Sulfhydronsyra (H2S) struktur, egenskaper, användning, betydelse

han sulfhydrionsyra o Vätesulfid är en gas som bildas av föreningen av en svavelatom (er) och två väteatomer (H). Dess kemiska formel är h₂S. Det är också känt som sulfidgas. Det är en färglös gas vars lukt blir uppenbar i ruttna ägg.

Det finns i vulkaner och svavelhaltiga varma källor, i naturgas och råolja. Det bildas också under anaerob (utan syre) nedbrytning av växt- och djurens organiska material. Det förekommer naturligt i kroppen av däggdjur, genom verkan av vissa enzymer på cystein, en icke -essentiell aminosyra.

Kemisk formel av sulfhydronsyra eller vätesulfid. Saranphong Yimklan [Public Domain]. Källa: Wikimedia Commons.

De vattenhaltiga lösningarna av h₂S är frätande för metaller som stål. H₂S är en reducerande förening som, när du reagerar med SO₂ , Det oxiderar elementärt svavel medan det minskar till så₂ Också för svavel.

Trots att det är en mycket giftig och dödlig förening för mänskliga och djur har dess betydelse studerats i en serie viktiga processer i kroppen.

Reglerar en serie mekanismer relaterade till generering av nya blodkärl och hjärtans funktion.

Skydda neuroner och har tänkt på dess handling mot sjukdomar som Parkinson och Alzheimers.

På grund av dess kemiska reducering kan han bekämpa oxiderande arter och därmed agera mot cellåldrande. På grund av dessa skäl studeras möjligheten att producera läkemedel att när de levereras till patienter kan långsamt frigöra den i kroppen.

Detta skulle tjäna till att behandla patologier som ischemi, diabetes och neurodegenerativa sjukdomar. Deras verkningsmekanism och deras säkerhet måste dock fortfarande undersökas i djupet.

[TOC]

Strukturera

H -molekulan₂S är analog med vatten, det vill säga de liknar sin form eftersom hydrogener är belägna och bildar en vinkel med svavel.

Vinkelstrukturen i sulfidsyramolekylen, h₂S. Bangin [CC BY-SA 3.0 (http: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0/]]. Källa: Wikimedia Commons.

Svavel i h₂S har följande elektroniska konfiguration:

1s², 2s² 2 p⁶, 3s² 3p⁶,

Ta sedan en elektron av varje väte för att slutföra sitt valenslager.

3D -struktur av sulfidsyra. Gul: Svavel. Vit: Väte. Benjah-Bmm27 [Public Domain]. Källa: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

- Sulfhydrionsyra

- Vätesulfid

- Svaveldydrid.

Fysikaliska egenskaper

Fysiskt tillstånd

Färglös gas med mycket obehaglig lukt.

Molekylvikt

34,08 g/mol.

Smältpunkt

-85,60 ºC.

Kokpunkt

-60,75 ºC.

Densitet

1,1906 g/l.

Löslighet

Måttligt vattenlösligt: ​​2,77 volymer i 1 vatten vid 20 ºC. Det kan kastas ut från den vattenhaltiga lösningen helt genom att skicka den till en koka.

Kemiska egenskaper

I vattenlösning

När vätesulfid är i vattenlösning tilldelas namnet på sulfhydronsyra. Det är en svag syra. Den har två joniserbara protoner:

H₂S + h₂Eller ⇔ h₃ANTINGEN⁺ + Hs^-,       K_a1 = 8,9 x 10^-8

Hs^- + H₂Eller ⇔ h₃ANTINGEN⁺ + S^2-,     K_A2 ∼ 10^-14

Den första protonen är lätt joniserad, vilket kan härledas från dess första joniseringskonstant. Den andra protonen är väldigt lite joniserad, men H: s lösningar₂S innehåller något av svavelanjonen s^2-.

Om H -lösningen₂S utsätts för luften, o₂ Oxida till sulfidjon och svavel fälls ut:

Kan tjäna dig: oxider

2 s^2- + 4 h⁺ + ANTINGEN₂ → 2 h₂O + 2 s⁰↓ (1)

I närvaro av klor CL₂, Bromo br₂ och jod i₂ Motsvarande väte och svavel bildas:

H₂S + br₂ → 2 hbr + s⁰↓ (2)

De vattenhaltiga lösningarna av h₂S är frätande, producerar stresssprickor med sulfid i höga hårda stål. Korrosionsprodukter är järn- och vätesulfid.

Syrereaktion

H₂S reagerar med luftens syre och följande reaktioner kan uppstå:

2 h₂S + 3 o₂ → 2 h₂O + 2 så₂                                               (3)

2 h₂S + o₂ → 2 h₂O + 2 s⁰↓ (4)

Reaktion med metaller

Den reagerar med olika metaller som rör sig till väte och bildar metallsulfid:

H₂S + PB → PBS + H₂↑ (5)

Reaktion med svaveldioxid

I de vulkaniska gaserna finns H₂S och så₂, som reagerar med varandra och fast svavel bildas:

H₂S + så₂ → 2 h₂O + 3 s⁰↓ (6)

Nedbrytning med temperatur

Vätesulfid är inte särskilt stabilt, den bryts lätt genom uppvärmning:

H₂S → h₂↑ + s⁰↓ (7)

Plats i naturen

Denna gas finns naturligtvis i sulfidiska eller svavelösa varma källor, i vulkaniska gaser, i råolja och naturgas.

Svavelvattenmanantial. Николай максимович [CC av 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/av/3.0)]. Källa: Wikimedia Commons.

När olja (eller gas) innehåller betydande spår av h₂S sägs vara "sur", i motsats till "söt", vilket är när det inte innehåller det.

Små mängder h₂S i olja eller gas är ekonomiskt skadliga eftersom en tvättverk måste installeras för att ta bort den, både för att förhindra korrosion och för att göra restgas säker för hushållsbruk som bränsle som bränsle.

Det inträffar när det organiska materialet som innehåller svavel sönderdelas under anaeroba förhållanden (frånvaro av luft), såsom mänskliga, djur och växtavfall.

H utsläpp₂S (blåaktig grön färg) vid Namibias kust, fotograferad av NASA. Dessa utsläpp kommer från organiskt avfall. NASA: s jordobservatorium [CC av 2.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/av/2.0)]. Källa: Wikimedia Commons.

De bakterier som finns i munnen och i mag -tarmkanalen producerar den från de nedbrytbara materialen som grönsaker eller animaliska proteiner innehåller.

Dess karakteristiska lukt gör att dess närvaro i ruttna ägg varnas.

H₂S Det förekommer också i vissa industriella aktiviteter, till exempel i oljeraffinaderier, koksugnar, pappersfabriker, du skulle ha och i matbearbetning.

Syntes i kroppen av däggdjur

H₂S endogent kan förekomma i däggdjursvävnader, bland dessa människan, med två stigar, en enzymatisk och en icke -enzymatisk.

Den icke -enzymatiska vägen består i att minska elementära svavel⁰ till H₂S genom glukosoxidation:

2 c₆H₁₂ANTINGEN₆ (glukos) + 6 s⁰ (svavel) + 3 h₂O → 3 C₃H₆ANTINGEN₃ + 6 h₂S + 3 CO₂         (8)

Kan tjäna dig: klor: historia, egenskaper, struktur, risker, användningar

Den enzymatiska vägen består av h h₂S från L-cysteinen, som är en aminosyras syntetiserad av kroppen. Processen är försäkrad av flera enzymer, såsom cystation.

Sulfhydrinsyra har hittats i hjärnan hos kor. Författare: Arttower. Källa: Pixabay.

Få i laboratoriet eller industriellt

Vätgasgas (h₂) och svavelelementet reagerar inte på normala miljötemperaturer, men över dessa börjar de kombineras, den optimala temperaturen är 310 ºC.

Processen är ändå för långsam, så andra metoder används för att få den, bland dessa följande.

Metallsulfider (såsom järnhaltig sulfid) reagerar med syror (såsom vattenklor) i utspädd lösning.

FES + 2 HCl → FECL₂ + H₂S ↑ (9)

På detta sätt erhålls gasen₂S som med tanke på dess toxicitet måste samlas in säkert.

Industriell användning av H₂S för att producera svavel

Lagring och transport i stora mängder h₂S som skiljer sig från naturgas genom tvätt med aminer är svårt, så klausprocessen används för att förvandla den till svavel.

I oljeraffinaderierna separeras H₂S naturgas genom tvätt med aminer och blir sedan svavel. Författare: Satyaprem. Källa: Pixabay.

I denna process inträffar två reaktioner. I den första h₂S reagerar med syre för att ge det₂, som nämnts ovan (se Reaktion 3).

Den andra är en reaktion katalyserad av järnoxid där SO₂ reduceras och h₂S oxiderar, och de två producerar svavel (se reaktion 6).

På detta sätt erhålls svavel, som enkelt kan lagras och transporteras, samt tilldelas flera användningsområden.

Användbarhet eller betydelse av h₂S endogen i organismen

H₂S endogen är den som förekommer naturligt i organismen som en del av den normala metabolismen hos människor, däggdjur och andra levande varelser.

Trots sitt långvariga rykte för att vara en giftig och giftig gas förknippad med nedbrytning av organiskt material har flera nya studier från 2000 -talet till nutid fastställt att h₂S endogen är en viktig regulator för vissa mekanismer och processer i levande varelse.

H₂S presenterar hög lipofilicitet eller affinitet mot fetter, så det korsar enkelt cellmembran och penetrerar alla typer av celler.

Kardiovaskulära systemet

Hos däggdjur främjar eller reglerar sulfidsyra en serie signaler som reglerar metabolism, hjärtfunktion och cellöverlevnad.

Det utövar en kraftfull effekt på hjärtat, blodkärl och cirkulerande element i blod. Modulerar cellulär metabolism och mitokondriell funktion.

Försvarar njurarna om skadorna orsakade av ischemi.

Gastrointestinal system

Spela en viktig roll som en skyddande faktor mot skador på magslemhinnan. Det beräknas vara en viktig förmedlare av gastrointestinal rörlighet.

Det är troligt att det är involverat i kontrollen av insulinsekretion.

Centrala nervsystemet

Det verkar också i viktiga funktioner i centrala nervsystemet och skyddar oxidativa stressneuroner.

Neuroner skyddas av h₂S endogen. Författare: Gerd Altmann. Källa: Pixabay.

Det uppskattas att det kan skydda mot neurodegenerativa sjukdomar som Parkinsons Parkinson, Alzheimers och Hungintons sjukdom.

Synorgan

Skydda fotoreceptorceller från retinal degeneration inducerad av ljus.

Det kan tjäna dig: litiumkarbonat (Li2CO3): Struktur, egenskaper, användningar

Mot åldrande

H₂Att vara en reducerande art kan konsumeras av en mängd oxiderande medel som cirkulerar i kroppen. Bekämpa oxiderande arter såsom reaktiva syrearter och reaktiva kvävearter i kroppen.

Begränsa reaktionerna från fria radikaler genom aktivering av antioxidantenzymer som skyddar mot åldrande effekter.

Läkande potential för h₂S levereras exogent

Biotillgängligheten för h₂S endogent beror på vissa enzymer involverade i biosyntesen av cystein hos däggdjur.

Vissa studier tyder på att en narkotikabehandling donor don₂S kan vara fördelaktigt för vissa patologier.

Till exempel kan det vara användbart hos diabetespatienter, eftersom det har observerats att blodkärl av diabetiska djur förbättras med läkemedel som levererar H₂Exogen.

H₂S tillhandahöll exogent ökar angiogenes eller bildning av blodkärl, så det kan tjäna för behandling av kroniska ischemi -sjukdomar.

Läkemedel utformas som kan släppa h₂S långsamt för att kunna agera förmånligt om olika sjukdomar. Emellertid måste effektiviteten, säkerheten och mekanismerna för deras handlingar fortfarande undersökas.

Risker

H₂S är ett dödligt gift om det inhaleras ren eller till och med utspädd 1 del av gasen i 200 delar av luften. Fåglar är mycket känsliga för h₂S och dör till och med i utspädning av 1 av 1500 delar av luften.

Sulfidsyra eller vätesulfid h₂S är ett kraftfullt gift. Författare: Openicons. Källa: Pixabay.

H₂S är en kraftfull hämmare av vissa enzymer och oxidativa fosforyleringsprocesser, vilket leder till cell kvävning. De flesta människor uppfattar det olfitoriskt i koncentrationer större än 5 ppb (delar per miljard). Koncentrationerna av 20-50 ppm (delar per miljon) är irriterande för ögonen och luftvägarna.

En inandning av 100-250 ppm under några minuter kan generera brist på samordning, minnesstörningar och motorstörningar. När koncentrationen är cirka 150-200 ppm₂S. Om en 500 ppm -koncentration inhaleras i 30 minuter kan lungödem och lunginflammation produceras.

Koncentrationer av mer än 600 ppm kan vara dödliga inom de första 30 minuterna, eftersom andningsorganen är förlamad. Och 800 ppm är den koncentration som är omedelbart dödlig för människan.

Därför bör det undvikas att det finns h -flyktingar₂S i laboratorier, lokalt eller var som helst eller situation.

Det är viktigt att varna att många dödsfall inträffar eftersom människor går in i utrymmen begränsade till att rädda kollegor eller familjemedlemmar som har kollapsat på grund av förgiftning med H₂S, dö dem också.

Det är en brandfarlig gas.

Referenser

1. Panthi, s. et al. (2016). Fysiologisk betydelse av vätesulfid: Emerging POTNT Neuroprotector and Neuromodulator. Oxidativ medicin och cellulär livslängd. Volym 2016. Artikel ID 9049782. Hyndawi återhämtade sig.com.
2. Shefa, u. et al. (2018). Antioxidant och cellsignaleringsfunktioner hos vätesulfid i centrala nervsystemet. Oxidativ medicin och cellulär livslängd. Volym 2018. Artikel ID 1873962. Hyndawi återhämtade sig.com.
3. Tabassum, r. et al. (2020). Terapeutisk betydelse av vätesulfid vid åldersassocierade neurodegenerativa sjukdomar. Neural Regen Res 2020; 15: 653-662. Nrronline återhämtade sig.org.
4. Martelli, a. et al. (2010). Vätesulfid: Nya möjligheter för läkemedelsupptäckt. Läkemedelsforskningsrecensioner. Volym 32, nummer 6. Hämtad från online -biblioteket.Wiley.com.
5. Wang, m.-J. et al. (2010). Mekanismer för angioges: Vätesulfids roll. Klinisk och experimentell farmakologi och fysiologi (2010) 37, 764-771. Hämtad från online -biblioteket.Wiley.com.
6. Dalefield, r. (2017). Rök och andra inhalerade toxikonter. Vätesulfid. I veterinär toxikologi för Australien och Nya Zeeland. Återhämtat sig från Scientedirect.com.
7. Selley, R.C. och Sonnenberg, s.TILL. (2015). Petroleums fysiska och kemiska egenskaper. Vätesulfid. I delar av petroleumgeologi (tredje upplagan). Återhämtat sig från Scientedirect.com.
8. Hocking, M.B. (2005). Svavelsyra. Claus Processomvandling av vätesulfid till svavel. I Handbook of Chemical Technology and Pollution Control (tredje upplagan). Återhämtat sig från Scientedirect.com.
9. Lefer, D.J. (2008). Potentiell betydelse av förändringar i vätesulfid (h₂S) Bioavhållbarhet vid diabetes. British Journal of Pharmacology (2008) 155, 617-619. Hämtad från BPSPUB.Onlinebibliotek.Wiley.com.
10. ELLER.S. National Library of Medicine. (2019). Vätesulfid. Återhämtat sig från: pubchem.Ncbi.Nlm.Nih.Gov.
11. Port, j.TILL. och Ibarz, J. (1965). Modern allmän kemi. Sjunde upplagan. Marín redaktion, s.TILL.