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Proprietà, rischi e usi dell'acido cloridrico (H2S)
il idrogeno solforato è il nome comune di idrogeno solforato (H2S). Può essere considerato un acido idrazidico in soluzione (H2S (aq)).
La considerazione dell'acido solfidrilico è data nonostante la bassa solubilità in acqua di questo composto chimico. La sua struttura è presentata nella Figura 1 (EMBL-EBI, 2005).
Pertanto, l'idrogeno solforato è leggermente solubile in acqua. Una volta disciolto forma lo ione acido solfuro o l'idrosolfuro (HS-). La soluzione acquosa di idrogeno solforato o idrogeno solforato è incolore e, se esposta all'aria, ossida lentamente lo zolfo elementare, che non è solubile in acqua.
Dianion di zolfo S2- esiste solo in soluzioni acquose fortemente alcaline; È eccezionalmente semplice con un pKa> 14.
L'H2S nasce praticamente da dove lo zolfo elementale entra in contatto con materiale organico, specialmente ad alte temperature. L'idrogeno solforato è un idruro covalente chimicamente correlato all'acqua (H2O), poiché l'ossigeno e lo zolfo sono prodotti nello stesso gruppo della tavola periodica.
Essa si traduce spesso quando i batteri decompongono la materia organica in assenza di ossigeno, come nelle paludi e canali sotterranei (insieme con processo di digestione anaerobica). Si verifica anche nei gas vulcanici, nel gas naturale e in alcuni pozzi d'acqua.
È anche importante ricordare che l'idrogeno solforato è un partecipante centrale nel ciclo dello zolfo, il ciclo biogeochimico dello zolfo sulla Terra (figura 2).
Come accennato in precedenza, i riducenti zolfo e solfato riduttori batteri traggono energia dalla ossidazione di idrogeno o le molecole organiche in assenza di ossigeno, riducendo o zolfo solfato di idrogeno solforato.
Altri batteri rilasciano idrogeno solforato da amminoacidi che contengono zolfo. Diversi gruppi di batteri possono utilizzare l'idrogeno solforato come combustibile, ossidandolo allo zolfo elementare o al solfato utilizzando ossigeno o nitrato come ossidante.
I batteri dello zolfo puro e i batteri dello zolfo verde utilizzano l'idrogeno solforato come donatore di elettroni nella fotosintesi, producendo così zolfo elementare.
In realtà, questo modo di fotosintesi è più vecchio del modo di cianobatteri, alghe e piante utilizzano l'acqua come un donatore di elettroni e rilascia ossigeno (metaboloma umano Database, 2017).
indice
- 1 Dove viene prodotto l'idrogeno solforato?
- 2 Proprietà fisiche e chimiche
- 3 Reattività e rischi
- 3.1 Inalazione
- 3.2 Contatto con la pelle
- 3.3 Contatto con gli occhi
- 4 usi
- 4.1 1- Produzione di zolfo
- 4.2 2- Chimica analitica
- 4.3 3- Altri usi
Dove viene prodotto l'idrogeno solforato?
Acido solfidrico (H2S) si presenta naturalmente in petrolio greggio, gas naturale, gas vulcanici e sorgenti calde. Può anche derivare dalla degradazione batterica della materia organica. È anche prodotto da rifiuti umani e animali.
I batteri presenti nella bocca e nel tratto gastrointestinale producono idrogeno solforato da batteri che distruggono i materiali che contengono proteine vegetali o animali.
solfuro di idrogeno può anche derivare da attività industriali, quali la trasformazione alimentare, cokerie, mulini kraft, concerie e raffinerie di petrolio (Agenzia per le sostanze tossiche e registro delle malattie, 2011).
Proprietà fisiche e chimiche
L'idrogeno solforato è un gas incolore con un forte odore di uova marce. La soluzione acquosa di idrogeno solforato è incolore senza un aroma caratteristico.
Il composto ha un peso molecolare di 34,1 g / mol, la soluzione acquosa ha una densità di 1,336 g / ml. Ha un punto di fusione di -82 ° C e un punto di ebollizione di -60 ° C. È leggermente solubile in acqua, essendo in grado di sciogliere solo 4 grammi per litro di questo solvente a 20 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).
L'idrogeno solforato reagisce come acido e come agente riducente. Esplode a contatto con il difluoruro di ossigeno, il pentafluoruro di bromo, il trifluoruro di cloro, l'ossido di dicloruro e il fulminato d'argento. Può infiammarsi ed esplodere se esposto a polvere di rame, in presenza di ossigeno.
Può reagire in modo simile con altri metalli in polvere. Si infiamma a contatto con ossidi metallici e perossidi (perossido di bario, triossido di cromo, ossido di rame, biossido di piombo, biossido di manganese, ossido di nichel, ossido di argento, biossido di argento, tallio triossido, perossido di sodio, ossido di mercurio, ossido di calcio).
È infiammato con bromato d'argento, ipoclorito di piombo (II), cromato di rame, acido nitrico, ossido di piombo (IV) e ossido. Può accendersi se passa attraverso tubi di ferro arrugginiti. Reagisce esotermicamente con le basi.
Il calore di reazione con calce sodata, idrossido di sodio, idrossido di potassio, idrossido di bario può causare incendi o esplosioni della porzione non reagita in presenza di aria / ossigeno (solfuro di idrogeno, 2016).
Reattività e rischi
L'H2S è considerato un composto stabile sebbene sia altamente infiammabile ed estremamente tossico.
Il composto è più pesante dell'aria e può percorrere una distanza considerevole dalla sorgente di ignizione e risalire. Può formare miscele esplosive con l'aria in una vasta gamma.
Inoltre reagisce in modo esplosivo con pentafluoruro di bromo, trifluoruro di cloro, triioduro di azoto, tricloruro di azoto, difluoruro di ossigeno e cloruro di fenile diazonio.
Quando riscaldato fino alla decomposizione, emette fumi altamente tossici di ossidi di zolfo. Incompatibile con molti materiali inclusi forti ossidanti, metalli, acido nitrico forte, pentafluoruro di bromo, trifluoruro di cloro, triioduro di azoto, tricloruro di azoto, difluoruro di ossigeno e cloruro di fenile diazonio.
Acido solfidrico (H2S) è responsabile di molti episodi di esposizione tossica professionale, specialmente nell'industria petrolifera. Gli effetti clinici di H2S dipende dalla sua concentrazione e dalla durata dell'esposizione.
L'H2S è immediatamente fatale quando le concentrazioni sono superiori a 500-1000 parti per milione (ppm), ma l'esposizione a concentrazioni più basse, come 10-500 ppm, può causare vari sintomi respiratori che vanno dalla rinite all'insufficienza respiratoria acuta.
L'H2S può anche colpire più organi, causando disturbi temporanei o permanenti nei sistemi nervoso, cardiovascolare, renale, epatico ed ematologico.
Viene presentato un caso di esposizione professionale a H2S che porta al coinvolgimento di diversi organi, insufficienza respiratoria acuta, l'organizzazione di polmonite e shock simile alla sepsi acuta. In questo caso, il paziente ha anche sviluppato una lieve malattia ostruttiva e restrittiva del polmone e neuropatia periferica (Al-Tawfiq, 2010).
inalazione
In caso di inalazione, portarlo all'aperto e tenerlo a riposo in una posizione comoda per respirare. Se non respira, somministrare la respirazione artificiale. Se la respirazione è difficile, il personale addestrato dovrebbe fornire ossigeno.
Contatto con la pelle
In caso di contatto con la pelle, deve essere lavato con abbondante acqua. Il liquido pressurizzato può causare congelamento. In caso di esposizione a liquidi pressurizzati, la zona di congelamento deve essere riscaldata immediatamente con acqua calda non superiore a 41 ° C.
La temperatura dell'acqua dovrebbe essere tollerabile alla pelle normale. Il riscaldamento della pelle deve essere mantenuto per almeno 15 minuti o fino a quando la colorazione e la sensazione normali ritornano nella zona interessata. In caso di esposizione massiccia, i vestiti vengono rimossi mentre si fa la doccia con acqua calda.
Contatto visivo
In caso di contatto con gli occhi, sciacquare abbondantemente con acqua per almeno 15 minuti. Tenere le palpebre aperte e lontane dagli occhi per assicurarsi che tutte le superfici siano risciacquate bene.
L'ingestione non è considerata una possibile via di esposizione. Per tutti gli altri casi, è necessario consultare immediatamente un medico (Praxair, 2016).
applicazioni
1- Produzione di zolfo
Un recuperatore di zolfo Claus è costituito da un forno a combustione, una caldaia a calore residuo, un condensatore a zolfo e una serie di stadi catalitici, ciascuno dei quali utilizza un sistema di riscaldamento, catalizzatore e condensatore di zolfo. Tipicamente, vengono impiegati due o tre passaggi catalitici.
Il processo Claus converte l'idrogeno solforato in zolfo elementare attraverso una reazione in due fasi.
Il primo stadio prevede la combustione controllata del gas di alimentazione per convertire circa un terzo dell'idrogeno solforato in biossido di zolfo e la reazione non catalitica dell'idrogeno solforato non bruciato con anidride solforosa.
Nel secondo stadio, la reazione Claus, l'acido solfidrico e l'anidride solforosa reagiscono su un catalizzatore per produrre zolfo e acqua.
La quantità di aria di combustione è strettamente controllata per massimizzare il recupero di zolfo, cioè mantenendo l'appropriata stechiometria di reazione di idrogeno solforato 2: 1 in biossido di zolfo attraverso i reattori a valle.
In genere, è possibile ottenere recuperi di zolfo fino al 97% (Biblioteca Nazionale di Medicina U.S., 2011).
2- Chimica analitica
Per più di un secolo, l'idrogeno solforato era importante nella chimica analitica, nell'analisi qualitativa inorganica degli ioni metallici.
In queste analisi, vengono precipitati ioni di metalli pesanti (e non metalli) (ad es. Pb (II), Cu (II), Hg (II), As (III) dalla soluzione dopo esposizione a H2S. Il precipitato risultante si dissolve nuovamente con una certa selettività e viene così identificato.
3- Altri usi
Questo composto è anche usato per separare l'ossido di deuterio, o l'acqua pesante, dall'acqua normale attraverso il processo di solfuro di Girdler.
Gli scienziati dell'Università di Exeter hanno scoperto che l'esposizione cellulare a piccole quantità di gas idrogeno solforato può prevenire il danno mitocondriale.
Quando la cellula viene stressata con la malattia, gli enzimi vengono attratti dalla cellula per produrre piccole quantità di idrogeno solforato. Questo studio potrebbe avere più implicazioni nella prevenzione di ictus, malattie cardiache e artrite (Stampler, 2014).
L'idrogeno solforato può avere proprietà anti-invecchiamento bloccando le sostanze chimiche distruttive all'interno della cellula, con proprietà simili al resveratrolo, un antiossidante presente nel vino rosso.
riferimenti
- Agenzia per il registro delle sostanze tossiche e delle malattie. (3 marzo 2011). Solfuro di solfuro di idrogeno solforato. Estratto da atsdr.cdc.gov.
- Al-Tawfiq, B. D. (2010). Esposizione all'idrogeno solforato in un maschio adulto. Annals of Saudi Med. 30 (1) , 76-80.
- EMBL-EBI. (2005, 13 dicembre). idrogeno solforato. Estratto da ebi.ac.uk.
- enciclopedia britannica. (S.F.). Acido solfidrico. Recupero da britannica.com.
- Database del metabolismo umano. (2017, 2 marzo). Acido solfidrico . Estratto da hmdb.ca.
- SOLFURO DI IDROGENO. (2016). Estratto da cameochemicals.noaa.gov.
- (2016, 17 ottobre). Scheda di sicurezza dell'idrogeno solforato. Estratto da praxair.com.
- Royal Society of Chemistry. (2015). Acido solfidrico. Estratto da chemspider.com.
- Stampler, L. (2014, 11 luglio). Un composto puzzolente può proteggere dai danni alle cellule, trovare studi. Estratto da time.com.
- S. National Library of Medicine. (2011, 22 settembre). Zolfo, elementale. Estratto da toxnet.nlm.nih.gov.