Страница 43 из 83
Сероводород узнают по характерному запаху тухлых яиц. Однако мало кому известно, насколько он ядовит. Он не менее опасен, чем пары синильной кислоты. Даже небольшие дозы сероводорода смертельны: 0,2 процента его в воздухе почти мгновенно убивают животных. В природе сероводород образуется также при гниении белковых веществ.
Сероводород страшен тем, что относится к числу аккумулятивных ядов. Вдыхание сероводорода притупляет обоняние, человек теряет чувство опасности и продолжает оставаться в отравленном воздухе, пока не наступает смерть.
В гемоглобине крови содержится железо. Сера же обладает большим сродством к металлам. Сероводород, попадая в кровь человека, реагирует с железом, образуя сульфид железа. Можно сделать следующий опыт: пропускать сероводород через свежую кровь, и ее окраска из красной превращается в грязно-зеленую. Легко найти объяснение, почему серебряные вещи жителей Сен-Пьера потемнели. Известно, что серебро — один из самых «стойких» металлов и не окисляется на воздухе даже при нагревании. Но сродство серы к металлам так велико, что даже «стойкое» серебро подвергается действию сероводорода, покрываясь темной пленкой сульфида.
Почему такой тусклый и безжизненный колорит имеют некоторые картины даже самых прославленных живописцев средневековья? Очевидно, краски утратили первоначальную яркость и свежесть. Многие художники в качестве белой краски употребляли свинцовые белила. Под действием сероводорода, всегда находящегося в небольших количествах в воздухе, свинец превратился в черно-бурый сульфид свинца.
Искусственно сероводород может быть приготовлен пропусканием водорода через расплавленную серу. Чаще же всего его получают действием разбавленных кислот на сернистые металлы. Сероводород обладает большой горючестью, его смесь с воздухом взрывает. Он горит красивым голубоватым пламенем с образованием сернистого газа и воды. Промежуточным продуктом при горении сероводорода может быть сера.
Сероводород считается одним из сильнейших восстановителей. В природе он не накапливается надолго в больших количествах, так как кислород воздуха окисляет его в свободную серу.
В морях при гниении многочисленных живых существ и бактерий образуется сероводород. Некоторые ученые считали, что, находясь в окислительной зоне моря, он превращается в результате окисления в свободную серу. Полученная таким образом сера, по мнению этих ученых, в виде серного дождя падает, например, на дно такого «классического сероводородного бассейна», как Черное море. Так могли бы образоваться очень мощные морские месторождения серы.
Но, вероятно, все гораздо сложнее. Сера, полученная в результате окисления сероводорода в соленой воде, не тонет, а всплывает, попадая в окислительную зону, где и окисляется до сульфатов.
А как было бы заманчиво добывать серу со дна моря!
Сера — это волшебная палочка, ведь с помощью ее натуральный каучук превращается в резину, которая окружает нас в повседневной жизни. Статистика говорит, что число различных изделий из резины в настоящее время включает больше 35 тысяч наименований.
Натуральный каучук очень дорог, да и свойства его бывают иногда не совсем подходящими: при низких температурах он делается твердым и хрупким, а при высоких — липким и клейким.
Для придания каучуку новых физико-химических свойств его вулканизируют: нагревают с серой при температуре около 140 °C.
В чем же заключается химический смысл процесса вулканизации?
Каучук состоит из длинных нитевидных молекул с двойными связями. Атомы серы, присоединяясь к этим связям, как бы сшивают молекулы каучука. За счет этого и возникают новые свойства вулканизированного каучука: прочность, большая эластичность и термическая устойчивость.
При изготовлении обычной резины в каучук вводится примерно 1–3 процента серы. При таком содержании серы в молекулах каучука заполняется только лишь часть двойных связей, что способствует образованию мягкой резины.
Но попробуем повысить содержание серы примерно до 45 процентов. В этом случае ее атомы займут почти все двойные связи молекулы каучука. Образуется эбонит — твердое вещество черного цвета.
Эбонит обладает высокими электроизоляционными свойствами и применяется главным образом для изготовления электротехнических изделий. На большой устойчивости эбонита по отношению к кислотам основано применение его при изготовлении аккумуляторных баков.
Но сера не только помогает превратить натуральный каучук в резину. С ее помощью можно получить синтетический неорганический каучук, обладающий особыми ценными свойствами. В технике это соединение известно под названием тиокаучука, или тиокола.
Тиокаучук получается нагреванием раствора сернистого натрия с серой и последующим взаимодействием полученного полисульфида с дихлорэтаном и так называемыми диспергирующими веществами. В результате сложного технологического процесса получается плотная коричневая масса. Это и есть тиокол. Практически он не растворяется ни в одном из обычных растворителей. Один лишь сероуглерод вызывает незначительное набухание тиокола.
Тиокаучук обладает крайне неприятным запахом, по сравнению с другими видами синтетического каучука он недостаточно прочен, а при температуре минус 40 градусов им полностью утрачиваются эластичные свойства. Но эти отрицательные качества тиокола отходят на второй план по сравнению с его положительными свойствами: он обладает значительной стойкостью к растворителям, действию озона и старению.
Когда в технике требуется каучукоподобный материал, обладающий такими свойствами, тиокол считается поистине незаменимым. Из него делают трубопроводы и шланги для бензина, керосина и бензола. С помощью тиокола изготовляют защитные покрытия на аэростатной ткани, непроницаемой для водорода и гелия. Тиокаучук находит применение в авиационной, полиграфической и химической промышленности.
Мы уже говорили, что, если в молекуле серной кислоты один атом кислорода заменить серой, получается крайне неустойчивое соединение, известное под названием тиосерной кислоты. В свободном состоянии оно моментально разлагается на сернистую кислоту и серу.
Соли этой кислоты — тиосульфаты — являются уже более устойчивыми соединениями. Из них наибольшее практическое применение имеет тиосульфат натрия; его химическая формула Na2S2O3.
Поскольку в тиосульфате содержится отрицательно двухвалентная сера, он обладает восстановительными свойствами, что позволяет использовать его для связывания таких активных окислителей, как хлор. С этой целью тиосульфатом пользуются во время отбелки тканей для удаления избыточного хлора.
Но тиосульфат натрия известен не только как антихлор.
Каждый, кто занимался фотографированием, замечал, что иногда фотографии от действия света или при длительном хранении покрываются бурыми пятнами. В таких случаях говорят, что фотография «недозакрепилась», то есть подверглась недостаточной обработке фиксирующими материалами.
Эмульсия фотопластинки или пленки после проявления содержит неразложившееся бромистое серебро, для удаления которого пластинка погружается в фиксаж, то есть обычно в раствор тиосульфата (в фотографии его называют гипосульфитом). Роль гипосульфита заключается в том, чтобы перевести нерастворимые соединения серебра в растворимые комплексные соединения. В результате фиксирования изображение становится устойчивым к действию света и не изменяется при длительном хранении.
Тиосульфат натрия находит применение и в медицине. Он является противоядием при отравлении мышьяком и цианидами. Наружно его употребляют при лечении чесотки и при тяжелых ожогах.