Sieros rūgštis (H2S): savybės, rizika ir panaudojimas
Vandenilio sulfidas yra bendrasis vandenilio sulfido pavadinimas (H 2 S). Jis gali būti laikomas hidrazido rūgštimi tirpale (H2S (aq)).
Sulfhidrilo rūgšties analizė pateikiama nepaisant šio cheminio junginio mažo tirpumo vandenyje. Jo struktūra pateikta 1 paveiksle (EMBL-EBI, 2005).
Todėl vandenilio sulfidas šiek tiek tirpsta vandenyje. Ištirpus, jis sudaro rūgšties sulfido joną arba hidrosulfido joną (HS-). Vandenilio sulfido arba vandenilio sulfido vandeninis tirpalas yra bespalvis ir, veikiant orui, lėtai oksiduoja elementinę sierą, kuri netirpsta vandenyje.
Sieros dianionas S2 yra tik stipriai šarminiuose vandeniniuose tirpaluose; Tai išskirtinai paprastas pKa> 14.
H 2S susidaro iš esmės ten, kur elementinė siera liestis su organinėmis medžiagomis, ypač esant aukštai temperatūrai. Vandenilio sulfidas yra kovalentinis hidridas, chemiškai susijęs su vandeniu (H20), nes deguonis ir siera yra gaminami toje pačioje grupėje kaip ir periodinė lentelė.
Dažnai atsiranda bakterijų suskaidymo organinės medžiagos be deguonies, pvz., Pelkėse ir kanalizacijose (kartu su anaerobiniu virškinimo procesu). Jis taip pat vyksta vulkaninėse dujose, gamtinėse dujose ir kai kuriuose šulinio vandenyse.
Taip pat svarbu nepamiršti, kad vandenilio sulfidas yra pagrindinis sieros ciklo dalyvis, biogeocheminis sieros ciklas Žemėje (2 pav.).
Kaip minėta pirmiau, sierą mažinančios ir sulfatą mažinančios bakterijos oksidacijos energiją gauna iš vandenilio arba organinių molekulių be deguonies, redukuodamos sierą arba sulfatą vandenilio sulfidu.
Kitos bakterijos išskiria vandenilio sulfidą iš amino rūgščių, kuriose yra sieros. Keletas bakterijų grupių gali naudoti vandenilio sulfidą kaip kurą, oksiduojant jį į elementinę sierą arba sulfatą, naudojant oksidatorių deguonį arba nitratą.
Švarios sieros bakterijos ir žaliosios sieros bakterijos fotosintezėje naudoja vandenilio sulfidą kaip elektronų donorą, taip gamindamos elementinę sierą.
Tiesą sakant, šis fotosintezės būdas yra senesnis už cianobakterijų, dumblių ir augalų režimą, kuris naudoja vandenį kaip elektronų donorą ir išskiria deguonį (Human Metabolome Database, 2017).
Kur gaminamas vandenilio sulfidas?
Vandenilio sulfidas (H 2 S) natūraliai yra žalios naftos, gamtinių dujų, vulkaninių dujų ir karštų šaltinių. Jis taip pat gali atsirasti dėl organinių medžiagų bakterijų skaidymo. Jis taip pat gaminamas iš žmonių ir gyvūnų atliekų.
Bakterijos, randamos burnoje ir virškinimo trakte, gamina vandenilio sulfidą iš bakterijų, kurios suskaido medžiagas, kuriose yra augalų arba gyvūnų baltymų.
Vandenilio sulfidas taip pat gali atsirasti dėl pramoninės veiklos, pavyzdžiui, maisto perdirbimo, kokso krosnių, kraftpopierių gamyklų, odų rauginimo ir naftos perdirbimo gamyklų (Toksinių medžiagų ir ligų registro agentūra, 2011).
Fizinės ir cheminės savybės
Vandenilio sulfidas yra bespalvė dujos, turinčios stiprią supuvusių kiaušinių kvapą. Vandenilio sulfido vandeninis tirpalas yra bespalvis be aromato.
Junginio molekulinė masė yra 34, 1 g / mol, vandeninio tirpalo tankis yra 1, 343 g / ml. Jo lydymosi temperatūra yra -82 ° C ir virimo temperatūra -60 ° C. Jis šiek tiek tirpsta vandenyje ir gali ištirpinti tik 4 g / l šio tirpiklio 20 ° C temperatūroje (Royal Society of Chemistry, 2015).
Vandenilio sulfidas reaguoja kaip rūgštis ir redukuojantis agentas. Jis sprogsta susilietus su deguonies difluoridu, bromo pentafluoridu, chloro trifluoridu, dichlorido oksidu ir sidabro fulminatu. Jis gali užsidegti ir sprogti, kai jis veikia deguonies pavidalu.
Jis gali panašiai reaguoti su kitais metaliniais milteliais. Jis užsidega sąlytyje su metalų oksidais ir peroksidais (bario peroksidas, chromo trioksidas, vario oksidas, švino dioksidas, mangano dioksidas, nikelio oksidas, sidabro oksidas, sidabro dioksidas, talio trioksidas, natrio peroksidas, gyvsidabrio oksidas, kalcio oksidas).
Jis užsidega sidabro bromatu, švino (II) hipochloritu, vario chromatu, azoto rūgštimi, švino oksidu (IV) ir oksidu. Jis gali užsidegti, jei jis eina per rūdžius geležies vamzdžius. Reaguoja egzotermiškai su bazėmis.
Reakcijos su natrio kalkėmis, natrio hidroksidu, kalio hidroksidu, bario hidroksidu šiluma gali sukelti nereagavusios dalies užsidegimą ar sprogimą esant oro / deguonies (HYDROGEN SULFIDE, 2016).
Reaktingumas ir pavojai
H 2 S laikomas stabiliu junginiu, nors jis yra labai degus ir labai toksiškas.
Junginys yra sunkesnis už orą ir gali nuvažiuoti dideliu atstumu iki uždegimo šaltinio. Jis gali sudaryti sprogius mišinius su oru plačiu mastu.
Jis taip pat sprogiai reaguoja su bromo pentafluoridu, chloro trifluoridu, azoto trijodidu, azoto trichloridu, deguonies difluoridu ir fenil diazonio chloridu.
Šildant iki skilimo jis išskiria labai toksiškus sieros oksidų garus. Nesuderinama su daugeliu medžiagų, įskaitant stiprius oksidatorius, metalus, stiprią azoto rūgštį, bromo pentafluoridą, chloro trifluoridą, azoto trijodidą, azoto trichloridą, deguonies difluoridą ir fenil diazonio chloridą.
Vandenilio sulfidas (H 2 S) yra atsakingas už daugelį profesinio toksiškumo poveikio atvejų, ypač naftos pramonėje. H 2 S klinikinis poveikis priklauso nuo jo koncentracijos ir poveikio trukmės.
H 2 S yra mirtina, kai koncentracija yra didesnė nei 500–1 000 dalių milijonais (ppm), tačiau mažesnės koncentracijos, pvz., 10–500 ppm, poveikis gali sukelti įvairius kvėpavimo sistemos simptomus nuo rinito iki nepakankamumo. ūminis kvėpavimas
H 2S taip pat gali paveikti kelis organus, sukelia laikinus arba nuolatinius nervų, širdies ir kraujagyslių, inkstų, kepenų ir hematologinių sistemų sutrikimus.
Pateikiame H 2 S profesinės ekspozicijos atvejį, kuris veda prie kelių organų įtraukimo, ūminio kvėpavimo nepakankamumo, pneumonijos ir šoko panašumo, panašaus į ūminį sepsį. Šiuo atveju pacientas taip pat sukūrė lengvas ribojančias ir obstrukcines plaučių ligas ir periferinę neuropatiją (Al-Tawfiq, 2010).
Įkvėpimas
Įkvėpus, išimkite jį lauke ir laikykite jį ramioje vietoje, kad galėtumėte kvėpuoti. Jei ne kvėpuojate, įdėkite dirbtinį kvėpavimą. Jei kvėpavimas yra sunkus, apmokytas personalas turėtų duoti deguonį.
Patekus ant odos
Patekus ant odos, reikia nuplauti dideliu kiekiu vandens. Slėginis skystis gali sukelti užšalimą. Esant suslėgtam skysčiui, užšalimo zona turi būti nedelsiant kaitinama šiltu vandeniu, neviršijančiu 41 ° C.
Vandens temperatūra turi būti toleruojama normaliai odai. Odos pašildymas turi būti palaikomas mažiausiai 15 minučių arba kol normalus dažymas ir pojūtis grįš į pažeistą vietą. Esant didelei ekspozicijai, drabužiai išimami, kai maudami šiltu vandeniu.
Patekimas į akis
Patekus į akis, akis kruopščiai nuplaukite vandeniu mažiausiai 15 minučių. Laikykite akių vokus atidarytus ir nuo akių, kad visi paviršiai gerai išplautų.
Nurijimas nėra laikomas galimu poveikio būdu. Visais kitais atvejais būtina nedelsiant kreiptis į gydytoją (Praxair, 2016).
Naudojimas
1 - sieros gamyba
Claus sieros regeneravimo įrenginys susideda iš degimo krosnies, atliekų šilumos katilo, sieros kondensatoriaus ir serijų katalizatorių, kurių kiekvienoje naudojamas šildymo, katalizatoriaus ir sieros kondensatorius. Paprastai naudojami du arba trys kataliziniai žingsniai.
Per Claus procesą vandenilio sulfidas konvertuojamas į elementinę sierą.
Pirmajame etape kontroliuojamas deginimo dujų deginimas, kad maždaug trečdalis vandenilio sulfido paverstų sieros dioksidu, o ne katalitinė vandenilio sulfido reakcija nėra sudeginta sieros dioksidu.
Antrajame etape Claus reakcija, vandenilio sulfidas ir sieros dioksidas reaguoja katalizatoriuje, kad gautų sierą ir vandenį.
Degimo oro kiekis yra griežtai kontroliuojamas, kad maksimaliai padidintų sieros atgavimą, t.y. išlaikant atitinkamą 2: 1 vandenilio sulfido reakcijos stechiometriją su sieros dioksidu per žemiau esančius reaktorius.
Paprastai galima pasiekti iki 97% sieros kiekio (JAV Nacionalinė medicinos biblioteka, 2011).
2 - Analitinė chemija
Daugiau nei šimtmetį metalo jonų kokybinės neorganinės analizės metu vandenilio sulfidas buvo svarbus analitinėje chemijoje.
Šiuose tyrimuose nusodinami sunkieji (ir nemetaliniai) metaliniai jonai (pvz., Pb (II), Cu (II), Hg (II), As (III), veikiant H2S. Gautos nuosėdos vėl ištirpsta tam tikru selektyvumu ir yra identifikuojamos.
3 - Kiti naudojimo būdai
Šis junginys taip pat naudojamas deuterio oksidui arba sunkiam vandeniui pašalinti iš įprastinio vandens per „Girdler“ sulfido procesą.
Ekseterio universiteto mokslininkai nustatė, kad ląstelių ekspozicija nedideliems kiekiams vandenilio sulfido gali išvengti mitochondrijų pažeidimų.
Kai ląstelė yra įtempta liga, fermentai pritraukiami į ląstelę, kad susidarytų nedidelis kiekis vandenilio sulfido. Šis tyrimas gali turėti daugiau įtakos insulto, širdies ligų ir artrito prevencijai (Stampler, 2014).
Vandenilio sulfidas gali turėti anti-senėjimo savybių, blokuodamas ląstelėje esančias destruktyvias chemines medžiagas, turinčias panašių į rezveratrolį, antioksidantą, rastą raudoname vyne.
