- Kết cấu
- Danh pháp
- Tính chất vật lý
- Tình trạng thể chất
- Trọng lượng phân tử
- Độ nóng chảy
- Điểm sôi
- Tỉ trọng
- Độ hòa tan
- Tính chất hóa học
- Trong dung dịch nước
- Phản ứng với oxy
- Phản ứng với kim loại
- Phản ứng với lưu huỳnh đioxit
- Phân hủy theo nhiệt độ
- Vị trí trong tự nhiên
- Tổng hợp ở sinh vật có vú
- Thu nhận trong phòng thí nghiệm hoặc công nghiệp
- Sử dụng H trong công nghiệp
- Tính hữu dụng hoặc tầm quan trọng của H
- Hệ tim mạch
- Hệ tiêu hóa
- Hệ thống thần kinh trung ương
- Cơ quan thị giác
- Chống lão hóa
- Khả năng chữa bệnh của H
- Rủi ro
- Người giới thiệu
Các hydrogen sulfide hoặc hydrogen sulfide khí được hình thành bởi sự kết hợp của một nguyên tử lưu huỳnh (S) và hai nguyên tử hydro (H). Công thức hóa học của nó là H 2 S. Nó còn được gọi là khí hydro sunfua. Nó là một chất khí không màu, có mùi hôi của trứng thối.
Nó có trong núi lửa và suối nước nóng có lưu huỳnh, trong khí tự nhiên và dầu thô. Nó cũng được hình thành trong quá trình phân hủy kỵ khí (không có oxy) các chất hữu cơ thực vật và động vật. Nó xuất hiện tự nhiên trong cơ thể động vật có vú, thông qua tác động của một số enzym lên cysteine, một axit amin không thiết yếu.
Công thức hóa học của hiđro sunfua hoặc hiđro sunfua. SARANPHONG YIMKLAN. Nguồn: Wikimedia Commons.
Dung dịch nước H 2 S có tính ăn mòn kim loại như thép. H 2 S là một hợp chất có tính khử, khi phản ứng với SO 2 , nó bị oxi hóa thành lưu huỳnh nguyên tố đồng thời khử SO 2 thành lưu huỳnh.
Mặc dù là một hợp chất có độc tính cao và gây tử vong cho con người và động vật, tầm quan trọng của nó trong một loạt các quá trình quan trọng trong cơ thể đã được nghiên cứu trong một số năm.
Nó điều chỉnh một loạt các cơ chế liên quan đến việc tạo ra các mạch máu mới và hoạt động của tim.
Nó bảo vệ các tế bào thần kinh và được cho là có tác dụng chống lại các bệnh như Parkinson và Alzheimer.
Do khả năng khử hóa học, nó có thể chống lại các chất oxy hóa, do đó có tác dụng chống lại sự lão hóa của tế bào. Do những lý do này, khả năng sản xuất các loại thuốc khi dùng cho bệnh nhân có thể được giải phóng từ từ vào cơ thể đang được nghiên cứu.
Điều này sẽ phục vụ cho việc điều trị các bệnh lý như thiếu máu cục bộ, tiểu đường và các bệnh thoái hóa thần kinh. Tuy nhiên, cơ chế hoạt động và độ an toàn của nó vẫn chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng.
Kết cấu
Phân tử H 2 S tương tự như phân tử của nước, tức là chúng có hình dạng tương tự vì các hydro nằm ở góc với lưu huỳnh.
Cấu trúc góc của phân tử hydro sunfua, H 2 S. Bangin. Nguồn: Wikimedia Commons.
Lưu huỳnh trong H 2 S có cấu hình điện tử sau:
1s 2 , 2s 2 2p 6 , 3s 2 3p 6 ,
Chà, nó mượn một electron từ mỗi hydro để hoàn thành lớp vỏ hóa trị của nó.
Cấu trúc 3D của hydrogen sulfide. Màu vàng: lưu huỳnh. Màu trắng: hydro. 27. Nguồn: Wikimedia Commons.
Danh pháp
- Hydro sunfua
- Hydro sunfua
- Lưu huỳnh hiđrua.
Tính chất vật lý
Tình trạng thể chất
Khí hư không màu, mùi rất khó chịu.
Trọng lượng phân tử
34,08 g / mol.
Độ nóng chảy
-85,60 ° C.
Điểm sôi
-60,75 ° C.
Tỉ trọng
1.1906 g / L.
Độ hòa tan
Hòa tan vừa phải trong nước: 2,77 thể tích trong 1 nước ở 20ºC. Nó có thể được loại bỏ hoàn toàn khỏi dung dịch nước bằng cách đun sôi nó.
Tính chất hóa học
Trong dung dịch nước
Khi hydro sunfua ở trong dung dịch nước, nó được gọi là hydro sunfua. Nó là một axit yếu. Nó có hai proton có thể ion hóa:
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
Proton đầu tiên ion hóa nhẹ, như có thể được suy ra từ hằng số ion hóa đầu tiên của nó. Proton thứ hai ion hóa rất ít, nhưng các dung dịch của H 2 S chứa một số anion sunfua S 2 - .
Nếu để dung dịch H 2 S tiếp xúc với không khí, O 2 sẽ oxi hóa anion sunfua và tạo kết tủa lưu huỳnh:
2 S 2 - + 4 H + + O 2 → 2 H 2 O + 2 S 0 ↓ (1)
Khi có mặt của clo Cl 2 , brom Br 2 và iot I 2 , hiđro halogenua và lưu huỳnh tương ứng được tạo thành:
H 2 S + Br 2 → 2 HBr + S 0 ↓ (2)
Dung dịch nước H 2 S có tính ăn mòn, gây nứt do ứng suất sulfua trong thép có độ cứng cao. Các sản phẩm ăn mòn là sắt sunfua và hydro.
Phản ứng với oxy
H 2 S phản ứng với oxi trong không khí và có thể xảy ra các phản ứng sau:
2 H 2 S + 3 O 2 → 2 H 2 O + 2 SO 2 (3)
2 H 2 S + O 2 → 2 H 2 O + 2 S 0 ↓ (4)
Phản ứng với kim loại
Nó phản ứng với các kim loại khác nhau thay thế hydro và tạo thành sunfua kim loại:
H 2 S + Pb → PbS + H 2 ↑ (5)
Phản ứng với lưu huỳnh đioxit
Trong khí núi lửa, H 2 S và SO 2 có mặt , phản ứng với nhau và tạo thành lưu huỳnh rắn:
H 2 S + SO 2 → 2 H 2 O + 3 S 0 ↓ (6)
Phân hủy theo nhiệt độ
Hydro sunfua không bền lắm, nó dễ bị phân hủy khi đun nóng:
H 2 S → H 2 ↑ + S 0 ↓ (7)
Vị trí trong tự nhiên
Khí này được tìm thấy tự nhiên trong các suối nước nóng có lưu huỳnh hoặc có lưu huỳnh, trong khí núi lửa, trong dầu thô và khí tự nhiên.
Suối nước lưu huỳnh. Николай Максимович. Nguồn: Wikimedia Commons.
Khi dầu (hoặc khí) chứa một lượng đáng kể H 2 S, nó được cho là "chua", ngược lại với "ngọt", tức là khi nó không chứa nó.
Một lượng nhỏ H 2 S trong dầu hoặc khí gây bất lợi về mặt kinh tế vì phải lắp đặt một nhà máy lọc để loại bỏ nó, vừa để chống ăn mòn vừa làm cho khí thải an toàn để sử dụng làm nhiên liệu sinh hoạt.
Nó được tạo ra bất cứ khi nào chất hữu cơ có chứa lưu huỳnh bị phân hủy trong điều kiện yếm khí (không có không khí), chẳng hạn như chất thải của con người, động vật và thực vật.
Khí thải H 2 S (màu mòng két) ngoài khơi bờ biển Namibia, do NASA chụp. Các khí thải này đến từ chất thải hữu cơ. Đài quan sát Trái đất của NASA. Nguồn: Wikimedia Commons.
Vi khuẩn hiện diện trong miệng và trong đường tiêu hóa sản xuất nó từ các vật liệu phân hủy có chứa protein thực vật hoặc động vật.
Mùi đặc trưng của nó làm cho sự hiện diện của nó có thể nhìn thấy trong trứng thối.
H 2 S cũng được sản xuất trong một số hoạt động công nghiệp, chẳng hạn như nhà máy lọc dầu, lò than cốc, nhà máy giấy, xưởng thuộc da và trong chế biến thực phẩm.
Tổng hợp ở sinh vật có vú
H 2 S nội sinh có thể được sản xuất trong các mô của động vật có vú, bao gồm cả con người, theo hai cách, một enzym và một không enzym.
Con đường không phải enzym bao gồm quá trình khử lưu huỳnh nguyên tố S 0 thành H 2 S thông qua quá trình oxy hóa glucozơ:
2 C 6 H 12 O 6 (glucozơ) + 6 S 0 (lưu huỳnh) + 3 H 2 O → 3 C 3 H 6 O 3 + 6 H 2 S + 3 CO 2 (8)
Con đường enzym bao gồm sản xuất H 2 S từ L-cysteine, là một axit amin được tổng hợp bởi cơ thể. Quá trình này được đảm bảo bởi các enzym khác nhau, chẳng hạn như cystathionine-β-synthase và cystathionine-γ-lyase, trong số những loại khác.
Hydrogen sulfide đã được tìm thấy trong não của bò. Tác giả: ArtTower. Nguồn: Pixabay.
Thu nhận trong phòng thí nghiệm hoặc công nghiệp
Khí hydro (H 2 ) và nguyên tố lưu huỳnh (S) không phản ứng ở nhiệt độ môi trường bình thường, nhưng ở trên chúng bắt đầu kết hợp với nhau, với 310 ºC là nhiệt độ tối ưu.
Tuy nhiên, quá trình này quá chậm, vì vậy các phương pháp khác được sử dụng để lấy nó, bao gồm cả những cách sau.
Các sunfua kim loại (chẳng hạn như sunfua sắt) phản ứng với axit (chẳng hạn như clohydric) trong dung dịch loãng.
FeS + 2 HCl → FeCl 2 + H 2 S ↑ (9)
Bằng cách này, khí H 2 S thu được , với tính độc của nó, phải được thu một cách an toàn.
Sử dụng H trong công nghiệp
Việc lưu trữ và vận chuyển một lượng lớn H 2 S được tách ra khỏi khí thiên nhiên bằng cách rửa bằng các amin là rất khó khăn, do đó quá trình Claus được sử dụng để chuyển nó thành lưu huỳnh.
Trong các nhà máy lọc dầu, H 2 S được tách khỏi khí tự nhiên bằng cách rửa với các amin và sau đó chuyển thành lưu huỳnh. Tác giả: SatyaPrem. Nguồn: Pixabay.
Trong quá trình này xảy ra hai phản ứng. Đầu tiên, H 2 S phản ứng với oxi để tạo SO 2 , như đã đề cập ở trên (xem phản ứng 3).
Thứ hai là phản ứng xúc tác oxit sắt trong đó SO 2 bị khử và H 2 S bị oxi hóa, cả hai đều tạo ra lưu huỳnh S (xem phản ứng 6).
Bằng cách này, lưu huỳnh thu được có thể dễ dàng lưu trữ và vận chuyển, cũng như được sử dụng cho nhiều mục đích.
Tính hữu dụng hoặc tầm quan trọng của H
H 2 S nội sinh là H 2 S xuất hiện tự nhiên trong cơ thể như một phần của quá trình trao đổi chất bình thường ở người, động vật có vú và các sinh vật sống khác.
Bất chấp danh tiếng lâu đời của nó là một loại khí độc và độc hại liên quan đến sự phân hủy chất hữu cơ, một số nghiên cứu gần đây từ những năm 2000 đến nay đã xác định rằng H 2 S nội sinh là một chất điều hòa quan trọng của một số cơ chế nhất định. và các quá trình trong cơ thể sống.
H 2 S có tính ưa béo cao hoặc ái lực với chất béo, đó là lý do tại sao nó dễ dàng vượt qua màng tế bào, thâm nhập vào tất cả các loại tế bào.
Hệ tim mạch
Ở động vật có vú, hydrogen sulfide thúc đẩy hoặc điều chỉnh một loạt tín hiệu điều chỉnh sự trao đổi chất, chức năng tim và sự tồn tại của tế bào.
Nó có tác dụng mạnh mẽ đối với tim, mạch máu và các yếu tố lưu thông của máu. Điều chỉnh sự trao đổi chất của tế bào và chức năng của ty thể.
Nó bảo vệ thận khỏi bị hư hại do thiếu máu cục bộ.
Hệ tiêu hóa
Nó đóng vai trò quan trọng là yếu tố bảo vệ niêm mạc dạ dày không bị tổn thương. Người ta tin rằng nó có thể là một chất trung gian quan trọng của nhu động đường tiêu hóa.
Nó có khả năng tham gia vào việc kiểm soát sự tiết insulin.
Hệ thống thần kinh trung ương
Nó cũng hoạt động trong các chức năng quan trọng của hệ thần kinh trung ương và bảo vệ tế bào thần kinh khỏi stress oxy hóa.
Tế bào thần kinh được bảo vệ bởi H 2 S nội sinh. Tác giả: Gerd Altmann. Nguồn: Pixabay.
Người ta ước tính rằng nó có thể bảo vệ chống lại các bệnh thoái hóa thần kinh như Parkinson, Alzheimer và bệnh Hungtinton.
Cơ quan thị giác
Nó bảo vệ các tế bào thụ cảm ánh sáng của võng mạc khỏi sự thoái hóa do ánh sáng gây ra.
Chống lão hóa
H 2 S, là một loài có tính khử, có thể bị tiêu thụ bởi nhiều chất oxy hóa lưu thông trong cơ thể. Nó chống lại các loại oxy hóa như các loại oxy phản ứng và các loại nitơ phản ứng trong cơ thể.
Nó hạn chế phản ứng của các gốc tự do thông qua việc kích hoạt các enzym chống oxy hóa bảo vệ chống lại tác động của quá trình lão hóa.
Khả năng chữa bệnh của H
Khả dụng sinh học của H 2 S nội sinh phụ thuộc vào một số enzym tham gia vào quá trình sinh tổng hợp cysteine ở động vật có vú.
Một số nghiên cứu cho rằng liệu pháp điều trị bằng thuốc hiến tặng H 2 S có thể có lợi cho một số bệnh lý nhất định.
Ví dụ, nó có thể hữu ích ở bệnh nhân đái tháo đường, vì người ta đã quan sát thấy rằng các mạch máu của động vật bị đái tháo đường được cải thiện nhờ các loại thuốc cung cấp H 2 S ngoại sinh.
H 2 S được cung cấp từ bên ngoài làm tăng sự hình thành mạch hoặc hình thành mạch máu, đó là lý do tại sao nó có thể được sử dụng để điều trị các bệnh mãn tính do thiếu máu cục bộ.
Các loại thuốc đang được phát minh có thể giải phóng H 2 S từ từ để tác động có lợi trên các bệnh khác nhau. Tuy nhiên, hiệu quả, độ an toàn và cơ chế hoạt động của nó vẫn chưa được nghiên cứu.
Rủi ro
H 2 S là chất độc gây tử vong nếu hít phải hoặc thậm chí pha loãng 1 phần khí trong 200 phần không khí. Chim rất nhạy cảm với H 2 S và chết ngay cả khi pha loãng 1 trên 1500 phần không khí.
Hydro sunfua hoặc hydro sunfua H 2 S là một chất độc mạnh. Tác giả: OpenIcons. Nguồn: Pixabay.
H 2 S là chất ức chế mạnh một số enzym và quá trình phosphoryl oxy hóa, dẫn đến chết ngạt tế bào. Hầu hết mọi người ngửi thấy nó ở nồng độ lớn hơn 5 ppb (phần tỷ). Nồng độ 20-50 ppm (phần triệu) gây khó chịu cho mắt và đường hô hấp.
Hít vào 100-250 ppm trong vài phút có thể gây mất phối hợp, rối loạn trí nhớ và rối loạn vận động. Khi nồng độ khoảng 150-200 ppm, khứu giác bị mệt mỏi hoặc mất anosmia, có nghĩa là sau đó không phát hiện được mùi đặc trưng của H 2 S. Nếu hít phải nồng độ 500 ppm trong 30 phút, phù phổi có thể xảy ra. và viêm phổi.
Nồng độ hơn 600 ppm có thể gây tử vong trong vòng 30 phút đầu tiên, do hệ thống hô hấp bị tê liệt. Và 800 ppm là nồng độ có thể gây chết người ngay lập tức.
Do đó, H 2 S phải được ngăn chặn thoát ra trong phòng thí nghiệm, cơ sở hoặc tại bất kỳ địa điểm hoặc tình huống nào.
Điều quan trọng cần lưu ý là nhiều trường hợp tử vong xảy ra do mọi người vào chỗ kín để giải cứu đồng nghiệp hoặc thành viên gia đình bị ngã gục do ngộ độc H 2 S, họ cũng chết.
Nó là một chất khí dễ cháy.
Người giới thiệu
- Panthi, S. và cộng sự. (2016). Tầm quan trọng sinh lý của Hydrogen Sulfide: Chất bảo vệ thần kinh tiềm năng mới nổi và chất điều hòa thần kinh. Thuốc oxy hóa và tuổi thọ tế bào. Tập 2016. ID bài viết 9049782. Được khôi phục từ hindawi.com.
- Shefa, U. và cộng sự. (2018). Chức năng chống oxy hóa và tín hiệu tế bào của Hydrogen Sulfide trong hệ thần kinh trung ương. Thuốc oxy hóa và tuổi thọ tế bào. Tập 2018. ID bài viết 1873962. Được khôi phục từ hindawi.com.
- Tabassum, R. và cộng sự. (Năm 2020). Tầm quan trọng điều trị của hydrogen sulfide trong các bệnh thoái hóa thần kinh do tuổi tác. Neural Regen Res 2020; 15: 653-662. Được khôi phục từ nrronline.org.
- Martelli, A. và cộng sự. (2010). Hydrogen Sulphide: Cơ hội khám phá thuốc mới. Đánh giá nghiên cứu dược liệu. Tập 32, Số 6. Phục hồi từ onlinelibrary.wiley.com.
- Wang, M.-J. et al. (2010). Cơ chế hình thành mạch: Vai trò của hydro sunfua. Dược lý lâm sàng và thực nghiệm và sinh lý học (2010) 37, 764-771. Được khôi phục từ onlinelibrary.wiley.com.
- Dalefield, R. (2017). Khói thuốc và các chất độc khi hít phải khác. Hydro sunfua. Trong Độc chất học Thú y cho Úc và New Zealand. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
- Selley, RC và Sonnenberg, SA (2015). Tính chất vật lý và hóa học của dầu mỏ. Hydro sunfua. Trong Các yếu tố của Địa chất Dầu khí (Ấn bản thứ ba). Được khôi phục từ sciricalirect.com.
- Hocking, MB (2005). Lưu huỳnh và Axit sunfuric. Quy trình Claus Chuyển đổi Hydrogen Sulfide thành Sulfur. Trong Sổ tay Công nghệ Hóa học và Kiểm soát Ô nhiễm (Tái bản lần thứ ba). Được khôi phục từ sciricalirect.com.
- Lefer, DJ (2008). Tầm quan trọng tiềm tàng của sự thay đổi sinh khả dụng của hydrogen sulphide (H 2 S) trong bệnh tiểu đường. Tạp chí Dược học Anh (2008) 155, 617-619. Được khôi phục từ bpspubs.onlinelibrary.wiley.com.
- Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ. (2019). Hiđro sunfua. Đã khôi phục từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Babor, JA và Ibarz, J. (1965). Hóa học đại cương hiện đại. Phiên bản thứ 7. Biên tập Marín, SA