Struktura, lastnosti, uporabe, pomembnost sulfhidrične kisline (H2S)

On sulfhidrična kislina O vodikova sulfid je plin, ki ga tvori zveza žveplovih atomov in dveh vodikovih atomov (H). Njegova kemična formula je h₂S. Znan je tudi kot sulfidni plin. To je brezbarven plin, katerega vonj postane očiten v gnilem jajcu.

Prisoten je v vulkanih in žveplovih vročih izvirih, v zemeljskem plinu in surovi nafti. Nastaja tudi med anaerobno (brez kisika) razgradnje rastlinskih in živalskih organskih snovi. Pojavlja se naravno v telesu sesalcev, z delovanjem nekaterih encimov na cisteinu, neobsežno aminokislino.

Kemična formula sulfhidrične kisline ali vodikovega sulfida. Saranphong yimklan [javna domena]. Vir: Wikimedia Commons.

Vodne rešitve h₂S so jedki za kovine, kot je jeklo. H₂S je reducirajoča spojina, ki pri reagiranju s SO₂ , Oksidira elementarno žveplo, hkrati pa zmanjšuje₂ Tudi do žvepla.

Kljub temu, da je zelo strupena in usodna spojina za človeške in živali, je bil njen pomen že nekaj let preučen v vrsti pomembnih procesov v telesu.

Ureja vrsto mehanizmov, povezanih z generiranjem novih krvnih žil in delovanjem srca.

Zaščitite nevrone in razmišljali o svojem delovanju proti boleznim, kot sta Parkinson in Alzheimerjeva.

Zaradi zmanjšanja kemikalij se lahko bori proti oksidacijskim vrstam in tako deluje proti staranju celic. Zaradi teh razlogov se proučuje možnost proizvodnje zdravil, da jo lahko pri oskrbi bolnikom počasi sprostijo znotraj telesa.

To bi služilo za zdravljenje patologij, kot so ishemija, diabetes in nevrodegenerativne bolezni. Vendar je treba njihov mehanizem delovanja in njihovo varnost še vedno poglobljeno raziskati.

[TOC]

Struktura

H molekula₂S je analogen vodni, to je, da spominjajo na njihovo obliko, ker se vodiki nahajajo in tvorijo kot z žveplom.

Kotna struktura molekule sulfidne kisline, h₂S. Bangin [cc by-sa 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0/]]. Vir: Wikimedia Commons.

Žveplo v h₂S ima naslednjo elektronsko konfiguracijo:

1s², 2s² 2 p⁶, 3s² 3P⁶,

Nato vzemite elektron vsakega vodika, da dokončate svojo valenčno plast.

3D struktura sulfidne kisline. Rumena: žveplo. Bela: vodik. Benjah-BMM27 [javna domena]. Vir: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

- Sulfhidrična kislina

- Vodikov sulfid

- Žveplovi hidrid.

Fizične lastnosti

Fizično stanje

Brezbarven plin zelo neprijetnega vonja.

Molekularna teža

34,08 g/mol.

Tališče

-85,60 ° C.

Vrelišče

-60,75 ° C.

Gostota

1,1906 g/l.

Topnost

Zmerno topno v vodi: 2,77 volumna v 1 vodi pri 20 ° C. Iz vodne raztopine ga lahko v celoti izselimo tako, da jo predložimo v vrelo.

Kemične lastnosti

V vodni raztopini

Ko je vodikov sulfid v vodni raztopini, se dodeli ime sulfhidrične kisline. Je šibka kislina. Ima dva ionizabilna protona:

H₂S + h₂Ali ⇔ h₃Tudi⁺ + Hs^-,       K_a1 = 8,9 x 10^-8

Hs^- + H₂Ali ⇔ h₃Tudi⁺ + S^2-,     K_A2 ∼ 10^-14

Prvi proton je rahlo ioniziran, kot je mogoče sklepati iz prve ionizacijske konstante. Drugi proton je zelo malo ioniziran, vendar H -jeve rešitve₂S vsebuje nekaj žveplovega aniona S^2-.

Če je rešitev H₂S je izpostavljen zraku, O₂ Oksida za sulfidno anion in žveplo oborine:

Vam lahko služi: oksidi

2 s^2- + 4 h⁺ + Tudi₂ → 2 h₂O + 2 s⁰↓ (1)

V prisotnosti klora Cl₂, BROMO BR₂ in jod I₂ Nastavljen je ustrezen vodik in žveplo:

H₂S + BR₂ → 2 HBR + S⁰↓ (2)

Vodne rešitve h₂S so jedki, proizvajajo stres s sulfidom pri visokih trdih jekel. Korozijski izdelki so železo in vodikov sulfid.

Reakcija kisika

H₂S reagira s kisikom zraka in lahko pride do naslednjih reakcij:

2 h₂S + 3 o₂ → 2 h₂O + 2 Torej₂                                               (3)

2 h₂S + o₂ → 2 h₂O + 2 s⁰↓ (4)

Reakcija s kovinami

Reagira z različnimi kovinami, ki se premikajo v vodik in tvorijo kovinski sulfid:

H₂S + PB → PBS + H₂↑ (5)

Reakcija z žveplovim dioksidom

V vulkanskih plinih so prisotni H₂S in tako₂, ki se med seboj reagirajo in tvori trdno žveplo:

H₂S + tako₂ → 2 h₂O + 3 s⁰↓ (6)

Razgradnjo s temperaturo

Vodikov sulfid ni zelo stabilen, zlahka se zlomi s segrevanjem:

H₂S → h₂↑ + s⁰↓ (7)

Lokacija v naravi

Ta plin seveda najdemo v sulfidnih ali sulfuroznih vročih vzmeti, v vulkanskih plinih, v surovi nafti in zemeljskem plinu.

Žveplova voda. NICOLAй MAKSIMOVISH [CC do 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by/3.0)]. Vir: Wikimedia Commons.

Kadar nafta (ali plin) vsebuje pomembne sledi H₂S naj bi bilo "kislo", v nasprotju z "sladkim", to je takrat, ko ga ne vsebuje.

Majhne količine h₂S v nafti ali plinu so ekonomsko škodljivi, ker je treba namestiti pralno rastlino, da jo odstranimo, tako da preprečimo korozijo kot tudi za varstvo preostalega plina za domačo uporabo kot gorivo.

Pojavi se vsakič, ko se v anaerobnih pogojih (odsotnost zraka) razgradi organska snov, ki vsebuje žveplo.

H emisije₂S (modrikasto zelena barva) na obali Namibije, fotografirala NASA. Te emisije izvirajo iz organskih odpadkov. Nasin zemeljski observatorij [CC do 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by/2.0)]. Vir: Wikimedia Commons.

Bakterije, ki so prisotne v ustih in v prebavilih, jih proizvajajo iz razgradljivih materialov, ki jih vsebujejo zelenjava ali živalske beljakovine.

Njegov značilen vonj povzroča opozorilo njene prisotnosti v gnilem jajcu.

H₂S se pojavlja tudi v nekaterih industrijskih dejavnostih, na primer v rafinerijah nafte, koksa, tovarne papirja, ki bi jih imeli in pri predelavi hrane.

Sinteza v telesu sesalcev

H₂S Endogeni se lahko pojavijo v tkivih sesalcev, med temi človeškimi bitji po dveh poteh, encimski in ne -encimski.

Ne -encimska pot je sestavljena iz zmanjšanja osnovnega žvepla⁰ do h₂S skozi oksidacijo glukoze:

2 c₆H₁₂Tudi₆ (glukoza) + 6 s⁰ (žveplo) + 3 h₂O → 3 c₃H₆Tudi₃ + 6 h₂S + 3 CO₂         (8)

Vam lahko služi: klor: zgodovina, lastnosti, struktura, tveganja, uporabe

Encimska pot je sestavljena iz H H₂S iz L-cisteina, ki je aminokislina, ki jo sintetizira telo. Postopek je zavarovano z več encimi, kot je cistacija.

V možganih krav je bila najdena sulfhidrična kislina. Avtor: ArtTower. Vir: Pixabay.

Pridobivanje v laboratoriju ali industrijskem

Vodikov plin (h₂) in žveplovi elementi ne reagirajo na normalne okoljske temperature, vendar se nad njimi začnejo kombinirati, optimalna temperatura je 310 ° C.

Postopek je kljub temu prepočasen, zato se za njegovo pridobivanje uporabljajo druge metode, med njimi.

Kovinski sulfidi (na primer železov sulfid) reagirajo s kislinami (kot je klorovodika) v razredčeni raztopini.

FES + 2 HCl → FECL₂ + H₂S ↑ (9)

Na ta način dobimo plin₂S, ki je treba glede na svojo strupenost varno zbrati.

Industrijska uporaba h₂S za proizvodnjo žvepla

Skladiščenje in prevoz v velikih količinah h₂S, ki se loči od zemeljskega plina z pranjem z amini, je težko, zato se postopek klavsa uporablja za pretvorbo v žveplo.

V rafinerijah nafte je H ločen₂S zemeljskega plina s pranjem z amini in nato postane žveplo. Avtor: Satyaprem. Vir: Pixabay.

V tem procesu se pojavita dve reakciji. V prvem h₂S reagira s kisikom₂, Kot že omenjeno (glej reakcijo 3).

Druga je reakcija, ki jo katalizira železov oksid, kjer je SO₂ je zmanjšan in h₂S oksidira in oba proizvajata žveplo (glej reakcijo 6).

Na ta način dobimo žveplo, ki ga je mogoče enostavno shranjevati in prevažati, pa tudi dodeliti za večkratno uporabo.

Uporabnost ali pomen h₂S Endogeni v organizmu

H₂S Endogen je tisti, ki se naravno pojavlja v organizmu kot del običajnega metabolizma pri ljudeh, sesalcih in drugih živih bitjih.

Kljub dolgotrajnemu slovesu, da je strupen in strupeni plin, povezan z razgradnjo organske snovi, je več nedavnih raziskav od 2000 -ih do danes ugotovilo, da je H₂S Endogen je pomemben regulator nekaterih mehanizmov in procesov v živo bitje.

H₂S predstavlja visoko lipofilnost ali afiniteto do maščob, tako da zlahka prečka celične membrane, prodira v vse vrste celic.

Kardiovaskularni sistem

Pri sesalcih sulfidna kislina spodbuja ali uravnava vrsto signalov, ki uravnavajo presnovo, srčno delovanje in preživetje celic.

Močno vpliva na srce, krvne žile in krožne elemente krvi. Modulira celični presnovni in mitohondrijski funkciji.

Brani ledvice škode, ki jo povzroči ishemija.

Prebavni sistem

Igrajo pomembno vlogo kot zaščitni dejavnik pred poškodbami želodčne sluznice. Ocenjuje se, da je pomemben mediator gibljivosti prebavil.

Verjetno je vključen v nadzor nad izločanjem insulina.

Centralni živčni sistem

Deluje tudi v pomembnih funkcijah centralnega živčnega sistema in ščiti oksidativni stresni nevroni.

Nevroni so zaščiteni s H₂S Endogeni. Avtor: Gerd Altmann. Vir: Pixabay.

Ocenjuje se, da lahko zaščiti pred nevrodegenerativnimi boleznimi, kot so Parkinsonova Parkinson, Alzheimerjeva in Hungintonova bolezen.

Organ za vizijo

Zaščitite fotoreceptorske celice pred degeneracijo mrežnice, ki jo povzroča svetloba.

Lahko vam služi: litijev karbonat (li2CO3): struktura, lastnosti, uporabe

Proti staranju

H₂S To, da je reducirajoča vrsta, lahko porabijo različna oksidacijska sredstva, ki krožijo v telesu. Boj proti oksidacijskim vrstam, kot so reaktivne kisikove vrste in reaktivne dušikove vrste v telesu.

Omejite reakcije prostih radikalov z aktiviranjem antioksidantnih encimov, ki ščitijo pred učinki staranja.

Zdravilni potencial h₂S dobavljeno eksogeno

Biološka uporabnost h₂S Endogeni je odvisen od nekaterih encimov, ki sodelujejo pri biosintezi cisteina pri sesalcih.

Nekatere študije kažejo, da darovalec terapije z zdravili don₂S bi lahko bil koristen za nekatere patologije.

Na primer, lahko je koristno pri bolnikih s sladkorno boleznijo, saj je bilo opaziti, da se krvne žile diabetičnih živali izboljšujejo z zdravili, ki oskrbujejo h₂S eksogeno.

H₂S pod pogojem, da eksogeno poveča angiogenezo ali nastajanje krvnih žil, tako da bi lahko služil za zdravljenje kroničnih ishemijskih bolezni.

Načrtujejo zdravila, ki se lahko sprostijo h₂S počasi, da lahko dobro ravnate o različnih boleznih. Vendar je treba še vedno raziskati učinkovitost, varnost in mehanizme njihovega delovanja.

Tveganja

H₂S je smrtni strup, če ga vdihavamo čisti ali celo razredčen 1 del plina v 200 delih zraka. Ptice so zelo občutljive na h₂S in umrejo tudi v redčenju 1 v 1500 delih zraka.

Sulfidna kislina ali vodikov sulfid h₂S je močan strup. Avtor: OpenIcons. Vir: Pixabay.

H₂S je močan zaviralec nekaterih encimov in oksidativnih fosforilacijskih procesov, kar vodi v celično zadušitev. Večina ljudi ga dojema v koncentracijah, večjih od 5 ppb (deli na milijardo). Koncentracije 20-50 ppm (deli na milijon) dražijo za oči in dihalne trakt.

Inhalacija 100-250 ppm za nekaj minut lahko ustvari pomanjkanje koordinacije, motnje pomnilnika in motorične motnje. Ko je koncentracija približno 150-200 ppm₂S. Če 30 minut vdihavamo koncentracija 500 ppm, lahko proizvedemo pljučni edem in pljučnica.

Koncentracije več kot 600 ppm so lahko usodne v prvih 30 minutah, saj je dihalni sistem paraliziran. In 800 ppm je koncentracija, ki je za človeka takoj smrtna.

Zato se je treba izogniti, da obstajajo h pobegi₂S v laboratorijih, lokalnih ali kjer koli ali v situaciji.

Pomembno je opozoriti, da se pojavi veliko smrti, ker ljudje vstopajo v prostore, zaprte na reševanje sodelavcev ali družinskih članov, ki so se zrušili zaradi zastrupitve z H₂S, tudi umira.

Je vnetljiv plin.

Reference

1. Panthi, s. et al. (2016). Fiziološki pomen vodikovega sulfida: nastajajoči nevroprotektor in nevromodulator potent. Oksidativna zdravila in celična dolgoživost. Zvezek 2016. ID članka 9049782. Hyndawi si je opomogel.com.
2. Shefa, u. et al. (2018). Funkcije antioksidantov in celičnih signalov vodikovega sulfida v centralnem živčnem sistemu. Oksidativna zdravila in celična dolgoživost. Zvezek 2018. ID članka 1873962. Hyndawi si je opomogel.com.
3. Tabassum, r. et al. (2020). Terapevtski pomen vodikovega sulfida pri starostnih nevrodegenerativnih boleznih. Neural Regen Res 2020; 15: 653-662. Nrronline je bil obnovljen.org.
4. Martelli, a. et al. (2010). Vodikov sulfid: Nova priložnost za odkrivanje drog. Pregledi raziskav zdravil. Zvezek 32, številka 6. Pridobljeno iz spletne knjižnice.Wiley.com.
5. Wang, m.-J. et al. (2010). Mehanizmi angiogeze: vloga vodikovega sulfida. Klinična in eksperimentalna farmakologija in fiziologija (2010) 37, 764–771. Pridobljeno iz spletne knjižnice.Wiley.com.
6. Dalefield, r. (2017). Dim in drugi vdihani toksikont. Vodikov sulfid. V veterinarski toksikologiji za Avstralijo in Novo Zelandijo. Okrevano od Scientirect.com.
7. Selley, R.C. in Sonnenberg, s.Do. (2015). Fizikalne in kemijske lastnosti nafte. Vodikov sulfid. V elementih naftne geologije (tretja izdaja). Okrevano od Scientirect.com.
8. Hocking, m.B. (2005). Žveplo in žveplova kislina. Claus Proces pretvorba vodikovega sulfida v žveplo. V priročniku za kemijsko tehnologijo in nadzor onesnaževanja (tretja izdaja). Okrevano od Scientirect.com.
9. Lefer, d.J. (2008). Potencialni pomen sprememb v vodikovem sulfidu (h₂S) Biološka uporabnost pri sladkorni bolezni. British Journal of Pharmacology (2008) 155, 617–619. Pridobljeno iz bpspubs.Spletna knjižnica.Wiley.com.
10. Ali.S. Nacionalna knjižnica medicine. (2019). Vodikov sulfid. Okrevano od: pubchem.NCBI.NLM.ameriški nacionalni inštitut za zdravje.Gov.
11. Pristanišče, j.Do. in ibarz, j. (1965). Sodobna splošna kemija. 7. izdaja. Marín uvodnik, s.Do.