硫化氢

硫化氢（英文名称：Hydrogen Sulfide），无机化合物，由氢和硫组成。化学式为H₂S，摩尔质量为34.08g/mol，密度为1.36 kg/m³。硫化氢是一种具有臭鸡蛋气味的无色气体，易溶于水，可溶于石油、乙醇、二硫化碳、四氯化碳等，是一种可燃性气体，燃烧时产生蓝色火焰，具有很强的还原性，还易与大多数金属离子反应形成沉淀。实验室通常用硫酸亚铁和稀硫酸或稀盐酸反应来制备硫化氢；工业上制备硫化氢通常用硫磺和电解氢合成。硫化氢在分析化学中可以用来分离和鉴定某些金属离子，冶金工业中可以用来从镍钴矿的浸取液中沉淀硫化铜，在核工业中可以用来生产重水。

1663年英国化学家罗伯特·波义耳（Robert Boyle）发现硫化氢可以使银器变黑。1772年瑞典化学家卡尔·威尔海姆·舍勒 （Carl Wilhelm Scheele）证明了硫在氢气中燃烧可以得到硫化氢气体，并且这种气体中的硫，可以用一些氧化剂使其氧化析出；化学家道尔顿曾用实验证明硫化氢是用由元素硫和元素氢组成。1796年化学家贝托雷证明硫化氢不是含氧酸。

在18世纪末，当时化学家在分析各种矿石成分时，是将矿石放入硫酸中加热，此时会放出一种极为难闻的硫磺气（硫化氢）。普罗斯发现这种气体与一些金属盐反应会产生不同颜色沉淀，这个性质的发现便成为新的分析方法的重要依据。1829年德国化学家罗塞科学地制定了以硫化氢为主的系统定性分析。在盐酸处理后的溶液中通入硫化氢，则金、锑、锡、砷、铅、铋、铜、银、汞等离子都形成硫化物的沉淀，从而与其它金属离子分开。这样有步骤地用几种基本的试剂把未知物分为若干组，再分别用特种试剂检验，就可以确定未知物的各成分。所以，硫化氢是分析化学中很重要的基本试剂，在分析化学发展史中，起到了非常重要的作用。

硫化氢一般是化学反应和蛋白质自然分解的产物。自然界中硫化氢常含于火山喷射气及矿泉水中，此外动植物以及各种各样的有机垃圾腐烂时都经常产生硫化氢。人们在石油开采、橡胶、鞣革、煤低温焦化、甜菜制糖等生产中有硫化氢产生。在清理水井、下水道、隧道、垃圾堆等作业中，可能遇到。

硫化氢分子结构图

硫化氢的分子结构与水分子相似，分子中的硫采用sp3不等性杂化，分子构型为v形，H-S键长为136pm，键角∠HSH为92°。硫化氢属于极性分子，极性弱于水，分子间不能形成氢键。

硫化氢为臭鸡蛋气味的无色气体，能与空气混合形成爆炸性气体，易溶于水，常温下，1体积水能溶解约4.7体积硫化氢气体，还可溶于石油、乙醇、二硫化碳、四氯化碳等溶剂。硫化氢的摩尔质量34.08g/mol为，密度为1.36 kg/m³，沸点为-60℃，熔点为-85℃，20℃时的蒸气压为1880kPa，空气中的爆炸界限为4.3%~46.0%，自燃温度为260℃。

硫化氢被加热至300℃以上会分解为氢气和硫。

硫化氢是一种可燃性气体，燃烧时产生蓝色火焰。在氧气充足的条件下，硫化氢能完全燃烧生成二氧化硫和水；在氧气不足的条件下，则发生不完全燃烧生成硫和水。

硫化氢中的硫的化合价为负二价，说明它可以失电子变为硫单质或者更高价态硫的化合物，故硫化氢具有还原性。能够被许多氧化剂氧化，如卤素单质、氧气、硝酸、高锰酸钾、浓硫酸等。

硫化氢可以使元素周期表中第Ⅰ主族和第Ⅱ类主族元素以外的金属离子从溶液中沉淀为不同颜色的硫化物（有时为氢氧化物）。根据这些沉淀的颜色和在水中或酸中溶解的不同情况可以判别或分离某些金属离子。

硫化氢与烯烃反应生成硫醇。

在酸的催化下，硫化氢与醇生成硫醇、硫醚。

硫化氢是室息性气体，吸入的硫化氢进入血液分布至全身，与细胞内线粒体中的细胞色素氧化酶结合，使其失去传递电子的能力，造成细胞缺氧，这与氰化物中毒有相似之处。硫化氢还可能与体内谷胱甘肽中的疏基结合，使谷胱甘肽失活，影响生物氧化过程，加重了组织缺氧。高浓度（1000mg/m以上）硫化氢主要通过对嗅神经、呼吸道及颈动脉窦和主动脉体的化学感受器的直接刺激，传入中枢神经系统，先是兴奋，迅即转入超限抑制，发生呼吸麻痹，以至于出现电击样中毒或猝死。硫化氢接触湿润黏膜，与液体中的钠离子反应生成硫化钠，对眼睛和呼吸道产生刺激和腐蚀，可致结膜炎、角膜炎、呼吸道炎症，甚至肺水肿；由于阻断细胞氧化过程，心肌缺氧，可发生弥漫性中毒性心肌病。

实验室通常用硫酸亚铁和稀硫酸或稀盐酸反应来制备硫化氢，为了控制硫化氢的生成速率，反应通常在启普发生器中进行。反应方程式如下：

实验室硫化氢制备图

分析化学中也常用硫代乙酰胺的水解来制备硫化氢气体。

工业上制备硫化氢通常用硫磺和电解氢在573K的温度下直接合成。

硫化氢工艺流程图

硫化氢在分析化学中作为沉淀剂，可以用来分离和鉴定某些金属离子。还可以用来制造多种无机硫化物，如硫化钠、硫氢化钠等，进而用作制造染料、橡胶制品、杀虫剂、塑料助剂、皮革和药物的原料。硫化氢在有机合成中的重要用途是制取硫醇，也是重要的还原剂。

在冶金工业中硫化氢用于从镍钴矿的浸取液中沉淀硫化铜，从红土的硫酸浸取液中沉淀硫化镍和硫化钴。在核工业中用硫化氢可生产重水。

GHS分类

在我国《职业性接触毒物危害程度分级》（GBZ 230-2010）中规定，把硫化氢定为Ⅱ级（高度危害）。

下表为不同浓度下硫化氢的影响

硫化氢发生泄露时，人员应迅速撤离泄漏污染区至上风处，并立即进行隔离（少量泄漏时隔离150m，大量泄漏时隔离300m），严格限制出入并切断火源。应急处理人员需戴自给正压式呼吸器，穿防毒服，从上风处进入现场并尽可能切断泄漏源。同时合理通风，加速扩散，可喷雾状水稀释、溶解，构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能，将残余气或漏出气用排风机送至水洗塔或与塔相连的通风橱内，或使其通过三氯化铁水溶液，管路装止回装置以防溶液吸回。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。

硫化氢发生火灾时，消防人员必须穿戴全身防火防毒服，切断气源，若不能立即切断气源，则不允许熄灭正在燃烧的气体。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。可用雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉进行灭火。

接触硫化氢气体或液化气体可引起灼伤、严重损害和（或）冻伤。本品有毒，主要经呼吸道吸收而引起全身中毒，是一种化学性室息性气体；是强烈的神经毒物，对黏膜有强烈刺激作用。

皮肤接触：立即脱去污染的衣物，用流动清水冲洗，就医。

眼睛接触：立即提起眼脸，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟，就医。

吸入：立即脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧，如呼吸停止，即进行人工呼吸。

储存于通风、低温、干燥的库房，与硝酸等强氧化剂分开存放。

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