Самые аппетитные бинарные соединения водорода
Сегодня мы с вами отвлечёмся от тем механизмов, синтезов, от отдельных веществ и рассмотрим сразу группу бинарных соединений водорода.
Про некоторые, я уверен, вы уже наслышаны, но их мы тоже затронем.
Встречайте наших кандидатов на самый «аппетитный» запах!
Итак, так как ко всем ниже перечисленным веществам применимо:
То я скажу вам…
«Приятного аппетита!»
Боран(ы).
Запах
Они очень токсичны, отвратительно пахнут.
Как вы уже могли понять, «аппетитные» — это ирония. Но это лишь начало для нашего анти-топа.
Я не мог не вставить немного парнокопытных сюда, но извините, меня опередили, написав чудеснейший пост про эти соединения, где очень подробно про них написано.
Аммиак
Запах:
Резкий, неприятный, раздражающий, токсичный нитрид водорода пахнет как разлагающаяся моча, а всё ввиду разлагающихся со временем аминокислот.
Химические свойства аммиака:
Вы про него много раз слышали, вы знаете его свойства и зачем он нужен, а если не знаете, то прочитать про него можете здесь.
Аммиак проявляет слабо выраженные основные свойства, как в форме газа, так и в водном растворе, в котором он образует гидраты аммиака. Кстати, хоть по школьной программе нам и говорят, что существует NH4OH, к сожалению, это не правда. Есть лишь NH3 * H2O. Аммиак получают так.
Реагирует с кислотами. С концентрированной азотной и соляной, которые, в свою очередь, очень летучи, может реагировать даже в газовой фазе:
NH3 + HCl = NH4Cl
NH3 + H2SO4 = (NH4)HSO4
2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4
Горит на воздухе:
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O
При катализаторе:
4NH3 + 5O2 = (катализатор Pt) 4NO + 6H2O + Q
Данная реакция является основой в производстве азотной кислоты
Сильный восстановитель, так как азот имеет степень окисления -3
Восстанавливает некоторые металлы из их оксидов при нагревании:
NH3 + 3 CuO = N2 + 3 Cu + 3 H2O
Образует комплексное соединение — [Cu(NH₃)₄]SO₄, которое называется реактивом Швейцера, способное растворять бумагу и ткань!
Определение аммиака:
Необходимо поднести лакмусовую бумажку, смоченную водой, в область предполагаемого нахождения газа аммиака — бумажка посинеет, указывая на основность среды в смачивающем растворе.
Либо же открыть ёмкость с дымящей соляной кислотой.
NH3 + HCl = NH4Cl — Можно наблюдать появление белого дыма в воздухе, состоящего из твёрдых частиц хлорида аммония.
С помощью этой реакции можно также и нейтрализовать аммиак. Только будьте осторожны!
Получение:
При катализаторе:
N2 + 3H2 = 2NH3
В лаборатории:
2NH4Cl + Ca(OH)2 = 2NH3 + 2H2O + CaCl2
Смешивают сухие кристаллы гидроксида кальция и нашатыря, нагревая.
Воду добавляют или нет, в зависимости от назначения полученного аммиака.
Это было очень коротко об аммиаке, не касаясь органики, потому что в этой области его значение очень трудно переоценить.
Фосфин
Или, как его ещё называют — фосфан. Бесцветный газ. Плохо растворяется в воде, образует с ней неустойчивый гидрат, который проявляет очень слабые основные свойства.
Температура кипения фосфина(-87,7°C) гораздо ниже, чем у аммиака(-33°C)
Очень токсичен!
Запах
По информации википедии, чистый фосфин не имеет запаха, если он не содержит примесей, как, например, в техническом продукте.
Если же содержит, то будьте готовы насладиться умопомрачительным запахом гнилой рыбы. Фосфин выделяется при разложении фосфорорганических соединений, которыми богата рыба.
На болоте, порой, можно увидеть «блуждающие огни» — самопроизвольное воспламенение фосфина, выделившегося из трупов утонувших животных.
Химические свойства фосфина:
Воспламенение:
2PH3 + 3O2 = P2O3 + 3H2O
2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3H2O(избыток)
При взаимодействии с сильными кислотами фосфин образует фосфониевые(PH4+) соли, аналогично ионам аммония(NH4+) — бесцветные кристаллические вещества, крайне неустойчивы, легко гидролизуются
HI + PH3 = PH4I
Соли фосфония, как и сам фосфин, являются сильными восстановителями.
Восстановительные свойства фосфина(степень окисления фосфора в фосфорноватистой кислоте H(PH2O2) — 1+:
PH3 + 8HNO3 = H3PO4 + 8NO2 + 4H2O
PH3 + 2I2 = 4HI + H(PH2O2)
PH3 + 3H2SO4 = H(PH2O2) + 3SO2 + 3H2O
Разлагается на простые вещества в присутствии кислорода(по информации из википедии):
2PH3 = 2P + 3H2
Получение:
Нет, не из бедных зверушек!
На самом деле способов получения целого множество. Химия даёт нам целый спектр шансов убить себя наиболее зловонно!
В газовой фазе диспропорционирует с хлористым водородом при температуре:
P4 + 6HCl = 2PH3 + 2PCl3
В лаборатории:
Способов несколько.
От гидролиза фосфидов в кислой среде:
Ca3P2 + 6HCl = 2PH3 + 3CaCl2
В щелочной реакция не идёт, потому что нам надо присоединить именно водород к фосфору.
До гидролиза солей фосфония:
PH4I + NaOH = PH3 + H2O + NaI
Лучше протекает в щелочной среде
Фосфор и горячая щёлочь — образуется гипофосфит — соль фосфорноватистой кислоты:
2P4 + 3Ba(OH)2 + 6H2O = 2PH3 + 3Ba(H2PO2)2
Из фосфористой кислоты, которая может быть разложена или восстановлена водородом в момент его выделения:
4H2(PHO3) = PH3 + 3H3PO4
H2(PHO3) + 3H2 = PH3 + 3H2O
Сероводород
Ох, дальше — больше. По своей токсичности сравним с угарным газом, перестаёт чувствоваться через некоторое время воздействия из-за образования сульфида железа в кровяных сосудах носа и всего тела.
Конечно же он токсичен (Высокотоксичен, СДЯВ(сильно действующее ядовитое вещество))(Это не улыбочки!)!
Запах
Когда пептидные связи в молекулах белка рвутся, они выделяют сероводород. Можете даже попробовать оставить пасхальное яйцо на год стоять просто так. Когда вы разобьёте его, вы почувствуете тот самый запах сероводорода, который и пахнет как тухлые яйца.
Определение сероводорода:
Бумажку, смоченную солью свинца, сушат. В дальнейшем, при поднесении её в облако сероводорода можно наблюдать изменение цвета на черный — цвет сульфида свинца.
H2S + 2PbNO3 = PbS + 2HNO3
Химические свойства:
Является сильным восстановителем.
Уже не основание, а очень слабая кислота.
Участвует во множестве ОВР. Вот некоторые из них:
KClO3 + 3H2S = 3S + KCl + 3H2O
3H2S + 4HClO3 = 3H2SO4 + 4HCl
5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5S + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
H2S + 4H2O2 = H2SO4 + 4H2O (Реакция идёт и с сульфидами металлов)
2H2S + SO2 = 3S + 2H2O (сопропорционирование)
И многие другие. Это лишь немногие из них. Некоторые даже можно составить самим
Реагирует с щелочами:
H2S + NaOH = NaHS + H2O
H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O
Хороший восстановитель = хорошо горит:
H2S + O2 = H2O + SO2(в избытке кислорода)
2H2S + O2 = 2H2O + 2S(в недостатке кислорода)
Чтобы осуществить второй вариант, необходимо подставить плоскую поверхность к месту горения сероводорода. На ней появится нагар, или, если угодно, нарост серы.
Получение
Из сульфидов металлов разбавленными кислотами во избежание ОВР:
FeS + 2HCl = H2S + FeCl2
Гидролизом сульфида алюминия:
Al2S3 + 3H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Селеноводород
Ну и вот то, ради чего мы здесь собрались!
Селенид водорода — самое токсичное соединение селена.
У вас не получится отвертеться и отравиться им, не чувствуя его, как с сероводородом, так как его запах чувствуется при абсолютно ничтожных концентрациях. Кстати о запахе…
Запах
Про него ходят легенды. Кто-то говорит, что это запах гнилой капусты, который, лично я, даже представить не могу, может быть и к лучшему.
Кто-то просто упоминает, что во время синтеза их просто чуть не стошнило.
В общем, красота да и только.
Химические свойства:
Также как и сероводород — кислота, но более сильная.
По химическим свойствам очень схож с сероводородом. По сути все описанные для H2S реакции можно написать и здесь, только добавив букву «e».
Получение:
Вы-таки будете смеяться, но даже получение селеноводорода такое же.
Из селенидов металлов кислотами:
FeSe + 2HCl = H2Se + FeCl2
Гидролизом селенида алюминия:
Al2Se3 + 3H2O = 2Al(OH)3 + 3H2Se
Прямой реакцией селена и водорода при температуре:
H2 + Se = H2Se
Самые ядовитые
Лишь вскользь упомянем и другие соединения элементов 5 и 6 группы с водородом, которые пахнут чуть менее обособленно, ввиду того, что не выделяются из живых организмов и наш мозг не придал им привязку к какому либо конкретному объекту — будь то болото, тухлые яйца или рыба.
Стибин — запах чеснока. ОЧЕНЬ ядовит.
Арсин — чистый арсин не имеет запаха. Использовался американскими военными во вьетнаме. СДЯВ.
Теллуроводород — ОЧЕНЬ ядовитый газ с неприятным запахом.
Всем спасибо за внимание! Надеюсь было интересно.