ANG HYDROGEN SULFIDE (H2S): ISTRAKTURA, KATANGIAN, GAMIT, KAHALAGAHAN - CHEMISTRY - 2025

Ang hydrogen sulfide o hydrogen sulfide gas ay nabuo ng unyon ng isang asupre na atom (S) at dalawang hydrogen atoms (H). Ang formula ng kemikal nito ay H ₂ S. Kilala rin ito bilang gas ng hydrogen sulfide. Ito ay isang walang kulay na gas na ang amoy ay maliwanag sa bulok na mga itlog.

Naroroon ito sa mga bulkan at madulas na mainit na bukal, sa natural gas at sa krudo na langis. Nabuo din ito sa panahon ng anaerobic decomposition (walang oxygen) ng halaman at hayop na organikong bagay. Ito ay nangyayari nang natural sa katawan ng mammalian, sa pamamagitan ng pagkilos ng ilang mga enzyme sa cysteine, isang di-mahahalagang amino acid.

Chemical formula ng hydrogen sulfide o hydrogen sulfide. SARANPHONG YIMKLAN. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ang mga may tubig na H ₂ S na solusyon ay nakakadikit sa mga metal tulad ng bakal. Ang H ₂ S ay isang pagbabawas ng tambalan na, kapag gumanti sa KAYA ₂ , nag-oxidize sa elemento ng asupre habang binabawasan din ang SO ₂ sa asupre.

Sa kabila ng pagiging isang lubos na nakakalason at nakamamatay na tambalan para sa mga tao at hayop, ang kahalagahan nito sa isang serye ng mga mahahalagang proseso sa katawan ay pinag-aralan ng ilang taon.

Kinokontrol nito ang isang serye ng mga mekanismo na nauugnay sa henerasyon ng mga bagong daluyan ng dugo at ang paggana ng puso.

Pinoprotektahan nito ang mga neuron at naisip na kumilos laban sa mga sakit tulad ng Parkinson at Alzheimer's.

Dahil sa kapasidad ng pagbabawas ng kemikal, maaari nitong labanan ang mga species ng oxidant, kaya kumikilos laban sa pagtanda ng cellular. Dahil sa mga kadahilanang ito, ang posibilidad ng paggawa ng mga gamot na kapag pinangangasiwaan ang mga pasyente ay maaaring mapalabas nang dahan-dahan sa katawan ay pinag-aaralan.

Ito ay maglilingkod sa paggamot sa mga pathologies tulad ng ischemia, diabetes at neurodegenerative disease. Gayunpaman, ang mekanismo ng pagkilos nito at ang kaligtasan nito ay hindi pa dapat masuri nang mabuti.

Istraktura

Ang molekulang H ₂ S ay magkatulad sa tubig na iyon, samakatuwid nga, ang mga ito ay katulad ng hugis dahil ang mga hydrogens ay matatagpuan sa isang anggulo na may asupre.

Angular na istruktura ng molekula ng hydrogen sulfide, H ₂ S. Bangin. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ang Sulfur sa H ₂ S ay may mga sumusunod na elektronikong pagsasaayos:

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶ ,

Buweno, hinihiram nito ang isang elektron mula sa bawat hydrogen upang makumpleto ang shell valence nito.

3D na istraktura ng hydrogen sulfide. Dilaw: asupre. Puti: hydrogen. Benjah-bmm27. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Pangngalan

- Hydrogen sulfide

- Hydrogen sulfide

- Sulfur hydride.

Mga katangiang pang-pisikal

Pisikal na estado

Walang kulay na gas na may sobrang hindi kasiya-siya na amoy.

Ang bigat ng molekular

34.08 g / mol.

Temperatura ng pagkatunaw

-85.60 ° C.

Punto ng pag-kulo

-60.75 ° C.

Density

1.1906 g / L.

Solubility

Moderately natutunaw sa tubig: 2.77 volume sa 1 ng tubig sa 20ºC. Maaari itong mai-dislodged mula sa may tubig na solusyon nang lubusan sa pamamagitan ng pagkulo nito.

Mga katangian ng kemikal

Sa may tubig na solusyon

Kapag ang hydrogen sulfide ay nasa isang may tubig na solusyon, tinawag itong hydrogen sulfide. Ito ay isang mahina na acid. Mayroon itong dalawang ionizable proton:

H ₂ S + H ₂ O ⇔ H ₃ O ⁺ + HS ^- , K _a1 = 8.9 x 10 ^-8

HS ^- + H ₂ O ⇔ H ₃ O ⁺ + S ^{2 -} , K _a2 ∼ 10 ^-14

Ang unang proton ay nag-ionize nang bahagya, tulad ng maaaring maibawas mula sa unang pare-pareho ng ionization. Napakaliit ng pangalawang proton, ngunit ang mga solusyon ng H ₂ S ay naglalaman ng ilan sa sulfide anion S ^{2 -} .

Kung ang H ₂ S na solusyon ay nakalantad sa hangin, ang O _{2 ay nag-} oxidize ng sulfide anion at asupre na nakakuha ng:

2 S ^{2 -} + 4 H ⁺ + O ₂ → 2 H ₂ O + 2 S ⁰ ↓ (1)

Sa pagkakaroon ng chlorine Cl ₂ , bromine Br ₂ at iodine I ₂ , nabuo ang kaukulang hydrogen halide at asupre:

H ₂ S + Br ₂ → 2 HBr + S ⁰ ↓ (2)

Ang mga solusyon na may tubig na H ₂ S ay nakakadumi, na nagiging sanhi ng pag-crack ng stress ng sulfide sa mga high steels steels. Ang mga produkto ng kaagnasan ay iron sulfide at hydrogen.

Reaksyon ng oxygen

Ang reaksyon ng H ₂ S na may oxygen sa hangin at ang mga sumusunod na reaksyon ay maaaring mangyari:

2 H ₂ S + 3 O ₂ → 2 H ₂ O + 2 KAYA ₂ (3)

2 H ₂ S + O ₂ → 2 H ₂ O + 2 S ⁰ ↓ (4)

Reaksyon sa mga metal

Ito ay tumugon sa iba't ibang mga metal na nagpapabagal sa hydrogen at bumubuo ng metal sulfide:

H ₂ S + Pb → PbS + H ₂ ↑ (5)

Reaksyon sa asupre dioxide

Sa mga gas ng bulkan, ang H ₂ S at KAYA ₂ ay naroroon , na tumutugon sa bawat isa at nabuo ang solidong asupre:

H ₂ S + KAYA ₂ → 2 H ₂ O + 3 S ⁰ ↓ (6)

Agnas na may temperatura

Ang hydrogen sulfide ay hindi masyadong matatag, madali itong mabulok kapag pinainit:

H ₂ S → H ₂ ↑ + S ⁰ ↓ (7)

Lokasyon sa kalikasan

Ang gas na ito ay natagpuan nang natural sa sulphurous o sulphurous hot spring, sa mga bulkan na gas, sa langis ng krudo at natural na gas.

Sulphurous spring spring. Николай Максимович. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Kapag ang langis (o gas) ay naglalaman ng mga makabuluhang bakas ng H ₂ S sinasabing "maasim", kaibahan sa "matamis", na kung hindi ito naglalaman nito.

Ang maliit na halaga ng H ₂ S sa langis o gas ay nakapipinsala dahil ang isang scrubbing plant ay dapat mai-install upang alisin ito, kapwa upang maiwasan ang kaagnasan at gawing ligtas ang off-gas para sa domestic na paggamit bilang isang gasolina.

Ginagawa ito tuwing ang organikong bagay na naglalaman ng asupre ay nabubulok sa ilalim ng mga kondisyon ng anaerobic (kawalan ng hangin), tulad ng basura ng tao, hayop at halaman.

Ang mga emisyon ng H ₂ S (kulay ng teal) sa baybayin ng Namibia, na kinuhanan ng NASA. Ang mga paglabas na ito ay nagmula sa organikong basura. Observatory ng Earth ng NASA. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ang bakterya na naroroon sa bibig at sa gastrointestinal tract ay nagagawa nito mula sa mga nakapanghihinayang materyales na naglalaman ng halaman o protina ng hayop.

Ang katangian nitong amoy ay nakikita ang pagkakaroon nito sa mga bulok na itlog.

Ang H ₂ S ay ginawa din sa ilang mga gawaing pang-industriya, tulad ng mga refinery ng langis, mga oven ng coke, mga mill mill ng papel, mga tanner, at sa pagproseso ng pagkain.

Sintesis sa mammalian na organismo

Ang endogenous H ₂ S ay maaaring magawa sa mga tisyu ng mammalian, kabilang ang mga tao, sa dalawang paraan, isang enzymatic at isang non-enzymatic.

Ang landas na hindi enzymatic ay binubuo ng pagbawas ng elemental na asupre S ⁰ hanggang H ₂ S sa pamamagitan ng oksihenasyon ng glucose:

2 C ₆ H ₁₂ O ₆ (glucose) + 6 S ⁰ (asupre) + 3 H ₂ O → 3 C ₃ H ₆ O ₃ + 6 H ₂ S + 3 CO ₂ (8)

Ang path ng enzymatic ay binubuo ng paggawa ng H ₂ S mula sa L-cysteine, na isang amino acid na synthesized ng katawan. Ang proseso ay nasisiguro ng iba't ibang mga enzymes, tulad ng cystathionine-β-synthase at cystathionine-γ-lyase, bukod sa iba pa.

Ang hydrogen sulfide ay natagpuan sa utak ng mga baka. May-akda: ArtTower. Pinagmulan: Pixabay.

Pagkuha sa laboratoryo o sa industriya

Ang hydrogen gas (H ₂ ) at ang elemento ng asupre (S) ay hindi reaksyon sa normal na temperatura ng ambient, ngunit sa itaas ng mga ito nagsisimula silang pagsamahin, na may 310 ºC ang pagiging pinakamabuting kalagayan.

Ang proseso ay, gayunpaman, masyadong mabagal, kaya ang iba pang mga pamamaraan ay ginagamit upang makuha ito, kabilang ang mga sumusunod.

Ang mga metal sulfide (tulad ng ferrous sulfide) ay reaksyon na may mga acid (tulad ng hydrochloric) sa paghalo solusyon.

FeS + 2 HCl → FeCl ₂ + H ₂ S ↑ (9)

Sa ganitong paraan, ang H ₂ S gas ay nakuha , na, na ibinigay ng pagkakalason nito, ay dapat na nakolekta nang ligtas.

Pang-industriya na paggamit ng H

Ang imbakan at transportasyon sa maraming dami ng H ₂ S na pinaghiwalay mula sa natural na gas sa pamamagitan ng paghuhugas ng mga amin ay mahirap, samakatuwid ang proseso ng Claus ay ginagamit upang ma-convert ito sa asupre.

Sa mga refineries ng langis, ang H ₂ S ay nahiwalay mula sa natural gas sa pamamagitan ng paghuhugas ng mga amin at pagkatapos ay na-convert sa asupre. May-akda: SatyaPrem. Pinagmulan: Pixabay.

Sa prosesong ito nagaganap ang dalawang reaksyon. Sa una, ang H ₂ S ay tumutugon sa oxygen upang bigyan KAYA ₂ , tulad ng nabanggit sa itaas (tingnan ang reaksyon 3).

Ang pangalawa ay isang iron oxide na catalyzed na reaksyon kung saan ang SO ₂ ay nabawasan at ang H ₂ S ay na-oxidized, na parehong gumagawa ng asupre S (tingnan ang reaksyon 6).

Sa ganitong paraan nakuha ang asupre na maaaring madaling maimbak at madala, pati na rin nakalaan para sa maraming paggamit.

Paggamit o kahalagahan ng H

Ang Endogenous H ₂ S ay ang nangyayari nang natural sa katawan bilang bahagi ng normal na metabolismo sa mga tao, mammal at iba pang mga nilalang na buhay.

Sa kabila ng matagal na reputasyon nito bilang isang nakakalason at nakakalason na gas na nauugnay sa pagbasag ng organikong bagay, maraming mga nagdaang pag-aaral mula 2000 hanggang sa kasalukuyan ang nagpasiya na ang endogenous H ₂ S ay isang mahalagang regulator ng ilang mga mekanismo. at mga proseso sa buhay na nilalang.

Ang H ₂ S ay may mataas na lipophilicity o pagkakaugnay sa mga taba, na kung bakit madali itong tumatawid ng mga lamad ng cell, na tinagos ang lahat ng mga uri ng mga cell.

Sistema ng cardiovascular

Sa mga mamalya, ang hydrogen sulfide ay nagtataguyod o nagrerehistro ng isang serye ng mga senyas na nag-regulate ng metabolismo, function ng cardiac, at kaligtasan ng cell.

Ito ay may malakas na epekto sa puso, mga daluyan ng dugo at nagpapalipat-lipat na mga elemento ng dugo. Pinagpapalit ang cellular metabolism at mitochondrial function.

Ipinagtatanggol nito ang mga bato mula sa pinsala na dulot ng ischemia.

Gastrointestinal system

Ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel bilang isang proteksiyon na kadahilanan laban sa pinsala sa gastric mucosa. Ito ay pinaniniwalaan na maaaring ito ay isang mahalagang tagapamagitan ng gastrointestinal motility.

Ito ay malamang na kasangkot sa kontrol ng pagtatago ng insulin.

Central Nervous System

Kumikilos din ito sa mga mahahalagang pag-andar ng gitnang sistema ng nerbiyos at pinoprotektahan ang mga neuron mula sa oxidative stress.

Ang mga neuron ay protektado ng endogenous H ₂ S. May-akda: Gerd Altmann. Pinagmulan: Pixabay.

Tinatayang maaari itong maprotektahan laban sa mga sakit na neurodegenerative tulad ng Parkinson's, Alzheimer's at Hungtinton's disease.

Organ ng pangitain

Pinoprotektahan nito ang mga photoreceptor cells ng retina mula sa light-sapilitan na pagkabulok.

Laban sa pagtanda

Ang H ₂ S, pagiging isang pagbabawas ng mga species, ay maaaring matupok ng iba't ibang mga ahente ng oxidizing na nagpapalipat-lipat sa katawan. Nakikipaglaban ito sa mga species ng oxidizing tulad ng reaktibo na species ng oxygen at reaktibo na species ng nitrogen sa katawan.

Nililimitahan nito ang mga reaksyon ng mga libreng radikal sa pamamagitan ng pag-activate ng mga antioxidant enzymes na nagpoprotekta laban sa mga epekto ng pag-iipon.

Ang potensyal na pagpapagaling ng H

Ang bioavailability ng endogenous H ₂ S ay depende sa ilang mga enzim na kasangkot sa biosynthesis ng cysteine ​​sa mga mammal.

Ang ilang mga pag-aaral ay nagmumungkahi na ang H ₂ S donor drug therapy ay maaaring maging kapaki-pakinabang para sa ilang mga pathologies.

Halimbawa, maaaring maging kapaki-pakinabang sa mga pasyente ng diabetes, dahil napagmasdan na ang mga daluyan ng dugo ng mga hayop na may diyabetis ay nagpapabuti sa mga gamot na nagbibigay ng labis na labis na H ₂ S.

Ang _{2 na} ibinibigay ng exogenously ay nagdaragdag ng angiogenesis o pagbuo ng daluyan ng dugo, kaya maaari itong magamit para sa paggamot ng mga malalang sakit na ischemic.

Ang mga gamot ay nililikha na maaaring maglabas ng H ₂ S nang dahan-dahan upang kumilos nang kapaki-pakinabang sa iba't ibang mga sakit. Gayunpaman, ang bisa, kaligtasan at mga mekanismo ng pagkilos nito ay hindi pa masisiyasat.

Mga panganib

Ang H ₂ S ay isang nakamamatay na lason kung nalalanghap nang malinis o kahit na natunaw ng 1 bahagi ng gas sa 200 bahagi ng hangin. Ang mga ibon ay masyadong sensitibo sa H ₂ S at namatay kahit na sa pagbabawas ng 1 sa 1500 na bahagi ng hangin.

Ang hydrogen sulfide o hydrogen sulfide H ₂ S ay isang malakas na lason. May-akda: OpenIcons. Pinagmulan: Pixabay.

Ang H ₂ S ay isang makapangyarihang inhibitor ng ilang mga enzymes at mga proseso ng posporus na phosphorylation, na humahantong sa paghihirap sa cell. Karamihan sa mga tao ay amoy ito sa mga konsentrasyon na mas malaki kaysa sa 5 ppb (mga bahagi bawat bilyon). Ang mga konsentrasyon ng 20-50 ppm (mga bahagi bawat milyon) ay nakakainis sa mga mata at respiratory tract.

Ang isang paglanghap ng 100-250 ppm sa loob ng ilang minuto ay maaaring maging sanhi ng pagkagulo, mga karamdaman sa memorya at mga karamdaman sa motor. Kapag ang konsentrasyon ay nasa paligid ng 150-200 ppm, ang pagkahapo ng olfactory o anosmia ay nangyayari, na nangangahulugang pagkatapos nito ang katangian na amoy ng H ₂ S ay hindi malalaman . Kung ang isang konsentrasyon ng 500 ppm ay inhaled para sa 30 minuto, ang pulmonary edema ay maaaring mangyari at pulmonya.

Ang mga konsentrasyon ng higit sa 600 ppm ay maaaring nakamamatay sa loob ng unang 30 minuto, dahil ang lumpo ay naparalisado. At 800 ppm ay ang konsentrasyon na agad na nakamamatay sa mga tao.

Ang H ₂ S ay dapat na maiiwasan sa pagtakas sa mga laboratoryo, lugar o sa anumang lugar o sitwasyon.

Mahalagang tandaan na maraming namatay ang nangyayari dahil ang mga tao ay pumapasok sa mga nakakulong na puwang upang iligtas ang mga katrabaho o mga miyembro ng pamilya na bumagsak dahil sa pagkalason ng H ₂ S, at namatay din sila.

Ito ay isang nasusunog na gas.

Mga Sanggunian

1. Panthi, S. et al. (2016). Kahalagahan ng Phologicalological ng Hydrogen Sulfide: Ang umuusbong na Potensyal na Neuroprotector at Neuromodulator. Ang Oxidative Medicine at Cellular Longevity. Dami 2016. Artikulo ID 9049782. Nabawi mula sa hindawi.com.
2. Shefa, U. et al. (2018). Antioxidant at Cell-Signaling Function ng Hydrogen Sulfide sa Central Nervous System. Ang Oxidative Medicine at Cellular Longevity. Dami 2018. Artikulo ID 1873962. Nabawi mula sa hindawi.com.
3. Tabassum, R. et al. (2020). Therapeutic kahalagahan ng hydrogen sulfide sa mga sakit na nauugnay sa edad na neurodegenerative. Neural Regen Res 2020; 15: 653-662. Nabawi mula sa nrronline.org.
4. Martelli, A. et al. (2010). Hydrogen Sulphide: Opisyal ng Nobela para sa Discovery ng droga. Mga Review sa Mga Pananaliksik sa Gamot. Dami ng 32, Isyu 6. Nabawi mula sa onlinelibrary.wiley.com.
5. Wang, M.-J. et al. (2010). Mga mekanismo ng angiogenesis: Papel ng hydrogen sulphide. Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology (2010) 37, 764-771. Nabawi mula sa onlinelibrary.wiley.com.
6. Dalefield, R. (2017). Usok at Iba pang Inhaled Toxicants. Hydrogen Sulfide. Sa Veterinary Toxicology para sa Australia at New Zealand. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
7. Selley, RC at Sonnenberg, SA (2015). Mga Katangian sa Pisikal at Chemical ng petrolyo. Hydrogen Sulfide. Sa Mga Elemento ng Petrolohikong Geolohiya (Pangatlong Edisyon). Nabawi mula sa sciencedirect.com.
8. Hocking, MB (2005). Sulfur at Sulfuric Acid. Claus Proseso ng Pagbabago ng Hydrogen Sulfide sa Sulfur. Sa Handbook ng Chemical Technology at Pollution Control (Third Edition). Nabawi mula sa sciencedirect.com.
9. Mas mababa, DJ (2008). Ang potensyal na kahalagahan ng mga pagbabago sa hydrogen sulphide (H ₂ S) bioavailability sa diyabetis. British Journal of Pharmacology (2008) 155, 617-619. Nabawi mula sa bpspubs.onlinelibrary.wiley.com.
10. US National Library of Medicine. (2019). Hydrogen sulfide. Nabawi mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
11. Babor, JA at Ibarz, J. (1965). Makabagong Pangkalahatang Chemistry. Ika-7 Edition. Editoryal Marín, SA