Siarkowodór
Siarkowodór (sulfan), H2S – nieorganiczny związek chemiczny z grupy wodorków kowalencyjnych, połączenie siarki i wodoru. W warunkach normalnych jest bezbarwnym, palnym gazem, którego silny, charakterystyczny zapach zgniłych jaj jest wyczuwalny w bardzo niewielkich stężeniach. Próg wyczuwalności w powietrzu od 0,0007 do 0,2 mg/m³. Powyżej 4 mg/m³ zapach jest odczuwany jako bardzo silny, jednak przy stężeniach przekraczających 300 mg/m³ staje się niewyczuwalny z powodu natychmiastowego porażenia nerwu węchowego. Siarkowodór jest silnie trujący. Jako stężenie niebezpieczne dla zdrowia przyjmuje się 6 mg/m³. Stężenie 100 mg/m³ powoduje uszkodzenie wzroku, natomiast przy stężeniu powyżej 1 g/m³ śmierć może nastąpić już w wyniku zaczerpnięcia jednego oddechu. Niebezpieczeństwo zatrucia siarkowodorem zachodzi m.in. podczas prac związanych z opróżnianiem szamba, wierceniem i kopaniem studni, wchodzeniem do studni, studzienek kanalizacyjnych lub niewentylowanych korytarzy podziemnych[10].
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wzór sumaryczny | H2S | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Masa molowa | 34,08 g/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wygląd | Bezbarwny gaz o silnym zapachu zepsutych jaj | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikacja | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Numer CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PubChem | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | woda, selenowodór, tellurowodór, wielosiarkowodór | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Siarkowodór jest odczynnikiem charakterystycznym dla II grupy kationów w analizie jakościowej związków nieorganicznych[11].
Polską nazwę wprowadził Filip Neriusz Walter.
Właściwości
Dość dobrze rozpuszcza się w wodzie (3,4 obj. H
2S na 1 obj. H
2O w 0 °C), a jego wodny roztwór zwany jest „wodą siarkowodorową”, która jest bardzo słabym kwasem beztlenowym (kwas siarkowodorowy[4], pKa1 = 7,05[1]). Siarkowodór spala się w powietrzu do dwutlenku siarki (SO
2) lub wolnej siarki (w niskiej temperaturze i przy niedostatecznym dopływie tlenu).
Otrzymywanie i źródła
Metody otrzymywania siarkowodoru[12][13]:
- syntezę bezpośrednią z wodoru i siarki w stanie gazowym (600 °C);
- w wyniku ogrzewania parafiny zmieszanej z siarką w stosunku masowym 2:1;
- działanie na siarczek żelaza(II) rozcieńczonym kwasem solnym, np. z wykorzystaniem aparatu Kippa:
- FeS + 2HCl → FeCl
2 + H
2S↑;
- Al
2S
3 + 6H
2O → 2Al(OH)
3 + 3H
2S↑.
W naturze występuje w wyniku rozkładu beztlenowego białek, w niektórych wodach mineralnych oraz w gazach wulkanicznych. Towarzyszy także złożom ropy naftowej. Duże stężenie siarkowodoru w głębinach niektórych mórz powoduje zanik życia, choć występują bakterie, których procesy metaboliczne są oparte na wchłanianiu siarkowodoru zamiast tlenu. Siarkowodór zalega także nad powierzchnią szamba, w kanałach zbiornikach odpadowych, co stało się przyczyną śmiertelnych wypadków z udziałem osób nieświadomych jego trujących właściwości[14]. Siarkowodór powstaje w niewielkich ilościach w przewodzie pokarmowym w wyniku rozkładu białek zawierających siarkę i jest jedną z przyczyn nieprzyjemnego zapachu gazów jelitowych.
Wpływ na organizm
Niewielkie ilości siarkowodoru powstają także w żywych komórkach. Spowalnia metabolizm komórkowy, uruchamiając mechanizmy prowadzące do stanów przypominających hibernację.
Ze środowiska zewnętrznego wchłaniany jest głównie przez płuca i nieznacznie przez skórę. Wydalany jest częściowo w stanie niezmienionym tą samą drogą, a częściowo jest przekształcany do tlenków siarki oraz kwasu siarkowego wydalanych w moczu.
Działanie toksyczne polega na porażaniu oddychania komórkowego przez blokowanie oksydazy cytochromowej prowadzące do ciężkiego niedotlenienia. Hamuje też działanie innych enzymów zawierających metale oraz wiąże hemoglobinę, zakłócając transport tlenu[15]. Siarkowodór działa bezpośrednio toksycznie na komórki nerwowe.
Objawy i mechanizm ostrego zatrucia są zbliżone do zatrucia cyjanowodorem. Lżejsze objawiają się drapaniem w gardle, kaszlem, podrażnieniem spojówek, mdłościami i wymiotami. Przy dużych stężeniach przebieg jest gwałtowny – następuje nagłe zatrzymanie oddechu i utrata przytomności. Do śmierci przez uduszenie dochodzi w ciągu kilku minut.
Skutkami długotrwałego narażenia na małe ilości siarkowodoru mogą być bóle i zawroty głowy, łatwe męczenie się, nudności. Często występują zmiany zapalne układu oddechowego.
Przypisy
Bibliografia
- Witold Seńczuk (red.), Toksykologia. Podręcznik dla studentów, lekarzy i farmaceutów Wydanie IV, Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2002, ISBN 83-200-2648-2.
- David R. Lide (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).