Vlastnosti sirovodíku (H2S), rizika a použití



sirovodíku je obecný název sirovodíku (H. \ t2S). Může být považován za roztok hydrazidu v roztoku (H2S (aq).

Sulfhydrylová kyselina je zvažována i přes nízkou rozpustnost této chemické sloučeniny ve vodě. Jeho struktura je znázorněna na obrázku 1 (EMBL-EBI, 2005).

Proto je sirovodík mírně rozpustný ve vodě. Po rozpuštění tvoří sulfidový ion nebo kyselý sulfid (HS)-). Vodný roztok sirovodíku nebo sirovodík je bezbarvý a při vystavení vzduchu pomalu oxiduje elementární síru, která není rozpustná ve vodě..

Síra dianion S2- existuje pouze v silně alkalických vodných roztocích; Je výjimečně základní s pKa> 14.

H2S vzniká prakticky tam, kde elementární síra přichází do styku s organickým materiálem, zejména při vysokých teplotách. Sírovodík je kovalentní hydrid chemicky příbuzný vodě (H2O), protože kyslík a síra se vyrábějí ve stejné skupině jako periodická tabulka.

Často to vede k tomu, že bakterie rozkládají organickou hmotu v nepřítomnosti kyslíku, například v močálech a kanalizacích (spolu s procesem anaerobní digesce). Vyskytuje se také v sopečných plynech, zemním plynu a některých vodách studny.

Je také důležité mít na paměti, že sirovodík je ústředním účastníkem cyklu síry, biogeochemického cyklu síry na Zemi (obrázek 2)..

Jak bylo uvedeno výše, bakterie redukující síru a sulfáty redukují oxidační energii z vodíku nebo organických molekul v nepřítomnosti kyslíku redukcí síry nebo síranu na sirovodík..

Jiné bakterie uvolňují sirovodík z aminokyselin, které obsahují síru. Několik skupin bakterií může používat sirovodík jako palivo, oxidovat to k elementární síře nebo sulfát používat kyslík nebo nitrate jako oxidant \ t.

Čisté sirné bakterie a zelené sirné bakterie používají sirovodík jako donor elektronů ve fotosyntéze, čímž produkují elementární síru.

Tento způsob fotosyntézy je ve skutečnosti starší než režim cyanobakterií, řas a rostlin, které využívají vodu jako donor elektronů a uvolňují kyslík (databáze lidského metabolomu, 2017).

Index

  • 1 Kde se vyrábí sirovodík?
  • 2 Fyzikální a chemické vlastnosti
  • 3 Reaktivita a nebezpečí
    • 3.1 Vdechování
    • 3.2 Kontakt s pokožkou
    • 3.3 Oční kontakt
  • 4 Použití
    • 4.1. Výroba síry
    • 4.2 2- Analytická chemie
    • 4.3 3- Ostatní použití

Tam, kde se vyrábí sirovodík?

Sírovodík (H2S) se přirozeně vyskytuje v ropě, zemním plynu, sopečných plynech a horkých pramenech. To může také vyplývat z bakteriální degradace organické hmoty. Vyrábí se také lidským a živočišným odpadem.

Bakterie nalezené v ústech a zažívacím traktu produkují sirovodík z bakterií, které rozkládají materiály obsahující rostlinné nebo živočišné bílkoviny..

Sirovodík může být také způsoben průmyslovými činnostmi, jako je zpracování potravin, koksárenské pece, kraft papírny, koželužny a ropné rafinerie (Agentura pro registr toxických látek a chorob, 2011).

Fyzikální a chemické vlastnosti

Sirovodík je bezbarvý plyn se silným zápachem zkažených vajec. Vodný roztok sirovodíku je bezbarvý bez charakteristického aroma.

Sloučenina má molekulovou hmotnost 34,1 g / mol, vodný roztok má hustotu 1,343 g / ml. Má teplotu tání -82 ° C a teplotu varu -60 ° C. Je mírně rozpustný ve vodě a je schopen rozpouštět pouze 4 gramy na litr tohoto rozpouštědla při 20 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Sírovodík reaguje jako kyselina a jako redukční činidlo. Exploduje v kontaktu s difluoridem kyslíku, pentafluoridem bromu, fluoridem chloridem, oxidem dichloridovým a stříbrným. Může se vznítit a explodovat, když je vystaven prášku mědi, v přítomnosti kyslíku.

Může reagovat podobným způsobem s jinými práškovými kovy. Zapálí se při styku s oxidy a peroxidy kovů (peroxid barya, oxid chromitý, oxid měďnatý, oxid olovnatý, oxid manganičitý, oxid nikelnatý, oxid stříbrný, oxid stříbrný, oxid thalnatý, peroxid sodný, oxid rtuťnatý, oxid vápenatý).

Je zapálen bromičnanem stříbrným, chloridem olovnatým, chromanem měďným, kyselinou dusičnou, oxidem olovnatým (IV) a oxidem. To může vznítit jestliže to projde přes rezavé železné trubky. Reaguje exotermicky se zásadami.

Reakční teplo s hydroxidem sodným, hydroxidem sodným, hydroxidem draselným, hydroxidem barnatým může způsobit vznícení nebo výbuch nezreagované části v přítomnosti vzduchu / kyslíku (HYDROGEN SULFIDE, 2016).

Reaktivita a nebezpečí

H2S je považován za stabilní sloučeninu, i když je vysoce hořlavý a extrémně toxický.

Směs je těžší než vzduch a může cestovat značnou vzdáleností ke zdroji zapálení a zálohovat. Může vytvářet výbušné směsi se vzduchem v širokém rozsahu.

Reaguje také explozivně s pentafluoridem bromu, fluoridem chloridem, trijodidem dusíkem, chloridem dusičitým, difluoridem kyslíku a chloridem fenyl diazoniovým..

Při zahřátí na rozklad vyzařuje vysoce toxické výpary oxidů síry. Nekompatibilní s mnoha materiály včetně silných oxidantů, kovů, silné kyseliny dusičné, pentafluoridu bromu, trifluoridu chloru, trijodidu dusíku, chloridu dusíku, difluoridu kyslíku a chloridu fenyl diazonia.

Sírovodík (H2S) je zodpovědný za mnoho případů pracovní expozice, zejména v ropném průmyslu. Klinické účinky H2S závisí na jeho koncentraci a délce trvání expozice.

H2S je okamžitě smrtelné, pokud jsou koncentrace vyšší než 500-1000 dílů na milion (ppm), ale vystavení nižším koncentracím, například 10-500 ppm, může způsobit různé respirační symptomy od rýmy po akutní respirační selhání.

H2S může také postihnout více orgánů, což způsobuje dočasné nebo trvalé poruchy nervového, kardiovaskulárního, renálního, jaterního a hematologického systému..

Je uveden případ pracovní expozice H2S, která vede k zapojení několika orgánů, akutní respirační selhání, organizace pneumonie a šoku podobného akutní sepse. V tomto případě se u pacienta také vyvinula mírná obstrukční a restriktivní plicní choroba a periferní neuropatie (Al-Tawfiq, 2010)..

Inhalace

V případě vdechnutí jej vezměte venku a udržujte v klidu v pohodlné poloze, abyste mohli dýchat. Pokud nedýchá, aplikujte umělé dýchání. Pokud je dýchání obtížné, vyškolený personál by měl poskytnout kyslík.

Kontakt s pokožkou

V případě kontaktu s pokožkou je třeba ji omýt velkým množstvím vody. Tlaková kapalina může způsobit omrzliny. V případě vystavení tlakové kapalině musí být mrazicí zóna ihned zahřátá teplou vodou, která nepřesahuje 41 ° C.

Teplota vody musí být přijatelná pro normální pokožku. Zahřátí kůže by mělo být udržováno po dobu nejméně 15 minut, nebo dokud se nevrátí normální zbarvení a pocit do postižené oblasti. V případě masivního vystavení oděvu odstraňte při sprchování teplou vodou.

Oční kontakt

Při zasažení očí důkladně vypláchněte vodou po dobu nejméně 15 minut. Udržujte víčka otevřená a vzdálená od oční bulvy, abyste se ujistili, že všechny povrchy jsou důkladně opláchnuty.

Požití není považováno za možný způsob expozice. Ve všech ostatních případech je nutné získat okamžitou lékařskou pomoc (Praxair, 2016).

Použití

1. Výroba síry

Clausova jednotka pro regeneraci síry se skládá ze spalovací pece, kotle na odpadní teplo, kondenzátoru síry a řady katalytických stupňů, z nichž každý využívá opětovného ohřevu, lože katalyzátoru a kondenzátoru síry. Typicky se používají dva nebo tři katalytické stupně.

Clausův proces převádí sirovodík na elementární síru prostřednictvím dvoukrokové reakce.

První stupeň zahrnuje řízené spalování přiváděného plynu pro přeměnu přibližně jedné třetiny sirovodíku na oxid siřičitý a nekatalytickou reakci sirovodíku nespáleného s oxidem siřičitým..

Ve druhé fázi, Clausova reakce, sirovodík a oxid siřičitý reagují na katalyzátoru za vzniku síry a vody.

Množství spalovacího vzduchu je pevně kontrolováno, aby se maximalizovalo zpětné získávání síry, to znamená udržování příslušné reakční stechiometrie sirovodíku 2: 1 na oxidu siřičitém prostřednictvím reaktorů po proudu..

Obvykle může být dosaženo zpětného získávání síry až 97% (US National Library of Medicine, 2011).

2- Analytická chemie

Více než století, sirovodík byl důležitý v analytické chemii, v kvalitativní anorganické analýze kovových iontů.

V těchto analýzách se vysráží těžké kovy (a nekovové) ionty (např. Pb (II), Cu (II), Hg (II), As (III) z roztoku po vystavení působení H2S. Výsledná sraženina se opět s určitou selektivitou rozpustí a je tedy identifikována.

3- Ostatní použití

Tato sloučenina se také používá k separaci oxidu deuteria nebo těžké vody z normální vody pomocí procesu Girdlerova sulfidu.

Vědci z University of Exeter zjistili, že buněčná expozice malým množstvím plynného sirovodíku může zabránit poškození mitochondrií.

Když je buňka stresována nemocí, enzymy jsou přitahovány k buňce, aby produkovaly malá množství sirovodíku. Tato studie by mohla mít více důsledků v prevenci mrtvice, srdečních chorob a artritidy (Stampler, 2014).

Sírovodík může mít vlastnosti proti stárnutí tím, že blokuje destruktivní chemikálie uvnitř buňky, které mají podobné vlastnosti jako resveratrol, antioxidant nalezený v červeném víně.

Odkazy

  1. Agentura pro registr toxických látek a chorob. (2011, 3. března). Sírovodík Karbonylsulfid. Zdroj: atsdr.cdc.gov.
  2. Al-Tawfiq, B. D. (2010). Expozice sirovodíku u dospělého muže. Annals of Saudi Med. 30 (1) , 76-80.
  3. EMBL-EBI (2005, 13. prosince). sirovodíku. Obnoveno z ebi.ac.uk.
  4. encyklopedie britannica. (S.F.). Sírovodík. Získané z britannica.com.
  5. Databáze lidského metabolomu. (2017, 2. března). Sírovodík . Získáno z hmdb.ca.
  6. HYDROGEN SULFIDE. (2016). Zdroj: cameochemicals.noaa.gov.
  7. (2016, 17. října). Bezpečnostní list sirovodíku. Obnoveno z praxeair.com.
  8. Královská chemická společnost. (2015). Sírovodík. Zdroj: chemspider.com.
  9. Stampler, L. (2014, 11. července). Smradlavá sloučenina může chránit před poškozením buněk, zjistí studie. Zdroj: time.com.
  10. Národní knihovna medicíny. (2011, 22. září). Síra, Elemental. Zdroj: toxnet.nlm.nih.gov.