Sülfürik Asit (H2S): Özellikleri, Riskleri ve Kullanım Alanları
Hidrojen sülfit, hidrojen sülfitin (H2S) genel adıdır. Solüsyonda bir hidrazid asit olarak düşünülebilir (H2S (sulu)).
Sülfhidril asidin dikkate alınması, bu kimyasal bileşiğin sudaki düşük çözünürlüğüne rağmen verilmektedir. Yapısı Şekil 1'de sunulmuştur (EMBL-EBI, 2005).
Bu nedenle, hidrojen sülfit suda hafifçe çözünür. Çözündükten sonra, asit sülfit iyonu veya hidrosülfür iyonu (HS-) oluşturur. Sulu hidrojen sülfit veya hidrojen sülfür çözeltisi renksizdir ve havaya maruz kaldığında, suda çözünür olmayan elementel sülfürü yavaş yavaş okside eder.
Sülfür dianyonu S2 - sadece kuvvetli alkali sulu çözeltilerde bulunur; Bir pKa> 14 ile istisnai bir şekilde temeldir.
H 2 S, esasen kükürtün organik malzeme ile, özellikle de yüksek sıcaklıklarda temasa geçtiği noktalardan kaynaklanmaktadır. Hidrojen sülfit, su (H20) ile kimyasal olarak ilişkili kovalent bir hidriddir, çünkü oksijen ve sülfür periyodik tablo ile aynı grupta üretilir.
Bataklıklar ve lağımlar gibi oksijenin yokluğunda bakteriler organik maddeyi parçaladıklarında (anaerobik sindirim süreci ile birlikte) sıklıkla ortaya çıkar. Aynı zamanda volkanik gazlarda, doğal gazda ve bir miktar kuyu suyunda da bulunur.
Hidrojen sülfitin, kükürt döngüsünün, Dünya üzerindeki kükürtün biyolojik olarak jeokimyasal döngüsünün merkezi bir katılımcısı olduğunu akılda tutmak önemlidir (Şekil 2).
Yukarıda bahsedildiği gibi, kükürt azaltıcı ve sülfat düşürücü bakteriler, kükürt veya sülfatın hidrojen sülfite indirgenmesiyle oksijen yokluğunda hidrojen veya organik moleküllerden oksidasyon enerjisi üretir.
Diğer bakteriler hidrojen sülfürü kükürt içeren amino asitlerden salgılarlar. Birkaç bakteri grubu bir yakıt olarak hidrojen sülfit kullanabilir, onu oksidan olarak oksijen veya nitrat kullanarak elementel kükürt veya sülfata oksitleyebilir.
Saf kükürt bakterileri ve yeşil kükürt bakterileri fotosentezde elektron vericisi olarak hidrojen sülfit kullanır, böylece element kükürt elde edilir.
Aslında, bu fotosentez modu, siyanobakteriler, algler ve elektron verici olarak su kullanan ve oksijeni serbest bırakan bitkilerden daha eskidir (Human Metabolome Database, 2017).
Hidrojen sülfit nerede üretilir?
Hidrojen sülfit (H 2 S) ham petrol, doğal gaz, volkanik gazlar ve sıcak su kaynaklarında doğal olarak bulunur. Ayrıca organik maddenin bakteriyel degradasyonundan da kaynaklanabilir. Aynı zamanda insan ve hayvan atıkları tarafından üretilir.
Ağızda ve gastrointestinal kanalda bulunan bakteriler, bitki veya hayvan proteinleri içeren maddeleri parçalayan bakterilerden hidrojen sülfit üretir.
Hidrojen sülfit ayrıca gıda işleme, kok fırınları, kraft kağıt değirmenleri, tabakhaneler ve petrol rafinerileri gibi endüstriyel faaliyetlerden de kaynaklanabilir (Toksik Maddeler ve Hastalık Kayıt Ajansı, 2011).
Fiziksel ve kimyasal özellikler
Hidrojen sülfit, çürük yumurtaların güçlü bir kokusu ile renksiz bir gazdır. Hidrojen sülfitin sulu çözeltisi karakteristik aroması olmadan renksizdir.
Bileşik 34.1 g / mol moleküler ağırlığa sahip, sulu çözelti 1.343 g / ml yoğunluğa sahiptir. -82 ° C erime noktasına ve -60 ° C kaynama noktasına sahiptir. Suda az miktarda çözünür, bu çözücünün litresi başına sadece 4 gramını 20 ° C'de çözebilir (Royal Society of Chemistry, 2015).
Hidrojen sülfit bir asit olarak ve bir indirgeyici madde olarak reaksiyona girer. Oksijen diflorür, brom pentaflorür, klor triflorür, diklorür oksit ve gümüş fulminat ile temas halinde patlar. Bakır tozuna maruz kaldığında oksijen varlığında tutuşup patlayabilir.
Diğer toz metallerle benzer şekilde reaksiyona girebilir. Metal oksitler ve peroksitlerle (baryum peroksit, krom trioksit, bakır oksit, kurşun dioksit, manganez dioksit, nikel oksit, gümüş oksit, gümüş dioksit, talyum trioksit, sodyum peroksit) ile temas halinde tutuşur, cıva oksit, kalsiyum oksit).
Gümüş bromat, kurşun (II) hipoklorit, bakır kromat, nitrik asit, kurşun oksit (IV) ve oksit ile tutuşturulur. Paslı demir borulardan geçerse alev alabilir. Egzotik olarak bazlarla reaksiyona girer.
Soda kireci, sodyum hidroksit, potasyum hidroksit, baryum hidroksit ile reaksiyonun ısısı, hava / oksijen varlığında reaksiyona girmemiş kısmın tutuşmasına veya patlamasına neden olabilir (HYDROGEN SULFIDE, 2016).
Tepkime ve tehlikeler
H2S yüksek derecede yanıcı ve aşırı toksik olmasına rağmen kararlı bir bileşik olarak kabul edilir.
Bileşik havadan ağırdır ve ateşleme kaynağına önemli bir mesafe kat edebilir ve yedeklenebilir. Geniş aralıkta hava ile patlayıcı karışımlar oluşturabilir.
Aynı zamanda patlayıcı olarak brom pentaflorür, klor triflorür, azot triiyodür, azot triklorür, oksijen diflorür ve fenil diazonyum klorür ile reaksiyona girer.
Ayrışmaya kadar ısıtıldığında, çok toksik sülfür oksit dumanları yayar. Güçlü oksidanlar, metaller, güçlü nitrik asit, brom pentaflorür, klor triflorür, azot triiyodür, azot triklorür, oksijen diflorür ve fenil diazonyum klorür gibi birçok materyalle uyumlu değildir.
Hidrojen sülfit (H 2 S), özellikle petrol endüstrisinde birçok mesleki toksik maruz kalma olayından sorumludur. H2S'nin klinik etkileri konsantrasyonuna ve maruz kalma süresine bağlıdır.
H 2 S, konsantrasyonlar milyonda 500-1.000 parçadan fazla olduğunda (ppm) hemen hemen ölümcül olmakla birlikte, 10-500 ppm gibi düşük konsantrasyonlara maruz kalmak, rinitten yetersizliğe kadar değişen çeşitli solunum semptomlarına neden olabilir akut solunum
H2S ayrıca sinir, kardiyovasküler, renal, hepatik ve hematolojik sistemlerde geçici veya kalıcı bozukluklara neden olarak birden fazla organı etkileyebilir.
H 2 S'ye mesleki maruz kalma, çeşitli organların tutulmasına, akut solunum yetmezliğine, pnömoni organizasyonuna ve akut sepsise benzer bir şoka neden olan bir vaka sunuyoruz. Bu durumda, hasta ayrıca hafif kısıtlayıcı ve tıkayıcı bir akciğer hastalığı ve periferik nöropati geliştirdi (Al-Tawfiq, 2010).
soluk alma
Solunması halinde, dışarıda çekin ve nefes almak için rahat bir pozisyonda tutun. Nefes almıyorsa suni solunum uygulayın. Nefes almak zorsa, eğitimli personel oksijen vermelidir.
Cilt teması
Cilt ile temasında bol su ile yıkanmalıdır. Basınçlı sıvı donmalara neden olabilir. Basınçlı sıvıya maruz kalması durumunda, donma bölgesi derhal 41 ° C'yi geçmeyen ılık su ile ısıtılmalıdır.
Suyun sıcaklığı normal cilde karşı dayanıklı olmalıdır. Cildin ısınması en az 15 dakika veya normal renk ve his etkilenen bölgeye geri dönene kadar muhafaza edilmelidir. Büyük miktarda maruz kalma durumunda, giysiler ılık suyla duş alırken çıkarılır.
Göz teması
Göz ile temasında en az 15 dakika boyunca gözleri bol su ile yıkayın. Tüm yüzeylerin iyice durulandığından emin olmak için göz kapaklarını açık ve göz kapaklarından uzakta tutun.
Yutma olası bir maruz kalma yolu olarak kabul edilmez. Diğer tüm durumlar için derhal tıbbi yardım alınmalıdır (Praxair, 2016).
uygulamaları
1- Kükürt üretimi
Bir Claus kükürt geri kazanım ünitesi, bir yanma fırını, bir atık ısı kazanı, bir kükürt yoğunlaştırıcısı ve her biri yeniden ısıtma, katalizör yatağı ve kükürt yoğunlaştırıcısı kullanan bir dizi katalitik aşamadan oluşur. Tipik olarak, iki veya üç katalitik adım kullanılır.
Claus işlemi iki aşamalı bir reaksiyonla hidrojen sülfiti elementer sülfüre dönüştürür.
İlk aşama, hidrojen sülfürün yaklaşık üçte birini sülfür dioksite dönüştürmek için besleme gazının kontrollü yanmasını ve sülfür dioksit ile yakılmayan hidrojen sülfürün katalitik olmayan reaksiyonunu içerir.
İkinci aşamada, Claus reaksiyonu, hidrojen sülfit ve sülfür dioksit, bir katalizör üzerinde reaksiyona girerek kükürt ve su üretir.
Yanma havası miktarı, kükürt geri kazanımını maksimuma çıkarmak için sıkı bir şekilde kontrol edilir, yani, 2: 1 hidrojen sülfürün uygun reaksiyon stokiyometrisinin, akış aşağı reaktörler vasıtasıyla kükürt dioksit ile uygun tutulmasıyla korunur.
Tipik olarak, % 97'ye kadar olan kükürt geri kazanımları elde edilebilir (ABD Ulusal Tıp Kütüphanesi, 2011).
2- Analitik kimya
Bir yüzyıldan fazla bir süredir, hidrojen iyonları analitik kimyada, metal iyonlarının nitel inorganik analizlerinde önemliydi.
Bu analizlerde, ağır (ve metalik olmayan) metal iyonları H2S'ye maruz bırakıldıktan sonra çözeltiden çökeltilir (örn., Pb (II), Cu (II), Hg (II), As (III)). Elde edilen çökelti, belirli bir seçicilik ile tekrar çözülür ve bu nedenle tanımlanır.
3- Diğer kullanımlar
Bu bileşik, Girdler sülfit işlemi boyunca normal sudan döteryum oksidi veya ağır suyu çıkarmak için de kullanılır.
Exeter Üniversitesi'nden bilim adamları, az miktarda hidrojen sülfit gazına hücresel maruz kalmanın mitokondriyal hasarı önleyebileceğini keşfetti.
Hücre hastalık ile gerildiğinde, enzimler az miktarda hidrojen sülfit üretmek için hücreye çekilir. Bu çalışmanın felç, kalp hastalığı ve artritin önlenmesinde daha fazla etkisi olabilir (Stampler, 2014).
Hidrojen sülfit, kırmızı şarapta bulunan bir antioksidan olan resveratrol'e benzer özelliklere sahip hücre içindeki yıkıcı kimyasal maddeleri bloke ederek yaşlanma karşıtı özelliklere sahip olabilir.
