Ūdeņraža sulfīda (H2S) īpašības, riski un pielietojums



The ūdeņraža sulfīds ir parastais ūdeņraža sulfīda nosaukums (H2S). To var uzskatīt par hidrazīda skābi šķīdumā (H. \ T2S (aq).

Sulfhidrilskābes ņemšana tiek ņemta vērā, neskatoties uz šī ķīmiskā savienojuma zemo šķīdību ūdenī. Tās struktūra ir parādīta 1. attēlā (EMBL-EBI, 2005).

Tāpēc ūdeņraža sulfīds nedaudz šķīst ūdenī. Pēc izšķīdināšanas tas veido skābes sulfīda jonu vai hidrosulfīdu (HS-). Ūdeņraža sulfīda vai ūdeņraža sulfīda šķīdums ir bezkrāsains un, pakļaujot gaisam, lēnām oksidē elementāro sēru, kas ūdenī nešķīst..

Sēra dianions S2- tas pastāv tikai stipri sārmainos ūdens šķīdumos; Tas ir ārkārtīgi vienkāršs ar pKa> 14.

H2S rodas praktiski, ja elementārais sērs nonāk saskarē ar organisko materiālu, īpaši augstās temperatūrās. Ūdeņraža sulfīds ir kovalens hidrīds, kas ķīmiski saistīts ar ūdeni (H. \ T2O), jo skābekli un sēru ražo tajā pašā grupā kā periodisko tabulu.

Bieži vien tas rodas, kad baktērijas noārdās organiskās vielas, ja nav skābekļa, piemēram, purvos un kanalizācijā (kopā ar anaerobās pārstrādes procesu). Tas notiek arī vulkāna gāzēs, dabasgāzēs un dažos aku ūdeņos.

Ir svarīgi paturēt prātā, ka sērūdeņradis ir galvenais sēra cikla dalībnieks - sēra bioģeoķīmiskais cikls uz Zemes (2. attēls)..

Kā minēts iepriekš, sēra samazināšanas un sulfātu reducējošas baktērijas iegūst oksidācijas enerģiju no ūdeņraža vai organiskām molekulām bez skābekļa, samazinot sēru vai sulfātu ar ūdeņraža sulfīdu..

Citas baktērijas atbrīvo sērūdeņradi no aminoskābēm, kas satur sēru. Vairākas baktēriju grupas var izmantot ūdeņraža sulfīdu kā degvielu, oksidējot to ar elementāru sēru vai sulfātu, izmantojot oksidētāju vai skābekli..

Tīra sēra baktērijas un zaļās sēra baktērijas fotosintēzes laikā izmanto elektronu donoru kā sērūdeņradi, tādējādi radot elementārskābi.

Faktiski šis fotosintēzes veids ir vecāks par zilaļģu, aļģu un augu veidu, kas izmanto ūdeni kā elektronu donoru un izlaiž skābekli (Human Metabolome Database, 2017).

Indekss

  • 1 Ja rodas sērūdeņradis?
  • 2 Fizikālās un ķīmiskās īpašības
  • 3 Reaktivitāte un bīstamība
    • 3.1 Ieelpošana
    • 3.2 Saskare ar ādu
    • 3.3 Saskare ar acīm
  • 4 Lietojumi
    • 4.1. 1. Sēra ražošana
    • 4.2. 2. Analītiskā ķīmija
    • 4.3. 3 - Citi izmantošanas veidi

Ja rodas sērūdeņradis?

Ūdeņraža sulfīds (H. \ T2S) dabiski sastopama jēlnafta, dabasgāzes, vulkānisko gāzu un karstu avotu dēļ. To var izraisīt arī organisko vielu baktēriju noārdīšanās. To ražo arī cilvēku un dzīvnieku atkritumi.

Baktērijas, kas atrodamas mutē un kuņģa-zarnu traktā, rada ūdeņraža sulfīdu no baktērijām, kas noārda materiālus, kas satur augu vai dzīvnieku olbaltumvielas.

Ūdeņraža sulfīdu var izraisīt arī rūpnieciskās darbības, piemēram, pārtikas pārstrāde, koksa krāsnis, kraftpapīra ražotnes, miecētavas un naftas pārstrādes uzņēmumi (Toksisko vielu un slimību reģistra aģentūra, 2011)..

Fizikālās un ķīmiskās īpašības

Ūdeņraža sulfīds ir bezkrāsaina gāze ar spēcīgu sapuvušo olu smaržu. Ūdeņraža sulfīda ūdens šķīdums ir bezkrāsains bez raksturīga aromāta.

Savienojuma molekulmasa ir 34,1 g / mol, ūdens šķīduma blīvums ir 1,343 g / ml. Tā kušanas temperatūra ir -82 ° C un viršanas temperatūra -60 ° C. Tas ūdenī nedaudz šķīst, spēj izšķīdināt tikai 4 gramus litrā šā šķīdinātāja 20 ° C temperatūrā (Royal Society of Chemistry, 2015).

Ūdeņraža sulfīds reaģē kā skābe un kā reducētājs. Tas eksplodē saskarē ar skābekļa difluorīdu, broma pentafluorīdu, hlorfluorīdu, dihlorīda oksīdu un sudraba fulminātu. Tas var aizdegties un eksplodēt, ja tas ir pakļauts vara pulverim, skābekļa klātbūtnē.

Tas var reaģēt līdzīgi ar citiem pulverveida metāliem. Tas ir aizdegts, saskaroties ar metāla oksīdiem un peroksīdiem (bārija peroksīds, hroma trioksīds, vara oksīds, svina dioksīds, mangāna dioksīds, niķeļa oksīds, sudraba oksīds, sudraba dioksīds, talli trioksīds, nātrija peroksīds, dzīvsudraba oksīds, kalcija oksīds).

To aizdedzina ar sudraba bromātu, svina (II) hipohlorītu, vara hromātu, slāpekļskābi, svina oksīdu (IV) un oksīdu. Tas var aizdegties, ja tas iet cauri rūsējošām dzelzs caurulēm. Reaģē eksotermiski ar bāzēm.

Reakcija ar sodas kaļķi, nātrija hidroksīdu, kālija hidroksīdu, bārija hidroksīdu var izraisīt aizdegšanos vai sprādzienu nereaģētā daļā gaisa / skābekļa klātbūtnē (HYDROGEN SULFIDE, 2016).

Reaktivitāte un apdraudējumi

H2S uzskata par stabilu savienojumu, lai gan tas ir viegli uzliesmojošs un ļoti toksisks.

Savienojums ir smagāks par gaisu, un tas var virzīties uz ievērojamu attālumu līdz aizdegšanās avotam un dublēt. Var veidot sprādzienbīstamus maisījumus ar gaisu plašā diapazonā.

Tas arī sprādzienbīstami reaģē ar broma pentafluorīdu, hlorfluorīdu, slāpekļa trijodīdu, slāpekļa triklīdu, skābekļa difluorīdu un fenildiazonija hlorīdu..

Sildot līdz sadalīšanās procesam, tas izdala ļoti toksiskus sēra oksīdu izgarojumus. Nesaderīgs ar daudziem materiāliem, tostarp stipriem oksidētājiem, metāliem, spēcīgai slāpekļskābei, broma pentafluorīdam, hlorfluorīdam, slāpekļa trijodīdam, slāpekļa trihlorīdam, skābekļa difluorīdam un fenildiazonija hlorīdam..

Ūdeņraža sulfīds (H. \ T2S) ir atbildīgs par daudziem gadījumiem, kas saistīti ar toksisku iedarbību darba vietā, jo īpaši naftas rūpniecībā. H klīniskā iedarbība2S ir atkarīga no tā koncentrācijas un iedarbības ilguma.

H2S ir tūlīt letāls, ja koncentrācija ir lielāka par 500-1000 daļām (ppm), bet zemākas koncentrācijas, piemēram, 10-500 ppm, iedarbība var izraisīt dažādus elpošanas simptomus, sākot no rinīta līdz akūtu elpošanas mazspēju..

H2S var ietekmēt arī vairākus orgānus, izraisot īslaicīgus vai pastāvīgus nervu, sirds un asinsvadu, nieru, aknu un hematoloģisku traucējumu traucējumus..

Tiek parādīts gadījums, kad tiek pakļauta H iedarbībai2S, kas izraisa vairāku orgānu iesaistīšanos, akūtu elpošanas mazspēju, pneimonijas un šoka organizēšanu, kas ir līdzīga akūtajam sepsiem. Šajā gadījumā pacientam attīstījās arī viegla obstruktīva un ierobežojoša plaušu slimība un perifēra neiropātija (Al-Tawfiq, 2010)..

Ieelpošana

Ieelpojot, ieņemiet to ārā un turiet to mierīgā stāvoklī, lai ieelpotu. Ja neelpo, iejauciet mākslīgo elpošanu. Ja apgrūtināta elpošana, apmācītajam personālam jāsniedz skābeklis.

Saskare ar ādu

Ja nokļūst uz ādas, tas jānomazgā ar lielu daudzumu ūdens. Spiediens šķidrums var izraisīt iesaldēšanu. Ja ir pakļauts spiedienam pakļautam šķidrumam, saldēšanas zona nekavējoties jākarsē ar siltu ūdeni, kas nepārsniedz 41 ° C.

Ūdens temperatūrai jābūt pieņemamai normālai ādai. Ādas uzsildīšana jāsaglabā vismaz 15 minūtes vai līdz normāla krāsošana un sajūta atgriezīsies skartajā zonā. Masveida ekspozīcijas gadījumā drēbes tiek izņemtas ar dušu ar siltu ūdeni.

Saskare ar acīm

Ja nokļūst acīs, rūpīgi skalot acis ar ūdeni vismaz 15 minūtes. Turiet acu plakstiņus atvērtus un prom no acu āboliem, lai pārliecinātos, ka visas virsmas ir rūpīgi noskalotas.

Norīšana nav uzskatāma par iespējamu iedarbības ceļu. Visos citos gadījumos jāsaņem tūlītēja medicīniskā palīdzība (Praxair, 2016).

Lietojumi

1. Sēra ražošana

Claus sēra reģenerācijas iekārta sastāv no sadedzināšanas krāsns, atkritumu siltuma katla, sēra kondensatora un virknes katalītisko stadiju, no kuriem katrs izmanto pārkarsēšanas, katalizatora slāņa un sēra kondensatoru. Parasti tiek izmantoti divi vai trīs katalītiskie posmi.

Claus process pārvērš ūdeņraža sulfīdu par elementāru sēru, izmantojot divpakāpju reakciju.

Pirmajā posmā tiek kontrolēta padeves gāzes sadedzināšana, lai pārvērstu apmēram vienu trešdaļu no sērūdeņraža sēra dioksīda un ne-katalītisku sērūdeņraža reakciju, kas nav sadedzināta ar sēra dioksīdu..

Otrajā posmā Claus reakcija, sērūdeņradis un sēra dioksīds reaģē uz katalizatora, lai iegūtu sēru un ūdeni.

Degšanas gaisa daudzums tiek cieši kontrolēts, lai palielinātu sēra reģenerāciju, tas ir, uzturot atbilstošu 2: 1 sērūdeņraža reakcijas stehiometriju ar sēra dioksīdu caur lejup pa reaktoriem..

Parasti var sasniegt sēra reģenerāciju līdz pat 97% (ASV Nacionālā medicīnas bibliotēka, 2011).

2. Analītiskā ķīmija

Vairāk nekā gadsimtu, sērūdeņradis bija svarīgs analītiskajā ķīmijā, metāla jonu kvalitatīvā neorganiskajā analīzē.

Šajās analīzēs pēc izšķīdināšanas H2S tiek izgulsnēti smago metālu (un nemetālu) joni (piemēram, Pb (II), Cu (II), Hg (II), As (III)). Iegūtās nogulsnes atkal izšķīst ar zināmu selektivitāti un tādējādi tiek identificētas.

3. Citi izmantošanas veidi

Šo savienojumu izmanto arī, lai atdalītu deitērija oksīdu vai smago ūdeni no parastā ūdens, izmantojot Girdler sulfīda procesu.

Ekseteras universitātes zinātnieki atklāja, ka šūnu ekspozīcija ar nelielu daudzumu sērūdeņraža gāzes var novērst mitohondriju bojājumus.

Kad šūna ir saspringta ar šo slimību, fermenti tiek piesaistīti šūnai, lai ražotu nelielu daudzumu sērūdeņraža. Šim pētījumam varētu būt lielāka ietekme uz insultu, sirds slimību un artrīta profilaksi (Stampler, 2014)..

Ūdeņraža sulfīdam var būt anti-novecošanās īpašības, bloķējot šūnā esošās destruktīvās ķimikālijas, kuru īpašības līdzīgas resveratrolam, antioksidants, kas atrodams sarkanvīnā.

Atsauces

  1. Toksisko vielu un slimību reģistra aģentūra. (2011, 3. marts). Ūdeņraža sulfīds karbonilsulfīds. Izgūti no atsdr.cdc.gov.
  2. Al-Tawfiq, B. D. (2010). Ūdeņraža sulfīda iedarbība pieaugušiem vīriešiem. Saūda Arābijas Annals 30 (1) , 76-80.
  3. EMBL-EBI (2005. gada 13. decembris). ūdeņraža sulfīds. Atgūts no ebi.ac.uk.
  4. enciklopēdija britannica. (S.F.). Ūdeņraža sulfīds. Atgūts no britannica.com.
  5. Cilvēka metabolisma datu bāze. (2017. gada 2. marts). Ūdeņraža sulfīds . Izgūti no hmdb.ca.
  6. HIDROGENU SULFIDE. (2016). Izgūti no cameochemicals.noaa.gov.
  7. (2016, 17. oktobris). Ūdeņraža sulfīda drošības datu lapa. Atgūts no praxair.com.
  8. Karaliskā ķīmijas biedrība. (2015). Ūdeņraža sulfīds. Izgūti no chemspider.com.
  9. Stampler, L. (2014, 11. jūlijs). Stinky savienojums var aizsargāt pret šūnu bojājumiem, pētījuma rezultāti. Izgūti no time.com.
  10. S. Nacionālā medicīnas bibliotēka. (2011. gada 22. septembris). Sēra, elementārā. Izgūti no toksnet.nlm.nih.gov.