Névterek
Oldalműveletek
A Hidrogén-szulfid, amelynek vizes oldata Hidrogén-szulfid, A környezeti emissziók nyomon követésére, az ipari higiénia, az elemző készülékekben lévő szennyeződések nyomon követésére és egyes gázkeverékekben mérleggázként használják.
Összegzés
- 1 Történelem
- 2 Fizikai tulajdonságok
- 3 Források
- 4 A légköri H2S sorsa
- 5 Szerzés
- 6 Alkalmazások
- 7 Toxicitás
- 7.1 Szüntesse meg a hidrogén-szulfidot
- 8 Gyakori kezelési lehetőségek
- 8.1. Klór hozzáadása
- 8.2 Levegőztetés
- 8.3 A vérnyomás szabályozása
- 9 Forrás
Történelem
A kénhidrogén természetesen előfordul a kőolajban, a földgázban, a vulkáni gázokban és a forró forrásokban. Megtalálható mocsaras vizekben, lagúnákban vagy állóvizekben, lefolyókban, hallisztes vagy halolajos tavakban, halászhajókban és csatornákban is. Halálok történtek a megállított tavakban vagy tavakban, amikor a hidrogén-szulfid a mélyből árad, és a felszínen eléri az embereket. Mivel ez a sav sűrűbb, mint a víz, sűrűségbeli különbségek lépnek fel. Általában a szerves maradványok anaerob lebomlásának köszönhető.
Anaerob körülmények között a szerves anyag baktérium általi lebontásának eredményeként is előfordulhat. Olajfinomítókban keletkezik.
A hidrogén-szulfid rendkívül káros az egészségre, a levegőben lévő 20-50 millió ppm (ppm) elegendő ahhoz, hogy akut kellemetlenségeket okozzon, ami fulladáshoz és halálhoz vezet a túlzott expozíció miatt. Mérgező hatása miatt közvetlenül a hidrogén-cianid (HCN) alatt helyezkedik el. Gyakran előfordul, hogy a kikötői ágazat dolgozóit halálos következményekkel érik, amikor belépnek a raktárakba, amelyek halászati eredetű termékeket szállítottak. Ebben az esetben a hidrogén-szulfid forrása azok a kénfehérjék, amelyek lebomlanak, felszabadítva az említett savat.
Fizikai tulajdonságok
- Molekulatömeg: 34,08 g/mol
- Olvadáspont: -86 ° C
- Látens fúziós hő (1013 bar, hármas ponton): 69,75 kJ/kg
- Folyadék sűrűsége (1,013 bar forráspontnál): 914,9 kg/m 3
- Folyadék/gáz egyenértékű (1013 bar és 15 ° C (59 ° F)): 638 vol/vol
- Forráspont (1013 bar): -60,2 ° C
- Látens párolgási hő (1013 bar forráspontnál): 547,58 kJ/kg
- Gőznyomás (21 ° C vagy 70 ° F hőmérsékleten): 18,2 bar
- Kritikus hőmérséklet: 100 ° C
- Kritikus nyomás: 89,37 bar
- Gázsűrűség (1,013 bar forráspontnál): 1,93 kg/m3
- Gázsűrűség (1013 bar és 15 ° C (59 ° F)): 1,45 kg/m3
- Tömörítési tényező (Z) (1,013 bar és 15 ° C (59 ° F)): 0,9915
- Fajsúly (levegő = 1) (1013 bar és 15 ° C (59 ° F)): 1,189
- Fajlagos térfogat (1013 bar és 21 ° C (70 ° F)): 0,699 m3/kg
- Hőkapacitás állandó nyomáson (Cp) (1 bar és 25 ° C (77 ° F)): 0,034 kJ/(mol.K)
- Viszkozitás (1013 bar és 0 ° C (32 ° F)): 0,0001179 Poise
- Hővezető képesség (1013 bar és 0 ° C (32 ° F)): 12,98 mW/(mK)
- Oldékonyság vízben (1013 bar és 0 ° C (32 ° F)): 4,67 térfogat/térfogat
- Öngyulladási hőmérséklet: 270 ° C
A hidrogén-szulfid (H2S) egy színtelen, gyúlékony gáz, jellegzetes rothadt tojásszaggal. Közismertebb nevén kénsav vagy szennyvíz gáz. Az emberek nagyon alacsony szinten érzékelik a szagát. Ez az egyik fő vegyület, amely kellemetlen szagokat okoz. Emiatt különféle szagtalanító eljárásokat fejlesztettek ki, amelyek kizárják a szennyezett áramból, például aminokkal történő gázkezelési folyamatok.
Források
- Szerves anyagok lebomlása: A mocsarak, a mocsarak és az árapályos iszapok különösen a H2S-t bocsátják ki.
- Vulkánkitörések: A vulkáni tevékenység bizonyos mennyiségű H2S-t generál, de globálisan elhanyagolható a biológiai bomlási folyamatokhoz képest.
Mesterséges
- Hiányos égés: Ha az égést oxigénhiánnyal végzik, a fosszilis tüzelőanyagok kénje átalakul H2S-vé, ugyanakkor a szén CO-val.
- Ipari folyamatok: például nátronpapír-feldolgozás, szennyvíztelepek, kokszolókemencék és acélgyártás.
A légköri H2S sorsa
A H2S-t természetes források bocsátják ki a légkörbe nagy mennyiségben. A H2S gyorsan oxidálódik SO2-vá. Valójában a levegőben egy időben jelen lévő összes SO2-molekula kezdetben H2S formájában akár 80% -ot bocsátott ki, majd később átalakult SO2-vé. A H2S atom- és molekuláris oxigénnel, valamint ózonnal oxidálható. Az ózon egyszerre a sztratoszféra természetes és a városi légkör összetevője.
A H2S legfontosabb oxidációs reakciója a H2S és az O3 közötti reakció:
Ez a reakció nagyon lassú a gázfázisban, de sokkal gyorsabb lehet a levegőben jelenlévő részecskék felszínén. A 15 000 részecske/cm 3 jelenlétében 0,05 ppm O3-nak kitett 1 ppb SH2 élettartama a becslések szerint 2 óra.
A H2S oxidációs sebessége ködcseppekben vagy felhőkben nagyon gyors.
Általában a H2S-molekula élettartama az SO2-vá történő átalakulás előtt néhány órás nagyságrendű.
Megszerzése
A laboratóriumban a sósav és a vas-szulfid FeS reakciójával a hidrogén-szulfid kényelmesen előállítható. Egy másik módszer a paraffinkeverék elemi kénnel történő melegítése. Az iparban a hidrogén-szulfid a földgáz vagy a biogáz tisztításának mellékterméke, amely általában 10% -os koncentrációval jár.
Alkalmazások
Hidrogén-szulfidot hagyományosan használnak a kationos sétában a II. Csoportba tartozó nehézfém-kationok kicsapására az analitikai séta során, amelyeket ezután más módszerekkel elválasztanak. Az amorf csapadék lehet fekete vagy fehér. Konjugált sót, nátrium-szulfidot használnak érlelt bronzként (lakatok, ötvösök). A nátrium-szulfidot is használják például bőr előállításához.
A közelmúltban végzett vizsgálatok lehetővé tették az egerek hibernálásának kiváltását hidrogén-szulfid alkalmazásával.
A hidrogén-szulfid felelős egyes ólom-karbonát alapú festékek feketedéséért, a fekete ólom (II) -szulfid képződése miatt. Bizonyos esetekben ez orvosolható úgy, hogy ólom (II) -hidrogén-peroxidot alkalmaznak a fehér ólom (II) -szulfáthoz. Egyes szerves szintézisekben ez a kiindulási vegyület.
Toxicitás
A kénhidrogén toxicitása hasonló a hidrogén-cianidéhoz. Annak oka, hogy ennek a vegyületnek a szélesebb körű jelenléte ellenére viszonylag kevés a haláleset, az a rossz szag, amellyel együtt jár. 50 ppm-től azonban kábító hatású a szag receptorsejtjeire, és az érintett emberek már nem érzékelik a bűzt.
100 ppm-től halál bekövetkezhet. Mivel a hidrogén-szulfid sűrűsége nagyobb, mint a levegőé, általában alacsony helyeken, például kutakban stb. ahol áldozatokat okozhat. Gyakran több érintett is van, az első áldozat eszméletlen állapotba kerül, majd az összes többi érintett is érintett, akik a szükséges védőeszközök nélkül megmentik őket. Úgy tűnik, hogy a hidrogén-szulfid főleg az enzimek fémközpontjaira hat, blokkolja őket, és így megakadályozza működésüket. A kezeléshez az érintettet a lehető leggyorsabban vigyük friss levegőre, és vigyük fel tiszta oxigénnel. Ezenkívül a kénion ugyanúgy kombinálódik a hemoglobinnal, mint az oxigén, kiváltva a szervezet aszfixiáját.
Alacsony kénhidrogén-koncentrációnak kitettsége szem-, orr- vagy torokirritációt okozhat. Légzési nehézségeket okozhat asztmás embereknél is. Rövid expozíció nagy koncentrációjú kénhidrogén (500 ppm-nél nagyobb) esetén eszméletvesztést és esetleg halált okozhat. A legtöbb esetben úgy tűnik, hogy az eszméletüket vesztett emberek más hatások nélkül gyógyulnak meg. Úgy tűnik azonban, hogy néhány embernek hosszú távú vagy tartós hatása van, például fejfájás, gyenge koncentrációs képesség, gyenge memória és gyenge motoros funkció. Nem észleltek egészségügyi hatásokat olyan személyeknél, akik hidrogén-szulfidnak vannak kitéve a környezetben jellemző koncentrációban (0,00011-0 00033 ppm).
A tudósoknak nincs információjuk a kénhidrogén bevitelével megmérgezett emberek halálának bizonyítására. A kénhidrogén tartalmú ételeket fogyasztó sertések több napig hasmenésben szenvedtek, és 105 nap után is lefogytak.
A tudósok kevés információval rendelkeznek arról, hogy mi történik, ha az embert hidrogén-szulfidnak teszik ki a bőrön keresztül. Ismert azonban, hogy óvatosan kell eljárni a sűrített folyékony hidrogén-szulfiddal, mivel ez fagyást okozhat a bőrön.
A hidrogén-szulfid gáz emlősökre gyakorolt magas toxicitása ellenére sok olyan mikroorganizmus van, amely tolerálja ennek a gáznak a magas koncentrációját, vagy akár táplálkozik is. Tehát vannak olyan elméletek, amelyek társítják a hidrogén-szulfid gáz metabolizmusát, mivel az létezik, például a szubkvatikus vulkanikus források közelében, a Föld életének fejlődésével.
Távolítsa el a hidrogén-szulfidot
A kénhidrogén jelenléte a háztartási ivóvízben nem jelent veszélyt az egészségre, de gyakori kellemetlen szennyező anyag, amelynek különálló "rothadt tojás" szaga kívánatosvá teszi a vízkezelést. Különböző kezelési módszerek állnak rendelkezésre, és a hidrogén-szulfid gyakran kezelhető és eltávolítható ugyanazon eljárással és a vas és a mangán eltávolítására szolgáló berendezéssel.
Közös kezelési lehetőségek
A szulfid kezelésének legtöbb módja függ a hidrogén-szulfid gáz oxidációját elemi szulfiddá, szilárd anyaggá. Az oxidáció az a folyamat, amelynek során az oldható vagy oldott szennyeződések oldható és oldhatatlan melléktermékekké alakulnak, amelyeket szűrni lehet. Ez a folyamat megváltoztatja a reagensek kémiai és fizikai tulajdonságait. A hidrogén-szulfid különféle módszerekkel oxidálható. Ha a koncentráció meghaladja a 6,0 mg/l-t, ajánlott az oxidáció, például a klórfertőtlenítés. Ha a koncentráció nem haladja meg a 6,0 mg/l-t, és a pH-érték 6,8 felett van, akkor olyan szűrőt lehet használni, mint a Manganese Greensand.
Klór hozzáadása
A klór hozzáadása hatékony és széles körben alkalmazott módszer a hidrogén-szulfid oxidálására, különösen akkor, ha a víz pH-ja 6,0-8,0. A klórt rendszeresen nátrium-hipoklorit formájában adják be, amely kénnel, hidrogén-szulfiddal és biszulfittal reagálva olyan vegyületeket képez, amelyek nem okoznak kellemetlen ízt vagy szagot az ivóvízben.
A felhasznált hipoklorit mennyisége a vízellátó forrás hidrogén-szulfid-koncentrációjától függ, azonban minden 1,0 mg/l-os hidrogén-szulfidhoz 2,0 mg/l klór adag ajánlott. A tartálykeverés előtt klórt kell adni a rendszerhez, és elegendő tárolást kell biztosítani ahhoz, hogy a víz húsz percig érintkezzen a klórral. A kezelt víz tartalmazhat szagokat és ízeket, amelyeket bizonyos melléktermékek vagy klórmaradékok képződése okoz. A szükséges érintkezési idő letelte után a vizet aktív szénszűrőn kell átengedni a maradék szuszpendált kén vagy további klór eltávolításához.
A klórozó rendszerek csepp alakú pellet egységként vagy folyékony kémiai adagolóként kaphatók. A gömb alakú csepprendszer a szivattyúzási ciklus alatt mért klórmennyiséget juttat automatikusan a kútfedélbe vagy a tartályba. A vegyi adagoló rendszer jellemzői megegyeznek a kút szivattyújához csatlakoztatott folyadék adagolóval.
Levegőztetés
Egy másik gyakori kénes vízkezelés a levegőztetés. A kénhidrogént fizikailag úgy távolítják el, hogy a vizet buborékoltatással vagy kaszkádos keveréssel keverik, majd a hidrogén-szulfidot egy tartályban leválasztják vagy "pácolják". A nem kívánt hidrogén-szulfidot illékony gázként úgy távolítják el, hogy egy szennyvízcsőbe vagy kívülről fújják be. A levegőztetés akkor a leghatékonyabb, ha a koncentráció alacsonyabb, mint 2,0 mg/l. Nagyobb koncentrációknál ez a módszer nem szüntetheti meg a kellemetlen szagot, hacsak levegőt nem használnak a kén-hidrogén kémiai oxidálására, amelyet ezután leszűrnek.
Egy tipikus levegőztető rendszerben a környezeti levegőt kompresszor vagy fűtőberendezés segítségével juttatják a vízbe. A jól megtervezett levegőztető tartályok a tartály egyharmadában vagy felében tartanak egy zseb levegőt. Ha a tartályban nincs légzsák, visszatérhet a kén szaga. A legtöbb tápforrás kevesebb, mint 10 mg/l ként tartalmaz, ebben az esetben a levegőztető tartály körülbelül akkora, mint a szűrőtartály (10 "x 54"), jól működik. Ha a kéntartalom meghaladja a 10 mg/l-t, szükség lehet levegőztető tartályokra, újranyomásos rendszerekre, klórozó rendszerekre. A levegőztetés nem mindig a legpraktikusabb vízkezelés, különösen akkor, ha a hidrogén-szulfid koncentrációja meghaladja a 10 mg/l-t, mert ehhez nagyon savas körülményekre van szükség (pH 4,0-5,0), hosszabb érintkezési időre és vízre van szükség a keveréshez, ezért bőségesen szabályozom a helyigényt. Ezenkívül előfordulhat, hogy a kezelt vizet nyomás alá kell helyezni az otthonon belüli elosztás céljából, és a nagyon kellemetlen szagokat meg kell szüntetni a gáz kifúvásával.
Szabályozza a vérnyomást
Amellett, hogy megállapítottuk, hogy hidrogén-szulfid vagy H2S termelődik az erek vékony bélésében, amelyet az endothel sejtek képeznek, hozzátesszük, hogy a H2S az ilyen erek ellazításával szabályozza a vérnyomást. Ez a hírvivő molekula, a gázközvetítő család legújabb tagja, funkciójában hasonló a nitrogén-oxid, a dopamin és az acetilkolin által képviselt kémiai jelekhez, amelyek az idegsejtek között továbbítják a jeleket, és gerjesztik vagy lassítják az agy aktivitását.
Mivel a benzotranszmitterek minden emlősben jelen vannak, logikus feltételezni, hogy e kutatás eredményeinek számos alkalmazása lehet az emberi fiziológia és az orvostudomány területén.