กรดซัลฟิวริก (H2S): คุณสมบัติความเสี่ยงและการใช้ประโยชน์

ไฮโดรเจนซัลไฟด์ เป็นชื่อสามัญของไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H 2 S) มันถือได้ว่าเป็นกรดไฮดราไซด์ในสารละลาย (H 2 S (aq))

การพิจารณาของกรดซัลไฟด์ไฮดริกนั้นให้ทั้งๆที่ความสามารถในการละลายต่ำในน้ำของสารเคมีนี้ โครงสร้างของมันถูกนำเสนอในรูปที่ 1 (EMBL-EBI, 2005)

ดังนั้นไฮโดรเจนซัลไฟด์จึงละลายได้ในน้ำเล็กน้อย เมื่อสลายตัวจะเกิดเป็นกรดซัลไฟด์ไอออนหรือไฮโดรซัลไฟด์ไอออน (HS-) สารละลายไฮโดรเจนซัลไฟด์หรือไฮโดรเจนซัลไฟด์ไม่มีสีและเมื่อสัมผัสกับอากาศค่อย ๆ ออกซิไดซ์ธาตุซึ่งไม่ละลายในน้ำ

ซัลเฟอร์ไดออน S 2 - มีอยู่ในสารละลายแอลคาไลน์ที่รุนแรงเท่านั้น เป็นพื้นฐานที่ยอดเยี่ยมด้วย pKa> 14

H 2 S เกิดขึ้นจากการที่กำมะถันธาตุสัมผัสกับสารอินทรีย์โดยเฉพาะที่อุณหภูมิสูง ไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นโควาเลนต์ไฮไดรด์ที่เกี่ยวข้องทางเคมีกับน้ำ (H 2 O) เนื่องจากออกซิเจนและซัลเฟอร์ผลิตในกลุ่มเดียวกันกับตารางธาตุ

มันมักจะส่งผลให้แบคทีเรียทำลายสารอินทรีย์ในกรณีที่ไม่มีออกซิเจนเช่นในหนองน้ำและท่อระบายน้ำทิ้ง (รวมถึงกระบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน) นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นในก๊าซภูเขาไฟก๊าซธรรมชาติและน้ำบางส่วน

เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องระลึกไว้ว่าไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นผู้มีส่วนร่วมในวัฏจักรกำมะถันซึ่งเป็นวัฏจักรทางชีวเคมีเคมีของซัลเฟอร์บนโลก (รูปที่ 2)

ดังกล่าวข้างต้นแบคทีเรียลดซัลเฟอร์และซัลเฟตได้รับพลังงานออกซิเดชันจากไฮโดรเจนหรือโมเลกุลอินทรีย์ในกรณีที่ไม่มีออกซิเจนโดยการลดซัลเฟอร์หรือซัลเฟตเป็นไฮโดรเจนซัลไฟด์

แบคทีเรียอื่น ๆ ปล่อยไฮโดรเจนซัลไฟด์จากกรดอะมิโนที่มีซัลเฟอร์ แบคทีเรียหลายกลุ่มสามารถใช้ไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นเชื้อเพลิงออกซิไดซ์ไปยังธาตุกำมะถันหรือซัลเฟตโดยใช้ออกซิเจนหรือไนเตรตเป็นสารออกซิแดนท์

แบคทีเรียกำมะถันบริสุทธิ์และแบคทีเรียสีเขียวกำมะถันใช้ไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นผู้บริจาคอิเล็กตรอนในการสังเคราะห์ด้วยแสงดังนั้นจึงผลิตธาตุกำมะถัน

อันที่จริงแล้วการสังเคราะห์ด้วยแสงโหมดนี้มีอายุมากกว่าโหมดของไซยาโนแบคทีเรียแบคทีเรียสาหร่ายและพืชที่ใช้น้ำเป็นผู้บริจาคอิเล็กตรอนและปล่อยออกซิเจน (Human Metabolome Database, 2017)

ผลิตไฮโดรเจนซัลไฟด์อยู่ที่ไหน

ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H 2 S) เกิดขึ้นตามธรรมชาติในน้ำมันดิบก๊าซธรรมชาติก๊าซภูเขาไฟและน้ำพุร้อน นอกจากนี้ยังสามารถเป็นผลมาจากการย่อยสลายแบคทีเรียของสารอินทรีย์ มันถูกผลิตโดยมนุษย์และของเสียจากสัตว์ด้วย

แบคทีเรียที่พบในปากและทางเดินอาหารผลิตไฮโดรเจนซัลไฟด์จากแบคทีเรียที่สลายวัสดุที่มีโปรตีนจากพืชหรือสัตว์

ไฮโดรเจนซัลไฟด์อาจเป็นผลมาจากกิจกรรมอุตสาหกรรมเช่นการแปรรูปอาหารโค้กโอเวนโรงงานกระดาษคราฟท์โรงฟอกหนังและโรงกลั่นน้ำมัน (หน่วยงานสำหรับสารพิษและรีจิสตรีโรค 2011)

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

ไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นก๊าซไม่มีสีมีกลิ่นรุนแรงของไข่เน่า สารละลายไฮโดรเจนซัลไฟด์ไม่มีสีโดยไม่มีกลิ่น

สารประกอบนี้มีน้ำหนักโมเลกุล 34.1 g / mol สารละลายในน้ำมีความหนาแน่น 1.343 g / ml มันมีจุดหลอมเหลว -82 ° C และจุดเดือด -60 ° C มันละลายได้ในน้ำเล็กน้อยสามารถละลายได้เพียง 4 กรัมต่อลิตรของตัวทำละลายนี้ที่ 20 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015)

ไฮโดรเจนซัลไฟด์ทำปฏิกิริยาเป็นกรดและเป็นตัวรีดิวซ์ มันระเบิดเมื่อสัมผัสกับออกซิเจน difluoride, bromine pentafluoride, คลอรีน trifluoride, dichloride ออกไซด์และ fulminate เงิน มันสามารถจุดชนวนและระเบิดเมื่อสัมผัสกับผงทองแดงในที่ที่มีออกซิเจน

มันสามารถตอบสนองในทำนองเดียวกันกับโลหะผงอื่น ๆ มันถูกจุดไฟเมื่อสัมผัสกับออกไซด์ของโลหะและเปอร์ออกไซด์ (แบเรียมเปอร์ออกไซด์, โครเมียมออกไซด์, คอปเปอร์ออกไซด์, ตะกั่วไดออกไซด์, แมงกานีสไดออกไซด์, นิกเกิลออกไซด์, ซิลเวอร์ออกไซด์, ซิลเวอร์ออกไซด์, แทลเลียมไตรออกไซด์, โซเดียมเปอร์ออกไซด์ ปรอทออกไซด์, แคลเซียมออกไซด์)

มันถูกจุดติดด้วยซิลเวอร์โบรเมต, ตะกั่ว (II) ไฮโปคลอไรต์, ทองแดงโครเมต, กรดไนตริก, ตะกั่วออกไซด์ (IV) และออกไซด์ มันสามารถจุดไฟได้ถ้าผ่านท่อเหล็กที่เป็นสนิม ทำปฏิกิริยากับฐานความร้อน

ความร้อนของปฏิกิริยากับโซดาไลม์, โซดาไฟ, โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์, แบเรียมไฮดรอกไซด์อาจทำให้เกิดประกายไฟหรือการระเบิดของส่วนที่ไม่ทำปฏิกิริยาในอากาศ / ออกซิเจน (HYDROGEN SULFIDE, 2016)

ปฏิกิริยาและอันตราย

H 2 S ถือเป็นสารประกอบที่เสถียรแม้ว่าจะมีความไวไฟสูงและเป็นพิษอย่างยิ่ง

สารประกอบนั้นหนักกว่าอากาศและสามารถเดินทางไกลไปยังแหล่งกำเนิดประกายไฟและสำรองได้ มันสามารถสร้างสารผสมที่ระเบิดได้กับอากาศในช่วงกว้าง

นอกจากนี้ยังทำปฏิกิริยาระเบิดกับโบรมีนเพนตาฟลูออไรด์, คลอรีนไตรฟลูออไรด์, ไนโตรเจนไตรโอไดด์, ไนโตรเจนไตรคลอไรด์, ออกซิเจนดิฟลูออไรด์และฟีนิลไดเซียมคลอไรด์

เมื่อถูกความร้อนจนถึงการสลายตัวจะปล่อยควันพิษสูงของซัลเฟอร์ออกไซด์ เข้ากันไม่ได้กับวัสดุหลายชนิดรวมถึงสารออกซิไดซ์อย่างแรง, โลหะ, กรดไนตริกที่แข็งแกร่ง, โบรมีนเพนตาฟลูออไรด์, คลอรีนไตรฟลูออไรด์, ไนโตรเจนไตรโอไดด์, ไตรคลอไรด์ไนโตรเจน

ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H 2 S) มีหน้าที่รับผิดชอบในการสัมผัสกับพิษจากการทำงานโดยเฉพาะในอุตสาหกรรมน้ำมัน ผลทางคลินิกของ H 2 S ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นและระยะเวลาของการสัมผัส

H 2 S เสียชีวิตทันทีเมื่อความเข้มข้นมากกว่า 500-1, 000 ส่วนต่อล้าน (ppm) แต่การได้รับความเข้มข้นต่ำกว่าเช่น 10-500 ppm สามารถทำให้เกิดอาการระบบทางเดินหายใจหลากหลายตั้งแต่โรคจมูกอักเสบจนถึงไม่เพียงพอ ระบบหายใจเฉียบพลัน

H 2 S ยังสามารถส่งผลกระทบต่ออวัยวะต่าง ๆ ทำให้เกิดความผิดปกติชั่วคราวหรือถาวรในระบบประสาท, หัวใจและหลอดเลือด, ไต, ตับและระบบโลหิต

เรานำเสนอกรณีของการสัมผัสกับ H 2 S ที่นำไปสู่การมีส่วนร่วมของหลายอวัยวะ, การหายใจล้มเหลวเฉียบพลัน, การจัดระเบียบของโรคปอดบวมและการช็อกคล้ายกับการติดเชื้อเฉียบพลัน ในกรณีนี้ผู้ป่วยยังพัฒนาโรคปอดที่มีข้อ จำกัด และอุดกั้นไม่รุนแรงและเส้นประสาทส่วนปลาย (Al-Tawfiq, 2010)

การสูด

ในกรณีที่สูดหายใจเอาไปเก็บไว้นอกอาคารและพักผ่อนในท่าที่สบายเพื่อหายใจ ถ้าไม่หายใจให้ทำการช่วยหายใจ หากหายใจลำบากบุคลากรที่ได้รับการฝึกอบรมควรให้ออกซิเจน

สัมผัสกับผิวหนัง

ในกรณีที่สัมผัสกับผิวหนังควรล้างด้วยน้ำปริมาณมาก ของเหลวที่มีความดันสามารถทำให้เกิดอาการบวมเป็นน้ำเหลือง ในกรณีที่สัมผัสกับของเหลวที่มีแรงดันควรแช่แข็งในโซนร้อนทันทีด้วยน้ำอุ่นไม่เกิน 41 องศาเซลเซียส

อุณหภูมิของน้ำต้องทนได้กับผิวปกติ ควรอุ่นเครื่องของผิวหนังเป็นเวลาอย่างน้อย 15 นาทีหรือจนกว่าสีและความรู้สึกปกติจะกลับสู่บริเวณที่ได้รับผลกระทบ ในกรณีของการสัมผัสขนาดใหญ่เสื้อผ้าจะถูกลบออกในขณะที่อาบน้ำด้วยน้ำอุ่น

สัมผัสกับตา

ในกรณีที่สัมผัสกับดวงตาให้ล้างตาด้วยน้ำสะอาดอย่างน้อย 15 นาที ให้เปลือกตาเปิดและอยู่ห่างจากดวงตาเพื่อให้แน่ใจว่าทุกพื้นผิวล้างได้ดี

การกลืนกินจะไม่ถือเป็นเส้นทางการสัมผัสที่เป็นไปได้ สำหรับกรณีอื่น ๆ ต้องได้รับการรักษาพยาบาลทันที (Praxair, 2016)

การใช้งาน

1- การผลิตกำมะถัน

หน่วยการกู้คืนซานตาคลอสประกอบด้วยเตาเผาไหม้, หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง, คอนเดนเซอร์กำมะถันและชุดของขั้นตอนการเร่งปฏิกิริยาซึ่งแต่ละชุดมีพนักงานอุ่น, เตียงเร่งปฏิกิริยาและคอนเดนเซอร์กำมะถัน โดยปกติจะใช้ขั้นตอนการเร่งปฏิกิริยาสองหรือสามขั้นตอน

กระบวนการของคลอสเปลี่ยนไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นธาตุกำมะถันผ่านปฏิกิริยาสองขั้นตอน

ขั้นตอนแรกเกี่ยวข้องกับการควบคุมการเผาไหม้ของก๊าซฟีดเพื่อแปลงไฮโดรเจนซัลไฟด์ประมาณหนึ่งในสามให้เป็นซัลเฟอร์ไดออกไซด์และปฏิกิริยาที่ไม่เร่งปฏิกิริยาของไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่ไม่เผาด้วยซัลเฟอร์ไดออกไซด์

ในขั้นตอนที่สองปฏิกิริยาของคลอส, ไฮโดรเจนซัลไฟด์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์จะทำปฏิกิริยากับตัวเร่งปฏิกิริยาในการผลิตกำมะถันและน้ำ

ปริมาณของอากาศที่เผาไหม้ถูกควบคุมอย่างแน่นหนาเพื่อเพิ่มการฟื้นตัวของซัลเฟอร์ให้ได้มากที่สุดเช่นการคงสภาพของปฏิกิริยาตอบสนองที่เหมาะสมของไฮโดรเจนซัลไฟด์ 2: 1 ให้เป็นซัลเฟอร์ไดออกไซด์ผ่านเครื่องปฏิกรณ์ปลายน้ำ

โดยปกติแล้วการกู้คืนกำมะถันสูงถึง 97% สามารถทำได้ (US Library of Medicine, 2011)

2- เคมีวิเคราะห์

เป็นเวลากว่าศตวรรษที่ไฮโดรเจนซัลไฟด์มีความสำคัญในการวิเคราะห์ทางเคมีในการวิเคราะห์อนินทรีย์เชิงคุณภาพของไอออนโลหะ

ในการวิเคราะห์เหล่านี้ไอออนโลหะหนัก (และไม่ใช่โลหะ) จะตกตะกอน (เช่น Pb (II), Cu (II), Hg (II), As (III) จากการแก้ปัญหาหลังจากสัมผัสกับ H2S การตกตะกอนที่เกิดขึ้นจะละลายอีกครั้งด้วยการเลือกที่แน่นอนและถูกระบุดังนั้น

3- การใช้งานอื่น ๆ

สารประกอบนี้ยังใช้ในการลบดิวเทอเรียมออกไซด์หรือน้ำหนักออกจากน้ำปกติผ่านกระบวนการซัลไฟด์ Girdler

นักวิทยาศาสตร์ที่ University of Exeter ค้นพบว่าการได้รับก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ในปริมาณเล็กน้อยสามารถป้องกันความเสียหายจากไมโตคอนเดรีย

เมื่อเซลล์ถูกตรึงด้วยโรคเอนไซม์จะถูกดึงดูดไปยังเซลล์เพื่อผลิตไฮโดรเจนซัลไฟด์ในปริมาณเล็กน้อย การศึกษาครั้งนี้อาจมีผลกระทบมากขึ้นในการป้องกันโรคหลอดเลือดสมอง, โรคหัวใจและโรคข้ออักเสบ (Stampler, 2014)

ไฮโดรเจนซัลไฟด์สามารถมีคุณสมบัติต่อต้านริ้วรอยโดยการปิดกั้นสารเคมีทำลายภายในเซลล์มีคุณสมบัติคล้ายกับ resveratrol สารต้านอนุมูลอิสระที่พบในไวน์แดง