હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ (hydrogen sulphide) (રસાયણશાસ્ત્ર)

હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ (hydrogen sulphide) (રસાયણશાસ્ત્ર) : હાઇડ્રોજન અને ગંધક તત્વો ધરાવતું વાયુરૂપ સંયોજન. રાસાયણિક સૂત્ર H₂S. તે સલ્ફ્યુરેટેડ હાઇડ્રોજન કે સલ્ફેન તરીકે પણ ઓળખાય છે. કુદરતમાં તે જ્વાળામુખી પર્વતોમાંથી નીકળતા વાયુઓમાં અને ગંધક ધરાવતા ઝરાઓનાં પાણીમાં મળી આવે છે. ઈંડાંના સડવાથી અને અન્ય ગંધકયુક્ત કાર્બનિક સંયોજનોના વિઘટનથી પણ તે ઉત્પન્ન થાય છે. ખાળકૂવા (cesspools) અને મલવાહિકા(sewer)માં જીવાણુઓની પ્રક્રિયાથી પણ તે આસપાસની હવામાં ભળેલો હોય છે. વિસ્કોસ (viscos) રેયૉનનાં સંયંત્રોના સ્પિનિંગ-કક્ષો (spinning rooms), સલ્ફાઇડ અયસ્કોની ખાણો, પેટ્રોલિયમ-પરિષ્કરણનાં (petroleum refining) અને ચામડાં કમાવવાનાં કારખાનાં (tanneries) વગેરે પણ તેનાં ઉદભવસ્થાનો છે :

બનાવટ : (i) ધાતુના સલ્ફાઇડો (સામાન્ય રીતે આયર્ન સલ્ફાઇડ, FeS) સાથે મંદ સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ (H₂SO₄) કે મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ(HCl)ની પ્રક્રિયાથી તે બનાવી શકાય છે :

FeS + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂S

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S

ફેરસ સલ્ફેટનું સ્ફટિકીકરણ થતું હોવાથી સામાન્ય રીતે હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ વાપરવામાં આવે છે. પ્રયોગશાળામાં તેને બનાવવામાં કિપ(Kipp)ના સાધન(apparatus)નો ઉપયોગ થાય છે. વધુ શુદ્ધ વાયુ મેળવવા CaS, BaS અથવા Al₂S₃નું જળવિભાજન કરવામાં આવે છે.

(ii) અત્યંત શુદ્ધ H₂S બનાવવા હાઇડ્રોજન અને ગંધકની બાષ્પન વચ્ચે 600° સે. તાપમાને સીધી પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.

પેટ્રોલિયમ પરિષ્કરણ તેમજ કોલસાના વિનાશક (destructive) નિસ્યંદન દરમિયાન પણ આ વાયુ મળે છે.

ગુણધર્મો : હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ રંગવિહીન, સડેલાં ઈંડાં જેવી વાસવાળો અતિ ઝેરી વાયુ છે. તેના સંપર્કમાં આવતાં આંખો અને શ્લેષ્મ કલા(mucous membrane)ને બળતરા થાય છે અને સોજો આવે છે. થોડા પ્રમાણમાં શ્વાસમાં જાય તો માથું દુખે છે અને ઊબકા આવે છે. લાંબો સમય લેવામાં આવે તો બેભાન થઈ જવાય છે તેમજ જ્ઞાનતંતુઓ, હૃદય, ફેફસાં વગેરે ઉપર લકવાની અસર થાય છે.

તે પાણી, આલ્કોહૉલ, કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડ, કાર્બન ડાઇસલ્ફાઇડ વગેરેમાં દ્રાવ્ય છે. (ગરમ પાણીમાં ઓછો દ્રાવ્ય છે.) પાણીમાંનું તેનું દ્રાવણ હાઇડ્રોસલ્ફયુરિક ઍસિડ તરીકે ઓળખાય છે. દ્રાવણ ઍસિડિક (pH = 4) હોય છે અને HS^– આયનો તથા અત્યંત અલ્પ પ્રમાણમાં S^2– આયનો ધરાવે છે. H₂S(aq) ⇌ H⁺ + HS^– જલીય દ્રાવણને હવામાં ખુલ્લું રાખતાં ઉપચયન પામી તત્વરૂપ (elemental) સલ્ફર ઉત્પન્ન થાય છે.

H₂Sના કેટલાક ભૌતિક ગુણધર્મો સારણીમાં આપ્યા છે :

સારણી : હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડના કેટલાક ભૌતિક ગુણધર્મો

ગુણધર્મ	મૂલ્ય
ગ.બિં. (°સે.)	–85.6
ઉ.બિં. (°સે.)	–60.3
ક્રાંતિક (critical) તાપમાન (°સે.)	100.4
ક્રાંતિક દબાણ (વાતાવરણ)	84
ઘનતા (ઘનની) (ગ્રા./ઘ.સેમી.)	1.12 (–85.6° સે.)
ઘનતા (પ્રવાહીની) (ગ્રા./ઘ.સેમી.)	0.993 (–85.6° સે.)
શ્યાનતા (સેન્ટીપોઇઝ)	0.547 (–82° સે.)
પરાવૈદ્યુતાંક, ε	8.99 (–78° સે.)
વિદ્યુતવાહકતા (ઓહમ–1 સેમી.–1)	3.7 × 10– ( –78° સે.)

તે જ્વલનશીલ વાયુ છે પણ દહનપોષક નથી. તેની દહનશીલતા તથા વિષાળુતાને કારણે તેની સાંદ્રતા ભયજનક સપાટીએ પહોંચે તે પહેલાં જ તેની હાજરી અંગે ચેતવણીના સંકેતો આપવામાં આવે છે.

હવામાં તે આછા ભૂરા રંગની જ્યોત સાથે સળગે છે અને પાણી તથા સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ ઉત્પન્ન કરે છે.

2H₂S + 3O₂ → 2H₂O + SO₂

જો હવા ઓછી (અપૂરતી) હોય તો પાણી અને ગંધક (S) ઉત્પન્ન થાય છે.

2H₂S + O2 → 2H₂O + S

H₂Sને સરળતાથી રંગવિહીન પ્રવાહીમાં સંઘનિત કરી શકાય છે. જે ઉપયોગી દ્રાવક છે. પ્રવાહીને લોખંડના નળાકારમાં સંગ્રહી શકાય છે. ઓરડાના તાપમાને તે સ્થાયી છે.

H₂S એ દ્વિબેઝિક (dibasic) ઍસિડ હોઈ તેના પ્રકારનાં લવણો-હાઇડ્રોજનસલ્ફાઇડ(અથવા હાઇડ્રોસલ્ફાઇડ) અને સલ્ફાઇડ આપે છે; દા. ત.,

NAOH + H₂S → NaHS + H₂O

2NaOH + H₂S → Na₂S + 2H₂O

                          (સોડિયમ સલ્ફાઇડ)

ઘણી ધાતુઓ સાથે તે સીધો સંયોજાઈ ધાતુના સલ્ફાઇડ બનાવે છે. હવામાં તેનું અલ્પ પ્રમાણ પણ ચાંદી(સિલ્વર)ની વસ્તુઓને મલિન બનાવે છે કારણ કે ધાતુ ઉપર સલ્ફાઇડનું પડ જામે છે.

હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ સારો અપચાયક છે. પાણીની હાજરીમાં હેલોજન તત્વો(દા. ત., ક્લોરિન, બ્રોમીન, આયોડિન)નું અપચયન કરી અનુવર્તી ઍસિડ આપે છે; દા. ત.,

X₂ + H₂S → 2HX + S (X = Cl, Br કે I)

હેલોઑક્સાઇડ

અપચયનકર્તા તરીકે તેની કેટલીક પ્રક્રિયાઓ નીચે પ્રમાણે છે :

FeCl₃ + H₂S → 2FeCl₂ + 2HCl + S

(ફેરિક ક્લોરાઇડ)       (ફેરસ ક્લોરાઇડ)

KMnO₄ + 3H₂SO₄ + 5H₂S → K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O + 5S

K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ + 3H₂S → K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + 7H₂O + 3S

2HNO₃ + 3H₂S  4H₂O + 2NO + 3S

વિશ્લેષણ : H₂S અપચયનકારક હોઈ ઍસિડીકૃત પોટૅશિયમ ડાઇક્રોમેટમાં બોળેલું ગાળણપત્ર તેની બાષ્પમાં ધરી રાખવાથી ગાળણપત્રનો રંગ નારંગીમાંથી લીલો બને છે. સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ પણ આ કસોટી આપતો હોવાથી Pb²⁺ આયનોમાં બોળેલા ગાળણપત્રનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે ઘેરા તપખીરિયા રંગનો બને છે.

H₂Sના નિર્ધારણ (determination) માટે H₂Sનું ઝિંક ક્લોરાઇડ(ZnCl₂)ના એમોનિયામય દ્રાવણમાં અવશોષણ કરી આયોડિનના પ્રમાણિત (standard) દ્રાવણ વડે અનુમાપન કરવામાં આવે છે.

ઉપયોગો : ગુણાત્મક (qualitative) વિશ્લેષણમાં તે અગત્યના પ્રક્રિયક તરીકે ભાગ ભજવે છે. ઍસિડમય દ્રાવણમાંથી તે Cu, Pb, Hg, Cd, Bi, As, Sb, Snના અદ્રાવ્ય સલ્ફાઇડના અવક્ષેપ આપે છે. ઘણાં સંયોજનોના સંશ્લેષણમાં પણ તે વપરાય છે; દા. ત., એસીટીલિન સાથે તેનું સંઘનન કરવાથી થાયૉફિન ઉત્પન્ન થાય છે જે પ્રતિહિસ્ટામીન(antihistamine)ના ઉત્પાદનમાં મધ્યવર્તી (intermediate) તરીકે કામ આપે છે. ઊંચા દબાણે કામ આપતાં ઊંજણ-દ્રવ્યોના ઉત્પાદનમાં પણ H₂S વપરાય છે. આ ઉપરાંત હાઇડ્રોક્લોરિક તથા સલ્ફ્યુરિક ઍસિડના શુદ્ધીકરણમાં તથા ગંધક અને હાઇડ્રોજનના સ્રોત તરીકે પણ તે ઉપયોગમાં આવે છે. અપચાયક તરીકે પણ H₂Sનો ઉપયોગ થાય છે.

પ્ર. બે. પટેલ