Vesiniksulfiidi (H2S) omadused, ohud ja kasutusalad



The vesiniksulfiid on tavaline vesiniksulfiidi nimetus (H2S). Seda võib pidada lahuses hüdrasiidhappeks (H)2S (aq).

Sulfhüdrüülhappe arvestamine on antud hoolimata selle keemilise ühendi vähest lahustuvust vees. Selle struktuur on esitatud joonisel 1 (EMBL-EBI, 2005).

Seetõttu on vesiniksulfiid vees vähelahustuv. Lahustatud kujul moodustab see happesulfiidiooni või hüdrosulfidi (HS-). Vesiniksulfiidi või vesiniksulfiidi vesilahus on värvitu ja õhuga kokkupuutel oksüdeerib aeglaselt elementaarset väävlit, mis ei lahustu vees.

Väävel dianion S2- see esineb ainult tugevalt leeliselistes vesilahustes; See on erakordselt aluseline koos pKa> 14-ga.

H2S tekib praktiliselt seal, kus elementaarne väävel puutub kokku orgaanilise materjaliga, eriti kõrgel temperatuuril. Vesiniksulfiid on veega keemiliselt seotud kovalentne hüdriid (H2O), kuna hapnikku ja väävlit toodetakse samas rühmas kui perioodiline tabel.

Sageli on tulemuseks, kui bakterid lagunevad orgaanilise aine hapniku puudumisel, näiteks soodes ja kanalisatsioonis (koos anaeroobse lagundamisprotsessiga). See esineb ka vulkaaniliste gaaside, maagaasi ja mõnede kaevude vetes.

Samuti on oluline meeles pidada, et vesiniksulfiid on väävli tsükli keskne osaleja, väävli biogeokeemiline tsükkel Maal (joonis 2)..

Nagu eespool mainitud, saadavad väävlit vähendavad ja sulfaat-redutseerivad bakterid hapniku või hapniku puudumisel vesinikust või orgaanilistest molekulidest oksüdatsioonienergiat, redutseerides väävli või sulfaadi vesiniksulfiidiks.

Teised bakterid vabastavad vesiniksulfiidi väävlit sisaldavatest aminohapetest. Mitmed bakterirühmad võivad kütusena kasutada vesiniksulfiidi, oksüdeerides selle hapniku või nitraadina oksüdeerijaks elementaarse väävli või sulfaatiks..

Puhtad väävlibakterid ja rohelise väävli bakterid kasutavad fotosünteesil vesiniksulfiidi kui elektronidoonorit, mis toodab seega elementaarset väävlit.

Tegelikult on see fotosünteesi režiim vanem kui sinivetikate, vetikate ja taimede viis, mis kasutab vett elektronidoonorina ja vabastab hapnikku (Human Metabolome Database, 2017).

Indeks

  • 1 Kui tekib vesiniksulfiid?
  • 2 Füüsikalised ja keemilised omadused
  • 3 Reaktiivsus ja ohud
    • 3.1 Sissehingamine
    • 3.2 Kokkupuude nahaga
    • 3.3 Silma sattumine
  • 4 Kasutamine
    • 4.1. Väävli tootmine
    • 4.2 2- Analüütiline keemia
    • 4.3 3 - Muud kasutusalad

Kui tekib vesiniksulfiid?

Vesiniksulfiid (H2S) esineb looduslikult toornafta, maagaasi, vulkaaniliste gaaside ja kuumaveeallikate puhul. See võib tuleneda ka orgaanilise aine bakteriaalsest lagunemisest. Seda toodavad ka inim- ja loomsed jäätmed.

Suu ja seedetrakti bakterid toodavad vesiniksulfiidi bakteritest, mis lagundavad taime- või loomset valku sisaldavaid materjale.

Vesiniksulfiidi võib põhjustada ka tööstustegevus, näiteks toiduainete töötlemine, koksiahjud, jõupaberite veskid, parkimistöökojad ja naftatöötlemistehased (toksiliste ainete ja haiguste registri agentuur, 2011)..

Füüsikalised ja keemilised omadused

Vesiniksulfiid on värvitu gaas, millel on tugev mädanenud munade lõhn. Vesiniksulfiidi vesilahus on värvitu ilma iseloomuliku aroomita.

Ühendi molekulmass on 34,1 g / mol, vesilahuse tihedus on 1,343 g / ml. Selle sulamistemperatuur on -82 ° C ja keemistemperatuur -60 ° C. See on vees vähelahustuv, 20 ° C juures lahustub ainult 4 grammi liitri kohta (Royal Society of Chemistry, 2015).

Vesiniksulfiid reageerib happena ja redutseerijana. See plahvatab kokkupuutel hapniku difluoriidiga, broompentafluoriidiga, klooritrifluoriidiga, dikloriidoksiidiga ja hõbe fulminaadiga. Vase pulbriga kokkupuutel võib see hapniku juuresolekul süttida ja plahvatada.

See võib reageerida sarnaselt teiste pulbriliste metallidega. See süttib kokkupuutel metalloksiidide ja peroksiididega (baariumperoksiid, kroomtrioksiid, vaskoksiid, pliioksiid, mangaandioksiid, nikkeloksiid, hõbeoksiid, hõbeda dioksiid, talliumtoksiid, naatriumperoksiid, elavhõbeoksiid, kaltsiumoksiid) \ t.

See süüdatakse hõbbromiidi, plii (II) hüpokloriti, vaskkromaadi, lämmastikhappe, pliioksiidi (IV) ja oksiidiga. See võib süttida, kui see läbib roostes raudtorusid. Reageerib eksotermiliselt alustega.

Naatriumhüdroksiidi, naatriumhüdroksiidi, kaaliumhüdroksiidi ja baariumhüdroksiidi reaktsiooni soojus võib põhjustada reageerimata osa süttimist või plahvatust õhu / hapniku juuresolekul (HYDROGEN SULFIDE, 2016).

Reaktiivsus ja ohud

H2S loetakse stabiilseks ühendiks, kuigi see on väga tuleohtlik ja äärmiselt mürgine.

Ühend on õhust raskem ja võib süüteallika poole liikuda ja varundada. Võib moodustada plahvatusohtlikke segusid õhuga laias valikus.

Samuti reageerib see plahvatuslikult broomi pentafluoriidi, kloori trifluoriidi, lämmastiku trijodiidi, lämmastiktrikloriidi, hapniku difluoriidi ja fenüüldiasooniumkloriidiga.

Lagunemist kuumutades eraldab see vääveloksiidide väga mürgiseid suitsu. Ei sobi kokku paljude materjalidega, kaasa arvatud tugevad oksüdeerijad, metallid, tugev lämmastikhape, broompentafluoriid, klooritrifluoriid, lämmastiku trijodiid, lämmastiktrikloriid, hapniku difluoriid ja fenüüldiasooniumkloriid.

Vesiniksulfiid (H2S) vastutab paljude tööalase toksilise kokkupuute juhtumite eest, eriti naftatööstuses. H2S sõltub selle kontsentratsioonist ja kokkupuute kestusest.

H2S on surmaga lõppenud kohe, kui kontsentratsioonid on üle 500-1000 osa miljoni kohta (ppm), kuid kokkupuude madalamate kontsentratsioonidega, näiteks 10-500 ppm, võib põhjustada erinevaid hingamisteede sümptomeid, alates riniidist kuni ägeda hingamispuudulikkuseni.

H2S võib mõjutada ka mitmeid elundeid, põhjustades ajutisi või püsivaid häireid närvisüsteemi, südame-veresoonkonna, neeru-, maksa- ja hematoloogilistes süsteemides..

Esitatakse H-ga kokkupuute juhtum2S, mis viib mitme elundi kaasamiseni, äge hingamispuudulikkus, kopsupõletiku ja šoki organiseerimine, mis on sarnane ägeda sepsisega. Sellisel juhul tekkis patsiendil ka kerge obstruktiivne ja piirav kopsuhaigus ja perifeerne neuropaatia (Al-Tawfiq, 2010)..

Sissehingamine

Sissehingamise korral võtke see väljas ja hoidke seda mugavalt hingamise eesmärgil. Kui ei hingata, manustada kunstlikku hingamist. Kui hingamine on raske, peaks koolitatud personal andma hapnikku.

Kokkupuude nahaga

Nahale sattumisel tuleb seda pesta rohke veega. Survestatud vedelik võib põhjustada külmumist. Survestatud vedelikuga kokkupuute korral tuleb külmutustsooni kohe kuumutada sooja veega, mis ei ületa 41 ° C.

Vee temperatuur peab olema normaalsele nahale talutav. Naha soojenemist tuleb hoida vähemalt 15 minutit või kuni normaalne värvus ja tunne naaseb kahjustatud piirkonda. Massiivse kokkupuute korral eemaldatakse riided sooja veega duši all.

Silma sattumine

Silma sattumisel loputada silmi põhjalikult veega vähemalt 15 minutit. Hoidke silmalaugud lahti ja silmade küljest eemal, veendumaks, et kõik pinnad on põhjalikult loputatud.

Allaneelamist ei peeta võimalikuks kokkupuuteviisiks. Kõigil muudel juhtudel tuleb koheselt pöörduda arsti poole (Praxair, 2016).

Kasutamine

1. Väävli tootmine

Claus'i väävli regenereerimisseade koosneb põlemisahjust, jäätmeküttekatlast, väävli kondensaatorist ja mitmetest katalüütilistest etappidest, millest igaüks kasutab kuumutamist, katalüsaatori ja väävli kondensaatorit. Tavaliselt kasutatakse kahte või kolme katalüütilist etappi.

Claus protsess muudab vesiniksulfiidi kaheastmelise reaktsiooni abil elementaarseks väävlis.

Esimene etapp hõlmab söödagaasi kontrollitud põlemist, et muuta umbes üks kolmandik vesiniksulfiidist vääveldioksiidiks ja vesiniksulfiidi mitte-katalüütiline reaktsioon, mida ei põletata vääveldioksiidiga.

Teises etapis reageerivad Claus reaktsioon, vesiniksulfiid ja vääveldioksiid katalüsaatoril väävli ja vee saamiseks.

Põlemisõhu kogus on tihedalt kontrollitud, et maksimeerida väävli taaskasutamist, see tähendab säilitada sobiva 2: 1 vesiniksulfiidi reaktsiooni stöhhiomeetria vääveldioksiidile allavoolu reaktorite kaudu..

Tavaliselt on võimalik saavutada kuni 97% väävli taaskasutamine (USA riiklik meditsiiniraamatukogu, 2011).

2 - Analüütiline keemia

Enam kui sajandit oli metalliioonide kvalitatiivses anorgaanilises analüüsis analüütilises keemias oluline vesiniksulfiid.

Nendes analüüsides sadestatakse raskmetallide (ja mittemetallide) ioonid (nt Pb (II), Cu (II), Hg (II), As (III)) pärast H2S-ga kokkupuudet. Saadud sade lahustub taas mõningase selektiivsusega ja on seega identifitseeritud.

3 - muud kasutusalad

Seda ühendit kasutatakse ka deuteeriumoksiidi või raske vee eraldamiseks normaalsest veest Girdler-sulfidi protsessi kaudu.

Exeteri ülikooli teadlased avastasid, et raku kokkupuude väikeste kogustega vesiniksulfiidi gaasiga võib takistada mitokondriaalset kahju.

Kui rakk on pinges ning haigusest, ensüümid on juhtida raku toota väikese koguse vesiniksulfiidi. See uuring võiks olla rohkem mõju ärahoidmisel insult, südame isheemiatõbi ja artriit (Stampler 2014).

Vesiniksulfiidil võivad olla vananemisvastased omadused, blokeerides rakus olevad destruktiivsed kemikaalid, millel on sarnased omadused nagu resveratrool, punase veini antioksüdant..

Viited

  1. Toksiliste ainete ja haiguste registri agentuur. (2011, 3. märts). Vesiniksulfiid Karbonüülsulfiid. Välja otsitud aadressilt atsdr.cdc.gov.
  2. Al-Tawfiq, B. D. (2010). Vesiniksulfiidi ekspositsioon täiskasvanud isas. Annali of Saudi Med. 30 (1) , 76-80.
  3. EMBL-EBI (2005, 13. detsember). vesiniksulfiid. Taastatud ebi.ac.uk.
  4. entsüklopeedia britannica. (S.F.). Vesiniksulfiid. Taastati britannica.com.
  5. Inimese metaboolide andmebaas. (2017, 2. märts). Vesiniksulfiid . Välja otsitud aadressilt hmdb.ca.
  6. HÜDROGEN SULFIDE. (2016). Välja otsitud cameochemicals.noaa.gov.
  7. (2016, 17. oktoober). Vesiniksulfiidi ohutuskaart. Taastati praxair.com-st.
  8. Royal Society of Chemistry. (2015). Vesiniksulfiid. Välja otsitud chemspider.com-lt.
  9. Stampler, L. (2014, 11. juuli). Stinky ühend võib kaitsta rakukahjustuste eest. Välja otsitud aadressilt time.com.
  10. S. Riiklik meditsiiniraamatukogu. (2011, 22. september). Väävel, elementaarne. Välja otsitud toxnet.nlm.nih.gov.