- Struttura
- Nomenclatura
- Proprietà fisiche
- Stato fisico
- Peso molecolare
- Punto di fusione
- Punto di ebollizione
- Densità
- solubilità
- Proprietà chimiche
- In soluzione acquosa
- Reazione con l'ossigeno
- Reazione con i metalli
- Reazione con anidride solforosa
- Decomposizione con la temperatura
- Posizione nella natura
- Sintesi nell'organismo dei mammiferi
- Ottenendo in laboratorio o industrialmente
- Uso industriale di H
- Utilità o importanza di H.
- Sistema cardiovascolare
- Sistema gastrointestinale
- Sistema nervoso centrale
- Organo della visione
- Contro l'invecchiamento
- Potenziale curativo di H.
- rischi
- Riferimenti
L' idrogeno solforato o idrogeno solforato gassoso è formato dall'unione di un atomo di zolfo (S) e due atomi di idrogeno (H). La sua formula chimica è H 2 S. È anche noto come gas idrogeno solforato. È un gas incolore il cui odore è evidente nelle uova marce.
È presente nei vulcani e nelle sorgenti calde sulfuree, nel gas naturale e nel petrolio greggio. Si forma anche durante la decomposizione anaerobica (senza ossigeno) di materia organica vegetale e animale. Si trova naturalmente nel corpo dei mammiferi, attraverso l'azione di alcuni enzimi sulla cisteina, un amminoacido non essenziale.
Formula chimica di idrogeno solforato o idrogeno solforato. SARANPHONG YIMKLAN. Fonte: Wikimedia Commons.
Le soluzioni acquose di H 2 S sono corrosive per metalli come l'acciaio. H 2 S è un composto riducente che, reagendo con SO 2 , si ossida a zolfo elementare riducendo anche SO 2 a zolfo.
Nonostante sia un composto altamente tossico e mortale per l'uomo e gli animali, la sua importanza in una serie di importanti processi nell'organismo è stata studiata da alcuni anni.
Regola una serie di meccanismi legati alla generazione di nuovi vasi sanguigni e al funzionamento del cuore.
Protegge i neuroni ed è stato pensato per agire contro malattie come il Parkinson e l'Alzheimer.
Grazie alla sua capacità chimica riducente, può combattere le specie ossidanti, agendo così contro l'invecchiamento cellulare. Per questi motivi è allo studio la possibilità di produrre farmaci che somministrati ai pazienti possono essere rilasciati lentamente nell'organismo.
Questo servirebbe a trattare patologie come ischemia, diabete e malattie neurodegenerative. Tuttavia, il suo meccanismo d'azione e la sua sicurezza devono ancora essere studiati a fondo.
Struttura
La molecola H 2 S è analoga a quella dell'acqua, cioè hanno una forma simile poiché gli idrogeni si trovano ad angolo con lo zolfo.
Struttura angolare della molecola di idrogeno solforato, H 2 S. Bangin. Fonte: Wikimedia Commons.
Lo zolfo in H 2 S ha la seguente configurazione elettronica:
1s 2 , 2s 2 2p 6 , 3s 2 3p 6 ,
Ebbene, prende in prestito un elettrone da ogni idrogeno per completare il suo guscio di valenza.
Struttura 3D dell'idrogeno solforato. Giallo: zolfo. Bianco: idrogeno. Benjah-bmm27. Fonte: Wikimedia Commons.
Nomenclatura
- Idrogeno solforato
- Idrogeno solforato
- Idruro di zolfo.
Proprietà fisiche
Stato fisico
Gas incolore con un odore molto sgradevole.
Peso molecolare
34,08 g / mol.
Punto di fusione
-85,60 ° C.
Punto di ebollizione
-60,75 ° C.
Densità
1,1906 g / l.
solubilità
Moderatamente solubile in acqua: 2,77 volumi in 1 di acqua a 20ºC. Può essere rimosso completamente dalla soluzione acquosa facendolo bollire.
Proprietà chimiche
In soluzione acquosa
Quando l'idrogeno solforato è in soluzione acquosa, si chiama idrogeno solforato. È un acido debole. Ha due protoni ionizzabili:
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
Il primo protone ionizza leggermente, come si può dedurre dalla sua prima costante di ionizzazione. Il secondo protone ionizza pochissimo, ma le soluzioni di H 2 S contengono parte dell'anione solfuro S 2 - .
Se la soluzione H 2 S viene esposta all'aria, l'O 2 ossida l'anione solfuro e precipita lo zolfo:
2 S 2 - + 4 H + + O 2 → 2 H 2 O + 2 S 0 ↓ (1)
In presenza di cloro Cl 2 , bromo Br 2 e iodio I 2 si formano i corrispondenti alogenuro di idrogeno e zolfo:
H 2 S + Br 2 → 2 HBr + S 0 ↓ (2)
Acquosa H 2 S soluzioni sono corrosivi, causando lo stress solfuro fessurazioni negli acciai di elevata durezza. I prodotti della corrosione sono solfuro di ferro e idrogeno.
Reazione con l'ossigeno
H 2 S reagisce con l'ossigeno nell'aria e possono verificarsi le seguenti reazioni:
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)
Reazione con i metalli
Reagisce con vari metalli che spostano l'idrogeno e forma il solfuro di metallo:
H 2 S + Pb → PbS + H 2 ↑ (5)
Reazione con anidride solforosa
Nei gas vulcanici sono presenti H 2 S e SO 2 , che reagiscono tra loro e si forma zolfo solido:
H 2 S + SO 2 → 2 H 2 O + 3 S 0 ↓ (6)
Decomposizione con la temperatura
L'idrogeno solforato non è molto stabile, si decompone facilmente se riscaldato:
H 2 S → H 2 ↑ + S 0 ↓ (7)
Posizione nella natura
Questo gas si trova naturalmente nelle sorgenti calde sulfuree o sulfuree, nei gas vulcanici, nel petrolio greggio e nel gas naturale.
Sorgente di acqua sulfurea. Николай Максимович. Fonte: Wikimedia Commons.
Quando il petrolio (o gas) contiene tracce significative di H 2 S si dice che sia "acido", a differenza di "dolce", che è quando non lo contiene.
Piccole quantità di H 2 S nel petrolio o nel gas sono economicamente dannose perché è necessario installare un impianto di lavaggio per rimuoverlo, sia per prevenire la corrosione che per rendere il gas di scarico sicuro per l'uso domestico come combustibile.
Viene prodotto ogni volta che la materia organica contenente zolfo si decompone in condizioni anaerobiche (assenza di aria), come i rifiuti umani, animali e vegetali.
Emissioni di H 2 S (colore verde acqua) al largo della Namibia, fotografate dalla NASA. Queste emissioni provengono dai rifiuti organici. Osservatorio terrestre della NASA. Fonte: Wikimedia Commons.
I batteri presenti nella bocca e nel tratto gastrointestinale lo producono dai materiali degradabili contenuti nelle proteine vegetali o animali.
Il suo odore caratteristico rende visibile la sua presenza nelle uova marce.
L'H 2 S viene prodotto anche in alcune attività industriali, come raffinerie di petrolio, forni a cokeria, cartiere, concerie e nella lavorazione degli alimenti.
Sintesi nell'organismo dei mammiferi
L' H 2 S endogena può essere prodotta nei tessuti dei mammiferi, compreso l'uomo, in due modi, uno enzimatico e uno non enzimatico.
La via non enzimatica consiste nella riduzione dello zolfo elementare S 0 in H 2 S attraverso l'ossidazione del glucosio:
2 C 6 H 12 O 6 (glucosio) + 6 S 0 (zolfo) + 3 H 2 O → 3 C 3 H 6 O 3 + 6 H 2 S + 3 CO 2 (8)
La via enzimatica consiste nella produzione di H 2 S dalla L-cisteina, un amminoacido sintetizzato dall'organismo. Il processo è assicurato da vari enzimi, come la cistationina-β-sintasi e la cistationina-γ-liasi, tra gli altri.
L'idrogeno solforato è stato trovato nel cervello delle mucche. Autore: ArtTower. Fonte: Pixabay.
Ottenendo in laboratorio o industrialmente
L'idrogeno gassoso (H 2 ) e l'elemento zolfo (S) non reagiscono a temperature ambiente normali, ma al di sopra di queste iniziano a combinarsi, con 310 ºC che è la temperatura ottimale.
Il processo è, tuttavia, troppo lento, quindi vengono utilizzati altri metodi per ottenerlo, inclusi i seguenti.
I solfuri metallici (come il solfuro ferroso) vengono fatti reagire con acidi (come il cloridrico) in soluzione diluita.
FeS + 2 HCl → FeCl 2 + H 2 S ↑ (9)
In questo modo si ottiene il gas H 2 S che, data la sua tossicità, deve essere raccolto in sicurezza.
Uso industriale di H
Lo stoccaggio e il trasporto in grandi quantità dell'H 2 S che viene separato dal gas naturale mediante lavaggio con ammine è difficoltoso, pertanto il processo Claus viene utilizzato per convertirlo in zolfo.
Nelle raffinerie di petrolio, l'H 2 S viene separato dal gas naturale mediante lavaggio con ammine e quindi convertito in zolfo. Autore: SatyaPrem. Fonte: Pixabay.
In questo processo si verificano due reazioni. Nel primo, H 2 S reagisce con l'ossigeno per dare SO 2 , come menzionato sopra (vedi reazione 3).
La seconda è una reazione catalizzata da ossido di ferro in cui SO 2 viene ridotto e H 2 S viene ossidato, entrambi producono zolfo S (vedi reazione 6).
In questo modo si ottiene zolfo facilmente immagazzinabile e trasportabile, nonché destinato a molteplici utilizzi.
Utilità o importanza di H.
L' H 2 S endogena è quella che si trova naturalmente nel corpo come parte del normale metabolismo negli esseri umani, nei mammiferi e in altri esseri viventi.
Nonostante la sua reputazione di lunga data come gas tossico e velenoso associato alla degradazione della materia organica, diversi studi recenti dagli anni 2000 ad oggi hanno stabilito che l' H 2 S endogeno è un importante regolatore di alcuni meccanismi. e processi nell'essere vivente.
H 2 S ha un'elevata lipofilia o affinità verso i grassi, motivo per cui attraversa facilmente le membrane cellulari, penetrando in tutti i tipi di cellule.
Sistema cardiovascolare
Nei mammiferi, l'idrogeno solforato promuove o regola una serie di segnali che regolano il metabolismo, la funzione cardiaca e la sopravvivenza cellulare.
Ha un potente effetto sul cuore, sui vasi sanguigni e sugli elementi circolanti del sangue. Modula il metabolismo cellulare e la funzione mitocondriale.
Difende i reni dai danni causati dall'ischemia.
Sistema gastrointestinale
Svolge un ruolo importante come fattore protettivo contro i danni alla mucosa gastrica. Si ritiene che possa essere un importante mediatore della motilità gastrointestinale.
È probabilmente coinvolto nel controllo della secrezione di insulina.
Sistema nervoso centrale
Agisce anche in importanti funzioni del sistema nervoso centrale e protegge i neuroni dallo stress ossidativo.
I neuroni sono protetti da H 2 S. endogeno Autore: Gerd Altmann. Fonte: Pixabay.
Si stima che possa proteggere dalle malattie neurodegenerative come il Parkinson, l'Alzheimer e il morbo di Hungtinton.
Organo della visione
Protegge le cellule dei fotorecettori della retina dalla degenerazione indotta dalla luce.
Contro l'invecchiamento
H 2 S, essendo una specie riducente, può essere consumata da una varietà di agenti ossidanti che circolano nel corpo. Combatte le specie ossidanti come le specie reattive dell'ossigeno e le specie reattive dell'azoto nel corpo.
Limita le reazioni dei radicali liberi attraverso l'attivazione di enzimi antiossidanti che proteggono dagli effetti dell'invecchiamento.
Potenziale curativo di H.
La biodisponibilità dell'H 2 S endogeno dipende da alcuni enzimi coinvolti nella biosintesi della cisteina nei mammiferi.
Alcuni studi suggeriscono che la terapia farmacologica del donatore di H 2 S potrebbe essere utile per alcune patologie.
Ad esempio, potrebbe essere utile nei pazienti diabetici, poiché è stato osservato che i vasi sanguigni degli animali diabetici migliorano con farmaci che forniscono H 2 S. esogeno.
L'H 2 S fornito esogeno aumenta l'angiogenesi o la formazione dei vasi sanguigni, motivo per cui potrebbe essere utilizzato per il trattamento delle malattie ischemiche croniche.
Si stanno studiando farmaci in grado di rilasciare lentamente H 2 S per agire in modo benefico su varie malattie. Tuttavia, l'efficacia, la sicurezza e i meccanismi della sua azione devono ancora essere studiati.
rischi
L'H 2 S è un veleno mortale se inalato puro o anche diluito 1 parte di gas in 200 parti di aria. Gli uccelli sono molto sensibili all'H 2 S e muoiono anche alla diluizione di 1 su 1500 parti di aria.
L'idrogeno solforato o acido solfidrico H 2 S è un potente veleno. Autore: OpenIcons. Fonte: Pixabay.
H 2 S è un potente inibitore di alcuni enzimi e dei processi di fosforilazione ossidativa, che portano al soffocamento cellulare. La maggior parte delle persone lo annusa a concentrazioni superiori a 5 ppb (parti per miliardo). Concentrazioni di 20-50 ppm (parti per milione) sono irritanti per gli occhi e il tratto respiratorio.
Un'inalazione di 100-250 ppm per pochi minuti può causare incoordinazione, disturbi della memoria e disturbi motori. Quando la concentrazione è intorno a 150-200 ppm, si verifica affaticamento olfattivo o anosmia, il che significa che in seguito non è possibile rilevare l'odore caratteristico di H 2 S. Se una concentrazione di 500 ppm viene inalata per 30 minuti, può verificarsi edema polmonare. e polmonite.
Concentrazioni superiori a 600 ppm possono essere fatali entro i primi 30 minuti, poiché il sistema respiratorio è paralizzato. E 800 ppm è la concentrazione immediatamente letale per l'uomo.
Si deve quindi impedire la fuoriuscita di H 2 S nei laboratori, nei locali o in qualsiasi luogo o situazione.
È importante notare che molti decessi si verificano perché le persone entrano in spazi ristretti per salvare colleghi o familiari che sono crollati a causa dell'avvelenamento da H 2 S, e anche loro muoiono.
È un gas infiammabile.
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