- štruktúra
- názvoslovie
- Fyzikálne vlastnosti
- Fyzický stav
- Molekulová hmotnosť
- Bod topenia
- Bod varu
- Hustota
- rozpustnosť
- Chemické vlastnosti
- Vo vodnom roztoku
- Reakcia s kyslíkom
- Reakcia s kovmi
- Reakcia s oxidom siričitým
- Rozklad s teplotou
- Poloha v prírode
- Syntéza v organizme cicavcov
- Získanie v laboratóriu alebo priemyselne
- Priemyselné použitie H
- Užitočnosť alebo význam H
- Kardiovaskulárny systém
- Gastrointestinálny systém
- Centrálny nervový systém
- Orgán zraku
- Proti starnutiu
- Liečivý potenciál H
- riziká
- Referencie
Sírovodík alebo sírovodík plyn je tvorený spojením atómu síry (S) a dva atómy vodíka (H). Jeho chemický vzorec je H 2 S. To je tiež známe ako sírovodík plyn. Je to bezfarebný plyn, ktorého zápach sa prejavuje u zhnitých vajec.
Vyskytuje sa v sopkách a sírnych horúcich prameňoch, v zemnom plyne a v rope. Tvorí sa tiež počas anaeróbneho rozkladu (bez kyslíka) rastlinných a živočíšnych organických látok. Vyskytuje sa prirodzene v tele cicavcov pôsobením určitých enzýmov na cysteín, neesenciálnu aminokyselinu.
Chemický vzorec sírovodíka alebo sírovodíka. SARANPHONG YIMKLAN. Zdroj: Wikimedia Commons.
Vodný H 2 S riešenia sú korozívne pre kovy, ako je oceľ. H 2 S je redukčný zlúčenina, ktorá, keď sa nechá reagovať s SO 2 , oxiduje na elementárnu síru pri súčasnom znížení SO 2 na síru rovnako.
Napriek tomu, že je vysoko toxická a fatálna zlúčenina pre ľudí a zvieratá, jej význam v rade dôležitých procesov v tele sa študoval už niekoľko rokov.
Reguluje celý rad mechanizmov súvisiacich s tvorbou nových krvných ciev a fungovaním srdca.
Chráni neuróny a predpokladá sa, že pôsobí proti chorobám, ako sú Parkinsonova choroba a Alzheimerova choroba.
Vďaka svojej chemickej redukčnej schopnosti môže bojovať s oxidačnými látkami, a tým pôsobiť proti starnutiu buniek. Z týchto dôvodov sa skúma možnosť výroby liekov, ktoré sa pri podávaní pacientom môžu pomaly uvoľňovať do tela.
To by slúžilo na liečenie patológií, ako sú ischémia, cukrovka a neurodegeneratívne choroby. Jeho mechanizmus pôsobenia a jeho bezpečnosť sa však musia dôkladne preskúmať.
štruktúra
H 2 S molekula ako je uvedený vody, to znamená, že majú podobný tvar, pretože atómy vodíka sú umiestnené v uhle so sírou.
Uhlová štruktúra sulfidu molekuly vodíka, H 2 S. Bangin. Zdroj: Wikimedia Commons.
Síra v H 2 S má nasledujúce elektrónovú konfiguráciu:
1s 2 , 2s 2 2p 6 , 3s 2 3p 6 ,
Z každého vodíka si požičiava jeden elektrón, aby dokončil svoj valenčný obal.
3D štruktúra sírovodíka. Žltá: síra. Biela: vodík. Benjah-bmm27. Zdroj: Wikimedia Commons.
názvoslovie
- Sírovodík
- Sírovodík
- hydrid síry.
Fyzikálne vlastnosti
Fyzický stav
Bezfarebný plyn s veľmi nepríjemným zápachom.
Molekulová hmotnosť
34,08 g / mol.
Bod topenia
-85,60 ° C
Bod varu
-60,75 ° C
Hustota
1,1906 g / l.
rozpustnosť
Mierne rozpustný vo vode: 2,77 objemov v 1 vode pri 20 ° C. Môže sa z vodného roztoku úplne vylúčiť jeho varom.
Chemické vlastnosti
Vo vodnom roztoku
Keď je sírovodík vo vodnom roztoku, nazýva sa sírovodík. Je to slabá kyselina. Má dva ionizovateľné protóny:
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
Prvý protón mierne ionizuje, ako je možné odvodiť z jeho prvej ionizačnej konštanty. Druhý protónovej ionizuje veľmi málo, ale roztoky H 2 S obsahujú niektoré z sulfidového aniónu S 2 - .
V prípade, že H 2 S riešením je vystavený vzduchu, O 2 oxiduje sulfid anión a síry zrazenín:
2 S 2 - + 4 H + + O 2 → 2 H 2 O + 2 S 0 ↓ (1)
V prítomnosti chlóru Cl 2 , bróm Br 2 a jód I 2 , sú vytvorené zodpovedajúce Halogénovodíky a síra:
H 2 S + Br 2 → 2 HBr + S 0 ↓ (2)
Vodný H 2 S riešenia sú korozívne, čo sulfid vzniku trhlín pri namáhaní vysokej tvrdosti ocelí. Produkty korózie sú sulfid železa a vodík.
Reakcia s kyslíkom
H 2 S reaguje s kyslíkom vo vzduchu, a môže dôjsť k nasledujúcim reakciám:
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)
Reakcia s kovmi
Reaguje s rôznymi kovmi, ktoré vytesňujú vodík a tvoria sulfid kovov:
H 2 S + Pb → PBS + H 2 ↑ (5)
Reakcia s oxidom siričitým
V sopečných plynov, H 2 S a SO 2 sú prítomné , ktoré reagujú medzi sebou navzájom a pevné síry sa tvorí:
H 2 S + SO 2 → 2 H 2 O + 3 S 0 ↓ (6)
Rozklad s teplotou
Sirovodík nie je príliš stabilný, ľahko sa pri zahrievaní rozkladá:
H 2 S → H 2 ↑ + S 0 ↓ (7)
Poloha v prírode
Tento plyn sa prirodzene vyskytuje v sírnych alebo sírnych horúcich prameňoch, v sopečných plynoch, v rope a v zemnom plyne.
Prameň sírnej vody. Николай Максимович. Zdroj: Wikimedia Commons.
Keď olej (alebo plyn) obsahuje významné stopy H 2 S sa hovorí, že je "kyslý", na rozdiel od "sladké", čo je, keď neobsahuje to.
Malé množstvo H 2 S v ropy alebo zemného plynu, sú ekonomicky škodlivé, pretože čistenie zariadenia musia byť inštalované na jeho odstránenie, a to, aby sa zabránilo korózii a aby sa odpadového plynu bezpečný pre domáce použitie ako palivo.
Vyrába sa vždy, keď sa organická hmota obsahujúca síru za anaeróbnych podmienok (neprítomnosť vzduchu), ako je ľudský, živočíšny a rastlinný odpad, rozkladá.
Emisie H 2 S (šedozelená) pri pobreží Namíbie, fotografované NASA. Tieto emisie pochádzajú z organického odpadu. Observatórium Zeme NASA. Zdroj: Wikimedia Commons.
Baktérie prítomné v ústach a gastrointestinálnom trakte ich produkujú z degradovateľných materiálov, ktoré obsahujú rastlinné alebo živočíšne proteíny.
Jeho charakteristický zápach zviditeľňuje jeho prítomnosť v zhnitých vajciach.
H 2 S sa tiež vyrába v určitých priemyselných činnostiach, ako sú ropné rafinérie, koksovacie pece, papierne, garbiarne a pri spracovaní potravín.
Syntéza v organizme cicavcov
Endogénne H 2 S môže byť produkovaný v cicavčích tkanivách, vrátane človeka, v dvoch smeroch, jeden enzymatických a jeden neenzymatické.
Neenzymatické cesta spočíva v redukcii elementárnej síry s 0 až H 2 S pomocou oxidácie glukózy:
2 C 6 H 12 O 6 (glukóza) + 6 S 0 (síra) + 3 H 2 O → 3 C 3 H 6 O 3 + 6 H 2 S + 3 CO 2 (8)
Enzymatická dráha sa skladá z produkcie H 2 S od L-cysteínu, ktorý je aminokyselina syntetizuje v tele. Tento proces je okrem iného zabezpečený rôznymi enzýmami, ako je napríklad cystationín-P-syntáza a cystationín-y-lyáza.
V mozgoch kráv sa našiel sírovodík. Autor: ArtTower. Zdroj: Pixabay.
Získanie v laboratóriu alebo priemyselne
Plynný vodík (H 2 ), a prvok síra (S), nereagujú pri normálnej teplote okolia, ale nad nimi začnú kombinovať, s 310 ° C, že optimálna teplota.
Proces je však príliš pomalý, preto sa na jeho získanie používajú ďalšie metódy, vrátane nasledujúcich.
Sulfidy kovov (ako je sulfid železitý) reagujú s kyselinami (ako je kyselina chlorovodíková) v zriedenom roztoku.
FeS + 2 HCl → FeCl 2 + H 2 S ↑ (9)
Týmto spôsobom, H 2 S sa získa plyn , ktorý, vzhľadom k jeho toxicite, musí byť zhromažďované bezpečne.
Priemyselné použitie H
Skladovanie a doprava vo veľkom množstve na H 2 S, ktorá je oddelená od zemného plynu premytím s amínmi je ťažké, a preto je proces Claus sa používa na jej premene na síru.
V ropných rafinériách, H 2 S je oddelená od zemného plynu vymývaním s amíny a potom sa prevedie na síru. Autor: SatyaPrem. Zdroj: Pixabay.
V tomto procese sa vyskytujú dve reakcie. V prvom, H 2 S reaguje s kyslíkom za vzniku SO 2 , ako je uvedené vyššie (pozri reakcia 3).
Druhým je oxid železa katalyzovaná reakcia, kde SO 2 sa zníži a H 2 S oxiduje, pričom oba produkujú síry S (pozri reakcia 6).
Týmto spôsobom sa získa síra, ktorú je možné ľahko skladovať a prepravovať, ako aj určovať na viacnásobné použitie.
Užitočnosť alebo význam H
Endogénne H 2 S je ten, ktorý sa prirodzene vyskytuje v organizme ako súčasť normálneho metabolizmu u ľudí, cicavcov a iných živých bytostí.
Cez jeho dlhotrvajúci povesti jedovatého a jedovatých plynov spojené s poruchou organickej hmoty, niekoľko nedávnych štúdií od 2000s do súčasnosti zistili, že endogénne H 2 S je dôležitým regulátorom určitých mechanizmov. a procesy v živej bytosti.
H 2 S má vysokú lipofilitu alebo afinitu k tukov, čo je dôvod, prečo sa krížia bunkovej membrány ľahko preniká všetky typy buniek.
Kardiovaskulárny systém
U cicavcov sírovodík podporuje alebo reguluje rad signálov, ktoré regulujú metabolizmus, srdcové funkcie a prežitie buniek.
Má silný účinok na srdce, krvné cievy a krvné obehové prvky. Moduluje bunkový metabolizmus a mitochondriálnu funkciu.
Chráni obličky pred poškodením spôsobeným ischémiou.
Gastrointestinálny systém
Hrá dôležitú úlohu ako ochranný faktor proti poškodeniu žalúdočnej sliznice. Predpokladá sa, že môže byť dôležitým mediátorom gastrointestinálnej motility.
Je pravdepodobne zapojený do kontroly sekrécie inzulínu.
Centrálny nervový systém
Pôsobí tiež pri dôležitých funkciách centrálneho nervového systému a chráni neuróny pred oxidačným stresom.
Neuróny sú chránené endogénne H 2 S. Autor: Gerd Altmann. Zdroj: Pixabay.
Odhaduje sa, že dokáže chrániť pred neurodegeneratívnymi ochoreniami, ako sú Parkinsonova, Alzheimerova a Hungtintonova choroba.
Orgán zraku
Chráni fotoreceptorové bunky sietnice pred degeneráciou vyvolanou svetlom.
Proti starnutiu
H 2 S, pričom redukčné druhov, môžu byť konzumované rôznymi oxidačnými činidlami, ktoré sa pohybujú v tele. Bojuje s oxidujúcimi druhmi, ako sú reaktívne druhy kyslíka a reaktívne formy dusíka v tele.
Obmedzuje reakcie voľných radikálov prostredníctvom aktivácie antioxidačných enzýmov, ktoré chránia pred účinkami starnutia.
Liečivý potenciál H
Biologická dostupnosť endogénne H 2 S závisí od určitých enzýmov podieľajúcich sa na biosyntéze cysteínu u cicavcov.
Niektoré štúdie ukazujú, že H 2 S darcu farmakoterapie by mohlo byť výhodné pre určité patológiou.
Napríklad by mohlo byť užitočné u pacientov s diabetom, pretože bolo pozorované, že cievy diabetických zvierat zlepšiť s liekmi, ktoré napájací exogénne H 2 S.
H 2 S dodáva exogénne zvyšuje tvorbu angiogenézu alebo krvných ciev, a tak by mohli byť použité na liečbu chronických ischemických ochorení.
Lieky sú navrhnuté, ktoré môžu uvoľňovať H 2 S pomaly, aby sa pôsobí priaznivo na rôznych ochorení. Účinnosť, bezpečnosť a mechanizmy jeho pôsobenia sa však ešte musia preskúmať.
riziká
H 2 S je fatálna jed pri vdýchnutí v čistom stave alebo dokonca zriedený 1 časť plynu v 200 dielov vzduchu. Vtáky sú veľmi citlivé na H 2 S a umierajú aj pri zriedení v pomere 1: 1500 dielov vzduchu.
Sírovodík alebo sírovodík H 2 S je silný jed. Autor: OpenIcons. Zdroj: Pixabay.
H 2 S je silným inhibítor niektorých enzýmov a oxidatívny fosforylácie procesy, čo vedie k bunkovej uduseniu. Väčšina ľudí to cíti pri koncentráciách vyšších ako 5 ppb (ppm). Koncentrácie 20 - 50 ppm (diely na milión) dráždia oči a dýchacie cesty.
Vdýchnutie 100 - 250 ppm počas niekoľkých minút môže spôsobiť nekoordináciu, poruchy pamäti a motorické poruchy. Ak je koncentrácia je asi 150 až 200 ppm, čuchový únava alebo strata čuchu dôjde, čo znamená, že potom charakteristická vôňa H 2 S nemôžu byť detekované . Ak je koncentrácia 500 ppm je inhalovaný po dobu 30 minút, môže dôjsť k pľúcny edém. a zápal pľúc.
Koncentrácie viac ako 600 ppm môžu byť fatálne počas prvých 30 minút, pretože je dýchací systém ochrnutý. A 800 ppm je koncentrácia, ktorá je pre človeka okamžite smrteľná.
H 2 S preto zabráňte úniku v laboratóriách, priestoroch alebo v akomkoľvek mieste alebo situáciu.
Je potrebné poznamenať dôležité, že mnoho úmrtí dochádza, pretože ľudia vstupujú do uzavretých priestorov záchrannej spolupracovníkmi alebo členmi rodiny, ktorí sa zrútila kvôli H 2 S otravou , a oni zomrú.
Je to horľavý plyn.
Referencie
- Panthi, S. a kol. (2016). Fyziologický význam sírovodíka: vznikajúci silný neurochránca a neuromodulátor. Oxidačná medicína a bunková dlhovekosť. Zväzok 2016. ID článku 9049782. Obnovené zo stránky hindawi.com.
- Shefa, U. a kol. (2018). Antioxidačné a bunkové signalizačné funkcie sírovodíka v centrálnom nervovom systéme. Oxidačná medicína a bunková dlhovekosť. Zväzok 2018. ID článku 1873962. Obnovené zo stránky hindawi.com.
- Tabassum, R. a kol. (2020). Terapeutický význam sírovodíka pri neurodegeneratívnych ochoreniach spojených s vekom. Neural Regen Res 2020; 15: 653-662. Získané z nrronline.org.
- Martelli, A. a kol. (2010). Sirovodík: nová príležitosť na objavovanie liekov. Recenzie lekárskych výskumov. Zväzok 32, Vydanie 6. Obnovené z onlinelibrary.wiley.com.
- Wang, M.-J. a kol. (2010). Mechanizmy angiogenézy: Úloha sírovodíka. Klinická a experimentálna farmakológia a fyziológia (2010) 37, 764-771. Obnovené z adresy onlinelibrary.wiley.com.
- Dalefield, R. (2017). Dym a iné vdýchnuté škodliviny. Sírovodík. Vo veterinárnej toxikológii pre Austráliu a Nový Zéland. Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
- Selley, RC a Sonnenberg, SA (2015). Fyzikálne a chemické vlastnosti ropy. Sírovodík. In Elements of Petroleum Geology (3. vydanie). Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
- Hocking, MB (2005). Síra a kyselina sírová. Clausov proces premeny sírovodíka na síru. V Handbook of Chemical Technology and Pollution Control (Third Edition). Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
- Lefer, DJ (2008). Potenciálny význam zmien v sírovodíka (H 2 S) biologická dostupnosť u diabetu. British Journal of Pharmacology (2008) 155, 617 - 619. Obnovené z bpspubs.onlinelibrary.wiley.com.
- Americká národná lekárska knižnica. (2019). Sírovodík. Získané z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Babor, JA a Ibarz, J. (1965). Moderná všeobecná chémia. 7. vydanie. Editorial Marín, SA