- Struktura
- Nomenklatura
- Fyzikální vlastnosti
- Fyzický stav
- Molekulární váha
- Bod tání
- Bod varu
- Hustota
- Rozpustnost
- Chemické vlastnosti
- Ve vodném roztoku
- Reakce s kyslíkem
- Reakce s kovy
- Reakce s oxidem siřičitým
- Rozklad s teplotou
- Poloha v přírodě
- Syntéza v savčím organismu
- Získání v laboratoři nebo průmyslově
- Průmyslové použití H
- Užitečnost nebo význam H
- Kardiovaskulární systém
- Gastrointestinální systém
- Centrální nervový systém
- Orgán vidění
- Proti stárnutí
- Léčivý potenciál H
- Rizika
- Reference
Sirovodík nebo sirovodík plyn je tvořen spojením atomu síry (S) a dva atomy vodíku (H). Jeho chemický vzorec je H 2 S. To je také známé jako sirovodík plyn. Je to bezbarvý plyn, jehož zápach je patrný u shnilých vajec.
Vyskytuje se v sopkách a sirných horkých pramenech, v zemním plynu a v ropě. Vzniká také během anaerobního rozkladu (bez kyslíku) rostlinných a živočišných organických látek. Vyskytuje se přirozeně v těle savců působením určitých enzymů na cystein, neesenciální aminokyselinu.
Chemický vzorec sirovodíku nebo sirovodíku. SARANPHONG YIMKLAN. Zdroj: Wikimedia Commons.
Vodný H 2 S řešení jsou korozivní pro kovy, jako je ocel. H 2 S je redukční sloučenina, která, když se nechá reagovat s SO 2, oxiduje na elementární síru při současném snížení SO 2 na síru stejně.
Přestože je vysoce toxická a fatální složka pro lidi a zvířata, byl její význam v řadě důležitých procesů v těle studován již několik let.
Reguluje řadu mechanismů souvisejících s vytvářením nových krevních cév a fungováním srdce.
Chrání neurony a předpokládá se, že působí proti chorobám, jako je Parkinsonova a Alzheimerova choroba.
Díky své chemické redukční kapacitě může bojovat s oxidačními látkami, a tak působit proti buněčnému stárnutí. Z těchto důvodů se zkoumá možnost výroby léčiv, které mohou být při podávání pacientům pomalu uvolňovány do těla.
To by sloužilo k léčbě patologií, jako je ischemie, diabetes a neurodegenerativní onemocnění. Jeho mechanismus působení a jeho bezpečnost však musí být důkladně prozkoumány.
Struktura
H 2 S molekula jako je uveden vody, to znamená, že mají podobný tvar, protože atomy vodíku jsou umístěny v úhlu se sírou.
Úhlová struktura sulfidu molekuly vodíku, H 2 S. Bangin. Zdroj: Wikimedia Commons.
Síra v H 2 S má následující elektronickou konfiguraci:
1s 2, 2s 2 2p 6, 3s 2 3p 6, Dobře, půjčí si z každého vodíku jeden elektron, aby dokončil svůj valenční obal.
3D struktura sirovodíku. Žlutá: síra. Bílá: vodík. Benjah-bmm27. Zdroj: Wikimedia Commons.
Nomenklatura
- Sirovodík
- Sirovodík
- Hydrid síry.
Fyzikální vlastnosti
Fyzický stav
Bezbarvý plyn s velmi nepříjemným zápachem.
Molekulární váha
34,08 g / mol.
Bod tání
-85,60 ° C
Bod varu
-60,75 ° C
Hustota
1,1906 g / l.
Rozpustnost
Mírně rozpustný ve vodě: 2,77 objemu v 1 vody při 20 ° C. Může být zcela odstraněna z vodného roztoku jeho vařením.
Chemické vlastnosti
Ve vodném roztoku
Když je sirovodík ve vodném roztoku, nazývá se sirovodík. Je to slabá kyselina. Má dva ionizovatelné protony:
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
První proton lehce ionizuje, jak lze odvodit z jeho první ionizační konstanty. Druhý protonové ionizuje velmi málo, ale roztoky H 2 S obsahují některé z sulfidového aniontu S 2 -.
V případě, že H 2 S řešením je vystaven vzduchu, O 2 oxiduje sulfid anion a síry sraženin:
2 S 2 - + 4 H + + O 2 → 2 H 2 O + 2 S 0 ↓ (1)
V přítomnosti chlóru Cl 2, brom Br 2 a jod I 2, jsou vytvořeny odpovídající halogenovodík a síra:
H 2 S + Br 2 → 2 HBr + S 0 ↓ (2)
Vodný H 2 S řešení jsou korozivní, což sulfid vzniku trhlin při namáhání vysoké tvrdosti ocelí. Produkty koroze jsou sirník železa a vodík.
Reakce s kyslíkem
H 2 S reaguje s kyslíkem ve vzduchu a mohou nastat následující reakce:
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)
Reakce s kovy
Reaguje s různými kovy, které vytlačují vodík a tvoří sulfid kovů:
H 2 S + Pb → PbS + H 2 ↑ (5)
Reakce s oxidem siřičitým
V sopečných plynů, H 2 S a SO 2 jsou přítomny, které reagují mezi sebou navzájem a pevné síry se tvoří:
H 2 S + SO 2 → 2 H 2 O + 3 S 0 ↓ (6)
Rozklad s teplotou
Sirovodík není příliš stabilní, při zahřátí se snadno rozkládá:
H 2 S → H 2 ↑ + S 0 ↓ (7)
Poloha v přírodě
Tento plyn se přirozeně vyskytuje v sirných nebo sirných horkých pramenech, ve sopečných plynech, v ropě a v zemním plynu.
Pramen sirné vody. Николай Максимович. Zdroj: Wikimedia Commons.
Když olej (nebo plyn) obsahuje významná stopy H 2 S se říká, že je „kyselý“, na rozdíl od „sladké“, což je, když neobsahuje to.
Malé množství H 2 S v ropy nebo zemního plynu, jsou ekonomicky škodlivé, protože čištění zařízení musí být instalovány na jeho odstranění, a to, aby se zabránilo korozi a aby se odpadního plynu bezpečný pro domácí použití jako palivo.
Vyrábí se vždy, když se organická hmota obsahující síru rozloží za anaerobních podmínek (nepřítomnost vzduchu), jako je lidský, živočišný a rostlinný odpad.
Emise H 2 S (šedozelená) u pobřeží Namibie, fotografoval NASA. Tyto emise pocházejí z organického odpadu. Observatoř Země NASA. Zdroj: Wikimedia Commons.
Bakterie přítomné v ústech a gastrointestinálním traktu ji produkují z degradovatelných materiálů, které rostlinné nebo živočišné proteiny obsahují.
Jeho charakteristický zápach zviditelňuje jeho přítomnost v shnilých vejcích.
H 2 S se také vyrábí v určitých průmyslových činnostech, jako jsou ropné rafinerie, koksovací pece, papírny, koželužny a ve zpracování potravin.
Syntéza v savčím organismu
Endogenní H 2 S může být produkován v savčích tkáních, včetně člověka, ve dvou směrech, jeden enzymatických a jeden neenzymatické.
Neenzymatické cesta spočívá v redukci elementární síry s 0 až H 2 S pomocí oxidace 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 se skládá z produkce H 2 S od L-cysteinu, který je aminokyselina syntetizuje v těle. Tento proces je zajištěn mimo jiné různými enzymy, jako je cystathionin-P-syntáza a cystathionin-y-lyáza.
V mozcích krav byl nalezen sirovodík. Autor: ArtTower. Zdroj: Pixabay.
Získání v laboratoři nebo průmyslově
Plynný vodík (H 2), a prvek síra (S), nereagují při normální teplotě okolí, ale nad nimi začnou kombinovat, s 310 ° C, že optimální teplota.
Proces je však příliš pomalý, takže k jeho získání se používají i jiné metody, včetně následujících.
Sulfidy kovů (jako je sulfid železitý) reagují s kyselinami (jako je kyselina chlorovodíková) ve zředěném roztoku.
FeS + 2 HCl → FeCl 2 + H 2 S ↑ (9)
Tímto způsobem, H 2 S se získá plyn, který, vzhledem k jeho toxicitě, musí být shromažďovány bezpečně.
Průmyslové použití H
Skladování a doprava ve velkém množství na H 2 S, která je oddělena od zemního plynu promytím s aminy je obtížné, a proto je proces Claus se používá k její přeměně na síru.
V ropných rafinériích, H 2 S je oddělena od zemního plynu promytím s aminy a pak se převede na síru. Autor: SatyaPrem. Zdroj: Pixabay.
V tomto procesu dochází ke dvěma reakcím. V prvním, H 2 S reaguje s kyslíkem za vzniku SO 2, jak je uvedeno výše (viz reakce 3).
Druhým je oxid železa katalyzovaná reakce, kde SO 2 se sníží a H 2 S oxiduje, přičemž oba produkují síry S (viz reakce 6).
Tímto způsobem se získá síra, která může být snadno skladována a transportována, stejně jako určena pro více použití.
Užitečnost nebo význam H
Endogenní H 2 S je ten, který se přirozeně vyskytuje v organismu jako součást normálního metabolismu u lidí, savců a jiných živých bytostí.
Přes jeho dlouhotrvající pověsti jedovatého a jedovatých plynů spojené s poruchou organické hmoty, několik nedávných studií od 2000s do současnosti zjistili, že endogenní H 2 S je důležitým regulátorem určitých mechanismů. a procesy v živé bytosti.
H 2 S má vysokou lipofilita nebo afinitu k tuků, což je důvod, proč se kříží buněčné membrány snadno proniká všechny typy buněk.
Kardiovaskulární systém
U savců sirovodík podporuje nebo reguluje řadu signálů, které regulují metabolismus, srdeční funkce a přežití buněk.
Má silný účinek na srdce, krevní cévy a cirkulující složky krve. Moduluje buněčný metabolismus a mitochondriální funkci.
Chrání ledviny před poškozením způsobeným ischemií.
Gastrointestinální systém
Hraje důležitou roli jako ochranný faktor proti poškození žaludeční sliznice. Má se za to, že může být důležitým mediátorem gastrointestinální motility.
Pravděpodobně se podílí na kontrole sekrece inzulínu.
Centrální nervový systém
Působí také v důležitých funkcích centrálního nervového systému a chrání neurony před oxidačním stresem.
Neurony jsou chráněny endogenní H 2 S. Autor: Gerd Altmann. Zdroj: Pixabay.
Odhaduje se, že dokáže chránit před neurodegenerativními chorobami, jako je Parkinsonova, Alzheimerova a Hungtintonova choroba.
Orgán vidění
Chrání fotoreceptorové buňky sítnice před degenerací vyvolanou světlem.
Proti stárnutí
H 2 S, přičemž redukční druhů, mohou být konzumovány různými oxidačními činidly, které se pohybují v těle. Bojuje s oxidujícími druhy, jako jsou reaktivní druhy kyslíku a reaktivní druhy dusíku v těle.
Omezuje reakce volných radikálů aktivací antioxidačních enzymů, které chrání před účinky stárnutí.
Léčivý potenciál H
Biologická dostupnost endogenní H 2 S závisí na určitých enzymů podílejících se na biosyntéze cysteinu u savců.
Některé studie ukazují, že H 2 S dárce farmakoterapie by mohlo být výhodné pro určité patologií.
Například by mohlo být užitečné u pacientů s diabetem, protože bylo pozorováno, že cévy diabetických zvířat zlepšit s léky, které napájecí exogenní H 2 S.
H 2 S dodávaný exogenně zvyšuje angiogenezi nebo tvorbu krevních cév, takže by mohl být použit k léčbě chronických ischemických chorob.
Léky jsou navrženy, které mohou uvolňovat H 2 S pomalu, aby se působí příznivě na různých onemocnění. Účinnost, bezpečnost a mechanismy jejího působení však musí být prozkoumány.
Rizika
H 2 S je smrtelný jed, pokud je vdechován čistý, nebo dokonce zředěný 1 díl plynu ve 200 dílech vzduchu. Ptáci jsou velmi citlivé na H 2 S a umírají i při zředění v poměru 1: 1500 dílů vzduchu.
Sirovodík nebo sirovodík H 2 S je silný jed. Autor: OpenIcons. Zdroj: Pixabay.
H 2 S je silným inhibitorem některých enzymů a oxidativní fosforylace procesy, což vede k buněčné udušení. Většina lidí to cítí při koncentracích vyšších než 5 ppb (ppm). Koncentrace 20-50 ppm (díly na milion) dráždí oči a dýchací cesty.
Vdechnutí 100-250 ppm po dobu několika minut může způsobit nekoordinaci, poruchy paměti a motorické poruchy. Pokud je koncentrace je asi 150 až 200 ppm, čichový únava nebo ztráta čichu dojde, což znamená, že potom charakteristická vůně H 2 S nemohou být detekovány. Je-li koncentrace 500 ppm je inhalován po dobu 30 minut, může dojít k plicní edém. a zápal plic.
Koncentrace více než 600 ppm mohou být fatální během prvních 30 minut, protože je dýchací systém ochromen. A 800 ppm je koncentrace, která je pro člověka okamžitě smrtelná.
Je proto třeba zabránit úniku H 2 S do laboratoří, prostor nebo na jakékoli místo či situaci.
Je třeba poznamenat důležité, že mnoho úmrtí dochází, protože lidé vstupují do uzavřených prostorů záchranné spolupracovníky nebo členy rodiny, kteří se zhroutila kvůli H 2 S otravou, umírání i oni.
Je to hořlavý plyn.
Reference
- Panthi, S. a kol. (2016). Fyziologický význam sirovodíku: vznikající silný neuroprotektor a neuromodulátor. Oxidační medicína a buněčná dlouhověkost. Svazek 2016. ID článku 9049782. Obnoveno z hindawi.com.
- Shefa, U. et al. (2018). Antioxidační a buněčné signalizační funkce sirovodíku v centrální nervové soustavě. Oxidační medicína a buněčná dlouhověkost. Svazek 2018. ID článku 1873962. Obnoveno z hindawi.com.
- Tabassum, R. a kol. (2020). Terapeutický význam sirovodíku u neurodegenerativních onemocnění souvisejících s věkem. Neural Regen Res 2020; 15: 653-662. Obnoveno z nrronline.org.
- Martelli, A. a kol. (2010). Sirovodík: nová příležitost pro objev léčiv. Recenze lékařských výzkumů. Svazek 32, Vydání 6. Obnoveno z onlinelibrary.wiley.com.
- Wang, M.-J. et al. (2010). Mechanismy angiogeneze: Úloha sirovodíku. Klinická a experimentální farmakologie a fyziologie (2010) 37, 764-771. Obnoveno z webu onlinelibrary.wiley.com.
- Dalefield, R. (2017). Kouřové a jiné inhalační látky. Sulfid vodíku. Ve veterinární toxikologii pro Austrálii a Nový Zéland. Obnoveno z sciposedirect.com.
- Selley, RC a Sonnenberg, SA (2015). Fyzikální a chemické vlastnosti ropy. Sulfid vodíku. In Elements of Petroleum Geology (3. vydání). Obnoveno z sciposedirect.com.
- Hocking, MB (2005). Síra a kyselina sírová. Clausův proces přeměny sirovodíku na síru. V Handbook of Chemical Technology and Pollution Control (Third Edition). Obnoveno z sciposedirect.com.
- Lefer, DJ (2008). Potenciální význam změn v sirovodíku (H 2 S) biologická dostupnost u diabetu. British Journal of Pharmacology (2008) 155, 617-619. Obnoveno z bpspubs.onlinelibrary.wiley.com.
- Americká národní lékařská knihovna. (2019). Sirovodík. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Babor, JA a Ibarz, J. (1965). Moderní obecná chemie. 7. vydání. Editorial Marín, SA