9.7: Халконідні гідриди

Last updated

Oct 25, 2022
Save as PDF
- 9.6: Порівняння сірки з киснем
- 9.8: Оксиди та оксикислоти сірки

Andrew R. Barron
Rice University via CNX

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Дигідриди

Гідриди сірки, селену та телуру - це надзвичайно токсичні гази з відразливими запахами. Сірководень (H ₂ S) дуже токсичний, насправді він більш ніж 5x токсичний, як HCN (табл. $\PageIndex{1}$ ). Сірководень вважається отрутою широкого спектру дії, що означає, що він може отруювати кілька різних систем в організмі, хоча найбільше уражена нервова система. Він утворює складний зв'язок із залізом в мітохондріальних ферментах цитохрому, тим самим блокуючи кисень від зв'язування і зупиняючи клітинне дихання. Вплив низьких концентрацій може призвести до подразнення очей, болю в горлі та кашлю, нудоти, задишки та рідини в легенях. Тривалий вплив низького рівня може призвести до втоми, втрати апетиту, головного болю, дратівливості, поганої пам'яті та запаморочення.

Таблиця $\PageIndex{1}$ : Рівні токсичності для сірководню.
Концентрація (проміле)	Біологічний ефект
0.00047	Поріг.
10-20	Прикордонна концентрація для подразнення очей.
50—100	Пошкодження очей.
100—150	Нюховий нерв паралізується і нюх зникає, часто разом з усвідомленням небезпеки.
320—530	Набряк легенів з можливістю летального результату.
530—1000	Стимуляція центральної нервової системи і прискорене дихання, що призводить до втрати дихання.
800	Смертельна концентрація для 50% людей протягом 5 хвилин експозиції (LC50).
+1000	негайний колапс з втратою дихання, навіть після вдиху одного вдиху.

Кожен з гідридів отримують реакцією кислоти на халькогенід металу, наприклад, (9.7.1) і (9.7.2). Нестійкий H ₂ Po був отриманий реакцією HCl на метал Po.

$\rm Fe + S \rightarrow FeS$

$\rm FeS + 2 HCl \rightarrow H_2S \uparrow + FeCl_2$

Термічна стабільність та міцність зчеплення дигідридів слідують тенденції:

$\rm H_2S > H_2Se > H_2Te > H_2Po$

У той час як H ₂ Se термодинамічно стабільні до 280° C, H ₂ Te і H ₂ Po термодинамічно нестабільні.

Всі дигідриди поводяться як слабкі кислоти у воді. Таким чином, розчинення Н ₂ S води призводить до утворення сполучених основ, (9.7.4) і (9.7.5), з константами дисоціації 10 ^-7 і 10 ^-17 відповідно.

$\rm H_2S + H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + SH^-$

$\rm SH^- + H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + S^{2-}$

Сульфани

Схильність сірки до катенації означає, що в той час як гідриди кисню обмежені водою (H ₂ O) і перекисом водню (H ₂ O ₂), всі можуть бути виділені сполуки H ₂ S _n де n = 2 - 6. Вищі гомологи також відомі, але тільки як суміші. Всі сульфани - це жовті рідини, в'язкість яких збільшується зі збільшенням довжини ланцюга.

Суміш нижчих сульфанов готують реакцією сульфідів натрію (Na ₂ Sn) з HCl, (9.7.6). З цієї суміші сполуки Н ₂ S _n де n = 2 - 5 очищають шляхом фракційної перегонки. Однак вищі сульфани виробляються реакцією або H 2 S, або H ₂ S _₂ з хлоридами сірки, (9.7.7) і (9.7.8).

$\rm Na_2S_2 + 2 HCl \rightarrow 2 NaCl + H_2S_n$

$\rm 2 H_2S + S_nCl_2 \rightarrow 2 HCl + H_2S_{n+2}$

$\rm 2 H_2S_2 + S+nCl_2 \rightarrow 2 HCl + H_2S_{n+4}$