Υδρογόνο Σουλφίδιο (H2S) Ιδιότητες, Κίνδυνοι και Χρήσεις



Το υδρόθειο είναι η κοινή ονομασία υδρόθειου (Η2S). Μπορεί να θεωρηθεί ως ένα διάλυμα υδραζιδίου σε διάλυμα (Η2S (υδ)).

Η εξέταση του σουλφυδρυλικού οξέος δίνεται παρά την χαμηλή διαλυτότητα στο νερό αυτής της χημικής ένωσης. Η δομή του παρουσιάζεται στο σχήμα 1 (EMBL-EBI, 2005).

Ως εκ τούτου, το υδρόθειο είναι ελαφρώς διαλυτό στο νερό. Όταν διαλύεται σχηματίζει το ιόν θειούχου οξέος ή το υδροθειούχο (HS-). Το υδατικό διάλυμα υδρόθειου ή υδρόθειου είναι άχρωμο και όταν εκτίθεται στον αέρα, οξειδώνει αργά στοιχειακό θείο, το οποίο δεν είναι διαλυτό στο νερό.

Sulphur dianion S2- Υπάρχει μόνο σε έντονα αλκαλικά υδατικά διαλύματα. Είναι εξαιρετικά βασικό με pKa> 14.

Το Η2Το S προέρχεται ουσιαστικά από το σημείο όπου το στοιχειακό θείο έρχεται σε επαφή με το οργανικό υλικό, ειδικά σε υψηλές θερμοκρασίες. Το σουλφίδιο του υδρογόνου είναι ένα ομοιοπολικό υδρίδιο που σχετίζεται χημικά με το νερό (Η2O), καθώς το οξυγόνο και το θείο παράγονται στην ίδια ομάδα με τον περιοδικό πίνακα.

Συχνά προκύπτει όταν τα βακτήρια διασπούν την οργανική ύλη απουσία οξυγόνου, όπως σε έλη και υπονόμους (μαζί με τη διαδικασία αναερόβιας χώνευσης). Παρουσιάζεται επίσης σε ηφαιστειακά αέρια, φυσικό αέριο και μερικά καλά νερά.

Είναι επίσης σημαντικό να έχουμε κατά νου ότι το υδρόθειο είναι ένας κεντρικός συμμετέχων στον κύκλο του θείου, ο βιογεωχημικός κύκλος του θείου στη Γη (σχήμα 2).

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, οι αναγωγικές θείο και θειικό μείωση βακτηρίδια αντλούν ενέργεια από την οξείδωση του υδρογόνου ή οργανικά μόρια σε απουσία οξυγόνου με τη μείωση ή θειικού θείου προς υδρόθειο.

Άλλα βακτήρια απελευθερώνουν υδρόθειο από αμινοξέα που περιέχουν θείο. Πολλές ομάδες βακτηριδίων μπορούν να χρησιμοποιούν υδρόθειο ως καύσιμο, οξειδώνοντάς το σε στοιχειακό θείο ή θειικό άλας χρησιμοποιώντας οξυγόνο ή νιτρικό άλας ως οξειδωτικό.

Τα καθαρά βακτήρια θείου και τα βακτήρια πράσινου θείου χρησιμοποιούν υδρόθειο ως δότη ηλεκτρονίων στη φωτοσύνθεση, παράγοντας έτσι στοιχειακό θείο.

Στην πραγματικότητα, αυτός ο τρόπος της φωτοσύνθεσης είναι μεγαλύτερα από τα κυανοβακτήρια λειτουργία, φύκια και φυτά χρησιμοποιώντας νερό ως δότη ηλεκτρονίων και απελευθερώνει οξυγόνο (Human μεταβολιτών Database, 2017).

Ευρετήριο

  • 1 Όπου παράγεται υδρόθειο?
  • 2 Φυσικές και χημικές ιδιότητες
  • 3 Δραστικότητα και κίνδυνοι
    • 3.1 Εισπνοή
    • 3.2 Επαφή με το δέρμα
    • 3.3 Επαφή με τα μάτια
  • 4 Χρήσεις
    • 4.1 1- Παραγωγή θείου
    • 4.2 2- Αναλυτική χημεία
    • 4.3 3- Άλλες χρήσεις

Όπου παράγεται υδρόθειο?

Σουλφίδιο υδρογόνου (Η2S) εμφανίζεται φυσικά σε αργό πετρέλαιο, φυσικό αέριο, ηφαιστειακά αέρια και θερμές πηγές. Μπορεί επίσης να προκύψει από τη βακτηριακή αποικοδόμηση της οργανικής ύλης. Παράγεται επίσης από ανθρώπινα και ζωικά απόβλητα.

Βακτήρια που βρίσκονται στο στόμα και στο γαστρεντερικό σωλήνα παράγουν υδρόθειο από βακτήρια που διασπούν τα υλικά που περιέχουν φυτικές ή ζωικές πρωτεΐνες.

Υδρόθειο μπορεί επίσης να προκύψουν από βιομηχανικές δραστηριότητες, όπως η επεξεργασία τροφίμων, εγκαταστάσεις οπτανθρακοποίησης, μύλοι kraft, βυρσοδεψεία και τα διυλιστήρια πετρελαίου (Οργανισμός για Τοξικών Ουσιών και Ασθενειών Μητρώου, 2011).

Φυσικές και χημικές ιδιότητες

Το σουλφίδιο του υδρογόνου είναι ένα άχρωμο αέριο με έντονη οσμή από σάπια αυγά. Το υδατικό διάλυμα υδρόθειου είναι άχρωμο χωρίς χαρακτηριστικό άρωμα.

Η ένωση έχει μοριακό βάρος 34,1 g / mol, το υδατικό διάλυμα έχει πυκνότητα 1,343 g / ml. Έχει σημείο τήξεως -82 ° C και σημείο ζέσεως -60 ° C. Είναι ελαφρώς διαλυτό στο νερό, ικανό να διαλύσει μόνο 4 γραμμάρια ανά λίτρο αυτού του διαλύτη στους 20 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Το σουλφίδιο του υδρογόνου αντιδρά ως οξύ και σαν αναγωγικό μέσο. Εκρήγνυται σε επαφή με διφθοριούχο οξυγόνο, πενταφθοριούχο βρώμιο, τριφθοριούχο χλώριο, οξείδιο διχλωριδίου και φλουμινικό άργυρο. Μπορεί να αναφλεγεί και να εκραγεί όταν εκτεθεί σε σκόνη χαλκού, παρουσία οξυγόνου.

Μπορεί να αντιδράσει με παρόμοιο τρόπο με άλλα κονιοποιημένα μέταλλα. Είναι αναφλέγεται κατά την επαφή με μεταλλικά οξείδια και υπεροξείδια (υπεροξείδιο του βαρίου, τριοξείδιο του χρωμίου, οξείδιο του χαλκού, διοξείδιο του μολύβδου, διοξείδιο του μαγγανίου, οξείδιο του νικελίου, οξείδιο του αργύρου, διοξείδιο του αργύρου, τριοξείδιο θάλλιο, το υπεροξείδιο του νατρίου, οξείδιο υδραργύρου, οξείδιο ασβεστίου).

Αναφλέγεται με βρωμιούχο άργυρο, υποχλωριώδες μόλυβδο (II), χρωμικό χαλκό, νιτρικό οξύ, οξείδιο του μολύβδου (IV) και οξείδιο. Μπορεί να αναφλεγεί εάν περάσει από σκουριασμένους σωλήνες σιδήρου. Αντιδρά εξωθερμικά με βάσεις.

Η θερμότητα της αντίδρασης με νατράσβεστο, υδροξείδιο του νατρίου, υδροξείδιο του καλίου, υδροξείδιο του βαρίου μπορεί να προκαλέσει ανάφλεξη ή έκρηξη του μη αντιδράσαντος τμήματος υπό την παρουσία αέρα / οξυγόνου (υδρόθειο, 2016).

Δραστικότητα και κίνδυνοι

Το Η2Το S θεωρείται σταθερή ένωση αν και είναι εξαιρετικά εύφλεκτο και εξαιρετικά τοξικό.

Η ένωση είναι βαρύτερη από τον αέρα και μπορεί να ταξιδέψει σε σημαντική απόσταση από την πηγή ανάφλεξης και να επιστρέψει. Μπορούν να σχηματίσουν εκρηκτικά μείγματα με αέρα σε ένα ευρύ φάσμα.

Αντιδρά επίσης εκρηκτικά με πενταφθοριούχο βρώμιο, τριφθοριούχο χλώριο, τριοϊωδίδιο του αζώτου, τριχλωριούχο άζωτο, διφθοριούχο οξυγόνο και χλωριούχο φαινύλ διαζόνιο.

Όταν θερμαίνεται σε αποσύνθεση, εκπέμπει εξαιρετικά τοξικά αέρια οξειδίων του θείου. Μη συμβατά με πολλά υλικά συμπεριλαμβανομένων ισχυρών οξειδωτικών, μέταλλα, ισχυρό νιτρικό οξύ, βρώμιο πενταφθοριούχου, τριφθοριούχο χλώριο, τριιωδίδιο άζωτο, τριχλωριούχο άζωτο, διφθοριούχο οξυγόνο και χλωριούχο φαινυλ διαζονίου.

Σουλφίδιο υδρογόνου (Η2S) είναι υπεύθυνη για πολλά περιστατικά επαγγελματικής τοξικής έκθεσης, ειδικά στη βιομηχανία πετρελαίου. Τα κλινικά αποτελέσματα του Η2S εξαρτάται από τη συγκέντρωσή του και τη διάρκεια έκθεσης.

Το Η2S είναι αμέσως μοιραία όταν οι συγκεντρώσεις είναι πάνω από 500-1000 μέρη ανά εκατομμύριο (ppm), αλλά η έκθεση σε χαμηλότερα, όπως 10-500 ppm, οι συγκεντρώσεις μπορεί να προκαλέσει διάφορα αναπνευστικά συμπτώματα που κυμαίνονται από ρινίτιδα με οξεία αναπνευστική ανεπάρκεια.

Το Η2S μπορεί επίσης να επηρεάσει πολλαπλά όργανα, προκαλώντας προσωρινές ή μόνιμες διαταραχές στο νευρικό, καρδιαγγειακό, νεφρικό, ηπατικό και αιματολογικό σύστημα.

Παρουσιάζεται μια περίπτωση επαγγελματικής έκθεσης στο Η2S που οδηγεί στη συμμετοχή μερικών οργάνων, οξείας αναπνευστικής ανεπάρκειας, της οργάνωσης πνευμονίας και σοκ παρόμοιας με την οξεία σήψη. Σε αυτή την περίπτωση, ο ασθενής ανέπτυξε επίσης μια ήπια αποφρακτική και περιοριστική πνευμονική νόσο και περιφερική νευροπάθεια (Al-Tawfiq, 2010).

Εισπνοή

Σε περίπτωση εισπνοής, βγείτε έξω και αφήστε το να ξεκουραστεί σε μια άνετη θέση για να αναπνεύσει. Εάν δεν αναπνέετε, χορηγείτε τεχνητή αναπνοή. Εάν η αναπνοή είναι δύσκολη, το εκπαιδευμένο προσωπικό πρέπει να δώσει οξυγόνο.

Επαφή με το δέρμα

Σε περίπτωση επαφής με το δέρμα, πρέπει να πλυθεί με άφθονο νερό. Το υπό πίεση υγρό μπορεί να προκαλέσει κρυοπαγήματα. Σε περίπτωση έκθεσης σε υγρό υπό πίεση, η ζώνη ψύξης πρέπει να θερμαίνεται αμέσως με ζεστό νερό που δεν υπερβαίνει τους 41 ° C.

Η θερμοκρασία του νερού πρέπει να είναι ανεκτή για το φυσιολογικό δέρμα. Η θέρμανση του δέρματος θα πρέπει να διατηρείται για τουλάχιστον 15 λεπτά ή μέχρι να επιστρέψει ο κανονικός χρωματισμός και η αίσθηση στην πληγείσα περιοχή. Σε περίπτωση ογκώδους έκθεσης, τα ρούχα αφαιρούνται κατά το ντους με ζεστό νερό.

Επαφή με τα μάτια

Σε περίπτωση επαφής με τα μάτια, ξεπλύνετε προσεκτικά τα μάτια με νερό για τουλάχιστον 15 λεπτά. Κρατήστε τα βλέφαρα ανοιχτά και μακριά από τα μάτια για να βεβαιωθείτε ότι όλες οι επιφάνειες είναι καλά ξεπλυμένες.

Η κατάποση δεν θεωρείται πιθανή οδός έκθεσης. Για όλες τις άλλες περιπτώσεις πρέπει να λαμβάνεται άμεση ιατρική φροντίδα (Praxair, 2016).

Χρησιμοποιεί

1- Παραγωγή θείου

Μια μονάδα Claus ανάκτησης θείου αποτελείται από ένα κλίβανο καύσης ενός λέβητα απορριπτόμενης θερμότητας, ένα θείο συμπυκνωτή και μια σειρά από καταλυτικά στάδια, καθένα από τα οποία χρησιμοποιεί αναθέρμανσης, κλίνης καταλύτη και συμπυκνωτή θείου. Τυπικά, χρησιμοποιούνται δύο ή τρία καταλυτικά στάδια.

Η μέθοδος Claus μετατρέπει το υδρόθειο σε στοιχειακό θείο μέσω αντίδρασης δύο σταδίων.

Το πρώτο βήμα περιλαμβάνει την ελεγχόμενη καύση του αερίου τροφοδοσίας για να μετατρέψει περίπου το ένα τρίτο του υδρόθειου προς διοξείδιο του θείου και μη-καταλυτική αντίδραση του άκαυστου υδρόθειου με διοξείδιο του θείου.

Στο δεύτερο στάδιο, η αντίδραση Claus, υδρόθειο και διοξείδιο του θείου αντιδρούν σε έναν καταλύτη για να παράγουν θείο και νερό.

Η ποσότητα του αέρα καύσης ελέγχεται στενά για να μεγιστοποιηθεί η ανάκτηση του θείου, δηλαδή να διατηρηθεί υδρόθειο κατάλληλη στοιχειομετρία της αντίδρασης 2: 1 έως το διοξείδιο του θείου μέσω κατάντη αντιδραστήρων.

Συνήθως, μπορούν να επιτευχθούν ανακτήσεις θείου έως 97% (Εθνική Βιβλιοθήκη Ιατρικής των Η.Π.Α., 2011).

2- Αναλυτική χημεία

Για περισσότερο από έναν αιώνα, το υδρόθειο ήταν σημαντικό στην αναλυτική χημεία, στην ποιοτική ανόργανη ανάλυση μεταλλικών ιόντων.

Σε αυτές τις αναλύσεις, τα βαρέα (και μη μεταλλικά) ιόντα μετάλλου καθιζάνει (για παράδειγμα, Pb (II), Cu (II), Hg (II), Αδ (ΙΙΙ) από το διάλυμα μετά από έκθεση σε H2S. Τα συστατικά των Το προκύπτον ίζημα διαλύεται πάλι με κάποια εκλεκτικότητα και έτσι ταυτοποιείται.

3- Άλλες χρήσεις

Αυτή η ένωση χρησιμοποιείται επίσης για να διαχωρίσει το οξείδιο του δευτερίου ή το βαρύ ύδωρ από το φυσιολογικό νερό διαμέσου της διεργασίας θειούχου Girdler.

Οι επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Exeter ανακάλυψαν ότι η κυτταρική έκθεση σε μικρές ποσότητες αερίου υδρόθειου μπορεί να αποτρέψει τη μιτοχονδριακή βλάβη.

Όταν το κύτταρο καταποθεί με τη νόσο, τα ένζυμα έλκονται από το κύτταρο για να παράγουν μικρές ποσότητες υδρόθειου. Η μελέτη αυτή θα μπορούσε να έχει περισσότερες συνέπειες στην πρόληψη των εγκεφαλικών επεισοδίων, των καρδιακών παθήσεων και της αρθρίτιδας (Stampler, 2014).

Το σουλφίδιο του υδρογόνου μπορεί να έχει αντιγηραντικές ιδιότητες, εμποδίζοντας καταστροφικές χημικές ουσίες εντός του κυττάρου, που έχουν ιδιότητες παρόμοιες με τις ρεσβερατρόλη, ένα αντιοξειδωτικό που βρίσκεται στο κόκκινο κρασί.

Αναφορές

  1. Οργανισμός για τα μητρώα τοξικών ουσιών και ασθενειών. (2011, 3 Μαρτίου). Υδρογόνο Σουλφίδιο Carbonyl Sulfide. Ανακτήθηκε από το atsdr.cdc.gov.
  2. Al-Tawfiq, Β. D. (2010). Έκθεση σε θειούχο υδρογόνο σε ενήλικα αρσενικά. Χρονικά της Σαουδικής Μεσογείου 30 (1) , 76-80.
  3. EMBL-EBI (2005, 13 Δεκεμβρίου). υδρόθειο. Ανάκτηση από ebi.ac.uk.
  4. εγκυκλοπαίδεια britannica. (S.F.). Σουλφίδιο του υδρογόνου. Ανάκτηση από britannica.com.
  5. Βάση δεδομένων ανθρώπινου μεταβολισμού. (2017, 2 Μαρτίου). Σουλφίδιο του υδρογόνου . Ανακτήθηκε από hmdb.ca.
  6. ΣΟΥΛΦΙΔΙΟ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ. (2016). Ανακτήθηκε από cameochemicals.noaa.gov.
  7. (2016, 17 Οκτωβρίου). Φύλλο δεδομένων ασφαλείας για το σίδερο υδρογόνου. Ανάκτηση από την praxair.com.
  8. Βασιλική Εταιρεία Χημείας. (2015). Σουλφίδιο του υδρογόνου. Ανακτήθηκε από το chemspider.com.
  9. Stampler, L. (2014, 11 Ιουλίου). Μια στυτική ένωση μπορεί να προστατεύσει την κυτταρική βλάβη, σύμφωνα με μελέτη. Ανακτήθηκε από time.com.
  10. S. Εθνική Βιβλιοθήκη Ιατρικής. (2011, 22 Σεπτεμβρίου). Θείο, Στοιχειώδες. Ανακτήθηκε από το toxnet.nlm.nih.gov.