Сероводород (H₂S) является слабой кислотой и восстановителем, и его химическая активность зависит от природы взаимодействующих веществ. Рассмотрим каждое из предложенных взаимодействий:
С кислородом (O₂):
Сероводород активно взаимодействует с кислородом, особенно при повышенной температуре. Это взаимодействие обычно приводит к окислению сероводорода с образованием серы (или сернистого газа SO₂ при избытке кислорода) и воды. Реакция может быть представлена уравнением:
[
2H_2S + 3O_2 \rightarrow 2SO_2 + 2H_2O
]
или, при недостатке кислорода, образуется элементная сера:
[
2H_2S + O_2 \rightarrow 2S + 2H_2O
]
С водородом (H₂):
Сероводород не взаимодействует с водородом, так как это соединение уже содержит максимально возможное количество атомов водорода для данной молекулы. В системе нет термодинамической или кинетической выгоды для реакции, поскольку обе молекулы являются достаточно стабильными в своих обычных условиях.
С хлоридом меди (CuCl₂):
Сероводород реагирует с хлоридом меди (II), образуя сульфид меди (CuS), который выпадает в осадок, и хлороводород. Эта реакция протекает следующим образом:
[
H_2S + CuCl_2 \rightarrow CuS + 2HCl
]
Образование черного осадка CuS является характерным признаком этой реакции.
С нитратом свинца (Pb(NO₃)₂):
Сероводород взаимодействует с нитратом свинца с образованием сульфида свинца (PbS), который также выпадает в осадок. Это взаимодействие используется как качественная реакция на ионы свинца:
[
H_2S + Pb(NO_3)_2 \rightarrow PbS + 2HNO_3
]
Таким образом, из предложенных вариантов сероводород не взаимодействует только с водородом (вариант 2).