Salzsäure (H2S) Eigenschaften, Risiken und Nutzen

Die Schwefelwasserstoff ist der gebräuchliche Name von Schwefelwasserstoff (H₂S). Es kann als Hydrazidsäure in Lösung betrachtet werden (H₂S (aq)).

Die Berücksichtigung von Sulfhydrylsäure ist trotz der geringen Löslichkeit dieser chemischen Verbindung in Wasser gegeben. Seine Struktur ist in Abbildung 1 dargestellt (EMBL-EBI, 2005).

Daher ist Schwefelwasserstoff in Wasser leicht löslich. Wenn es gelöst wird, bildet es das Säuresulfidion oder -hydrosulfid (HS^-). Die wässrige Lösung von Schwefelwasserstoff oder Schwefelwasserstoff ist farblos und oxidiert bei Einwirkung von Luft elementaren Schwefel, der in Wasser nicht löslich ist.

Schwefel Dianion S₂^- es existiert nur in stark alkalischen wässrigen Lösungen; Es ist außergewöhnlich einfach mit einem pKa> 14.

Der H₂S entsteht praktisch dort, wo elementarer Schwefel insbesondere bei hohen Temperaturen mit organischem Material in Kontakt kommt. Schwefelwasserstoff ist ein kovalentes Hydrid, das chemisch mit Wasser verwandt ist (H₂O), da Sauerstoff und Schwefel in der gleichen Gruppe des Periodensystems erzeugt werden.

Es kommt häufig vor, wenn Bakterien in Abwesenheit von Sauerstoff organische Stoffe abbauen, wie in Sümpfen und in Abwasserkanälen (zusammen mit dem anaeroben Vergärungsprozess). Es kommt auch in vulkanischen Gasen, Erdgas und einigen Brunnenwasser vor.

Es ist auch wichtig zu bedenken, dass Schwefelwasserstoff eine zentrale Rolle im Schwefelzyklus spielt, dem biogeochemischen Kreislauf von Schwefel auf der Erde (Abbildung 2).

Wie oben erwähnt, leiten schwefelreduzierende und sulfatreduzierende Bakterien Oxidationsenergie von Wasserstoff oder organischen Molekülen in Abwesenheit von Sauerstoff durch Reduktion von Schwefel oder Sulfat zu Schwefelwasserstoff ab.

Andere Bakterien setzen Schwefelwasserstoff aus Aminosäuren frei, die Schwefel enthalten. Mehrere Gruppen von Bakterien können Schwefelwasserstoff als Brennstoff verwenden, indem sie ihn unter Verwendung von Sauerstoff oder Nitrat als Oxidationsmittel zu elementarem Schwefel oder Sulfat oxidieren.

Reine Schwefelbakterien und grüne Schwefelbakterien verwenden Schwefelwasserstoff als Elektronendonor bei der Photosynthese und produzieren so elementaren Schwefel.

Tatsächlich ist diese Art der Photosynthese älter als die Cyanobakterien, Algen und Pflanzen, die Wasser als Elektronendonor nutzen und Sauerstoff freisetzen (Human Metabolome Database, 2017).

Index

• 1 Wo entsteht Schwefelwasserstoff?
• 2 Physikalische und chemische Eigenschaften
• 3 Reaktivität und Gefahren
  • 3.1 Einatmen
  • 3.2 Hautkontakt
  • 3.3 Augenkontakt
• 4 Verwendet
  • 4.1 1- Herstellung von Schwefel
  • 4.2 2- Analytische Chemie
  • 4.3 3- Andere Verwendungen

Wo wird Schwefelwasserstoff produziert?

Schwefelwasserstoff (H₂S) kommt natürlich in Erdöl, Erdgas, vulkanischen Gasen und heißen Quellen vor. Es kann auch aus dem bakteriellen Abbau organischer Substanz resultieren. Es wird auch durch menschliche und tierische Abfälle produziert.

Bakterien, die im Mund- und Gastrointestinaltrakt gefunden werden, produzieren Schwefelwasserstoff aus Bakterien, die Materialien abbauen, die pflanzliche oder tierische Proteine ​​enthalten.

Schwefelwasserstoff kann auch aus industriellen Tätigkeiten wie Lebensmittelverarbeitung, Koksöfen, Kraftpapiermühlen, Gerbereien und Ölraffinerien stammen (Agency for Toxic Substances and Disease Registry, 2011).

Physikalische und chemische Eigenschaften

Schwefelwasserstoff ist ein farbloses Gas mit einem starken Geruch nach faulen Eiern. Die wässrige Lösung von Schwefelwasserstoff ist farblos ohne ein charakteristisches Aroma.

Die Verbindung hat ein Molekulargewicht von 34,1 g / mol, die wässrige Lösung hat eine Dichte von 1,363 g / ml. Es hat einen Schmelzpunkt von -82 ° C und einen Siedepunkt von -60 ° C. Es ist in Wasser leicht löslich, in der Lage, nur 4 Gramm pro Liter dieses Lösungsmittels bei 20 ° C aufzulösen (Royal Society of Chemistry, 2015).

Schwefelwasserstoff reagiert als Säure und als Reduktionsmittel. Es explodiert in Kontakt mit Sauerstoffdifluorid, Brompentafluorid, Chlortrifluorid, Dichloridoxid und Silberfulminat. Es kann sich entzünden und explodieren, wenn es Kupferpulver in Gegenwart von Sauerstoff ausgesetzt wird.

Es kann in ähnlicher Weise mit anderen pulverförmigen Metallen reagieren. Es wird beim Kontakt mit Metalloxiden und Peroxiden (Bariumperoxid, Chromtrioxid, Kupferoxid, Bleidioxid, Mangandioxid, Nickeloxid, Silberoxid, Silberdioxid, Thalliumtrioxid, Natriumperoxid, Quecksilberoxid, Calciumoxid).

Es wird mit Silberbromat, Blei (II) -Hypochlorit, Kupferchromat, Salpetersäure, Bleioxid (IV) und Oxid entzündet. Es kann sich entzünden, wenn es durch rostige Eisenrohre geht. Reagiert exotherm mit Basen.

Die Reaktionswärme mit Natronkalk, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid und Bariumhydroxid kann in Gegenwart von Luft / Sauerstoff zu einer Entzündung oder Explosion des nicht umgesetzten Anteils führen (HYDROGEN SULFIDE, 2016).

Reaktivität und Gefahren

Der H₂S gilt als stabile Verbindung, obwohl es leicht entflammbar und extrem giftig ist.

Die Verbindung ist schwerer als Luft und kann eine beträchtliche Entfernung zur Zündquelle zurücklegen und sichern. Es kann mit Luft in einem weiten Bereich explosive Mischungen bilden.

Es reagiert auch explosionsartig mit Brompentafluorid, Chlortrifluorid, Stickstofftriiodid, Stickstofftrichlorid, Sauerstoffdifluorid und Phenyldiazoniumchlorid.

Wenn es bis zur Zersetzung erhitzt wird, emittiert es hochgiftige Dämpfe von Schwefeloxiden. Unverträglich mit vielen Materialien einschließlich starker Oxidationsmittel, Metalle, starke Salpetersäure, Brompentafluorid, Chlortrifluorid, Stickstofftriodid, Stickstofftrichlorid, Sauerstoffdifluorid und Phenyldiazoniumchlorid.

Schwefelwasserstoff (H₂S) ist verantwortlich für viele Vorfälle berufsbedingter toxischer Exposition, insbesondere in der Ölindustrie. Die klinischen Wirkungen von H₂S hängt von seiner Konzentration und der Dauer der Exposition ab.

Der H₂S ist sofort tödlich, wenn die Konzentrationen mehr als 500-1000 Teile pro Million (ppm) betragen, aber Exposition bei niedrigeren Konzentrationen, wie 10-500 ppm, kann verschiedene respiratorische Symptome verursachen, die von Schnupfen bis zu akutem respiratorischem Versagen reichen.

Der H₂S kann auch mehrere Organe betreffen, was vorübergehende oder dauerhafte Störungen im Nerven-, Herz-Kreislauf-, Nieren-, Leber- und hämatologischen System zur Folge hat.

Ein Fall einer beruflichen Exposition gegenüber H wird vorgestellt₂S, die zur Beteiligung mehrerer Organe führt, akutes Lungenversagen, die Organisation von Lungenentzündung und Schock ähnlich der akuten Sepsis. In diesem Fall entwickelte der Patient auch eine leichte obstruktive und restriktive Lungenerkrankung und periphere Neuropathie (Al-Tawfiq, 2010).

Einatmen

Im Falle einer Inhalation, nehmen Sie es im Freien und halten Sie es in einer angenehmen Position zum Atmen in Ruhe. Wenn nicht atmen, künstliche Beatmung durchführen. Bei Atembeschwerden sollte geschultes Personal Sauerstoff verabreichen.

Hautkontakt

Bei Kontakt mit der Haut sollte es mit viel Wasser gewaschen werden. Druckflüssigkeit kann Erfrierungen verursachen. Bei Einwirkung von unter Druck stehender Flüssigkeit sollte die Gefrierzone sofort mit maximal 41 ° C warmem Wasser erhitzt werden.

Die Wassertemperatur sollte für normale Haut tolerierbar sein. Die Erwärmung der Haut sollte für mindestens 15 Minuten aufrechterhalten werden oder bis die normale Färbung und Empfindung in das betroffene Gebiet zurückkehrt. Bei starker Exposition werden die Kleidungsstücke beim Duschen mit warmem Wasser entfernt.

Augenkontakt

Bei Kontakt mit den Augen die Augen mindestens 15 Minuten lang gründlich mit Wasser spülen. Halten Sie die Augenlider offen und weg von den Augäpfeln, um sicherzustellen, dass alle Oberflächen gut gespült werden.

Verschlucken gilt nicht als möglicher Expositionsweg. In allen anderen Fällen muss sofort ärztliche Hilfe in Anspruch genommen werden (Praxair, 2016).

Verwendet

1- Herstellung von Schwefel

Eine Claus-Schwefelrückgewinnungsanlage besteht aus einem Verbrennungsofen, einem Abhitzekessel, einem Schwefelkondensator und einer Reihe von katalytischen Stufen, von denen jede eine Wiedererwärmung, ein Katalysatorbett und einen Schwefelkondensator verwendet. Typischerweise werden zwei oder drei katalytische Schritte angewendet.

Der Claus-Prozess wandelt Schwefelwasserstoff durch eine zweistufige Reaktion in elementaren Schwefel um.

Die erste Stufe beinhaltet die kontrollierte Verbrennung des Einsatzgases, um etwa ein Drittel des Schwefelwasserstoffs in Schwefeldioxid umzuwandeln, und die nicht-katalytische Reaktion des Schwefelwasserstoffs, der nicht mit Schwefeldioxid verbrannt wird.

In der zweiten Stufe reagieren die Claus-Reaktion, der Schwefelwasserstoff und das Schwefeldioxid an einem Katalysator unter Bildung von Schwefel und Wasser.

Die Menge an Verbrennungsluft wird streng kontrolliert, um die Schwefelgewinnung zu maximieren, d. H. Die geeignete Reaktionsstöchiometrie von 2: 1 Schwefelwasserstoff zu Schwefeldioxid durch nachgeschaltete Reaktoren beizubehalten.

Typischerweise können Schwefelrückgewinnungen von bis zu 97% erreicht werden (US National Library of Medicine, 2011).

2-Analytische Chemie

Für mehr als ein Jahrhundert war Schwefelwasserstoff in der analytischen Chemie wichtig für die qualitative anorganische Analyse von Metallionen.

Bei diesen Analysen werden Ionen von Schwermetallen (und Nichtmetallen) aus der Lösung nach Exposition gegenüber H2S ausgefällt (z. B. Pb (II), Cu (II), Hg (II), As (III)). Der resultierende Niederschlag löst sich mit bestimmter Selektivität wieder auf und wird somit identifiziert.

3- Andere Anwendungen

Diese Verbindung wird auch verwendet, um Deuteriumoxid oder schweres Wasser von normalem Wasser durch den Girdler-Sulfid-Prozess abzutrennen.

Wissenschaftler der Universität von Exeter entdeckten, dass die Exposition der Zellen gegenüber kleinen Mengen Schwefelwasserstoffgas mitochondriale Schäden verhindern kann.

Wenn die Zelle mit der Krankheit gestresst ist, werden die Enzyme von der Zelle angezogen, um geringe Mengen Schwefelwasserstoff zu produzieren. Diese Studie könnte mehr Auswirkungen auf die Prävention von Schlaganfällen, Herzerkrankungen und Arthritis haben (Stampler, 2014).

Schwefelwasserstoff kann Anti-Aging-Eigenschaften haben, indem er zerstörerische Chemikalien in der Zelle blockiert und ähnliche Eigenschaften wie Resveratrol, ein Antioxidans in Rotwein, aufweist.

Referenzen

1. Agentur für Toxische Substanzen und Krankheitsregister. (2011, 3. März). Schwefelwasserstoff Carbonylsulfid. Von atsdr.cdc.gov abgerufen.
2. Al-Tawfiq, B. D. (2010). Schwefelwasserstoff-Exposition bei einem erwachsenen Mann. Annalen von Saudi Med. 30 (1) , 76-80.
3. EMBL-EBI (2005, 13. Dezember). Schwefelwasserstoff. Von ebi.ac.uk abgerufen.
4. Enzyklopädie Britannica. (S.F.) Schwefelwasserstoff. Wiederhergestellt von britannica.com.
5. Humane Metabolom-Datenbank. (2017, 2. März). Schwefelwasserstoff . Von hmdb.ca abgerufen.
6. HYDROGENSULFID. (2016). Von cameochemicals.noa.gov.
7. (2016, 17. Oktober). Schwefelwasserstoff Sicherheitsdatenblatt. Von praxair.com abgerufen.
8. Royal Society of Chemistry. (2015). Schwefelwasserstoff. Von chemspider.com abgerufen.
9. Stampler, L. (2014, 11. Juli). Eine stinkende Verbindung kann sich vor Zellschäden schützen, Studien finden. Von time.com abgerufen.
10. S. Nationalbibliothek für Medizin. (2011, 22. September). Schwefel, Elementar. Von toxnet.nlm.nih.gov abgerufen.