Egenskaber for hydrogensulfid (H2S), risici og anvendelser



den hydrogensulfid er det almindelige navn af hydrogensulfid (H2S). Det kan betragtes som en hydrazidsyre i opløsning (H2S (aq)).

Overvejelsen af ​​sulfhydrylsyre gives på trods af den lave opløselighed i vand af denne kemiske forbindelse. Dens struktur er præsenteret i figur 1 (EMBL-EBI, 2005).

Derfor er hydrogensulfid let opløseligt i vand. Når den opløses, danner den syre sulfidion eller hydrosulfid (HS-). Den vandige opløsning af hydrogensulfid eller hydrogensulfid er farveløs, og når den udsættes for luft, oxiderer den langsomt elementært svovl, som ikke er opløseligt i vand.

Svoveldianion S2- den eksisterer kun i stærkt alkaliske vandige opløsninger; Det er usædvanligt grundlæggende med en pKa> 14.

H2S stammer fra stort set, hvor det elementære svovl kommer i kontakt med det organiske materiale, især ved høje temperaturer. Hydrogensulfid er et kovalent hydrid, der er kemisk relateret til vand (H2O), da ilt og svovl produceres i samme gruppe som det periodiske bord.

Det resulterer ofte, når bakterier nedbryder organisk stof i fravær af ilt, som i myrer og kloakker (sammen med den anaerobe fordøjelsesproces). Det forekommer også i vulkanske gasser, naturgas og nogle godt vand.

Det er også vigtigt at huske på, at hydrogensulfid er en central deltager i svovlcyklussen, den biogeokemiske cyklus af svovl på Jorden (figur 2).

Som nævnt ovenfor, de reducerende svovl- og sulfatreducerende bakterier udlede energi fra oxidation af hydrogen eller organiske molekyler i fravær af oxygen ved at reducere eller sulfat svovl til hydrogensulfid.

Andre bakterier frigiver hydrogensulfid fra aminosyrer, der indeholder svovl. Flere grupper af bakterier kan anvende hydrogensulfid som brændstof, der oxiderer det til elementært svovl eller sulfat ved anvendelse af oxygen eller nitrat som oxidant.

Pure svovlbakterier og grønne svovlbakterier bruger hydrogensulfid som en elektrondonor i fotosyntese, hvorved der produceres elementært svovl.

Faktisk er denne tilstand af fotosyntese ældre end tilstanden af ​​cyanobakterier, alger og planter, som bruger vand som en elektrondonor og frigiver ilt (Human Metabolome Database, 2017).

indeks

  • 1 Hvor der produceres hydrogensulfid?
  • 2 Fysiske og kemiske egenskaber
  • 3 Reaktivitet og farer
    • 3.1 Indånding
    • 3.2 Hudkontakt
    • 3.3 Øjenkontakt
  • 4 anvendelser
    • 4.1 1- Fremstilling af svovl
    • 4.2 2- Analytisk kemi
    • 4.3 3- Andre anvendelser

Hvor der produceres hydrogensulfid?

Hydrogen sulfid (H2S) forekommer naturligt i råolie, naturgas, vulkanske gasser og varme kilder. Det kan også skyldes bakteriel nedbrydning af organisk materiale. Det er også produceret af menneskeligt og animalsk affald.

Bakterier fundet i munden og mave-tarmkanalen producerer hydrogensulfid fra bakterier, der nedbryder materialer, der indeholder plante- eller animalske proteiner.

Brintsulfid kan også skyldes industrielle aktiviteter som fødevareforarbejdning, koksovne, kraftpapirfabrikker, garverier og petroleumsraffinaderier (Agentur for Toksiske Stoffer og Sygdomsregister, 2011).

Fysiske og kemiske egenskaber

Hydrogen sulfid er en farveløs gas med en stærk lugt af rådne æg. Den vandige opløsning af hydrogensulfid er farveløs uden karakteristisk aroma.

Forbindelsen har en molekylvægt på 34,1 g / mol, den vandige opløsning har en densitet på 1,343 g / ml. Den har et smeltepunkt på -82 ° C og et kogepunkt på -60 ° C. Det er lidt opløseligt i vand, idet det kun kan opløses 4 gram pr. Liter af dette opløsningsmiddel ved 20 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Hydrogensulfid reagerer som en syre og som et reduktionsmiddel. Den eksploderer i kontakt med iltdifluorid, brompentafluorid, chlortrifluorid, dichloridoxid og sølv fulminat. Det kan antændes og eksplodere, når det udsættes for kobberpulver i nærværelse af ilt.

Det kan reagere på lignende måde med andre metalstøv. Antænder ved kontakt med metaloxider og peroxider (bariumperoxid, chromtrioxid, kobberoxid, blydioxid, mangandioxid, nikkeloxid, sølvoxid, sølv dioxid, svovltrioxid thallium, natriumperoxid, mercurioxid, calciumoxid).

Det antændes med sølvbromat, bly (II) -hypochlorit, kobberchromat, salpetersyre, blyoxid (IV) og oxid. Det kan antændes, hvis det passerer gennem rustne jernrør. Reagerer eksotermt med baser.

Reaktionsvarmen med natronkalk, natriumhydroxid, kaliumhydroxid, kan bariumhydroxid forårsage antændelse eller eksplosion af den uomsatte del i nærværelse af luft / oxygen (hydrogensulfid, 2016).

Reaktivitet og farer

H2S betragtes som en stabil forbindelse, selv om den er yderst brandfarlig og ekstremt giftig.

Forbindelsen er tungere end luft og kan rejse en betydelig afstand til tændingskilden og sikkerhedskopiere. Kan danne eksplosive blandinger med luft i en bred vifte.

Det reagerer også eksplosivt med brompentafluorid, chlortrifluorid, nitrogentriiodid, nitrogentrichlorid, oxygendifluorid og phenyldiazoniumchlorid.

Ved opvarmning til nedbrydning, udsender meget giftige dampe af svovloxider. Uforeneligt med mange materialer, herunder stærke oxidationsmidler, metaller, stærk salpetersyre, BROMPENTAFLUORID, chlortrifluorid, nitrogentriiodid, trichlorid nitrogen, oxygen difluorid og phenyl diazoniumchlorid.

Hydrogen sulfid (H2S) er ansvarlig for mange tilfælde af erhvervsmæssig toksisk eksponering, især i olieindustrien. De kliniske virkninger af H2S afhænger af koncentrationen og varigheden af ​​eksponeringen.

H2S er umiddelbart dødelig, når koncentrationerne er mere end 500-1000 dele pr million (ppm), men eksponering for lavere, som 10-500 ppm, koncentrationer kan forårsage forskellige respiratoriske symptomer, der spænder fra rhinitis til akut respirationssvigt.

H2S kan også påvirke flere organer, der forårsager midlertidige eller permanente lidelser i de nervøse, kardiovaskulære, nyre-, lever- og hæmatologiske systemer.

En sag om erhvervsmæssig eksponering for H er præsenteret2S, der fører til involvering af flere organer, akut respirationssvigt, organisering af lungebetændelse og chok ligner akut sepsis. I dette tilfælde udviklede patienten også en mild obstruktiv og restriktiv lungesygdom og perifer neuropati (Al-Tawfiq, 2010).

inhalation

Ved indånding skal du tage den udendørs og holde den i ro i en behagelig position til at trække vejret. Hvis man ikke ånder, skal man give kunstig åndedræt. Hvis vejrtrækning er vanskelig, skal uddannet personale give ilt.

Hudkontakt

I tilfælde af kontakt med huden skal den vaskes med rigeligt vand. Trykvæske kan forårsage frostskader. Ved eksponering for trykvæske skal opvarmningszonen opvarmes straks med varmt vand, der ikke overstiger 41 ° C.

Vandets temperatur skal være tolerabel over for normal hud. Opvarmning af huden skal opretholdes i mindst 15 minutter eller indtil normal farve og fornemmelse vender tilbage til det berørte område. I tilfælde af massiv eksponering fjernes tøjet under brusebad med varmt vand.

Øjenkontakt

I tilfælde af kontakt med øjnene, skyll øjnene grundigt med vand i mindst 15 minutter. Hold øjenlågene åbne og væk fra øjenkuglerne for at sikre, at alle overflader skylles grundigt.

Indtagelse betragtes ikke som en mulig eksponeringsvej. For alle andre tilfælde skal øjeblikkelig lægehjælp indhentes (Praxair, 2016).

applikationer

1- Produktion af svovl

En enhed Claus svovlgenvinding består af en forbrændingsovn en spildvarmekedel, en kondensator svovl og en række katalytiske trin, som hver anvender genopvarmning, katalysatorlejet og svovl kondensator. Typisk anvendes to eller tre katalytiske trin anvendes.

Claus-processen omdanner hydrogensulfid til elementært svovl gennem en to-trins reaktion.

Det første trin involverer den kontrollerede forbrænding af fodergassen for at omdanne ca. en tredjedel af hydrogensulfidet til svovldioxid og den ikke-katalytiske reaktion af hydrogensulfidet, der ikke forbrændes med svovldioxid.

I anden fase reagerer Claus-reaktionen, hydrogensulfid og svovldioxid på en katalysator for at fremstille svovl og vand.

Mængden af ​​forbrændingsluft styres tæt for at maksimere svovlgenvindingen, det vil sige at opretholde den passende reaktionsstøkiometri på 2: 1 hydrogensulfid til svovldioxid gennem nedstrøms reaktorer.

Typisk kan svovlgenvindinger på op til 97% opnås (U.S. National Library of Medicine, 2011).

2- Analytisk kemi

I mere end et århundrede var hydrogensulfid vigtigt i analytisk kemi i den kvalitative uorganiske analyse af metalioner.

I disse analyser udfældes ioner af tungmetal (og ikke-metal) (f.eks. Pb (II), Cu (II), Hg (II), As (III) fra opløsningen efter eksponering for H2S. Det resulterende bundfald opløses igen med en vis selektivitet og identificeres således.

3- Andre anvendelser

Denne forbindelse anvendes også til at adskille deuteriumoxid eller tungt vand fra normalt vand gennem Girdler-sulfidprocessen.

Forskere ved University of Exeter opdagede, at mobil eksponering for små mængder hydrogensulfidgas kan forhindre mitokondriel skade.

Når cellen er stresset med sygdommen, tiltrækkes enzymerne i cellen for at producere små mængder hydrogensulfid. Denne undersøgelse kunne have flere konsekvenser i forebyggelsen af ​​slagtilfælde, hjertesygdomme og arthritis (Stampler, 2014).

Hydrogen sulfid kan have anti-aging egenskaber ved at blokere destruktive kemikalier inde i cellen, der har egenskaber svarende til resveratrol, en antioxidant findes i rødvin.

referencer

  1. Agentur for giftige stoffer og sygdomsregistre. (2011, marts 3). Hydrogensulfidcarbonylsulfid. Hentet fra atsdr.cdc.gov.
  2. Al-Tawfiq, B. D. (2010). Eksponering af hydrogen sulfid i en voksen mand. Annals of Saudi Med. 30 (1) , 76-80.
  3. EMBL-EBI. (2005, december 13). hydrogensulfid. Genoprettet fra ebi.ac.uk.
  4. encyclopædi britannica. (S.F.). Hydrogen sulfid. Gendannet fra britannica.com.
  5. Human Metabolome Database. (2017, marts 2). Hydrogen sulfid . Hentet fra hmdb.ca.
  6. HYDROGENSULFIDE. (2016). Hentet fra cameochemicals.noaa.gov.
  7. (2016, oktober 17). Hydrogen Sulfide Sikkerhedsdatablad. Gendannet fra praxair.com.
  8. Royal Society of Chemistry. (2015). Hydrogen sulfid. Hentet fra chemspider.com.
  9. Stampler, L. (2014, juli 11). En stinkende forbindelse kan beskytte mod celleskader, finder undersøgelser. Hentet fra time.com.
  10. S. National Library of Medicine. (2011, september 22). Svovl, Elemental. Hentet fra toxnet.nlm.nih.gov.