Estrutura do ácido sulfidrico (H2S), propriedades, usos, importância

Ele ácido sulfidrico o O hidrogênio sulfeto é um gás formado pela união de um (s) átomo (s) de enxofre e dois átomos de hidrogênio (H). Sua fórmula química é H₂S. Também é conhecido como gás de sulfeto. É um gás incolor cujo cheiro se torna evidente em ovos podres.

Está presente em vulcões e fontes termais sulfurosas, em gás natural e petróleo bruto. Também é formado durante a decomposição anaeróbica (sem oxigênio) da matéria orgânica de plantas e animais. Ocorre naturalmente no corpo de mamíferos, através da ação de certas enzimas em cisteína, um aminoácido não essencial.

Fórmula química de ácido sulfidrico ou sulfeto de hidrogênio. Saranphong Yimklan [domínio público]. Fonte: Wikimedia Commons.

As soluções aquosas de H₂S são corrosivos para metais como aço. O h₂S é um composto redutor que, ao reagir com o SO₂ , Oxida o enxofre elementar enquanto reduz a So₂ Também para enxofre.

Apesar de ser um composto altamente tóxico e fatal para humanos e animais, por alguns anos sua importância foi estudada em uma série de processos importantes no corpo.

Regula uma série de mecanismos relacionados à geração de novos vasos sanguíneos e ao funcionamento do coração.

Proteger os neurônios e pensar em sua ação contra doenças como Parkinson e Alzheimer.

Devido à sua redução química, pode combater espécies oxidantes, agindo contra o envelhecimento celular. Por esses motivos, a possibilidade de produzir medicamentos está sendo estudada que, quando fornecidos aos pacientes, pode liberá -lo lentamente no corpo.

Isso serviria para tratar patologias como isquemia, diabetes e doenças neurodegenerativas. No entanto, seu mecanismo de ação e sua segurança ainda devem ser investigados em profundidade.

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Estrutura

A molécula H₂S é análogo ao da água, ou seja, eles se assemelham à sua forma porque os hidrogênios estão localizados formando um ângulo com enxofre.

Estrutura angular da molécula de ácido sulfeto, H₂S. Bangin [CC BY-SA 3.0 (http: // criativecommons.Org/licenças/BY-SA/3.0/]]. Fonte: Wikimedia Commons.

Enxofre em h₂S tem a seguinte configuração eletrônica:

1s², 2s² 2 p⁶, 3s² 3p⁶,

Em seguida, pegue um elétron de cada hidrogênio para completar sua camada de valência.

Estrutura 3D do ácido sulfeto. Amarelo: enxofre. Branco: hidrogênio. Benjah-BMM27 [domínio público]. Fonte: Wikimedia Commons.

Nomenclatura

- Ácido sulfidrico

- Sulfato de hidrogênio

- Hidreto de enxofre.

Propriedades físicas

Estado físico

Gás incolor de cheiro muito desagradável.

Peso molecular

34,08 g/mol.

Ponto de fusão

-85,60 ºC.

Ponto de ebulição

-60,75 ºC.

Densidade

1.1906 g/l.

Solubilidade

Moderadamente solúvel em água: 2,77 volumes em 1 água a 20 ºC. Pode ser despejado da solução aquosa completamente, enviando -a para ferver.

Propriedades quimicas

Em solução aquosa

Quando o sulfeto de hidrogênio está em solução aquosa, o nome do ácido sulfidrico é atribuído. É um ácido fraco. Tem dois prótons ionizáveis:

H₂S + h₂Ou ⇔ h₃QUALQUER⁺ + Hs^-,       K_A1 = 8,9 x 10^-8

Hs^- + H₂Ou ⇔ h₃QUALQUER⁺ + S^2-,     K_A2 ∼ 10^-14

O primeiro próton é levemente ionizado, como pode ser deduzido de sua primeira constante de ionização. O segundo próton é muito pouco ionizado, mas as soluções de H₂S contém algo do ânion de enxofre s^2-.

Se a solução H₂S é exposto ao ar, o O₂ Oxida ao ânion sulfeto e precipita de enxofre:

Pode atendê -lo: óxidos

2 s^2- + 4 h⁺ + QUALQUER₂ → 2 h₂O + 2 s⁰↓ (1)

Na presença de cloro cl₂, Bromo Br₂ e iodo i₂ O hidrogênio e o enxofre correspondentes são formados:

H₂S + BR₂ → 2 hbr + s⁰↓ (2)

As soluções aquosas de H₂S são corrosivos, produzem rachaduras no estresse com sulfeto em aços rígidos altos. Os produtos de corrosão são ferro e sulfeto de hidrogênio.

Reação de oxigênio

O h₂S reage com o oxigênio do ar e as seguintes reações podem ocorrer:

2 h₂S + 3 o₂ → 2 h₂O + 2 Então₂                                               (3)

2 h₂S + o₂ → 2 h₂O + 2 s⁰↓ (4)

Reação com metais

Ele reage com vários metais que se movem ao hidrogênio e formam sulfeto de metal:

H₂S + pb → pbs + h₂↑ (5)

Reação com dióxido de enxofre

Nos gases vulcânicos, o h está presente₂S e o SO₂, que reagem um com o outro e o enxofre sólido é formado:

H₂S + SO₂ → 2 h₂O + 3 s⁰↓ (6)

Decomposição com temperatura

O sulfeto de hidrogênio não é muito estável, é facilmente quebrado por aquecimento:

H₂S → h₂↑ + s⁰↓ (7)

Localização na natureza

Este gás é encontrado naturalmente em fontes termais sulfídicas ou sulfurosas, em gases vulcânicos, em petróleo bruto e gás natural.

Água sulfurosa Manantial. O.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/por/3.0)]. Fonte: Wikimedia Commons.

Quando o petróleo (ou gás) contém traços significativos de H₂S é considerado "azedo", em contraste com "Sweet", que é quando não o contém.

Pequenas quantidades de H₂S em petróleo ou gás são economicamente prejudiciais porque uma planta de lavagem deve ser instalada para removê -la, tanto para evitar a corrosão quanto para tornar o gás residual seguro para uso doméstico como combustível.

Ocorre sempre que a matéria orgânica que contém enxofre é decomposta em condições anaeróbicas (ausência de ar), como humano, animais e resíduos vegetais.

H emissões₂S (cor verde azulada) na costa da Namíbia, fotografada pela NASA. Essas emissões vêm de resíduos orgânicos. Observatório da Terra da NASA [CC por 2.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/por/2.0)]. Fonte: Wikimedia Commons.

As bactérias presentes na boca e no trato gastrointestinal a produzem a partir dos materiais degradáveis ​​que vegetais ou proteínas animais contêm.

Seu cheiro característico faz com que sua presença em ovos podres seja avisada.

O h₂S também ocorre em certas atividades industriais, como nas refinarias de petróleo, fornos de coca, fábricas de papel, você teria e no processamento de alimentos.

Síntese no corpo de mamíferos

O h₂S endógeno pode ocorrer em tecidos de mamíferos, entre esses ser humanos, por dois caminhos, um enzimático e não -enzimático.

O caminho não -enzimático consiste em reduzir o enxofre elementar S⁰ para h₂S através da oxidação da glicose:

2 c₆H₁₂QUALQUER₆ (glicose) + 6 s⁰ (enxofre) + 3 h₂O → 3 C₃H₆QUALQUER₃ + 6 h₂S + 3 co₂         (8)

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O caminho enzimático consiste em H h₂S da L-cisteína, que é um aminoácido sintetizado pelo corpo. O processo é segurado por várias enzimas, como cistação.

O ácido sulfidrico foi encontrado no cérebro de vacas. Autor: Arttower. Fonte: Pixabay.

Obtenção em laboratório ou industrialmente

Gás de hidrogênio (H₂) e o (s) elemento (s) de enxofre não reage às temperaturas ambientais normais, mas acima deles eles começam a ser combinados, sendo a temperatura ideal 310 ºC.

O processo é, no entanto, muito lento, então outros métodos são usados ​​para obtê -lo, entre eles o seguinte.

Sulfídios de metal (como sulfeto ferroso) estão reagindo com ácidos (como cloridricos) em solução diluída.

FES + 2 HCl → FECL₂ + H₂S ↑ (9)

Dessa maneira, o gás é obtido₂S que, dada a sua toxicidade, deve ser coletada com segurança.

Uso industrial de H₂S para produzir enxofre

Armazenamento e transporte em grandes quantidades de H₂S que se separa do gás natural por lavagem com aminas é difícil, para que o processo do Claus seja usado para transformá -lo em enxofre.

Nas refinarias de petróleo, o H está separado₂S de gás natural lavando com aminas e depois se torna enxofre. Autor: Satyaprem. Fonte: Pixabay.

Neste processo, duas reações ocorrem. No primeiro₂S reage com oxigênio para dar assim₂, Como mencionado acima (ver reação 3).

O segundo é um reação catalisado por óxido de ferro onde o SO₂ é reduzido e h₂S oxida e os dois produzem enxofre (ver reação 6).

Dessa maneira, é obtido enxofre, que pode ser facilmente armazenado e transportado, além de alocar a múltiplos usos.

Utilidade ou importância de H₂S endógeno no organismo

O h₂S Endogênio é aquele que ocorre naturalmente no organismo como parte do metabolismo normal em humanos, mamíferos e outros seres vivos.

Apesar de sua longa reputação de ser um gás tóxico e venenoso associado à decomposição da matéria orgânica, vários estudos recentes dos anos 2000 até o presente determinaram que H₂S endogênio é um importante regulador de certos mecanismos e processos em ser vivo.

O h₂S apresenta alta lipofilicidade ou afinidade em relação a gorduras, por isso cruza as membranas celulares facilmente, penetrando em todos os tipos de células.

Sistema cardiovascular

Nos mamíferos, o ácido sulfeto promove ou regula uma série de sinais que regulam o metabolismo, a função cardíaca e a sobrevivência celular.

Ele exerce um efeito poderoso no coração, vasos sanguíneos e elementos circulantes de sangue. Modula o metabolismo celular e a função mitocondrial.

Defende os rins dos danos causados ​​pela isquemia.

Sistema gastrointestinal

Desempenhar um papel importante como um fator protetor contra danos à mucosa gástrica. Estima -se ser um importante mediador da motilidade gastrointestinal.

É provável que esteja envolvido no controle da secreção de insulina.

Sistema nervoso central

Ele também atua em funções importantes do sistema nervoso central e protege os neurônios de estresse oxidativo.

Os neurônios estão protegidos por H₂S endógeno. Autor: Gerd Altmann. Fonte: Pixabay.

Estima -se que possa proteger contra doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson, Alzheimer e Hunginton's.

Órgão de visão

Proteger as células fotorreceptoras da degeneração da retina induzida pela luz.

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Contra o envelhecimento

O h₂S ser uma espécie redutora pode ser consumida por uma variedade de agentes oxidantes circulando no corpo. Espécies oxidantes de combate, como espécies reativas de oxigênio e espécies reativas de nitrogênio no corpo.

Limitar as reações dos radicais livres através da ativação de enzimas antioxidantes que protegem contra os efeitos do envelhecimento.

Potencial de cura de H₂S fornecido exogenamente

A biodisponibilidade de H₂S Endogênico depende de certas enzimas envolvidas na biossíntese de cisteína em mamíferos.

Alguns estudos sugerem que um doador de terapia medicamentosa Don₂S pode ser benéfico para certas patologias.

Por exemplo, pode ser útil em pacientes diabéticos, pois foi observado que os vasos sanguíneos de animais diabéticos melhoram com medicamentos que fornecem h₂S exógeno.

O h₂S Fornecido aumenta exogenamente a angiogênese ou a formação de vasos sanguíneos, para que possa servir para o tratamento de doenças crônicas de isquemia.

Drogas estão sendo elaboradas que podem liberar H₂Está lentamente para ser capaz de agir benéfico sobre várias doenças. No entanto, a eficácia, a segurança e os mecanismos de sua ação ainda devem ser investigados.

Riscos

O h₂S é um veneno fatal se for inalado puro ou até diluído 1 parte do gás em 200 partes do ar. Os pássaros são muito sensíveis a H₂S e morrem mesmo em diluição de 1 em 1500 partes do ar.

Sulfeto ácido ou sulfeto de hidrogênio H₂S é um veneno poderoso. Autor: Openicons. Fonte: Pixabay.

O h₂S é um inibidor poderoso de certas enzimas e processos de fosforilação oxidativa, o que leva à asfixia celular. A maioria das pessoas o percebe de maneira olfatorial em concentrações superiores a 5 ppb (peças por bilhão). As concentrações de 20-50 ppm (partes por milhão) são irritantes para os olhos e o trato respiratório.

Uma inalação de 100-250 ppm por alguns minutos pode gerar falta de coordenação, distúrbios da memória e distúrbios motores. Quando a concentração é de cerca de 150-200 ppm₂S. Se uma concentração de 500 ppm for inalada por 30 minutos, edema pulmonar e pneumonia podem ser produzidos.

Concentrações superiores a 600 ppm podem ser fatais nos primeiros 30 minutos, uma vez que o sistema respiratório está paralisado. E 800 ppm é a concentração que é imediatamente letal para o ser humano.

Portanto, deve -se evitar que haja H escape₂S em laboratórios, local ou em qualquer lugar ou situação.

É importante alertar que muitas mortes ocorram porque as pessoas entram em espaços confinados para resgatar colegas de trabalho ou familiares que entraram em colapso devido a envenenamento com H₂S, morrendo -os também.

É um gás inflamável.

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