Простори імен
Дії сторінки
Сірководень, водним розчином якого є Сульфід водню, Застосовується для моніторингу викидів у навколишнє середовище, контролю промислової гігієни, слідових домішок в аналізаторах і як балансовий газ у деяких газових сумішах.
Резюме
- 1 Історія
- 2 Фізичні властивості
- 3 Джерела
- 4 Доля атмосферного H2S
- 5 Отримання
- 6 додатків
- 7 Токсичність
- 7.1 Усунути сірководень
- 8 Загальні варіанти лікування
- 8.1 Додавання хлору
- 8.2 Аерація
- 8.3 Регулювати артеріальний тиск
- 9 Джерело
Історія
Сірководень природним чином зустрічається в сирій нафті, природному газі, вулканічних газах та гарячих джерелах. Його також можна зустріти в заболочених водах, лагунах або стоячих водах, водостоках, ставках з рибним борошном або риб’ячим жиром, рибальських човнах та каналізаціях. Смерть наступила в зупинених озерах або ставках, коли сірководень випливає з глибини, досягаючи людей на поверхні. Оскільки ця кислота більш щільна, ніж вода, виникають різниці щільності. Як правило, це пов'язано з анаеробним розкладом органічних решток.
Це також може відбуватися в результаті бактеріального розкладу органічної речовини в анаеробних умовах. Він генерується на нафтопереробних заводах.
Сірководень надзвичайно шкідливий для здоров'я, 20-50 частин на мільйон (проміле) в повітрі достатньо, щоб викликати гострий дискомфорт, що призводить до задухи та смерті від надмірного впливу. Через свою токсичність він знаходиться безпосередньо за течією синильної кислоти (HCN). Звичайно для працівників портового сектору страждають летальні наслідки, коли вони потрапляють на склади, що перевозять продукти, отримані в результаті риболовлі. У цьому випадку джерелом сірководню є білки сірки, які розкладаються, виділяючи згадану кислоту.
Фізичні властивості
- Молекулярна вага: 34,08 г/моль
- Температура плавлення: -86 ° C
- Прихована теплота плавлення (1013 бар, у потрійній точці): 69,75 кДж/кг
- Щільність рідини (1,013 бар при температурі кипіння): 914,9 кг/м 3
- Еквівалент рідини/газу (1013 бар і 15 ° C (59 ° F)): 638 об./Об
- Температура кипіння (1013 бар): -60,2 ° C
- Прихована теплота випаровування (1013 бар при температурі кипіння): 547,58 кДж/кг
- Тиск пари (при 21 ° C або 70 ° F): 18,2 бар
- Критична температура: 100 ° C
- Критичний тиск: 89,37 бар
- Щільність газу (1,013 бар при температурі кипіння): 1,93 кг/м3
- Щільність газу (1013 бар і 15 ° C (59 ° F)): 1,45 кг/м3
- Коефіцієнт стисливості (Z) (1,013 бар і 15 ° C (59 ° F)): 0,9915
- Питома вага (повітря = 1) (1013 бар і 15 ° C (59 ° F)): 1189
- Питомий об’єм (1013 бар та 21 ° C): 0,699 м3/кг
- Теплоємність при постійному тиску (Cp) (1 бар і 25 ° C (77 ° F)): 0,034 кДж/(моль. K)
- В'язкість (1013 бар і 0 ° C (32 ° F)): 0,0001179 Врівноваженість
- Теплопровідність (1013 бар і 0 ° C (32 ° F)): 12,98 мВт/(м.К)
- Розчинність у воді (1013 бар і 0 ° C (32 ° F)): 4,67 об./Об
- Температура самозаймання: 270 ° C
Сульфід водню (H2S) - це безбарвний, легкозаймистий газ із характерним запахом тухлого яйця. Він широко відомий як сірчана кислота або каналізаційний газ. Люди можуть виявити його запах на дуже низькому рівні. Це одна з основних сполук, що викликають неприємні запахи. З цієї причини були розроблені різні процеси дезодорації, які усувають його із забрудненого потоку, такі як процеси обробки газу амінами.
Джерела
- Розкладання органічної речовини: Болота, болота та припливні селеві плями є особливо випромінювачами H2S.
- Виверження вулканів: Вулканічна активність генерує певну кількість H2S, але у всьому світі вона є незначною у порівнянні з процесами біологічного розкладання.
Штучний
- Неповне згоряння: Коли згоряння здійснюється з нестачею кисню, сірка викопного палива перетворюється на H2S, одночасно з вуглецем на CO.
- Промислові процеси: такі як переробка крафт-паперу, заводи стічних вод, коксові печі та виробництво сталі.
Доля атмосферного H2S
H2S викидається в атмосферу природними джерелами у великих кількостях. H2S швидко окислюється до SO2. Насправді з усіх молекул SO2, присутніх у повітрі в будь-який момент часу, до 80% спочатку виділялося у формі H2S, а згодом перетворювалось на SO2. H2S може окислюватися атомним і молекулярним киснем та озоном. Озон є як природним компонентом стратосфери, так і компонентом міської атмосфери.
Найважливішою вважається реакція окиснення H2S, яка відбувається між H2S та O3:
Ця реакція дуже повільна в газовій фазі, але може бути набагато швидшою на поверхні частинок, присутніх у повітрі. Час життя 1 ppb SH2, який зазнав впливу 0,05 ppm O3 у присутності 15000 частинок/см 3, оцінюється як 2 години.
Швидкість окислення H2S у краплях туману або хмарах дуже швидка.
Загалом, життя молекули H2S до перетворення в SO2 становить близько декількох годин.
Отримання
У лабораторії сірководень може бути зручно утворений взаємодією соляної кислоти із сульфідом заліза FeS. Інший спосіб - нагрівання парафінової суміші елементарною сіркою. У промисловості сірководень - це побічний продукт очищення природного газу або біогазу, який зазвичай постачається з концентрацією до 10%.
Програми
Сірководень традиційно використовується в катіонній прогулянці для осадження катіонів важких металів ІІ групи з аналітичної прогулянки, які потім відокремлюються іншими методами. Аморфні осади можуть бути чорними або білими. Кон'югована сіль, сульфід натрію, використовується як витримка для бронзи (навісні замки, ювеліри). Також сульфід натрію використовується, наприклад, для виробництва шкіри.
В останніх дослідженнях вдалося викликати сплячку у мишей, застосовуючи сірководень.
Сірководень відповідає за почорніння деяких фарб на основі карбонату свинцю внаслідок утворення сульфіду чорного свинцю (II). У деяких випадках це можна виправити, застосовуючи перекис водню (II) водню до білого свинцю (II) сульфату. Це вихідна сполука в деяких органічних синтезах.
Токсичність
Токсичність сірководню подібна до токсичності ціаністого водню. Причиною того, що, незважаючи на більш широко поширену присутність цієї сполуки, є порівняно мало смертей, є поганий запах, яким вона супроводжується. Однак, починаючи з 50 проміле, він чинить наркотичну дію на рецепторні клітини запаху, і постраждалі люди більше не сприймають смороду.
Від 100 ppm може наступити смерть. Оскільки щільність сірководню більша, ніж щільність повітря, вона зазвичай накопичується в низьких місцях, таких як колодязі тощо. де це може спричинити людські жертви. Часто є кілька постраждалих, спочатку жертва падає без свідомості, а потім постраждають і всі інші, хто приходить на допомогу без необхідних захисних засобів. Сульфід водню, здається, діє головним чином на металеві центри ферментів, блокуючи їх і тим самим перешкоджаючи їх роботі. Для лікування рекомендується якомога швидше вивести постраждалого на свіже повітря і застосувати чистий кисень. Крім того, іон сірки поєднується з гемоглобіном так само, як кисень, приводячи до асфіксії організму.
Вплив низького рівня сірководню може спричинити подразнення очей, носа або горла. Це також може викликати утруднення дихання у людей, які страждають астмою. Короткий вплив високих концентрацій сірководню (понад 500 ppm) може спричинити втрату свідомості та, можливо, смерть. У більшості випадків люди, які втрачають свідомість, здається, одужують, не зазнаючи інших наслідків. Однак деякі люди, здається, мають довгострокові або постійні наслідки, такі як головний біль, погана здатність до концентрації уваги, погана пам’ять та погана моторика. Впливу на здоров’я у осіб, які зазнають дії сірководню в концентраціях, які зазвичай знаходяться в навколишньому середовищі (0,00011-0,00033 ppm), не виявлено.
Вчені не мають інформації, якаби довести смерть людей, отруєних ковтанням сірководню. Свині, які їли їжу, що містить сірководень, страждали діареєю кілька днів і втрачали вагу навіть через 105 днів.
Вчені мають мало інформації про те, що відбувається, коли людина потрапляє через сірку водню через шкіру. Однак відомо, що слід бути обережним із сірководнем у стиснутій рідкій формі, оскільки це може спричинити омороження шкіри.
Незважаючи на високу токсичність сірководню для ссавців, існує багато мікроорганізмів, які переносять високі концентрації цього газу або навіть харчуються ним. Таким чином, існують теорії, які пов'язують метаболізм сірководневого газу, оскільки він існує, наприклад, поблизу підводних вулканічних джерел, з розвитком життя на Землі.
Усунути сірководень
Наявність сірководню в питній воді не загрожує здоров’ю, але це загальний забруднювач, який має чіткий запах "тухлого яйця", завдяки чому очищення води стає бажаним. Доступні різні методи обробки, і сірководень часто можна обробляти та видаляти за допомогою того самого процесу та обладнання, що використовується для видалення заліза та марганцю.
Загальні варіанти лікування
Більшість методів обробки сульфідів залежать від окислення сірководневого газу до елементарного сульфіду - твердої речовини. Окислення - це процес, при якому розчинні або розчинені забруднення перетворюються на розчинні та нерозчинні побічні продукти, які можна фільтрувати. Цей процес змінює хімічні та фізичні властивості реагентів. Сірководень може окислюватися різними методами. Якщо концентрація перевищує 6,0 мг/л, рекомендується окислення, таке як дезінфекція хлором. Якщо концентрація не перевищує 6,0 мг/л, а рН вище 6,8, можна використовувати такий фільтр, як марганцевий зелений пісок.
Додавання хлору
Додавання хлору є ефективним і широко застосовуваним методом окислення сірководню, особливо якщо рН води становить 6,0-8,0. Хлор регулярно вводять у вигляді гіпохлориту натрію, який реагує з сіркою, сірководнем та бісульфітом, утворюючи сполуки, які не викликають неприємного смаку та запахів у питній воді.
Кількість використовуваного гіпохлориту залежить від концентрації сірководню у джерелі водопостачання, однак рекомендується доза 2,0 мг/л хлору на кожні 1,0 мг/л сірководню. Перед змішуванням у резервуарі до системи слід додати хлор, а також забезпечити достатнє зберігання, щоб вода могла контактувати з хлором протягом двадцяти хвилин. Очищена вода може містити запахи та смаки, спричинені утворенням деяких побічних продуктів або залишків хлору. Отже, через необхідний час контакту воду потрібно пропустити через фільтр з активованим вугіллям, щоб видалити залишки сірки або додаткового хлору.
Системи хлорування доступні у вигляді краплеподібного гранулятора або рідинного хімічного живильника. Кулеподібна система крапель автоматично подає виміряну кількість хлору через кришку свердловини або в резервуар для зберігання протягом циклу відкачки. Система подачі хімічної речовини має характеристику живильника рідини, підключеного до насоса свердловини.
Аерація
Ще однією поширеною обробкою сірчаної води є аерація. Сірководень фізично видаляється перемішуванням води через барботування або каскадування, а потім відокремленням або «травленням» сірководню в контейнері. Небажаний сірководень видаляється як летючий газ, продуваючи його в трубу для відходів або зовні. Аерація найефективніша, коли концентрації нижче 2,0 мг/л. При більш високих концентраціях цей метод може не усунути весь неприємний запах, якщо повітря не використовується для хімічного окислення сірководню, який потім фільтрується.
У типовій системі аерації навколишнє повітря надходить у воду за допомогою компресора або нагрівача. Добре спроектовані аераційні резервуари містять кишеню повітря на третині або половині резервуара. Якщо в резервуарі немає подушки безпеки, запах сірки може повернутися. Більшість джерел живлення містять менше 10 мг/л сірки, і в цьому випадку аераційний резервуар приблизно такого ж розміру, що і фільтруючий бак (10 "x 54"), добре працює. Коли рівень сірки перевищує 10 мг/л, можуть знадобитися аераційні резервуари, системи репресації, системи хлорування. Аерація не завжди є найбільш практичною водопідготовкою, особливо якщо концентрація сірководню перевищує 10 мг/л, оскільки для цього потрібні дуже кислі умови (рН 4,0-5,0), тривалий час контакту та вода для змішування, а отже регулярні достатні потреби у просторі. Крім того, для очищеної води, можливо, доведеться подати тиск для розподілу всередині будинку, а неприємні запахи потрібно усунути, випустивши газ назовні.
Регулюють артеріальний тиск
На додаток до висновку, що сірководень, або H2S, утворюється в тонкій оболонці кровоносних судин, утворених ендотеліальними клітинами, додається, що H2S регулює кров'яний тиск, розслабляючи такі судини. Ця молекула-месенджер, найновіший член сімейства газотрансмітерів, за своєю функцією схожа на хімічні сигнали, представлені оксидом азоту, дофаміном та ацетилхоліном, які передають сигнали між нервовими клітинами та збуджують або уповільнюють мозкову діяльність.
Оскільки газотрансмітери присутні у всіх ссавців, логічно припустити, що результати цього дослідження можуть мати численні програми у галузі фізіології та медицини людини.