Свойства на водороден сулфид (H2S), рискове и употреби



на сероводород е общото наименование на сероводорода (Н2S). Може да се разглежда като хидразидна киселина в разтвор (Н2S (aq)).

Разглеждането на сулфхидрилната киселина се дава въпреки ниската разтворимост във вода на това химично съединение. Неговата структура е представена на фигура 1 (EMBL-EBI, 2005).

Следователно, сероводородът е слабо разтворим във вода. При разтваряне образува киселинен сулфиден йон или хидросулфид (HS-). Водният разтвор на сероводород или сероводород е безцветен и когато е изложен на въздух, бавно окислява елементарната сяра, която не е разтворима във вода..

Серен дианион S2- тя съществува само в силно алкални водни разтвори; Изключително основно е с pKa> 14.

H2S възниква от мястото, където елементарната сяра влиза в контакт с органичния материал, особено при високи температури. Сероводородът е ковалентен хидрид, химически свързан с вода (Н2О), тъй като кислородът и сярата се произвеждат в една и съща група с периодичната таблица.

Това често води до това, че бактериите разграждат органичната материя в отсъствието на кислород, като например в блатата и каналите (заедно с процеса на анаеробно разлагане). Той се среща и в вулканични газове, природен газ и някои водни води.

Важно е също да се има предвид, че сероводородът е централен участник в цикъла на сярата, биогеохимичния цикъл на сярата на Земята (фигура 2).

Както е споменато по-горе, серен-редуциращите и редуциращите сулфата бактерии получават окислителна енергия от водород или органични молекули в отсъствието на кислород чрез намаляване на сярата или сулфата до сероводород.

Други бактерии освобождават сероводород от аминокиселини, които съдържат сяра. Няколко групи бактерии могат да използват сероводород като гориво, окислявайки го до елементарна сяра или сулфат, използвайки кислород или нитрат като окислител.

Чистите серни бактерии и зелените серни бактерии използват сероводород като донор на електрони при фотосинтеза, като по този начин произвеждат елементарна сяра.

В действителност, този режим на фотосинтеза е по-стар от режима на цианобактерии, водорасли и растения, които използват вода като донор на електрони и освобождават кислород (база данни за човешки метаболом, 2017)..

индекс

  • 1 Когато се получава сероводород?
  • 2 Физични и химични свойства
  • 3 Реактивност и опасности
    • 3.1 Вдишване
    • 3.2 Контакт с кожата
    • 3.3 Контакт с очите
  • 4 Използване
    • 4.1 1- Получаване на сяра
    • 4.2 2- Аналитична химия
    • 4.3 3- Други приложения

Когато се получава сероводород?

Сероводород (Н2S) се среща естествено в суров нефт, природен газ, вулканични газове и горещи извори. Той може да се получи и от бактериалното разграждане на органичната материя. Той се произвежда и от човешки и животински отпадъци.

Бактериите, открити в устата и стомашно-чревния тракт, произвеждат сероводород от бактерии, които разграждат материали, които съдържат растителни или животински протеини..

Сероводород може да се получи и от промишлени дейности като преработка на храни, коксови пещи, фабрики за крафт хартия, цехове за щавене на кожи и нефтопреработвателни заводи (Агенция за регистрация на токсични вещества и болести, 2011 г.).

Физични и химични свойства

Сероводородът е безцветен газ със силна миризма на развалени яйца. Водният разтвор на сероводород е безцветен без характерен аромат.

Съединението има молекулно тегло 34.1 g / mol, водният разтвор има плътност 1.343 g / ml. Точката на топене е -82 ° С и температурата на кипене -60 ° С. Той е слабо разтворим във вода, като може да разтвори само 4 грама на литър от този разтворител при 20 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Сероводородът реагира като киселина и като редуциращ агент. Избухва в контакт с кислородния дифлуорид, бром пентафлуорид, хлорен трифлуорид, дихлорид оксид и сребърен фулминат. Той може да се запали и експлодира, когато е изложен на меден прах, в присъствието на кислород.

Той може да реагира по подобен начин с други метали на прах. Запалва се при контакт с метални оксиди и пероксиди (бариев пероксид, хромов триоксид, меден оксид, оловен диоксид, манганов диоксид, никелов оксид, сребърен оксид, сребърен диоксид, талиев триоксид, натриев пероксид, живачен оксид, калциев оксид).

Запалва се със сребърен бромат, оловен (II) хипохлорит, меден хромат, азотна киселина, оловен оксид (IV) и оксид. Може да се запали, ако преминава през ръждясали железни тръби. Реагира екзотермично с основи.

Топлината на реакцията със сода, натриев хидроксид, калиев хидроксид, бариев хидроксид може да предизвика запалване или експлозия на нереагиралата част в присъствието на въздух / кислород (HYDROGEN SULFIDE, 2016).

Реактивност и опасности

H2S се счита за стабилно съединение, въпреки че е силно запалимо и изключително токсично.

Съединението е по-тежко от въздуха и може да премине значително разстояние до източника на запалване и да се върне обратно. Може да образува експлозивни смеси с въздух в широк диапазон.

Той също реагира експлозивно с бром пентафлуорид, хлорен трифлуорид, азотен трийодид, азотен трихлорид, кислороден дифлуорид и фенил диазониев хлорид.

При нагряване до разлагане, той отделя силно токсични пари на серни оксиди. Несъвместими с много материали, включително силни окислители, метали, силна азотна киселина, бром пентафлуорид, хлорен трифлуорид, азотен трииодид, азотен трихлорид, кислороден дифлуорид и фенил диазониев хлорид.

Сероводород (Н2S) е отговорен за много случаи на професионална токсична експозиция, особено в петролната индустрия. Клиничните ефекти на Н2S зависи от концентрацията и продължителността на експозицията.

H2S е незабавно фатален, когато концентрациите са повече от 500-1000 части на милион (ppm), но излагането на по-ниски концентрации, като 10-500 ppm, може да предизвика различни респираторни симптоми, вариращи от ринит до остра дихателна недостатъчност..

H2S може да засегне и множество органи, причинявайки временни или постоянни нарушения в нервната, сърдечно-съдовата, бъбречната, чернодробната и хематологичната системи..

Представен е случай на професионална експозиция на Н2S, което води до включване на няколко органа, остра дихателна недостатъчност, организация на пневмония и шок, подобни на острия сепсис. В този случай, пациентът също е развил лека обструктивна и рестриктивна белодробна болест и периферна невропатия (Al-Tawfiq, 2010)..

инхалация

В случай на вдишване, извадете го на открито и го дръжте в покой в ​​удобна позиция за дишане. Ако не дишате, прилагайте изкуствено дишане. Ако дишането е затруднено, обученият персонал трябва да дава кислород.

Контакт с кожата

В случай на контакт с кожата, тя трябва да се измие обилно с вода. Течността под налягане може да причини измръзване. В случай на излагане на течност под налягане, зоната на замразяване трябва да се загрее незабавно с топла вода, която не превишава 41 ° C.

Температурата на водата трябва да бъде поносима за нормалната кожа. Загряването на кожата трябва да се поддържа поне 15 минути или докато нормалното оцветяване и усещане се върнат в засегнатата област. В случай на масивна експозиция, дрехите се отстраняват, докато се къпят с топла вода.

Контакт с очите

В случай на контакт с очите, изплакнете обилно с вода в продължение на най-малко 15 минути. Дръжте клепачите отворени и далеч от очните ябълки, за да се уверите, че всички повърхности са изплакнати добре.

Поглъщането не се счита за възможен път на експозиция. За всички останали случаи трябва незабавно да се получи медицинска помощ (Praxair, 2016).

приложения

1 - Производство на сяра

Съоръжението за извличане на сяра от Claus се състои от горивна пещ, котел за изгаряне на топлина, серен кондензатор и серия от каталитични етапи, всяка от които използва повторно нагряване, катализаторно легло и серен кондензатор. Обикновено се използват два или три каталитични етапа.

Процесът на Клаус превръща сероводорода в елементарна сяра чрез двуетапна реакция.

Първият етап включва контролирано изгаряне на захранващия газ, за ​​да се превърне приблизително една трета от сероводорода в серен диоксид и некаталитичната реакция на сероводорода, който не се изгаря със серен диоксид..

Във втория етап реакцията на Клаус, сероводород и серен диоксид реагират на катализатор за производство на сяра и вода.

Количеството въздух за горене се контролира плътно, за да се постигне максимално оползотворяване на сярата, т.е. поддържане на подходяща стехиометрия на реакцията на 2: 1 сероводород до серен диоксид през реактори надолу по веригата.

Обикновено може да се постигне възстановяване на сярата до 97% (U.S. National Library of Medicine, 2011).

2- Аналитична химия

В продължение на повече от век сероводородът е важен в аналитичната химия, в качествения неорганичен анализ на металните йони.

В тези анализи, тежки метали (и неметални) йони се утаяват (например, Pb (II), Cu (II), Hg (II), As (III) от разтвора след излагане на H2S. Получената утайка се разтваря отново с известна селективност и по този начин се идентифицира.

3- Други употреби

Това съединение се използва и за отделяне на деутериевия оксид или тежката вода от нормалната вода чрез процеса на сулфида на Girdler.

Учените от Университета в Ексетър откриха, че клетъчното излагане на малки количества газ сероводород може да предотврати увреждането на митохондриите.

Когато клетката е подложена на стрес с болестта, ензимите се привличат в клетката, за да се получат малки количества сероводород. Това проучване би могло да има по-голямо значение за предотвратяването на инсулти, сърдечни заболявания и артрит (Stampler, 2014).

Сероводородът може да има свойства против стареене чрез блокиране на разрушителни химикали в клетката, притежаващи свойства, подобни на ресвератрол, антиоксидант, намерен в червено вино..

препратки

  1. Агенция за регистрация на токсични вещества и болести. (2011, 3 март). Водороден сулфид карбонил сулфид. Извлечено от atsdr.cdc.gov.
  2. Al-Tawfiq, B.D. (2010). Излагане на сероводород при възрастен мъж. Летопис на Саудитска Арабия 30 (1) , 76-80.
  3. EMBL-EBI. (2005 г., 13 декември). сероводород. Възстановен от ebi.ac.uk.
  4. encyclopedia britannica. (S.F.). Сероводород. Възстановен от britannica.com.
  5. База данни за човешки метаболом. (2017, 2 март). Сероводород . Изтеглено от hmdb.ca.
  6. ВОДОРОДЕН СУЛФИД. (2016 г.). Взето от cameochemicals.noaa.gov.
  7. (2016, 17 октомври). Информационен лист за безопасност на водороден сулфид. Възстановен от praxair.com.
  8. Кралско химическо дружество. (2015). Сероводород. Извлечено от chemspider.com.
  9. Stampler, L. (2014, 11 юли). Смъртоносно съединение може да защити от клетъчно увреждане, сочи изследването. Извлечено от time.com.
  10. С. Национална библиотека по медицина. (2011 г., 22 септември). Сяра, елементарен. Извлечено от toxnet.nlm.nih.gov.