקציה עם מלחים, הלוגנים. על מנת לבצע תגובה דומה בתנאי מעבדה, יוצקים תמיסה של מימן גופרתי למבחנות עם כלור וברום, נצפה שינוי צבע. היווצרות של גופרית גבישית נצפית כמוצר תגובה.
במהלך התגובה הכימית של מימן גופרתי עם מים, נוצר קטיון ההידרוקסוניום H3O+.
מימן גופרתי מסוגל ליצור שני סוגים של תרכובות: סולפידים (מלחים בינוניים) והידרוסולפידים (מלחים חומציים).
סולפידים ממתכת אלקלי ואדמה אלקליין הם חסרי צבעתרכובות. במתכות כבדות (נחושת, ניקל, עופרת), הן שחורות. למנגן גופרתי צבע ורוד. מלחים רבים אינם מתמוססים במים.
תגובה איכותית לסולפידים היא האינטראקציה עם תמיסה של נחושת גופרתית (2). התוצר של אינטראקציה כזו יהיה משקעים של משקע שחור של גופרית נחושת (2).
מסקנה
בטבע, החומר הזה נמצא במעיינות מינרלים, גזים געשיים. תרכובת זו היא תוצר ריקבון של אורגניזמים של בעלי חיים וצמחים, היא נבדלת על ידי הריח האופייני של מימן גופרתי. סולפידים טבעיים נמצאים בהרכב של מתכות נדירות, במטלורגיה מקבלים מהם את היסודות המתאימים. חשוב לזכור שמימן גופרתי הוא חומר רעיל חזק.
