Khí H2S là một chất khí được cảnh báo về tính độc khi tiếp xúc. Vậy chất khí này có đặc điểm như thế nào để nhận biết? Hãy cùng tìm hiểu thông qua bài viết dưới đây!
1. Khí H2S là gì? Cấu trúc của khí H2S
Khí H2S (hydro sulfide) là một hợp chất hóa học có những đặc điểm độc đáo, dễ nhận biết.
H2S có cấu trúc tương tự như nước, gồm 2 nguyên tử H và một nguyên tử S. Nguyên tử S nằm ở trung tâm và kết nối với hai nguyên tử H bằng liên kết đơn.
Tuy nhiên, do lưu huỳnh không có độ âm điện như oxy, nên H2S không phân cực như nước. Điều này dẫn đến sự tồn tại của các lực liên phân tử trong H2S yếu hơn rất nhiều và điểm sôi và điểm nóng chảy cũng thấp hơn so với nước.
H2S thường được hình thành trong quá trình phân hủy chất hữu cơ bởi vi sinh vật trong môi trường không có oxy. Ngoài ra, khí H2S cũng có thể tìm thấy trong khí núi lửa, dầu thô, khí tự nhiên và một số nguồn nước giếng hoặc suối nước nóng. Đáng chú ý, cơ thể người cũng sản xuất một lượng nhỏ H2S và sử dụng nó như một phân tử truyền tín hiệu.
Cấu trúc của khí H2S
2. Tính chất lý hóa của khí H2S
Khí H2S có những tính chất sau:
2.1. Tính chất vật lý
Một số tính chất vật lý đặc trưng của khí H2S gồm:
- Có mùi rất đặc trưng là mùi hôi của trứng thối.
- Là một chất khí dễ cháy.
- Điểm sôi của nước và hydro sulfide lần lượt là 100 độ C và -60 độ C.
- Là một chất khí đặc và nặng hơn không khí một chút, nhưng có thể hòa tan trong nước và dung môi hữu cơ.
- Là một chất khí độc, không màu, có thể gây đau đầu ngay cả khi hít phải lượng nhỏ.
- Ở áp suất trên 90 GPa, H2S trở thành một chất dẫn điện kim loại.
2.2. Tính chất hóa học
– Tính acid yếu:
- H2S có tính axit, làm giấy quỳ tím chuyển sang màu đỏ.
- H2S có khả năng phản ứng với dung dịch kiềm tạo thành muối trung hòa và nước.
H2S + NaOH → NaHS + H2O
H2S + 2NaOH → Na2S + H2O
- H2S phản ứng với dung dịch muối cacbonat tạo thành muối trung hòa và nước.
H2S + Na2CO3 → NaHCO3 + NaHS
– Tính khử mạnh: H2S đóng vai trò chất khử và tạo ra ion SH- khi có mặt của bazơ.
- Hỗn hợp không khí và H2S có thể gây nổ theo phản ứng:
2H2S + 3O2 → 2H2O + 2SO2
- H2S phản ứng với kim loại tạo ra muối sulfua kim loại không hòa tan, thường là dạng chất rắn có màu sẫm:
2H2S + 2K → 2KHS + H2
- H2S phản ứng với Ag tạo ra muối sulfite:
4Ag + 2H2S + O2 → 2Ag2S + 2H2O
- H2S bị oxy hóa khi phản ứng với Clo tạo thành H2SO4 khi có nước:
4Cl2 + H2S + 4H2O → H2SO4 + 8HCl
3. Cách điều chế khí H2S
Khí H2S có thể được điều chế bằng nhiều cách khác nhau tùy thuộc vào điều kiện. Dưới đây là một số phương pháp điều chế khí H2S:
3.1. Trong phòng thí nghiệm
H2S được tạo ra bằng cách hóa hợp sắt sunfua với axit mạnh trong bình Kipp:
FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S
Hoặc bằng cách khác như:
– Sắt sunfua và các chất phi kim tiếp xúc với nước: 6H2O + Al2S3 → 3HS + 2Al(OH)3.
– Phân tích thioacetamide: CH3C(S)NH2 + H2O → CH2C(O)NH2 + H2S.
3.2. Trong công nghiệp
Phương pháp phổ biến nhất để sản xuất hydro sulfide là tách nó khỏi “khí chua” – một loại khí tự nhiên có hàm lượng H2S cao.
Ngoài ra, nó cũng có thể được điều chế bằng các phương pháp khác như:
- Sử dụng nguyên tố lưu huỳnh nóng chảy tác dụng với H2 ở nhiệt độ khoảng 450 độ C.
- Sử dụng vi khuẩn khử sunfat oxy hóa các hợp chất hữu cơ hoặc H2 trong môi trường có lượng oxy thấp.
4. Khí H2S có tính độc không?
Khí H2S là một chất khí độc do nhiều nguyên nhân sau:
- Nó là một loại khí dễ nổ và có khả năng gây nguy hiểm tính mạng nếu không được xử lý cẩn thận. Ngoài ra, nó cũng có khả năng cháy tạo thành các chất khí và hơi độc hại khác như SO2.
- Ở nồng độ thấp, H2S có thể gây ra một số triệu chứng như kích ứng mũi, cổ họng, mắt, buồn nôn, khó thở, đau đầu, giảm trí nhớ, mệt mỏi và các vấn đề về cân bằng cơ thể. Đối với những người mắc các bệnh như hen suyễn, khó thở có thể trở nên nghiêm trọng hơn.
- Ở nồng độ cao (thường lớn hơn 1000 ppm) và sau thời gian tiếp xúc ngắn, H2S có thể gây bất tỉnh và gây tổn thương vĩnh viễn hoặc kéo dài như đau đầu, giảm khả năng tập trung, chóng mặt, trí nhớ kém và rối loạn vận động.
5. Ứng dụng của khí H2S trong đời sống
H2S được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như:
- Trong lĩnh vực nghiên cứu hóa học phân tích, khí H2S được sử dụng để phát hiện các cation.
- H2S là tiền thân của lưu huỳnh nguyên tố và được sử dụng một số hợp chất lưu huỳnh hữu cơ như methanethiol, ethanethiol và axit thioglycolic.
- Khí H2S cũng được sử dụng để điều chế các hợp chất sunfua kim loại, trong đó nhiều hợp chất này được sử dụng trong ngành sơn.
- Khí H2S được sử dụng để tách deuterium oxide hoặc nước nặng khỏi nước thông qua quá trình Girdler sulfide.
- Trong nông nghiệp, H2S được sử dụng làm chất khử trùng.
- Trong lĩnh vực y tế, khí H2S được sử dụng để tiếp xúc với tế bào nhằm ngăn ngừa tổn thương.
- Trong gia công kim loại và gia công, H2S được sử dụng trong một số loại dầu cắt, chất làm mát và chất bôi trơn.
Đây là những thông tin cơ bản về khí H2S. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua thanh chat phía cuối màn hình hoặc tham khảo thêm bài viết trên vietchem.com.vn.