Sulfhydrinezuur (H2S) structuur, eigenschappen, gebruik, belang

Hij sulfhydrinezuur o Waterstofsulfide is een gas gevormd door de vereniging van een zwavelatoom (s) en twee waterstofatomen (H). De chemische formule is h₂S. Het is ook bekend als sulfidegas. Het is een kleurloos gas waarvan de geur duidelijk wordt in rotte eieren.

Het is aanwezig in vulkanen en zwavelachtige warmwaterbronnen, in aardgas en ruwe olie. Het wordt ook gevormd tijdens anaërobe (zonder zuurstof) ontleding van planten- en dierlijke organische stof. Het komt van nature voor in het lichaam van zoogdieren, door de werking van bepaalde enzymen op cysteïne, een niet -essentieel aminozuur.

Chemische formule van sulfhydrinezuur of waterstofsulfide. Saranphong Yimklan [Public Domain]. Bron: Wikimedia Commons.

De waterige oplossingen van h₂S zijn corrosief voor metalen zoals staal. De H₂S is een reducerende verbinding die, wanneer ze reageren met de SO₂ , Het oxideert elementaire zwavel terwijl het naar dit wordt verminderd₂ Ook om zwavel te maken.

Ondanks dat het een zeer giftige en fatale verbinding is voor mens en dieren, is het belang ervan al enkele jaren bestudeerd in een reeks belangrijke processen in het lichaam.

Reguleert een reeks mechanismen die verband houden met het genereren van nieuwe bloedvaten en het functioneren van het hart.

Neuronen beschermen en hebben gedacht aan zijn actie tegen ziekten zoals Parkinson en Alzheimer.

Vanwege de chemische reducerende kan de bestrijding van oxiderende soorten, waardoor ze worden uitgevoerd tegen celveroudering. Vanwege deze redenen wordt de mogelijkheid om medicijnen te produceren onderzocht dat, wanneer ze aan patiënten worden geleverd, het langzaam in het lichaam kan vrijgeven.

Dit zou dienen om pathologieën zoals ischemie, diabetes en neurodegeneratieve ziekten te behandelen. Hun werkingsmechanisme en hun veiligheid moeten echter nog steeds diepgaand worden onderzocht.

[TOC]

Structuur

De H Molecula₂S is analoog aan dat van water, dat wil zeggen dat ze op hun vorm lijken omdat hydrogenen zich bevinden en een hoek vormen met zwavel.

Hoekstructuur van het sulfidezuurmolecuul, h₂S. Bangin [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0/]]. Bron: Wikimedia Commons.

Zwavel in h₂S heeft de volgende elektronische configuratie:

1s², 2s² 2 p⁶, 3S² 3P⁶,

Neem vervolgens een elektron van elke waterstof om zijn valentielaag te voltooien.

3D -structuur van sulfidezuur. Geel: zwavel. Wit: waterstof. Benjah-bmm27 [Public Domain]. Bron: Wikimedia Commons.

Nomenclatuur

- Sulfhydrinezuur

- Waterstofsulfide

- Zwavelhydride.

Fysieke eigenschappen

Fysieke staat

Kleurloos gas van zeer onaangename geur.

Molecuulgewicht

34.08 g/mol.

Smeltpunt

-85.60 ºC.

Kookpunt

-60,75 ºC.

Dikte

1.1906 g/l.

Oplosbaarheid

Matig in water oplosbaar: 2,77 volumes in 1 water bij 20 ºC. Het kan volledig uit de waterige oplossing worden ontstaan ​​door het in een kook te verzenden.

Chemische eigenschappen

In waterige oplossing

Wanneer waterstofsulfide zich in waterige oplossing bevindt, wordt de naam van sulfhydrinezuur toegewezen. Het is een zwak zuur. Het heeft twee ioniseerbare protonen:

H₂S + H₂Of ⇔ h₃OF⁺ + HS^-,       K_A1 = 8,9 x 10^-8

HS^- + H₂Of ⇔ h₃OF⁺ + S^2-,     K_A2 ∼ 10^-14

Het eerste proton is licht geïoniseerd, zoals kan worden afgeleid uit zijn eerste ionisatieconstante. Het tweede proton is heel weinig geïoniseerd, maar de oplossingen van H₂S bevatten iets van de zwavelanionen^2-.

Als de H -oplossing₂S wordt blootgesteld aan de lucht, de O₂ Oxida tot sulfide -anion en zwavel neerslaan:

Kan u van dienst zijn: oxiden

2 s^2- + 4 H⁺ + OF₂ → 2 H₂O + 2 s⁰↓ (1)

In aanwezigheid van chloor CL₂, Bromo Br₂ en jodium i₂ De overeenkomstige waterstof en zwavel wordt gevormd:

H₂S + BR₂ → 2 HBr + S⁰↓ (2)

De waterige oplossingen van h₂S zijn corrosief, produceren stresscracking met sulfide in hoog harde staal. Corrosieproducten zijn ijzer- en waterstofsulfide.

Zuurstofreactie

De H₂S reageert met de zuurstof van de lucht en de volgende reacties kunnen optreden:

2 H₂S + 3 O₂ → 2 H₂O + 2 dus₂                                               (3)

2 H₂S + O₂ → 2 H₂O + 2 s⁰↓ (4)

Reactie met metalen

Het reageert met verschillende metalen die naar waterstof gaan en metaalsulfide vormen:

H₂S + PB → PBS + H₂↑ (5)

Reactie met zwaveldioxide

In de vulkanische gassen zijn de h aanwezig₂S en de SO₂, die met elkaar reageren en vaste zwavel wordt gevormd:

H₂S + So₂ → 2 H₂O + 3 s⁰↓ (6)

Ontleding met temperatuur

Waterstofsulfide is niet erg stabiel, het wordt gemakkelijk verbroken door te verwarmen:

H₂S → H₂↑ + s⁰↓ (7)

Locatie in de natuur

Dit gas wordt van nature aangetroffen in sulfideische of zwavelachtige warmwaterbronnen, in vulkanische gassen, in ruwe olie en aardgas.

Zwavelachtig water manantiaal. Николай максимович [cc door 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/door/3.0)]. Bron: Wikimedia Commons.

Wanneer olie (of gas) significante sporen van h bevat₂Van S wordt gezegd dat het "zuur" is, in tegenstelling tot "zoet", dat is wanneer het het niet bevat.

Kleine hoeveelheden h₂S in olie of gas zijn economisch schadelijk omdat een wasfabriek moet worden geïnstalleerd om deze te verwijderen, zowel om corrosie te voorkomen als om resterende gas veilig te maken voor huishoudelijk gebruik als brandstof.

Het treedt op wanneer het organische materie dat zwavel bevat, wordt ontleed onder anaërobe omstandigheden (afwezigheid van lucht), zoals mens, dieren en plantenafval.

H emissies₂S (blauwachtig groene kleur) aan de kust van Namibië, gefotografeerd door NASA. Deze emissies komen van organisch afval. NASA's Earth Observatory [CC door 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/door/2.0)]. Bron: Wikimedia Commons.

De bacteriën aanwezig in de mond en in het maagdarmkanaal produceren het uit de afbreekbare materialen die groenten of dierlijke eiwitten bevatten.

De karakteristieke geur zorgt ervoor dat zijn aanwezigheid in rotte eieren wordt gewaarschuwd.

De H₂S Het komt ook voor bij bepaalde industriële activiteiten, zoals in olieraffinaderijen, cola -ovens, papieren fabrieken, die je zou hebben en in voedselverwerking.

Synthese in het lichaam van zoogdieren

De H₂S endogeen kan optreden in zoogdierweefsels, onder deze mens, door twee paden, een enzymatische en een niet -enzymatische.

Het niet -enzymatische pad bestaat uit het verminderen van elementaire zwavel⁰ naar h₂S door glucose -oxidatie:

2 c₆H₁₂OF₆ (glucose) + 6 s⁰ (zwavel) + 3 H₂O → 3 c₃H₆OF₃ + 6 H₂S + 3 CO₂         (8)

Kan u van dienst zijn: chloor: geschiedenis, eigenschappen, structuur, risico's, gebruik

Het enzymatische pad bestaat uit h h₂S van de L-cysteïne, een aminozuur is gesynthetiseerd door het lichaam. Het proces wordt verzekerd door verschillende enzymen, zoals cystation.

Sulfhydrinezuur is gevonden in de hersenen van koeien. Auteur: Arttower. Bron: Pixabay.

Verkrijgen in het laboratorium of industrieel

Waterstofgas (h₂) en het zwavelelement (s) reageren niet op normale omgevingstemperaturen, maar hierboven beginnen ze te worden gecombineerd, de optimale temperatuur is 310 ºC.

Het proces is toch te langzaam, dus andere methoden worden gebruikt om het te verkrijgen, onder deze het volgende.

Metaalsulfiden (zoals ferromesulfide) reageren met zuren (zoals waterchloor) in verdunde oplossing.

FES + 2 HCl → FECL₂ + H₂S ↑ (9)

Op deze manier wordt het gas verkregen₂S die, gezien de toxiciteit, veilig moeten worden verzameld.

Industrieel gebruik van h₂S om zwavel te produceren

Opslag en transport in grote hoeveelheden h₂S die scheidt van aardgas door wassen met amines is moeilijk, dus het clausproces wordt gebruikt om het in zwavel te maken.

In de olieraffinaderijen is de H gescheiden₂S aardgas door te wassen met amines en wordt dan zwavel. Auteur: Satyaprem. Bron: Pixabay.

In dit proces treden twee reacties op. In de eerste de h₂S reageert met zuurstof om dit te geven₂, Zoals hierboven vermeld (zie reactie 3).

De tweede is een reactie die wordt gekatalyseerd door ijzeroxide waar de SO₂ wordt verminderd en h₂S oxideert en de twee produceren zwavel s (zie reactie 6).

Op deze manier wordt zwavel verkregen, die gemakkelijk kan worden opgeslagen en getransporteerd, evenals toegewezen aan meerdere toepassingen.

Nut of belang van h₂S endogeen in het organisme

De H₂S endogeen is degene die op natuurlijke wijze in het organisme voorkomt als onderdeel van het normale metabolisme bij mensen, zoogdieren en andere levende wezens.

Ondanks de lange -staande reputatie van een giftig en giftig gas geassocieerd met de ontleding van organische stof, hebben verschillende recente studies van de jaren 2000 tot heden vastgesteld dat h₂S endogeen is een belangrijke regulator van bepaalde mechanismen en processen in het levende wezen.

De H₂S presenteert hoge lipofiliciteit of affiniteit tegenover vetten, zodat het celmembranen gemakkelijk kruist, waardoor alle soorten cellen worden doordringt.

Cardiovasculair systeem

Bij zoogdieren bevordert of reguleert sulfidezuur een reeks signalen die metabolisme, hartfunctie en celoverleving reguleren of reguleren.

Het heeft een krachtig effect op het hart, bloedvaten en circulerende bloedelementen. Moduleert cellulair metabolisme en mitochondriale functie.

Verdedigt de nieren van de schade veroorzaakt door ischemie.

Maagdarmstelsel

Speel een belangrijke rol als beschermende factor tegen schade aan het maagslijmvlies. Het wordt geschat als een belangrijke bemiddelaar van gastro -intestinale motiliteit.

Het is waarschijnlijk dat het betrokken is bij de controle van insulinesecretie.

Centraal zenuwstelsel

Het werkt ook in belangrijke functies van het centrale zenuwstelsel en beschermt oxidatieve stressneuronen.

Neuronen worden beschermd door h₂S endogeen. Auteur: Gerd Altmann. Bron: Pixabay.

Naar schatting kan het beschermen tegen neurodegeneratieve ziekten zoals Parkinson's Parkinson, Alzheimer en Hunginton's Disease.

Visie -orgel

Bescherm fotoreceptorcellen tegen de retinale degeneratie geïnduceerd door licht.

Het kan u van dienst zijn: lithiumcarbonaat (Li2CO3): structuur, eigenschappen, gebruik

Tegen veroudering

De H₂S zijn een reducterende soort kan worden geconsumeerd door verschillende oxiderende middelen die in het lichaam circuleren. Gevechts oxiderende soorten zoals reactieve zuurstofspecies en reactieve stikstofsoorten in het lichaam.

Beperk de reacties van vrije radicalen door de activering van antioxiderende enzymen die beschermen tegen de effecten van veroudering.

Genezingspotentieel van h₂S exogeen geleverd

De biologische beschikbaarheid van h₂S endogene hangt af van bepaalde enzymen die betrokken zijn bij de biosynthese van cysteïne bij zoogdieren.

Sommige studies suggereren dat een donor voor medicamenteuze therapie don₂S kan gunstig zijn voor bepaalde pathologieën.

Het kan bijvoorbeeld nuttig zijn bij diabetespatiënten, omdat is waargenomen dat bloedvaten van diabetische dieren verbeteren met geneesmiddelen die H leveren₂S exogeen.

De H₂S verstrekt exogeen verhoogt angiogenese of vorming van bloedvaten, dus het zou kunnen dienen voor de behandeling van chronische ischemieziekten.

Drugs worden bedacht die H kunnen vrijgeven₂Langzaam om gunstig te kunnen handelen over verschillende ziekten. De effectiviteit, veiligheid en mechanismen van hun actie moeten echter nog steeds worden onderzocht.

Risico's

De H₂S is een fataal gif als het puur wordt ingeademd of zelfs 1 deel van gas in 200 delen van de lucht wordt verdund. Vogels zijn erg gevoelig voor h₂S en sterf zelfs in verdunning van 1 op 1500 delen lucht.

Sulfidezuur of waterstofsulfide H₂S is een krachtig gif. Auteur: Openicons. Bron: Pixabay.

De H₂S is een krachtige remmer van bepaalde enzymen en oxidatieve fosforyleringsprocessen, wat leidt tot cel -verstikking. De meeste mensen zien het olfitorly in concentraties groter dan 5 ppb (delen per miljard). De concentraties van 20-50 ppm (delen per miljoen) zijn irritant voor de ogen en de luchtwegen.

Een inhalatie van 100-250 ppm gedurende een paar minuten kan een gebrek aan coördinatie, geheugenstoornissen en motoraandoeningen genereren. Wanneer de concentratie ongeveer 150-200 ppm is₂S. Als een concentratie van 500 ppm 30 minuten wordt ingeademd, kunnen longoedeem en longontsteking worden geproduceerd.

Concentraties van meer dan 600 ppm kunnen binnen de eerste 30 minuten fataal zijn, omdat het ademhalingssysteem verlamd is. En 800 ppm is de concentratie die onmiddellijk dodelijk is voor de mens.

Daarom moet worden vermeden dat er H -ontsnappingen zijn₂S in laboratoria, lokale of overal of situatie.

Het is belangrijk om te waarschuwen dat veel doden optreden omdat mensen in ruimtes aangaan die beperkt zijn om collega's of familieleden te redden die zijn ingestort door vergiftiging met H₂S, ze ook sterven.

Het is een brandbaar gas.

Referenties

1. Panthi, s. et al. (2016). Fysiologisch belang van waterstofsulfide: opkomende potnt neuroprotector en neuromodulator. Oxidatieve geneeskunde en cellulaire levensduur. Volume 2016. Artikel ID 9049782. Hyndawi hersteld.com.
2. Shefa, u. et al. (2018). Antioxiderende en celsignalerende functies van waterstofsulfide in het centrale zenuwstelsel. Oxidatieve geneeskunde en cellulaire levensduur. Volume 2018. Artikel ID 1873962. Hyndawi hersteld.com.
3. Tabassum, r. et al. (2020). Therapeutisch belang van waterstofsulfide bij leeftijdsgebonden neurodegeneratieve ziekten. Neural Regen Res 2020; 15: 653-662. Nrronline hersteld.borg.
4. Martelli, a. et al. (2010). Waterstofsulfide: nieuwe kans op het ontdekken van geneesmiddelen. Medicinale onderzoeksrecensies. Deel 32, uitgave 6. Opgehaald uit de online bibliotheek.Wiley.com.
5. Wang, m.-J. et al. (2010). Mechanismen van angiogese: rol van waterstofsulfide. Klinische en experimentele farmacologie en fysiologie (2010) 37, 764-771. Opgehaald uit de online bibliotheek.Wiley.com.
6. Dalefield, r. (2017). Rook en andere ingeademde toxiconts. Waterstofsulfide. In veterinaire toxicologie voor Australië en Nieuw -Zeeland. Hersteld van Scientedirect.com.
7. Selley, R.C. en sonnenberg, s.NAAR. (2015). De fysische en chemische eigenschappen van aardolie. Waterstofsulfide. In Elements of Petroleum Geology (derde editie). Hersteld van Scientedirect.com.
8. Hocking, m.B. (2005). Zwavelzuur. Claus procesomzetting van waterstofsulfide naar zwavel. In Handbook of Chemical Technology and Pollution Control (derde editie). Hersteld van Scientedirect.com.
9. Lefer, D.J. (2008). Potentieel belang van veranderingen in waterstofsulfide (h₂S) Bio -beschikbaarheid bij diabetes. British Journal of Pharmacology (2008) 155, 617-619. Opgehaald van BPSPubs.Online bibliotheek.Wiley.com.
10. OF.S. Nationale bibliotheek van geneeskunde. (2019). Waterstofsulfide. Hersteld van: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov.
11. Port, J.NAAR. en Ibarz, J. (1965). Moderne algemene chemie. 7e editie. Marín Editorial, s.NAAR.