实验室里那股子酸涩味,有时候比踩到导气管里残留的石灰水絮状物还要让人头大,硫化氢和二氧化硫一邂逅,这味道简直就是被打了个死结。
那会儿咱们总习惯在那儿死记硬背“一双脚一握手”,那就是燃烧的硫在氧气里点着,跟氧气反应变成二氧化硫,跟氢气反应变硫酸;这就硫化氢变硫酸氢钠,跟二氧化硫变硫酸铜,这俩反应条件简直就是天南地北,一个放热一个吸热,一个氧化另一个氧化。但要是真要把这两个家伙拌在一起,那场面可不像是教科书上那个平平淡淡的反应曲线,更像是两个互相嫌弃的邻居,前一秒还在互相瞪眼,后一秒就得装孙子,哪位也别想通哪位才是主角。 大量人一上来就想问,如何个结合法?实际上这俩反应条件压根就没有那种严丝合缝的“务必”。
要是非要凑在一起,那得看你想把哪位当主角。
比如你想让二氧化硫把硫化氢给“炖熟”,条件就是在水溶液里混合,要么说略微加热点,实际上没啥大要求,常温常压都能行,毕竟二氧化硫的漂白性有点嚣张,直接把那些紫色的硫化氢给给吓跑了,溶液变成那种浑浊的黄色要么浑浊的红色,取决于里面到底混了啥沉淀物。
这时候要是再加点乙醚,那反应就彻底爆炸了,褐色沉淀下来,溶液里全是硫,这可不是你能想象的产量。你要是想反着来,用硫化氢去磕二氧化硫,那就得在酸性条件下,比如加硫酸,要么就是单纯在水里泡,这时候硫酸铜也能出来,这俩反应条件实际上彻底互斥,你想让它俩对赌哪位赢,这得看哪位先出招。 要是真想追求那种“一箭双雕”的效果,那得用乙醚做文章。
这时候反应条件就好办多了,就是常温,别的高压,别的水,就俩混合倒进去就行。
这时候的反应条件实际上挺有意思,它们俩互相把对方的价态给提溜起来了。硫化氢里的硫是 -2 价,二氧化硫里的硫是 +4 价,混合之后,它们得找个中间值,也就是 0 价,要么正价,比如硫代硫酸盐。
这时候反应条件就不是“务必”要么“可选”那么好办,它是一个动态的平衡过程。
要是你往降温的方向走,比如冷藏,要么加冰,这反应速度就能快上十倍,就连能把反应速率直接拉大一个数量级。
这时候反应条件就变为了“低温有利于反应”,而不是像某些反应那样,低温反而让反应变慢。你要是想提升转化率,那就要加乙醚,这时候反应条件就变为了“乙醚浓度与温度协同功能”。 举几个具体例子,咱不整那些虚的。拿实验室常见的溴水试纸来说吧,要是直接放硫化氢和二氧化硫,那根本不是反应,是灭火,直接把试纸给熏黑了。
这时候反应条件就是“强氧化剂遇还原剂”,哪怕是用稀硫酸调的,要么用温水冲的,照样能把那个红色的溴氧化掉。
要是想让它俩在水里变成硫沉淀,那务必得管住温度,略微凉一点,反应就慢点,慢慢沉淀,这时候反应条件就是“低温减缓反应,促进沉淀”。而要是你想让反应跑得飞快,就连把两个硫原子连成一个大环,那务必得用乙醚,这时候反应条件就变为了“乙醚诱导氧化还原”。 除了颜色变化,咱们还得看看产率。有些反应条件拍板了能不能做出来,有些拍板了能做出多完美的东西。
比如溴水和硫化氢反应,产率实际上挺高,但要是想做出那种特殊结构的硫类化合物,那务必用特定的条件,比如加乙醚,这时候反应条件就变为了“合成高附加值硫化合物”。再比如二氧化硫和硫化氢在酸性条件下的反应,要是温度不够,产率就低,这时候反应条件就变为了“温度影响产率”。
这些反应条件不是铁律,得看你想在那个维度上发力。 最终得提个醒,别总想着用“务必”、“首选”这种词。在化学实验里,反应条件更多是“适合”要么“有利于”。
比如加乙醚,不是务必加点,有时候为了赶进度,就连不用加,也能把反应搞定;反过来说,不加乙醚,反应可能根本没启动。
这种灵活性,才是好实验设计的精髓。
故此,别把硫化氢和二氧化硫的反应条件想成一把锁,一把钥匙,非得硬插进去。它们更像是两张弹片,如何卡合,如何弹开,得看实验手艺人如何发挥。
要是你非要找一个最稳妥的方式,那还是分开反应跑保险,要么用乙醚做文章,毕竟这俩反应条件一旦对不齐,那画面感就不好看了。


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