Vlastnosti, riziká a použitia sírovodíka (H2S)



sírovodík je všeobecný názov sírovodíka (H. \ t2S). Môže sa považovať za hydrazidovú kyselinu v roztoku (H2S (aq)).

Posudzovanie sulfhydrylovej kyseliny je dané napriek nízkej rozpustnosti tejto chemickej zlúčeniny vo vode. Jeho štruktúra je znázornená na obrázku 1 (EMBL-EBI, 2005).

Preto je sírovodík mierne rozpustný vo vode. Po rozpustení tvorí sulfidový ión kyseliny alebo hydrosulfid (HS)-). Vodný roztok sírovodíka alebo sírovodíka je bezfarebný a pri vystavení vzduchu pomaly oxiduje elementárnu síru, ktorá nie je rozpustná vo vode..

Síra dianion S2- existuje len v silne alkalických vodných roztokoch; Je výnimočne základná s pKa> 14.

H2S vzniká prakticky tam, kde elementárna síra prichádza do styku s organickým materiálom, najmä pri vysokých teplotách. Sírovodík je kovalentný hydrid chemicky príbuzný s vodou (H2O), pretože kyslík a síra sa vyrábajú v rovnakej skupine ako periodická tabuľka.

Často vedie k tomu, že baktérie rozkladajú organickú hmotu v neprítomnosti kyslíka, napríklad v močiaroch a kanalizáciách (spolu s procesom anaeróbnej digescie). Vyskytuje sa aj v sopečných plynoch, zemnom plyne av niektorých vodách studní.

Je tiež dôležité mať na pamäti, že sírovodík je ústredným účastníkom cyklu síry, biogeochemického cyklu síry na Zemi (obrázok 2)..

Ako je uvedené vyššie, baktérie redukujúce síru a sulfát redukujú oxidačnú energiu z vodíka alebo organických molekúl v neprítomnosti kyslíka redukciou síry alebo síranu na sírovodík..

Iné baktérie uvoľňujú sírovodík z aminokyselín, ktoré obsahujú síru. Niekoľko skupín baktérií môže používať sírovodík ako palivo, ktoré ho oxiduje na elementárnu síru alebo sulfát pomocou kyslíka alebo dusičnanov ako oxidantu..

Čisté sírne baktérie a zelené sírne baktérie používajú ako fotoskupinu elektrónový donor vo fotosyntéze, čím produkujú elementárnu síru.

V skutočnosti je tento spôsob fotosyntézy starší ako režim cyanobaktérií, rias a rastlín, ktoré využívajú vodu ako donor elektrónov a uvoľňujú kyslík (Human Metabolome Database, 2017).

index

  • 1 Kde sa vyrába sírovodík?
  • 2 Fyzikálne a chemické vlastnosti
  • 3 Reaktivita a nebezpečenstvá
    • 3.1 Vdýchnutie
    • 3.2 Kontakt s pokožkou
    • 3.3 Kontakt s očami
  • 4 Použitie
    • 4.1. Výroba síry
    • 4.2 2- Analytická chémia
    • 4.3 3- Iné použitia

Tam, kde sa vyrába sírovodík?

Sírovodík (H2S) sa prirodzene vyskytuje v surovej rope, zemnom plyne, sopečných plynoch a horúcich prameňoch. Môže tiež vyplynúť z bakteriálnej degradácie organických látok. Vyrába sa aj z ľudského a živočíšneho odpadu.

Baktérie nachádzajúce sa v ústach a zažívacom trakte produkujú sírovodík z baktérií, ktoré rozkladajú materiály, ktoré obsahujú rastlinné alebo živočíšne proteíny..

Sírovodík môže byť tiež výsledkom priemyselných činností, ako je spracovanie potravín, koksárenské pece, kraft papierne, koželužne a ropné rafinérie (Agentúra pre registráciu toxických látok a chorôb, 2011).

Fyzikálne a chemické vlastnosti

Sírovodík je bezfarebný plyn so silným zápachom po zhnitých vajciach. Vodný roztok sírovodíka je bezfarebný bez charakteristickej arómy.

Zlúčenina má molekulovú hmotnosť 34,1 g / mol, vodný roztok má hustotu 1,343 g / ml. Má teplotu topenia -82 ° C a teplotu varu -60 ° C. Je mierne rozpustný vo vode, pričom je schopný rozpustiť len 4 gramy na liter tohto rozpúšťadla pri 20 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Sírovodík reaguje ako kyselina a ako redukčné činidlo. Pri kontakte s difluoridom kyslíka, pentafluoridom brómu, trifluoridom chlóru, oxidom dichloridom a fulmináciou striebra exploduje. Môže sa vznietiť a explodovať, keď je vystavený práškovému medi, v prítomnosti kyslíka.

Môže reagovať podobným spôsobom s inými práškovými kovmi. Zapaľuje sa pri kontakte s oxidmi a peroxidmi kovov (peroxid bárnatý, oxid chromitý, oxid meďnatý, oxid olovnatý, oxid manganičitý, oxid nikelnatý, oxid strieborný, oxid strieborný, oxid tálnatý, peroxid sodný, oxid ortuťnatý, oxid vápenatý).

Zapaľuje sa bromičnanom strieborným, chlórnanom olovnatým, chrómanom meďnatým, kyselinou dusičnou, oxidom olovnatým (IV) a oxidom. Môže sa zapáliť, ak prechádza hrdzavými železnými rúrkami. Reaguje exotermicky so zásadami.

Teplo reakcie s hydroxidom sodným, hydroxidom sodným, hydroxidom draselným, hydroxidom bárnatým môže spôsobiť vznietenie alebo explóziu nezreagovaného podielu v prítomnosti vzduchu / kyslíka (HYDROGEN SULFIDE, 2016).

Reaktivita a nebezpečenstvá

H2S sa považuje za stabilnú zlúčeninu, hoci je veľmi horľavá a extrémne toxická.

Zlúčenina je ťažšia ako vzduch a môže prejsť značnou vzdialenosťou k zdroju zapálenia a späť. Môže vytvárať výbušné zmesi so vzduchom v širokom rozsahu.

Tiež explozívne reaguje s pentafluoridom brómu, trifluoridom chlóru, trijodidom dusíkom, chloridom dusíkom, difluoridom kyslíka a chloridom fenyl diazónium..

Keď sa zahrieva na rozklad, vyžaruje vysoko toxické výpary oxidov síry. Nekompatibilné s mnohými materiálmi vrátane silných oxidantov, kovov, silnej kyseliny dusičnej, pentafluoridu brómu, trifluoridu chlóru, trijodidu dusíka, chloridu dusíka, difluoridu kyslíka a fenyl diazoniumchloridu..

Sírovodík (H2S) je zodpovedná za mnohé prípady pracovného vystavenia pri práci, najmä v ropnom priemysle. Klinické účinky H2S závisí od jeho koncentrácie a trvania expozície.

H2S je okamžite smrteľné, keď sú koncentrácie vyššie ako 500-1000 dielov na milión (ppm), ale vystavenie nižším koncentráciám, ako napríklad 10-500 ppm, môže spôsobiť rôzne respiračné symptómy od rinitídy po akútne respiračné zlyhanie..

H2S môže tiež postihnúť viaceré orgány, čo spôsobuje dočasné alebo trvalé poruchy nervového, kardiovaskulárneho, renálneho, hepatálneho a hematologického systému..

Uvádza sa prípad pracovnej expozície H2S, ktorá vedie k zapojeniu viacerých orgánov, akútnemu respiračnému zlyhaniu, organizácii pneumónie a šoku podobnému akútnej sepsii. V tomto prípade sa u pacienta tiež vyvinula mierna obštrukčná a reštriktívna choroba pľúc a periférna neuropatia (Al-Tawfiq, 2010)..

inhalácia

V prípade vdýchnutia ho vezmite von a uchovávajte ho v pokoji v pohodlnej polohe na dýchanie. Ak nedýchate, vykonajte umelé dýchanie. Ak je dýchanie ťažké, vyškolený personál by mal poskytnúť kyslík.

Kontakt s pokožkou

V prípade kontaktu s pokožkou je potrebné ju umyť veľkým množstvom vody. Tlaková kvapalina môže spôsobiť omrzliny. V prípade vystavenia tlakovej kvapaline by sa mala zmrazovacia zóna ihneď zohriať teplou vodou nepresahujúcou 41 ° C.

Teplota vody musí byť tolerovateľná pre normálnu pokožku. Zahriatie kože by sa malo udržiavať najmenej 15 minút alebo kým sa normálne sfarbenie a pocit nevráti do postihnutej oblasti. V prípade masívneho vystavenia sa odev pri sprchovaní teplou vodou odstráni.

Kontakt s očami

V prípade kontaktu s očami dôkladne vypláchnite oči vodou najmenej 15 minút. Udržujte viečka otvorené a ďalej od očných buliek, aby ste sa uistili, že všetky povrchy sú dôkladne opláchnuté.

Požitie sa nepovažuje za možný spôsob expozície. Vo všetkých ostatných prípadoch je potrebné získať okamžitú lekársku pomoc (Praxair, 2016).

aplikácie

1. Výroba síry

Clausova jednotka na regeneráciu síry sa skladá zo spaľovacej pece, kotla na odpadové teplo, kondenzátora síry a radu katalytických stupňov, z ktorých každý využíva opätovné zahrievanie, lôžko katalyzátora a kondenzátor síry. Typicky sa používajú dva alebo tri katalytické stupne.

Clausov proces premieňa sírovodík na elementárnu síru dvojstupňovou reakciou.

Prvý stupeň zahŕňa riadené spaľovanie privádzaného plynu na premenu približne jednej tretiny sírovodíka na oxid siričitý a nekatalytickú reakciu sírovodíka nespáleného s oxidom siričitým..

V druhej fáze, Clausova reakcia, sírovodík a oxid siričitý reagujú na katalyzátore za vzniku síry a vody.

Množstvo spaľovacieho vzduchu je pevne kontrolované, aby sa maximalizovalo spätné získavanie síry, to znamená udržiavanie príslušnej reakčnej stechiometrie 2: 1 sírovodíka na oxid siričitý prostredníctvom následných reaktorov..

Zvyčajne je možné dosiahnuť výťažok síry až 97% (US National Library of Medicine, 2011)..

2- Analytická chémia

Viac ako jedno storočie bol sírovodík dôležitý v analytickej chémii, v kvalitatívnej anorganickej analýze iónov kovov.

V týchto analýzach sa vyzrážajú ióny ťažkých kovov (a nekovov) (napr. Pb (II), Cu (II), Hg (II), As (III) z roztoku po expozícii H2S. Výsledná zrazenina sa opäť rozpúšťa s určitou selektivitou a je teda identifikovaná.

3- Iné použitia

Táto zlúčenina sa tiež používa na separáciu oxidu deutéria alebo ťažkej vody z normálnej vody prostredníctvom procesu Girdlerovho sulfidu.

Vedci z University of Exeter zistili, že bunečná expozícia malých množstiev plynného sírovodíka môže zabrániť mitochondriálnemu poškodeniu.

Keď je bunka stresovaná chorobou, enzýmy sú priťahované do bunky, aby produkovali malé množstvá sírovodíka. Táto štúdia by mohla mať väčší vplyv na prevenciu mŕtvice, srdcových ochorení a artritídy (Stampler, 2014).

Sírovodík môže mať vlastnosti proti starnutiu blokovaním deštruktívnych chemikálií v bunke, ktoré majú vlastnosti podobné resveratrolu, antioxidantu nachádzajúcemu sa v červenom víne.

referencie

  1. Agentúra pre registráciu toxických látok a chorôb. (2011, 3. marec). Sírovodík Karbonylsulfid. Zdroj: atsdr.cdc.gov.
  2. Al-Tawfiq, B. D. (2010). Expozícia sírovodíka u dospelého muža. Annals of Saudi Med. 30 (1) , 76-80.
  3. EMBL-EBI. (2005, 13. december). sírovodík. Získané z ebi.ac.uk.
  4. encyklopédia britannica. (S.F.). Sírovodík. Získané z britannica.com.
  5. Databáza humánnej metabolomy. (2017, 2. marec). Sírovodík . Získané z hmdb.ca.
  6. HYDROGEN SULFIDE. (2016). Zdroj: cameochemicals.noaa.gov.
  7. (2016, 17. október). Karta bezpečnostných údajov sírovodíka. Získané z praxeair.com.
  8. Kráľovská spoločnosť chémie. (2015). Sírovodík. Zdroj: chemspider.com.
  9. Stampler, L. (2014, 11. júl). Stinky zlúčenina môže chrániť proti poškodeniu buniek, štúdie nájde. Zdroj: time.com.
  10. S. National Library of Medicine. (2011, 22. september). Síra, Elemental. Zdroj: toxnet.nlm.nih.gov.