Hydrogen Sulfide (H2S) Eigenschappen, risico's en toepassingen



de waterstofsulfide is de algemene naam van waterstofsulfide (H.2S). Het kan worden beschouwd als een hydrazidezuur in oplossing (H.2S (aq)).

De overweging van sulfhydrylzuur wordt gegeven ondanks de lage oplosbaarheid in water van deze chemische verbinding. De structuur is weergegeven in figuur 1 (EMBL-EBI, 2005).

Daarom is waterstofsulfide enigszins oplosbaar in water. Wanneer opgelost, vormt het het zuursulfide-ion of hydrosulfide (HS-). De waterige oplossing van zwavelwaterstof of waterstofsulfide en kleurloos bij blootstelling aan de lucht langzaam oxideert elementaire zwavel, die niet oplosbaar is in water.

Sulfur dianion S2- het bestaat alleen in sterk alkalische waterige oplossingen; Het is uitzonderlijk basic met een pKa> 14.

De H2S ontstaat vrijwel waar de elementaire zwavel in contact komt met het organische materiaal, vooral bij hoge temperaturen. Waterstofsulfide is een covalent hydride dat chemisch verwant is aan water (H.2O), omdat zuurstof en zwavel worden geproduceerd in dezelfde groep als het periodiek systeem.

Het komt vaak voor wanneer bacteriën organisch materiaal afbreken in afwezigheid van zuurstof, zoals in moerassen en riolen (samen met het anaerobe vergistingsproces). Het komt ook voor in vulkanische gassen, aardgas en sommige bronwater.

Het is ook belangrijk op te merken dat waterstofsulfide een centraal deel aan het zwavelcyclus de biochemische cycli zwavel op aarde (2).

Zoals hierboven vermeld, de reducerende zwavel- en sulfaat-reducerende bacteriën afkomstig energie uit de oxidatie van waterstof of organische moleculen in afwezigheid van zuurstof door de vermindering of sulfaat zwavel in waterstofsulfide.

Andere bacteriën maken waterstofsulfide vrij van aminozuren die zwavel bevatten. Verschillende groepen bacteriën kunnen waterstofsulfide als brandstof gebruiken, het oxideren tot elementaire zwavel of sulfaat met behulp van zuurstof of nitraat als een oxidant.

Zuivere zwavelbacteriën en groene zwavelbacteriën gebruiken waterstofsulfide als een elektronendonor in fotosynthese, waardoor elementaire zwavel wordt geproduceerd.

In feite is deze manier van fotosynthese ouder dan de modus van cyanobacteriën, algen en planten die water gebruikt als een elektronendonor en zuurstof afgeeft (Human Metabolome Database, 2017).

index

  • 1 Waar waterstofsulfide wordt geproduceerd?
  • 2 Fysische en chemische eigenschappen
  • 3 Reactiviteit en gevaren
    • 3.1 Inademing
    • 3.2 Huidcontact
    • 3.3 Contact met de ogen
  • 4 Gebruik
    • 4.1 1- Productie van zwavel
    • 4.2 2- Analytische chemie
    • 4.3 3- Andere toepassingen

Waar waterstofsulfide wordt geproduceerd?

Waterstofsulfide (H.2S) komt van nature voor in ruwe olie, aardgas, vulkanische gassen en hete bronnen. Het kan ook het gevolg zijn van de bacteriële afbraak van organisch materiaal. Het wordt ook geproduceerd door menselijk en dierlijk afval.

Bacteriën in de mond en het maagdarmkanaal produceren waterstofsulfide van bacteriën die materialen afbreken die plantaardige of dierlijke eiwitten bevatten.

Waterstofsulfide kan ook het gevolg zijn van industriële activiteiten, zoals voedselverwerking, cokesovens, kraftpapierfabrieken, leerlooierijen en petroleumraffinaderijen (Agentschap voor Toxische Stoffen en Ziektenregistratie, 2011).

Fysische en chemische eigenschappen

Waterstofsulfide is een kleurloos gas met een sterke geur van rotte eieren. De waterige oplossing van waterstofsulfide is kleurloos zonder karakteristiek aroma.

De verbinding heeft een molecuulgewicht van 34,1 g / mol, de waterige oplossing heeft een dichtheid van 1,343 g / ml. Het heeft een smeltpunt van -82 ° C en een kookpunt van -60 ° C. Het is enigszins oplosbaar in water en kan slechts 4 gram per liter van dit oplosmiddel bij 20 ° C oplossen (Royal Society of Chemistry, 2015).

Waterstofsulfide reageert als een zuur en als een reductiemiddel. Het explodeert in contact met zuurstof difluoride, broom pentafluoride, chloortrifluoride, dichloride oxide en zilver fulminaat. Het kan ontbranden en exploderen bij blootstelling aan koperpoeder, in aanwezigheid van zuurstof.

Het kan op een vergelijkbare manier reageren met andere poedervormige metalen. Ontsteekt bij contact met metalen of peroxide (barium peroxide, chroomtrioxide, koperoxyde, looddioxide, mangaandioxide, nikkeloxide, silver oxide, zilver oxide, trioxide thallium, natriumperoxide, kwikoxide, calciumoxide).

Het wordt ontstoken met zilverbromaat, lood (II) hypochloriet, koperchromaat, salpeterzuur, loodoxide (IV) en oxide. Het kan ontbranden als het door roestige ijzeren pijpen gaat. Reageert exotherm met basen.

De reactiewarmte met natronkalk, natriumhydroxide, kaliumhydroxide, bariumhydroxide kan ontbranding of explosie van het omgezette gedeelte veroorzaken in de aanwezigheid van lucht / zuurstof (zwavelwaterstof, 2016).

Reactiviteit en gevaren

De H2S wordt beschouwd als een stabiele verbinding, hoewel het zeer ontvlambaar en uiterst giftig is.

De compound is zwaarder dan lucht en kan een aanzienlijke afstand afleggen tot de ontstekingsbron en een back-up maken. Kan explosieve mengsels vormen met lucht in een breed bereik.

Het reageert ook explosief met broompentafluoride, chloortrifluoride, stikstoftriodide, stikstoftrichloride, zuurstofdifluoride en fenyldiazoniumchloride.

Wanneer het tot ontbinding wordt verhit, stoot het zeer giftige dampen van zwaveloxiden uit. Incompatibel met vele materialen zoals sterk oxiderende stoffen, metalen, sterk salpeterzuur, broompentafluoride, chloortrifluoride, stikstof jodide, chloride stikstof zuurstofdifluoride en fenyl diazoniumchloride.

Waterstofsulfide (H.2S) is verantwoordelijk voor vele incidenten van beroepsmatige toxische blootstelling, met name in de olie-industrie. De klinische effecten van H2S zijn afhankelijk van de concentratie en de duur van de blootstelling.

De H2S is onmiddellijk dodelijk wanneer de concentraties meer dan 500-1000 delen per miljoen (ppm) zijn, maar blootstelling aan lagere concentraties, zoals 10-500 ppm, kan verschillende ademhalingssymptomen veroorzaken, variërend van rhinitis tot acute respiratoire insufficiëntie.

De H2S kan ook van invloed zijn op meerdere organen, waardoor tijdelijke of permanente stoornissen ontstaan ​​in het zenuwstelsel, het cardiovasculaire stelsel, het nierstelsel, de lever en hematologische systemen..

Een geval van beroepsmatige blootstelling aan H wordt gepresenteerd2S die leidt tot de betrokkenheid van verschillende organen, acuut respiratoir falen, de organisatie van pneumonie en shock vergelijkbaar met acute sepsis. In dit geval ontwikkelde de patiënt ook een milde obstructieve en beperkende longziekte en perifere neuropathie (Al-Tawfiq, 2010).

inademing

In geval van inademing, neem het buiten en houd het in een comfortabele positie om te ademen. Als u niet ademt, dient u kunstmatige beademing toe te passen. Als ademhalen moeilijk is, moet getraind personeel zuurstof toedienen.

Huidcontact

In geval van contact met de huid, moet het met veel water worden gewassen. Vloeistof onder druk kan bevriezing veroorzaken. In geval van blootstelling aan vloeistoffen onder druk moet de vrieszone onmiddellijk worden verwarmd met warm water van maximaal 41 ° C.

De temperatuur van het water moet draaglijk zijn voor de normale huid. Opwarmen van de huid moet minstens 15 minuten worden aangehouden of totdat de normale kleuring en sensatie terugkeren naar het getroffen gebied. In het geval van massale blootstelling, worden de kleren verwijderd tijdens het douchen met warm water.

Oogcontact

In geval van contact met de ogen, spoel de ogen grondig met water gedurende tenminste 15 minuten. Houd de oogleden open en uit de buurt van de oogbollen om ervoor te zorgen dat alle oppervlakken grondig worden gespoeld.

Inslikken wordt niet als een mogelijke blootstellingsroute beschouwd. Voor alle andere gevallen moet onmiddellijk medische hulp worden ingeroepen (Praxair, 2016).

toepassingen

1- Productie van zwavel

Een eenheid Claus zwavelwinningseenheid bestaat uit een verbrandingsoven een afvalwarmteketel, een condensor zwavel en een aantal katalytische trappen, die elk gebruik opnieuw verwarmen katalysatorbed en zwavelcondensor. Typisch worden twee of drie katalytische stadia gebruikt.

Het Claus-proces zet waterstofsulfide om in elementaire zwavel door een tweestapsreactie.

De eerste fase omvat de gecontroleerde verbranding van het voedingsgas om ongeveer een derde van de waterstofsulfide in zwaveldioxide om te zetten en de niet-katalytische reactie van de waterstofsulfide die niet met zwaveldioxide is verbrand.

In de tweede fase reageren Claus-reactie, waterstofsulfide en zwaveldioxide op een katalysator om zwavel en water te produceren.

De hoeveelheid verbrandingslucht wordt streng gecontroleerd zwavel terug te verdienen, dwz dat geval reactiestoichiometrie waterstofsulfide 2: 1 tot zwaveldioxide door middel stroomafwaartse reactors.

Gewoonlijk kunnen zwavelterugwinningen tot 97% worden bereikt (U.S. National Library of Medicine, 2011).

2- Analytische chemie

Al meer dan een eeuw was waterstofsulfide belangrijk in de analytische chemie, in de kwalitatieve anorganische analyse van metaalionen.

In deze analyses worden zware metaal (en niet-metaal) ionen geprecipiteerd (bijvoorbeeld Pb (II), Cu (II), Hg (II), As (III) uit de oplossing na blootstelling aan H2S. Het resulterende precipitaat lost weer op met enige selectiviteit en wordt aldus geïdentificeerd.

3- Andere toepassingen

Deze verbinding wordt ook gebruikt om deuteriumoxide of zwaar water van normaal water door het Girdler-sulfideproces te scheiden.

Wetenschappers van de Universiteit van Exeter ontdekten dat cellulaire blootstelling aan kleine hoeveelheden waterstofsulfidegas mitochondriale schade kan voorkomen.

Wanneer de cel wordt benadrukt met de ziekte, worden de enzymen gevestigd op de cel om kleine hoeveelheden waterstofsulfide. Dit onderzoek kan onder meer consequenties bij het voorkomen van een beroerte, hart-en vaatziekten en artritis (Stampler, 2014).

Waterstofsulfide kan anti-aging eigenschappen hebben door destructieve chemicaliën in de cel te blokkeren, met eigenschappen die lijken op resveratrol, een antioxidant die voorkomt in rode wijn.

referenties

  1. Agentschap voor toxische stoffen en ziekteregister. (2011, 3 maart). Waterstofsulfide Carbonyl Sulfide. Opgehaald van atsdr.cdc.gov.
  2. Al-Tawfiq, B.D. (2010). Waterstofsulfideblootstelling bij een volwassen man. Annalen van Saoedi-Arabië 30 (1) , 76-80.
  3. EMBL-EBI. (2005, 13 december). waterstofsulfide. Hersteld van ebi.ac.uk.
  4. encyclopedie britannica. (S.F.). Waterstofsulfide. Hersteld van britannica.com.
  5. Menselijke Metabolome-database. (2017, maart 2). Waterstofsulfide . Opgehaald van hmdb.ca.
  6. WATERSTOFSULFIDE. (2016). Teruggeplaatst van cameochemicals.noaa.gov.
  7. (2016, 17 oktober). Hydrosulfide Veiligheidsinformatieblad. Hersteld van praxair.com.
  8. Royal Society of Chemistry. (2015). Waterstofsulfide. Opgehaald van chemspider.com.
  9. Stampler, L. (2014, 11 juli). Een stinkende verbinding kan beschermen tegen celschade, vindt onderzoek. Opgehaald van time.com.
  10. S. National Library of Medicine. (2011, 22 september). Zwavel, elementair. Opgehaald van toxnet.nlm.nih.gov.