Властивості сірководню (H2S), ризики та застосування



The сірководню - загальна назва сірководню (Н2S). Він може розглядатися як гідразидна кислота в розчині (Н2S (aq)).

Розгляд сульфгідрильної кислоти дається, незважаючи на низьку розчинність у воді цього хімічного з'єднання. Його структура представлена ​​на малюнку 1 (EMBL-EBI, 2005).

Тому сірководень слабо розчинний у воді. При розчиненні він утворює кислоту сульфід-іонний або гидросульфид (HS-). Водний розчин сірководню, або сірководню, безбарвний і при дії повітря повільно окислює елементарну сірку, яка не розчиняється у воді.

Сірка dianion S2- вона існує тільки в сильно лужних водних розчинах; Це виключно базове з pKa> 14.

H2S виникає практично там, де елементарна сірка контактує з органічним матеріалом, особливо при високих температурах. Сірководень являє собою ковалентний гідрид, хімічно пов'язаний з водою (Н2O), оскільки кисень і сірка виробляються в тій же групі, що і періодична таблиця.

Це часто призводить до того, що бактерії розщеплюють органічну речовину за відсутності кисню, наприклад, в болотах і каналізаціях (поряд з анаеробним процесом перетравлення). Вона також зустрічається в вулканічних газах, природному газі і деяких свердловинних водах.

Важливо також мати на увазі, що сірководень є центральним учасником циклу сірки - біогеохімічного циклу сірки на Землі (рис. 2)..

Як згадано вище, сірковмісні і сульфатредукувальні бактерії отримують енергію окислення з водню або органічних молекул у відсутності кисню шляхом зменшення сірки або сульфату до сірководню.

Інші бактерії виділяють сірководень з амінокислот, що містять сірку. Кілька груп бактерій можуть використовувати сірководень як паливо, окислюючи його до елементарної сірки або сульфату, використовуючи кисень або нітрат як окислювач.

Чисті сірчані бактерії і зелені сірчані бактерії використовують сірководень як донор електронів при фотосинтезі, таким чином виробляючи елементарну сірку.

Фактично, цей режим фотосинтезу старший за режим ціанобактерій, водоростей і рослин, які використовують воду як донор електронів і вивільняють кисень (база даних метаболома людини, 2017)..

Індекс

  • 1 Де виробляється сірководень?
  • 2 Фізико-хімічні властивості
  • 3 Реактивність і небезпека
    • 3.1 Вдихання
    • 3.2 Контакт зі шкірою
    • 3.3 Контакт очей
  • 4 Використання
    • 4.1 1- Виробництво сірки
    • 4.2 2- Аналітична хімія
    • 4.3 3- Інші види використання

Там, де виробляється сірководень?

Сірководень (H2S) зустрічається природним чином у сирій нафті, природному газі, вулканічних газах і гарячих джерелах. Це також може бути результатом бактеріальної деградації органічної речовини. Він також виробляється відходами людини і тварин.

Бактерії, що знаходяться в ротовій порожнині і шлунково-кишковому тракті, виробляють сірководень з бактерій, які руйнують матеріали, що містять рослинні або тваринні білки.

Сірководень також може бути результатом промислової діяльності, наприклад, харчової промисловості, коксових печей, крафт-паперових заводів, шкіряних заводів і нафтопереробних заводів (Агентство з реєстру токсичних речовин і хвороб, 2011 р.).

Фізико-хімічні властивості

Сірководень являє собою безбарвний газ з сильним запахом гнилих яєць. Водний розчин сірководню безбарвний без характерного аромату.

З'єднання має молекулярну масу 34,1 г / моль, водний розчин має щільність 1,343 г / мл. Він має температуру плавлення -82 ° С і температуру кипіння -60 ° С. Він слабо розчинний у воді, здатний розчиняти лише 4 грама на літр цього розчинника при 20 ° C (Королівське хімічне товариство, 2015).

Сірководень реагує як кислота і як відновник. Вибухає при контакті з киснем дифторидом, бром пентафторидом, трифторидом хлору, оксидом дихлориду та срібним фульмінатом. Він може запалюватися і вибухати при впливі мідного порошку в присутності кисню.

Він може реагувати подібним чином з іншими порошкоподібними металами. Воно запалюється при контакті з оксидами металів і пероксидами (пероксид барію, триоксид хрому, оксид міді, діоксид свинцю, діоксид марганцю, оксид нікелю, оксид срібла, діоксид срібла, талій триоксид, пероксид натрію, оксид ртуті, оксид кальцію).

Воно запалюється броматом срібла, свинцевим (II) гіпохлоритом, хроматом міді, азотною кислотою, оксидом свинцю (IV) і оксидом. Він може запалюватися, якщо він проходить через іржаві труби. Екзотермічно реагує з основами.

Тепло реакції з натрієвою вапном, гідроксидом натрію, гідроксидом калію, гідроксидом барію може викликати запалення або вибух непрореагировавшей частини в присутності повітря / кисню (ГІДРОГЕН SULFIDE, 2016).

Реактивність і небезпека

H2S вважається стабільним з'єднанням, хоча воно є легкозаймистим і надзвичайно токсичним.

З'єднання важче повітря і може переміщатися на значну відстань до джерела запалювання і назад. Може утворювати вибухонебезпечні суміші з повітрям в широкому діапазоні.

Він також вибухово реагує з пентафторидом брому, трифторидом хлору, трийодидом азоту, трихлоридом азоту, дифторидом кисню та хлоридом фенилового діазонію.

При нагріванні до розкладання він виділяє високотоксичні пари оксидів сірки. Несумісний з багатьма матеріалами, включаючи сильні окислювачі, метали, сильну азотну кислоту, бром пентафторид, трифторид хлору, трийодид азоту, трихлорид азоту, дифторид кисню та фенилдіазонію хлорид.

Сірководень (H2S) відповідає за багато випадків токсичного опромінення, особливо в нафтовій промисловості. Клінічні ефекти Н2S залежать від його концентрації та тривалості впливу.

H2S є негайно смертельним, коли концентрації перевищують 500-1000 частин на мільйон (ppm), але вплив більш низьких концентрацій, таких як 10-500 ppm, може викликати різні респіраторні симптоми, починаючи від риніту до гострої дихальної недостатності..

H2S також може впливати на безліч органів, викликаючи тимчасові або постійні порушення в нервовій, серцево-судинній, нирковій, печінковій і гематологічній системах.

Представлено випадок професійного опромінення H2S, що призводить до залучення декількох органів, гострої дихальної недостатності, організації пневмонії і шоку, схожих з гострим сепсисом. У цьому випадку у хворого також розвинулося легке обструктивне і обмежувальне захворювання легень і периферична нейропатія (Al-Tawfiq, 2010)..

Вдихання

У разі інгаляції беріть його на відкритому повітрі та зберігайте в спокої в зручному для дихання положенні. Якщо не дихає, введіть штучне дихання. Якщо дихання ускладнене, підготовлений персонал повинен давати кисень.

Контакт зі шкірою

У разі контакту з шкірою її слід промити великою кількістю води. Тиск під тиском може викликати обмороження. У разі впливу рідини під тиском зону замерзання слід негайно нагріти теплою водою, що не перевищує 41 ° C.

Температура води повинна бути прийнятною для нормальної шкіри. Прогрівання шкіри повинно зберігатися протягом принаймні 15 хвилин або до нормального забарвлення і відчуття повернення в уражену ділянку. У разі масового впливу одяг видаляється під час душу теплою водою.

Контакт з очима

У разі контакту з очима ретельно промити очі водою протягом принаймні 15 хвилин. Тримайте повіки відкритими і подалі від очних яблук, щоб переконатися, що всі поверхні ретельно промиті.

Прийом всередину не вважається можливим шляхом експонування. Для всіх інших випадків необхідно негайно отримати медичну допомогу (Praxair, 2016).

Використання

1 - Виробництво сірки

Установка для відновлення сірки Клауса складається з печі згоряння, котла-відпрацьованого тепла, конденсатора сірки і серії каталітичних стадій, кожен з яких використовує повторне нагрівання, шар каталізатора і конденсатор сірки. Зазвичай використовують дві або три каталітичні стадії.

Процес Клауса перетворює сірководень у елементарну сірку через двоступеневу реакцію.

Перша стадія передбачає контрольоване згоряння вихідного газу для перетворення приблизно однієї третини сірководню в діоксид сірки і некаталітичної реакції сірководню, не обпаленої діоксидом сірки.

На другому етапі реакція Клауса, сірководень і діоксид сірки реагують на каталізаторі для отримання сірки і води.

Кількість повітря для горіння жорстко контролюється, щоб максимізувати вилучення сірки, тобто підтримувати відповідну стехіометрію реакції сірководню 2: 1 до діоксиду сірки через реактори нижче по потоку.

Як правило, відновлення сірки до 97% може бути досягнуто (U.S. National Library of Medicine, 2011).

2- Аналітична хімія

Протягом більше століття сірководень був важливим в аналітичній хімії, в якісному неорганічному аналізі іонів металів.

У цих аналізах іони важких металів (і неметалів) осаджуються (наприклад, Pb (II), Cu (II), Hg (II), As (III) з розчину після впливу H2S. Отриманий осад розчиняється знову з деякою селективністю і, таким чином, ідентифікується.

3 - Інші види використання

Ця сполука також використовується для виділення оксиду дейтерію або важкої води з нормальної води за допомогою сульфідного процесу Girdler.

Вчені з Університету Ексетера виявили, що клітинне вплив невеликої кількості газу сірководню може запобігти пошкодженню мітохондрій.

Коли клітина підкреслюється захворюванням, ферменти притягуються до клітини для отримання невеликої кількості сірководню. Це дослідження могло б мати більше впливів на профілактику інсультів, хвороб серця та артриту (Stampler, 2014).

Сірководень може володіти антивіковими властивостями, блокуючи руйнівні хімічні речовини всередині клітини, що володіють властивостями, подібними до ресвератролу, антиоксиданту, знайденого в червоному вині.

Список літератури

  1. Агентство з реєстрації токсичних речовин і хвороб. (2011, 3 березня). Сульфід сірководню. Отримано з atsdr.cdc.gov.
  2. Al-Tawfiq, B.D. (2010). Вплив сірководню у дорослого чоловіка. Аннали Саудівської Мед. 30 (1) , 76-80.
  3. EMBL-EBI (2005 р., 13 грудня). сірководню. Відновлено з ebi.ac.uk.
  4. енциклопедія britannica. (S.F.). Сірководень. Відновлено з britannica.com.
  5. Метаболом людини бази даних. (2017, 2 березня). Сірководень . Отримано з hmdb.ca.
  6. ВОДОРОДНИЙ СУЛЬФІД. (2016). Отримано з cameochemicals.noaa.gov.
  7. (2016, 17 жовтня). Паспорт безпеки сірководню. Відновлено з praxair.com.
  8. Королівське хімічне товариство. (2015). Сірководень. Отримано з chemspider.com.
  9. Stampler, L. (2014, 11 липня). Димний склад може захистити від пошкодження клітини, знаходить дослідження. Отримано з time.com.
  10. Національна медична бібліотека ім. (2011, 22 вересня). Сірка, елементар. Отримано з toxnet.nlm.nih.gov.