Da li vodonik sulfid gori? Utjecaj sumporovodika na ljudski i životinjski organizam

Bolesti uzrokovane izlaganjem sumporovodiku A.

Profesionalne bolesti

Šta je vodonik sulfid i gdje se koristi?

Vodonik sulfid (H2S) je zapaljiv, bezbojni plin koji je teži od zraka i ima karakterističan miris pokvarenih jaja.

Rasprostranjenost i primjena vodonik sulfida.

U prirodi se sumporovodik nalazi u vulkanskim plinovima i vlažnim mjestima, gdje bakterijska flora razgrađuje organske tvari koje sadrže sumpor. U industriji može nastati kao rezultat kontakta elementarnog sumpora ili spojeva koji sadrže sumpor s organskim materijalima na visokim temperaturama. Vodonik sulfid je nepoželjan nusproizvod mnogih industrija. To uključuje: petrohemijsku industriju, koksare, preduzeća za proizvodnju viskoznih vlakana, celofana, barijevih soli, boja i pigmenata koji sadrže sumpor, fabrike za proizvodnju litografija i fotogravira, šećerane i kožare, kao i postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda .
Vodonik sulfid se koristi kao intermedijer u sintezi neorganskih sumpornih jedinjenja, sumporne kiseline i organskih jedinjenja sumpora.

Profesionalne grupe u riziku od izloženosti sumporovodiku

Najveći rizik su zaposleni u preduzećima za prečišćavanje otpadnih voda, rudari, metalurzi, ljudi koji se bave silažom, radnici šećerana, kožara, fabrika za proizvodnju viskoznih vlakana i celofana, hemijskih preduzeća (proizvodnja sumporne kiseline, barijumove soli itd.). izloženosti..

Mehanizam djelovanja sumporovodika na ljude. Opasnost od vodonik sulfida.

Usisavanje
U industrijskim uslovima, vodonik sulfid se apsorbuje samo kroz respiratorni sistem.
Biotransformacija
Vodonik sulfid brzo oksidira u sulfate. Inhibitor je citokrom oksidaze (Warburgov respiratorni enzim).
Odabir
Samo mali dio (manje od 10%) apsorbirane količine izlučuje se nepromijenjen u izdahnutom zraku. Metaboliti vodonik sulfida (sulfati, tiosulfati) se izlučuju urinom.

Procjena izloženosti vodonik-sulfidu

Procjena okoliša
Tamo gdje je vjerovatno da će biti prisutne opasne koncentracije, indikatorske cijevi se mogu koristiti za određivanje potonjeg. Za kvantitativno proučavanje koncentracija sumporovodika u vazduhu preporučuju se kolorimetrijska metoda sa metilen plavim i gasna hromatografija. Treba napomenuti da potonja metoda omogućava korištenje pojedinačnih uzorkovača.
Biološka procjena
Ne postoje metode biološke procjene.

Trovanje vodonik sulfidom i bolesti uzrokovane izlaganjem sumporovodiku.

Akutne bolesti
Vodonik sulfid iritira oči, što može dovesti do keratokonjunktivitisa. Također iritira respiratorni trakt, što može rezultirati bronhitisom, pa čak i plućnim edemom. Kada se izloži velikim koncentracijama, razvija se paraliza čula mirisa, pa osoba prestaje da percipira miris gasa. Simptomi akutnog trovanja su: iritacija očiju i respiratornog trakta, glavobolja, vrtoglavica i bol u grudima. U teškim slučajevima, koma, napadi i smrt se mogu pojaviti u roku od nekoliko sekundi.

Hronične bolesti
Prema brojnim autorima, kao posljedica dužeg izlaganja sumporovodiku u koncentracijama koje ne izazivaju akutno trovanje, mogu se pojaviti sljedeći simptomi: glavobolja, vrtoglavica, nemogućnost koncentriranja na bilo šta, nestabilno raspoloženje, hiperhidroza, poremećaj autonomne funkcije nervni sistem, hronični bronhitis i dispepsija. Međutim, drugi istraživači odbacuju mogućnost kronične intoksikacije.

Odnos između nivoa izloženosti i bolesti

Prag mirisa za vodonik sulfid je oko 0,012-0,03 µg/m3 vazduha. Pri koncentraciji od 7-11 μg/m3, miris postaje nepodnošljiv čak i za one koji imaju redovan kontakt sa sumporovodikom. Pri koncentraciji od 1500 mcg/m3 koma se može razviti nakon samo jednog udisaja, nakon čega slijedi brza smrt. Dugotrajno izlaganje u koncentraciji od 375 µg/m3 izaziva plućni edem, a pri koncentraciji od 75 µg/m3 - keratokonjunktivitis i bronhitis.

Prognoza

Posljedica teškog akutnog trovanja sa komom može biti trajno oštećenje mozga ili srca, dok je prognoza za umjereno trovanje povoljna.

Diferencijalna dijagnoza

Potrebno je isključiti druge uzroke poremećaja svijesti (neurološke, kardiovaskularne, metaboličke), te dokazati izloženost sumporovodiku u visokim koncentracijama (na osnovu profesionalne anamneze, detekcije visokih koncentracija u zraku). U slučaju razvoja keratokonjunktivitisa ili akutne respiratorne bolesti, dovoljno je potvrditi izloženost sumporovodiku u visokim koncentracijama.

Osjetljivost

Osetljivost na dejstvo sumporovodika povećavaju sve bolesti koje su praćene pogoršanjem snabdevanja vitalnih organa kiseonikom (ateroskleroza cerebralnih sudova i koronarnih arterija, anemija, hronične respiratorne bolesti), kao i keratokonjunktivitis.

Ljekarski pregledi

Preliminarni pregled
Uključuje anamnezu i klinički pregled, pri čemu posebnu pažnju treba obratiti na stanje očiju, nervnog i kardiovaskularnog sistema, respiratornih organa. Možete proučavati glavne pokazatelje plućne funkcije (FVC, FEV1.0).
U medicinskom smislu, oni se ne razlikuju od pregleda prije zapošljavanja. Obično se provode jednom godišnje.

Tretman trovanja vodonik sulfidom.

U slučaju akutnog trovanja vodonik sulfidom žrtvu treba odmah izvesti na svež vazduh i započeti simptomatsko lečenje. Veštačko disanje može biti neophodno.

Preventivne radnje

Koncentracije sumporovodika u vazduhu moraju se održavati na što nižim mogućim nivoima posebnim tehničkim merama (zaptivanje proizvodnih procesa, ventilacija). Respiratorna zaštita (koristeći respiratore ili aparat za disanje zatvorenog kruga) može biti neophodna.
Maksimalno dozvoljene koncentracije vodonik sulfida u zraku na radnim mjestima u različitim zemljama variraju od 10 do 15 μg/m3.

Preventivne mjere uključuju obavezno nošenje lične zaštitne opreme i zaštitne odjeće. Proizvodno i tekstilno preduzeće Fakel - web stranica kompanije f-tk.ru - nudi širok izbor radne odjeće, zaštitne obuće i lične zaštitne opreme.

Vodonik sulfid se može formirati u tijelu i utjecati na tok metaboličkih reakcija. Promjena njegove koncentracije dovodi do razvoja patologija. Istovremeno, višak ovog gasa u vazduhu je opasan!

Vodonik sulfid je plin izuzetno neugodnog mirisa trulih proteina ili, jednostavno rečeno, pokvarenih jaja. Oslobađa se tokom razgradnje organske materije. Vodonik sulfid je teži od zraka, pa se može akumulirati u jarcima, gudurama, jamama i kontaminiranim bunarima. Njime su bogati i vulkanski gasovi. U industriji je sumporovodik nusproizvod prerade nafte i uglja, prečišćavanja otpadnih voda, proizvodnje boja, celofana, šećera, viskoze itd. U nastavku pročitajte kakav uticaj ima na organizam.

Ljudski kontakt sa vodonik sulfidom je veoma opasan. Ovaj gas je jak otrov. Jednom u tijelu, pretvara se u sulfat i blokira respiratorni enzim citokrom oksidazu. Sa malom koncentracijom sumporovodika u vazduhu dolazi do uzbuđenja respiratornog sistema. Na taj način ljudski organizam nastoji da nadoknadi nedostatak kiseonika.

Sa povećanjem sadržaja ovog plina, počinje oštra depresija respiratornog sistema. Pri koncentraciji sumporovodika od 1000 mg/m3 ili više, osoba će umrijeti trenutno.

Od djetinjstva, miris pokvarenih jaja podsjeća sve na to šta je sumporovodik. Bezbojni gas sa hemijskom formulom H2S je veoma zapaljiv. Otrovni toksin rijetko uzrokuje akutno trovanje, ali bez liječenja pogoršava ljudsko zdravlje čak i u malim dozama. Ljudi su joj izloženi u industrijskim okruženjima gdje kristalni sumpor može izgorjeti. Supstanca se proizvodi u laboratoriji pomoću generatora plina. Tokom požara, vodonik sulfid gori plavim plamenom.

Širenje supstance

Kombinacija i proizvodnja sumpora i vodonika povezana je s raspadanjem organske tvari, stijena sa sulfidnim jedinjenjima, zbog čega je česta u rudarskoj, koksnoj, plinskoj i naftnoj industriji. nalazi se u industrijskim otpadnim i kanalizacijskim vodama. Maksimalno dozvoljena koncentracija (MPC) u vazduhu je 10 mg/m3, ali prisustvo ugljovodonika je do 3 mg/m3. Postoji akumulacija gasa vodonik sulfida u vulkanskim stijenama, na mjestima gdje sumporne mineralne vode dopiru do površine zemlje ili gdje se organski otpad skladišti u dubokim jamama.

Opijanju su izloženi radnici postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda, kanalizacioni radnici, pumpne stanice, tuneli, bunari, rudari i radnici hemijskih laboratorija.

Upotreba sulfida je uobičajena u metalurgiji u preradi ruda obojenih metala, u lakoj industriji kao fosfor i u elektronici. Supstanca pokazuje hemijska svojstva redukcionog agensa i može se koristiti za proizvodnju sumpora i sumporne kiseline.

Toksičnost i detekcija

Toksin ima treću klasu opasnosti i otprilike je 5-10 puta manje toksičan od cijanida. Njegova fizička svojstva određuju težinu intoksikacije. Vodonik sulfid je teži od zraka i kondenzira se u bezbojnu tekućinu i brzo se otapa u vodi.

Gas bez mirisa se ne detektuje pri koncentracijama ispod 1 ppm, minimalni taktilni prag je 0,18 mg/m3. Smrdi na pokvarena jaja u dozi od oko 40 mg/m3, a pri MPC od 40 do 150 mg/m3 ima slatkast miris. Doza iznad 150 mg/m3 izaziva brzu privremenu paralizu olfaktornih nerava, što dovodi do nemogućnosti prepoznavanja gasa.

Ljekovite vode sa sumporom

Vodonik sulfid u vodi nije uvijek opasan. U bunaru sa pitkom vodom dozvoljena koncentracija je ispod 0,03 mg/l, a kada se taloži voda će postati mutna zbog istiskivanja sumpora kiseonikom. Prednosti i štete otopine sumporovodika povezane su s ljekovitim svojstvima sulfidnih kiselina. Odatle potiču mineralne vode, koje nastaju prirodnim putem kontaktom vode i neorganskih sumpornih stijena.

Vodonik sulfidna voda koncentracije 10-40 mg/l smanjuje proizvodnju želudačnog soka, otklanja zatvor i pospješuje izlučivanje žuči. Voda za piće preporučuje se kod oštećenja jetre i trovanja teškim metalima, ali je uzimajte samo prema preporuci ljekara.

Otrovni efekti vodonik sulfida na ljude

Postoje dva načina trovanja vodonik-sulfidom:

• udisanje;
• kontakt sa kožom ili sluzokožom.

Na ćelijskom nivou, supstanca se veže za molekule gvožđa i inhibira citokrom oksidaze u mitohondrijima i blokira isporuku kiseonika.

Izgladnjivanje kiseonikom je ono što je opasno za gas, koji stvara sulfide kada uđe u krv.

Do trovanja dolazi kada nakupljanje sulfida premašuje sposobnost tijela da ih eliminira. Supstanca se lako otapa u mastima, stoga lako prodire u sve ćelije, posebno u centralni nervni sistem i pluća.

Raspon manifestacija ovisi o koncentraciji i trajanju izlaganja sumporovodiku na ljudskom tijelu.

Akutno trovanje povezano s visokim dozama toksina ima nekoliko oblika:

1. Blaga: manifestuje se iritacijom sluzokože i respiratornog trakta. Osoba osjeća bol u očima, bol i grebanje u grlu, postaje osjetljiva na boju. Može se pojačati kašalj, curenje iz nosa, a može doći i do bronhospazma. Spolja se manifestuje kao crvenilo očiju, spontano treptanje i zatvaranje (blefarospazam).
2. Umjereno: pojavljuje se kada supstanca prodre kroz pluća u krv. Osoba osjeća glavobolju, vrtoglavicu, slabost, mučninu i povraćanje, te proljev. Koordinacija pokreta, sklonost uznemirenosti i nesvjestici mogu biti poremećeni. Spolja se manifestuje plavetnilom usana. Doktor detektuje porast krvnog pritiska i ubrzanje pulsa. Analiza urina otkriva proteinske i stupaste ćelije. Ponekad temperatura raste, javljaju se simptomi bronhitisa i upale pluća.
3. Teška: jako povraćanje, plavkasta koža, srčana disfunkcija i gušenje. Duboka koma obično završava smrću. Ako osoba utone u dubok san, a zatim se probudi, to ukazuje na povoljan ishod. Intoksikacija se manifestuje kao apatija, astenija, stupor i postepeno se razvija oštećenje centralnog nervnog sistema. Može se razviti plućni edem.

Pod uticajem doza iznad 1000 mg/m3 razvija se fulminantni ili „apoplektički“ oblik, koji se manifestuje konvulzijama i nesvjesticom. Smrt nastupa u roku od 20 minuta zbog paralize respiratornog centra (moždanog stabla) ili zbog paralize srca.

Subakutna intoksikacija djeluje sporije, glavobolja, slabost ili umor se postepeno povećavaju. Osoba se znoji, sluznice usta postaju crvene, a pri gutanju se javlja bol. Oči postaju suhe i razvija se konjuktivitis. Povećava se lučenje pljuvačke, javlja se mučnina, boli želudac u paroksizmama, razvija se proljev s karakterističnom crno-zelenom stolicom.

Hronična trovanja

Niski nivoi izloženosti sumporovodiku nisu neuobičajeni. Neke zemlje su razvile standarde za industrijske emisije u vazduh. Izloženost u stambenim zgradama se ne razmatra na državnom nivou, iako obližnje fabrike i poljoprivredne lokacije, naftni i gasni razvoji i postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda zagađuju vodu za piće, posebno u ruralnim područjima gdje se tretman ne vrši.

Ako osoba često pati od upale oka, rinitisa, bronhitisa i laringitisa, proljeva i mučnine, žali se na gubitak snage, slabost sa znojenjem, glavobolje, poremećaje spavanja na pozadini niskog krvnog tlaka i usporenog rada srca, može imati konstantan vodonik. trovanja sulfidima. Kontakt sa rastvorima dovodi do osipa. Krvni test će otkriti hipohromnu anemiju, promjene u veličini i deformaciji crvenih krvnih zrnaca, te povećanje broja monocita. Osoba možda neće moći razlikovati miris sumporovodika, što ukazuje na ovisnost.

Znakovi trovanja sumporovodikom zavise od nakupljanja sumporovodika u atmosferskom zraku. Kod izlaganja niskog intenziteta, osoba doživljava iritaciju očiju i sluzokože, ali općenito tijelo ne pati. Komplikacije nastaju nakon udisanja sumporovodika u koncentracijama iznad 1000 mg/m3 u atmosferskom zraku:

• akutni respiratorni distres sindrom;
• akutni infarkt miokarda;
• neuropsihijatrijske komplikacije.

Manifestacije dugotrajnih neuroloških komplikacija nisu proučavane, jer u većini slučajeva izlaganje sumporovodiku dovodi do smrti. Nakon akutnog ili subakutnog trovanja javlja se sklonost bolestima gastrointestinalnog trakta, bronhija i pluća, srčanim patologijama i srčanim udarima, organskim lezijama centralnog nervnog sistema. Ponekad, zbog dejstva sumporovodika na organizam, osoba doživljava samo glavobolje.

Mjere prve pomoći kod trovanja

Hemijska svojstva sumporovodika olakšavaju pronalaženje protuotrova za trovanje - udisanje kisika pomiješanog s hlorom.

Prva medicinska pomoć se sastoji u hitnom prenošenju unesrećenog na svjež zrak ili u dobro prozračeno mjesto. Respiratori se koriste kako bi se izbjeglo produženo udisanje tvari. Meri se koncentracija sumporovodika u vazduhu da bi se procenila težina trovanja i preduzele mere za lečenje. Ponekad se prva pomoć kod trovanja sumporovodikom dopunjava intubacijom i terapijom kisikom na mjestu trovanja.

Liječenje se provodi u jedinici intenzivne njege, gdje je propisana ventilacija uz stvaranje pozitivnog tlaka u disajnim putevima u slučaju težih oštećenja.

Acidoza se koriguje na osnovu količine laktata u krvi. Simptomi trovanja sumporovodikom slični su cijanidu, pa će inducirana methemoglobinemija spriječiti hipoksiju. Žrtvi se ubrizgava 10 ml 3% rastvora natrijum nitrata tokom 2-4 minuta, a željeni nivo methemoglobina postiže se za 30 minuta. Antiseptik metilensko plavo se također primjenjuje intravenozno. Za blijedu kožu i hipotenziju, tretman se nadopunjuje supkutanim injekcijama norepinefrina, kordiamina i kofeina. Antikonvulzivna terapija uključuje dušikov oksid.

U nedostatku odgovora na intravensku primjenu nitrata ili u slučaju upornih poremećaja u radu centralnog nervnog sistema, koristi se hiperbarična oksigenacija.

Za lokalnu iritaciju očiju nanesite losione sa 3% borne kiseline na oči, nanesite vazelin na kapke, kapi novokaina sa adrenalinom u konjunktivnu vreću.

Prevencija trovanja je razvijena za opasne industrije, gdje je potrebno: pratiti sastav zraka, provoditi periodične ljekarske preglede i formulisati plan djelovanja u slučaju nesreća.

Vodonik sulfid je izuzetno rijedak u prirodi. Međutim, u nekim slučajevima osoba je prisiljena doći u kontakt s ovom supstancom. To se dešava ne samo na poslu, već i kod kuće. Vrijedi napomenuti da se mala koncentracija tvari nalazi u crijevima. Nemoguće je izbjeći njegovo prisustvo u životu. Šta je vodonik sulfid? Zašto je opasno po zdravlje?

Kako nastaje supstanca?

Ne znaju svi šta je sumporovodik, zašto je opasan po zdravlje i kako nastaje. Za početak, vrijedno je pojasniti da je ova tvar plin koji ima karakterističan miris. Vodonik sulfid se sastoji od nekoliko komponenti: jednog dijela sumpora i dva dijela vodonika.

Supstanca je prisutna u određenim prirodnim izvorima, u otpadu vulkanskog porijekla, u slojevima morske vode na velikim dubinama. Kako nastaje vodonik sulfid? Zašto je opasno po zdravlje ljudi i životinja? Ovo ćemo pogledati u nastavku. Prvo morate shvatiti odakle dolazi ova supstanca. U prirodi, sumporovodik nastaje kao rezultat dugotrajnog raspadanja proteina. Vrlo je teško pomiješati plin s drugim tvarima, jer ga karakterizira miris pokvarenog jajeta.

Gdje se čovjek susreće?

Sumporovodik se često javlja u životu modernih ljudi:

• Supstanca je nusproizvod koji nastaje tokom topljenja livenog gvožđa, u proizvodnji asfalta, celuloze i viskoze.
• Gas se oslobađa u laboratoriji prilikom proizvodnje soli bakra i srebra. Iz tog razloga postoji veća vjerovatnoća da će se mnogi zaposleni u takvim preduzećima otrovati.
• Vodonik sulfid se vrlo često stvara u kanalizacijskim vodama tokom procesa prečišćavanja.
• Neke boje takođe sadrže vodonik sulfid.
• Koristi se kao komponenta za ljekovite kupke.

Gdje se još nalazi sumporovodik? Koje su opasnosti po zdravlje i kako mogu naštetiti? U crijevima sadržaj plinova kod zdrave osobe trebao bi biti od 0,1 do 0,5 litara. Neke koncentracije u tragovima su posljedica sumporovodika. Ovo je norma. Istovremeno, osoba se osjeća sasvim normalno, jer mu plin ne šteti.

Međutim, pojavom stagnirajućih procesa, kao i prekomjernom konzumacijom proteinske hrane, koncentracija sumporovodika se povećava nekoliko puta. To negativno utječe ne samo na funkcioniranje cijelog crijeva. Osoba se otruje. Prva pomoć za takve pojave je uravnotežena prehrana.

Plin vodonik sulfid: zašto je opasan?

Ljudi se svakodnevno susreću sa jedinjenjima sumpora. Ova supstanca je opasna jer se tijelo na nju postepeno navikava. Osoba prestaje da oseća miris gasa. Kao rezultat, može doći do teškog trovanja vodonik sulfidom. U malim količinama supstanca nije štetna. Međutim, kada se koncentracija plina u udahnutom zraku poveća od 0,01% i više, može doći do trovanja. Prvenstveno je pogođen probavni sistem, a depresivan je i nervni sistem. Ako se koncentracija poveća za više od 0,05%, tada osoba osjeća naglo pogoršanje zdravlja. U ovom slučaju dolazi do poremećaja u radu gotovo svih unutrašnjih organa, što može uzrokovati trenutnu smrt. Najčešće do smrti dolazi kada su izloženi sumporovodiku duže od 30 minuta. Obično se može dogoditi trovanje plinom ako se ovo jedinjenje udiše dok se rukuje reagensima. Razlog često leži u jednostavnom nepoštivanju sigurnosnih pravila.

Uticaj na organizam

Vodonik sulfid je opasan za ljude, jer ovaj gas može izazvati ozbiljno trovanje. Ako se pomoć ne pruži na vrijeme, žrtva može umrijeti. Šta su

Prilikom udisanja ovog sumpornog spoja, osoba može osjetiti svrab u nosu, curenje iz nosa i pojačano lučenje pljuvačke. Veoma je opasno ako sumporovodik dospe u vaše oči. Pare ove tvari mogu uzrokovati oticanje organa vida, hiperemiju konjunktive, bol, oštećenje šarenice, kao i zamagljivanje rožnice. Kao rezultat trovanja, osoba može doživjeti fotofobiju. Pri vrlo visokim koncentracijama vodonik sulfida, žrtva može izgubiti vid.

Vodonik sulfid je opasan po zdravlje čak i ako dođe u kontakt sa kožom. Ako je koncentracija niska, supstanca može izazvati crvenilo, a ako je visoka, nastaje opekotina 2. ili 3. stepena. Ako postoje velike površine zahvaćene kože, osoba može doživjeti šok.

Ako sumporovodik uđe u tijelo

Gas može oštetiti čak i unutrašnje organe. Kada se proguta, sumporovodik može izazvati povraćanje, mučninu, konfuziju, vrtoglavicu, bol u grudima i grlobolju. U nekim slučajevima, žrtva razvije bronhitis. U tom slučaju kašalj može biti praćen ispljuvakom pomiješanim s krvlju. Izuzetno je rijetko da žrtva razvije bronhopneumoniju.

Pored navedenog, osoba otrovana ovim spojem može osjetiti glavobolju i umor. Često dolazi do pada krvnog pritiska, uznemirenosti svijesti, nesvjestice i povećanja temperature. Ako je trovanje teško, žrtva može brzo izgubiti svijest. Ovaj fenomen je često praćen konvulzijama, poremećenom cirkulacijom i disanjem, potisnutim refleksima i tako dalje.

Prijevod članka Ruija Vanga. Rui Wang je profesor biologije i potpredsjednik za istraživanja na Univerzitetu Lakehead, predsjednik Kanadskog fiziološkog društva i vodeći stručnjak za metabolizam i fiziološke funkcije plinova niske molekularne težine koji djeluju kao plinoviti posrednici, uključujući dušikov monoksid , ugljični monoksid i vodonik sulfid.

Naučnici su dokazali da se sumporovodik (H2S), plin koji je otrovan u velikim količinama, stvara u malim dozama u tijelu i obavlja mnoge funkcije važne za normalan život.

Neki od njih su dati u nastavku. Međutim, H2S može imati i patološke efekte: na primjer, u prevelikim količinama smanjuje proizvodnju inzulina, a postoje dokazi o njegovim protuupalnim učincima.

Zamislite da hodate kroz hitnu pomoć bolnice čiji zidovi blistaju od čistoće, temeljito oprani dezinfekcijskim rastvorom - i odjednom čujete karakterističan smrdljiv miris pokvarenih jaja!

Ova situacija izgleda nevjerovatna, ali izvor mirisa - sumporovodik (H2S) - mogao bi u bliskoj budućnosti postati sastavni dio svake hitne pomoći.

Toksičnost vodonik sulfida (H2S) za ljude je poznata vekovima. Trenutno je ovaj gas na prvom mestu na listi toksičnih materija prilikom vađenja, crpljenja i prerade nafte i gasa. Počinjemo ga mirisati u koncentraciji u zraku od 0,0047 ppm.

U koncentraciji od 500 ppm, sumporovodik uzrokuje probleme s disanjem, a pri koncentraciji od 800 ppm uzrokuje smrt za pet minuta. Istovremeno, iznenađujuće, sumporovodik je neophodan za život.
Da bismo razumjeli kako je plin neugodnog mirisa postao važna komponenta fizioloških procesa, vratimo se u prošlost 250 miliona godina. Tada je, na kraju permskog perioda, život na Zemlji visio o koncu - došlo je do takozvanog velikog izumiranja, koje je postalo jedna od najvećih katastrofa u istoriji naše planete.

Prema najčešćoj hipotezi, uzrokovano je oslobađanjem ugljičnog dioksida prilikom masivnih izlivanja vulkanskih stijena u Sibiru, što je izazvalo lančanu reakciju promjena okoliša i dovelo do kritičnog smanjenja nivoa kisika u vodama Svjetskog okeana.
Ove promjene u sastavu oceana bile su štetne za aerobne morske vrste (koje troše kisik), ali su omogućile anaerobnim organizmima, posebno zelenim sumpornim bakterijama, da procvjetaju.

Brza proliferacija ovakvih bakterija učinila je okean potpuno neprikladnim za posljednje aerobne vrste, jer sumporne bakterije su proizvodile sumporovodik u velikim količinama. Na kraju je, očigledno, ovaj otrovni plin počeo da se ispušta u zrak, uništavajući kopnene biljke i životinje. Do kraja “velikog izumiranja” umrlo je 95% morskih životinjskih vrsta i 70% kopnenih životinja.
Možda je uloga sumporovodika u fiziološkim procesima kod ljudi naslijeđe tih davnih vremena. Samo vrste sposobne da prežive u atmosferi sumporovodika, a ponekad i da ga konzumiraju, bile su u stanju da prežive „veliko izumiranje“. Očigledno je ta sposobnost donekle očuvana i kod nas.

Vjerujte svom čulu mirisa

Vodonik sulfid (H2S) nije jedini otrovni plin uključen u fiziološke procese kod ljudi. 1980-ih godina Počeli su se pojavljivati ​​dokazi da tijelo proizvodi dušikov monoksid NO u malim količinama. Ubrzo je postalo jasno da igra ulogu posrednika - signalne molekule koja utječe na funkcije stanica.

Rad nagrađen Nobelovom nagradom za fiziologiju ili medicinu za 1998. godinu pokazao je da dušikov monoksid učestvuje u mnogim fiziološkim procesima, posebno u regulaciji imunoloških odgovora i u prijenosu signala između neurona, a također uzrokuje vazodilataciju. Nakon toga, slične funkcije otkrivene su za ugljični monoksid (CO), smrtonosnu supstancu bez boje i mirisa, uobičajeno poznatu kao ugljični monoksid.

Proučavanje fiziološke uloge CO i NO

Istraživanja fiziološke uloge CO i NO dovela su me do uvjerenja da u tijelu mogu postojati i drugi plinoviti medijatori. Kao rezultat stalnih razmišljanja o ovoj temi, u ljeto 1998. konačno mi je sinula ideja da bi H2S mogao biti takav posrednik. Vraćajući se jednog dana s posla, primijetila sam neprijatan miris u kući.

Ispostavilo se da dolazi iz staklene vitrine u kojoj su se čuvale naše porodične baštine, odnosno pokvareno uskršnje jaje koje je moja najstarija ćerka oslikala za domaći zadatak. U tom trenutku mi se postavilo pitanje: ako se sumporovodik stvara u pokvarenim jajima, zar ne bi mogao nastati u ljudskim organima i tkivima?
Pošto su se moja istraživanja o CO i NO fokusirala na efekte ovih gasova na kardiovaskularni sistem, odlučio sam da sprovedem sličnu studiju o efektima H2S. Izbor se pokazao uspješnim.

Vodonik sulfid se nalazi u krvnim sudovima

U prvim eksperimentima koje je proveo naš tim, pokazalo se da se sumporovodik nalazi u malim koncentracijama u krvnim sudovima štakora. Budući da su fiziološke karakteristike glodara i ljudi vrlo slične, moglo bi se sa sigurnošću pretpostaviti da se ovaj plin formira i u ljudskim sudovima.

Ovo otkriće je, međutim, inspirisalo optimizam za izvođenje zaključaka o fiziološkoj ulozi H2S, jednostavno navođenje činjenice o njegovom prisustvu u vaskularnom zidu očigledno nije bilo dovoljno.
U sljedećoj fazi bilo je potrebno istražiti mehanizme nastanka sumporovodika.

Enzim cistationin gama liaze

Našu pažnju privukao je enzim cistationin gama liaza, koji je uključen u stvaranje H2S u bakterijama. Prethodni radovi su pokazali da se nalazi u jetri, gdje igra ulogu u formiranju nekih aminokiselina koje sadrže sumpor (građevinski blokovi proteina). Istovremeno, nije bilo dokaza o prisutnosti cistationin gama liaze u vaskularnom zidu. Očekivano, dobili smo takve podatke. Ispostavilo se da u krvnim sudovima, pod dejstvom cistationin gama-liaze, nastaju sumporovodik, amonijak i pirogrožđana kiselina iz aminokiseline L-cistein.

Kakvu ulogu ovaj gas igra u posudama?

Dakle, identifikovan je izvor H2S u vaskularnom zidu. Sada je bilo važno saznati kakvu ulogu ovaj plin igra u posudama. Znajući da NO uzrokuje opuštanje vaskularnih mišića, pretpostavili smo da bi H2S mogao djelovati na isti način. Ova hipoteza se pokazala tačnom: kada se uroni u rastvor koji sadrži sumporovodik, krvni sudovi pacova su se proširili.
Kao rezultat svih obavljenih radova, činilo se da je H2S, kao i NO, uključen u regulaciju krvnog pritiska. Istovremeno, molekularni mehanizmi djelovanja H2S ostali su neotkriveni. Prve podatke o takvim mehanizmima dobili smo u studijama na izoliranim vaskularnim stanicama i objavljeni 2001. godine.

Ovi podaci su se pokazali sasvim neočekivanim: dok NO izaziva vaskularnu relaksaciju aktivacijom enzima glatkih mišića gvanilat ciklaze, onda H2S izaziva isti efekat na potpuno drugačiji način.

Pod uticajem ove supstance povećava se propusnost takozvanih ATP-ovisnih kalijumskih kanala (KATP) - proteinskih kompleksa ugrađenih u membranu ćelija (posebno glatkih mišića krvnih sudova) i omogućavajući prolaz kalijevim jonima. Kao rezultat toga, oslobađanje kalija iz stanice se povećava, mijenja se njezin naboj, što dovodi do smanjenja propusnosti drugih kalcijevih kanala. Kao rezultat toga, unos kalcija u ćeliju je smanjen, a to dovodi do opuštanja glatkih mišića i proširenja krvnih žila.
Vrijeme je da pređemo sa izolovanih ćelija na netaknute životinje. U našim eksperimentima, davanje rastvora sumporovodika štakorima dovelo je do smanjenja krvnog pritiska, očigledno zbog proširenja arterija i smanjenja otpora na protok krvi. Dakle, sve više dokaza sugerira da je H2S uključen u regulaciju krvnog tlaka uzrokujući vaskularnu relaksaciju. Međutim, i dalje je bilo potrebno dokazati da su efekti plina kada se unese izvana i kada se proizvodi u vaskularnom zidu identični.
Da bismo istražili prirodne efekte H2S, uzgajali smo liniju miševa s inaktiviranim (“nokautiranim”) genom za cistationin gama liazu. U takvim životinjama, H2S se, naravno, ne stvara u sudovima. Zatim smo pet godina proučavali miševe zajedno sa timovima koje su predvodili Solomon Snyder sa Univerziteta Johns Hopkins i Lingyun Wu sa Univerziteta Saskatchewan (Kanada). Naš trud nije bio uzaludan.

2008. godine objavili smo detaljan rad u kojem smo posebno pokazali da se kod naših glodara, kako stare, krvni sudovi sužavaju i krvni pritisak (mjeren pomoću minijaturnih manžeta postavljenih na rep) značajno raste. Kada je takvim miševima dat sumporovodik, pritisak se smanjio.
Podaci iz našeg rada nisu ostavljali sumnju da H2S igra ključnu ulogu u regulaciji cirkulacije krvi. Osim toga, omogućili su rješavanje jedne od dugogodišnjih misterija fiziologije. Činjenica je da se dugo nakon nobelovskog rada o istraživanju NO znalo da samo djelovanje ove supstance ne može u potpunosti objasniti proširenje krvnih žila.

Dakle, kod životinja s inaktiviranim genima odgovornim za stvaranje NO u endotelnim stanicama (unutarnja obloga krvnih žila), periferni sudovi i dalje zadržavaju sposobnost opuštanja. Međutim, priroda vazodilatatornog faktora ostala je misteriozna.
Prema našim podacima, ovaj faktor je H2S. U našim prvim istraživanjima otkrili smo enzim cistationin gama-liazu, koji je odgovoran za stvaranje sumporovodika, u stanicama glatkih mišića, ali je kasnije pronađen u endotelnim stanicama miševa, krava i ljudi – pa čak i u većim količinama. nego u glatkim mišićima. Ostaje nejasno kakav je odnos između vazodilatatorne funkcije NO i H2S, iako neki podaci upućuju na to da NO izaziva pretežno relaksaciju velikih žila, a H2S - malih.

Nova super droga?

Otkriće sinteze sumporovodika u krvnim žilama i njegove uloge u regulaciji krvnog tlaka privuklo je pažnju mnogih istraživača koji traže nove načine zaštite srca od ishemijskog oštećenja (tj. oštećenja uzrokovanih smanjenjem opskrbe krvlju, a time i kisikom). dostava).

Tipičan primjer takvog oštećenja je infarkt miokarda, kada je krvna žila koja opskrbljuje srce začepljena trombom i dolazi do smrti dijela srca koji opskrbljuje ovaj sud. Godine 2006. Gary Baxter, sada na Univerzitetu Cardiff u Walesu, i koautori objavili su rad koji je pružio prve dokaze o blagotvornoj ulozi H2S u ishemijskoj ozljedi srca.

U radu su korištena izolirana srca štakora opskrbljena ne krvlju, već oksigeniranom fiziološkom otopinom. Model ishemijskog oštećenja bio je prestanak protoka takve otopine kroz jednu od koronarnih arterija (žila koja opskrbljuje srce). Pokazalo se da dodavanje H2S u otopinu nekoliko minuta prije blokiranja arterije smanjuje veličinu oštećenog područja.

Godinu dana kasnije, David Liefer sa Univerziteta Emory pokazao je da su genetski modificirani miševi s povećanom proizvodnjom sumporovodika u srcu bili sposobniji da izdrže ishemiju miokarda uzrokovanu okluzijom koronarne arterije i da su otporniji na oštećenja koja se često javljaju nakon što se protok krvi obnovi. (naziva se reperfuzijska povreda).
Ovi i drugi podaci sugeriraju da se H2S može koristiti za prevenciju i liječenje hipertenzije, infarkta miokarda i moždanog udara. Osim toga, vazodilatacijski učinak sumporovodika može se koristiti u drugim stanjima povezanim s poremećajima vaskularne funkcije, na primjer, erektilna disfunkcija (erektilna disfunkcija). Poznato je da je osnova erekcije proširenje žila penisa i povećanje dotoka krvi u njega.

Učinak Viagre je upravo zbog činjenice da produžava trajanje dilatacijskog djelovanja NO na krvne sudove. Postoje dokazi da H2S može imati sličan efekat, iako uloga ove supstance u ljudskom muškom reproduktivnom sistemu tek treba da se prouči (poznato je, na primer, da se CO proizvodi u tkivima penisa, ali ovaj gas ne potiče erekciju, već ejakulaciju).
Sumporovodik se proizvodi ne samo u srcu i krvnim sudovima. Takođe se formira u nervnom sistemu, samo pod dejstvom ne cistationin gama liaze, već drugog enzima - cistationin beta sintaze. Funkcija H2S u nervnom sistemu je nejasna. Prema nekim podacima, može igrati ulogu neuromodulatora - supstance koja povećava ili smanjuje ekscitabilnost neuronskih kola. Moguće je da je H2S uključen u dugotrajnu potenciranje, proces koji olakšava komunikaciju između neurona i igra ulogu u učenju i pamćenju.

Dokazano je da se pod uticajem sumporovodika u nervnim ćelijama povećava nivo antioksidansa glutationa, koji štiti ćelije od delovanja štetnih faktora. Konačno, H2S može igrati ulogu u percepciji bola, koja posreduje u odgovorima na štetne podražaje.
Osim toga, sumporovodik može utjecati na metabolizam, tj. biohemijski procesi koji obezbeđuju proizvodnju i korišćenje energije, kao i sintezu supstanci. U iznenađujućim eksperimentima, Mark Roth i njegove kolege sa Univerziteta u Washingtonu pokazali su da inhaliranje malih doza H2S miševima dovodi do usporavanja metabolizma, a time i do progresije određenih bolesti.

Broj otkucaja srca kod takvih miševa odmah nakon početka udisanja H2S pao je za polovicu, te su ušli u stanje suspendirane animacije: metabolički procesi su se toliko smanjili da je udisanje kisika i H2S bilo dovoljno da životinje prežive bez ikakvih negativnih posljedica. Činilo se da je tokom takve anabioze vodonik sulfida metabolizam održavan na minimalnom nivou za vitalne organe sve dok se ne obnovi normalno snabdijevanje energijom. 30 minuta nakon prestanka udisanja H2S, metabolička brzina je obnovljena.
Ako se sumporovodikova animacija pokazala efikasnom i sigurnom za ljude, onda bi mogla postati moćna metoda hitne pomoći. Davanje inhalacije H2S žrtvama saobraćajnih nesreća ili pacijentima sa infarktom miokarda moglo bi uštedjeti vrijeme potrebno za transport u bolnicu i specijaliziranu njegu.

Uz pomoć sumporovodika bilo bi moguće održavati one kojima je potrebna transplantacija u stanju suspendirane animacije dok ne dobiju donorski organ – štoviše, bilo bi moguće produžiti životnost samih organa donora.

Može se zamisliti korištenje H2S u područjima vojnih sukoba ili prirodnih katastrofa: udisanje ovog plina moglo bi odgoditi hitnu transfuziju krvi dok se ne isporuče dovoljne količine potonjeg. Udisanje sumporovodika značajno povećava stopu preživljavanja štakora s gubitkom od 60% krvi: štakori koji su primali H2S preživjeli su u 75% slučajeva, a kontrolni samo u 25%.

Oprezni optimizam

Međutim, ne treba pretpostaviti da je sumporovodik idealan lijek za sve bolesti. Još uvijek se vode rasprave, na primjer, o tome da li ublažava ili pogoršava tok upale. Naš laboratorij i drugi su pokazali da H2S igra važnu ulogu u nastanku dijabetes melitusa I, oblika bolesti koji često počinje u djetinjstvu i dovodi do doživotne ovisnosti o injekcijama inzulina.

Pokazalo se da se H2S formira u takozvanim beta stanicama gušterače, koje luče inzulin, a kod životinja sa dijabetes melitusom I proizvodnja sumporovodika u takvim stanicama je naglo povećana. To dovodi, prvo, do smrti velikog broja beta ćelija, a drugo, do supresije oslobađanja insulina od strane preostalih beta ćelija. Kao rezultat toga, lučenje inzulina pada na nivo nedovoljan za normalnu razgradnju glukoze. Dakle, H2S može biti jedan od krivaca za smanjene razine inzulina u krvi kod dijabetes melitusa I.
Neki od korisnih efekata H2S kod pacova i miševa nisu replicirani kod većih životinja. Tako su 2007. godine francuski istraživači pokazali da kada se udahnu sa H2S, ovce, za razliku od glodara, ne padaju u stanje suspendirane animacije. U drugoj studiji, udisanje H2S kod prasadi nije dovelo do smanjenja, već do povećanja brzine metaboličkih procesa.
Čak i ako je moguće izazvati animaciju sumporovodika kod ljudi, nije poznato da li će to dovesti do poremećaja moždane aktivnosti. Istina, takvi poremećaji nisu identificirani kod laboratorijskih životinja, ali je teško prenijeti takve podatke na ljudske mentalne funkcije. Još nije jasno da li se više funkcije poput pamćenja i mišljenja mogu očuvati u uslovima anabioze sumporovodika, kada je život jedva topao.

Pa ipak, veliki terapeutski potencijal sumporovodika sve je veći interes farmakologa. Nekoliko kompanija već razvija lijekove koji oslobađaju ovaj plin u tijelu. Tako je italijanska kompanija CTG Pharma kreirala lijekove koji kombiniraju svojstva nesteroidnih protuupalnih lijekova (NSAID) i H2S nosača.

Eksperimenti na životinjama pokazali su da takvi lijekovi mogu biti efikasni u liječenju upalnih bolesti nervnog sistema i gastrointestinalnog trakta, erektilne disfunkcije, koronarne bolesti srca i bolesti krvnih sudova. A kompanija Ikaria (New Jersey), čiji je jedan od osnivača Mark Roth, nedavno je započela klinička ispitivanja faze II (studije kliničke efikasnosti) injekcijskog oblika H2S (tačnije, Na2S) kod pacijenata sa koronarnom bolešću srca ili onih priprema za operaciju srca ili pluća.
Radovi u protekloj deceniji pokazali su da je sumporovodik, čiji miris nam se prirodno gadi, izuzetno važan za normalno funkcionisanje srca, a možda i mozga i drugih organa. Moguće je da ima i druge, još nepoznate efekte. Sve ovo otvara nove horizonte u razumijevanju molekularnih osnova ljudske fiziologije i zdravlja. Proučavanje efekata H2S tek počinje, ali već postoje svi razlozi za vjerovanje da će jednog dana ponuditi nove načine za borbu protiv današnjih neizlječivih bolesti.

Vodonik sulfid je kompetitivni inhibitor cit c-oksidaze ETC-a; kao rezultat njegovog utjecaja, stanice ne koriste kisik i umiru od nedostatka energije. Tijelo to nadoknađuje svojim resursima do određene tačke. Ovaj gas je takođe veoma iritantan za sluzokože i kožu. Ako govorimo o visokim koncentracijama sumporovodika, na primjer, u blizini mjesta nesreće u kemijskom postrojenju, onda je moguća brza moždana smrt. Drugi organi manje pate, ali bez mozga to više nije važno. Naravno, ishod nije uvijek tako tužan, nemaju svi hemijsku tvornicu ispod prozora. Pri visokim koncentracijama H2S padaće kiše sumporne kiseline koje će zahvatiti poljoprivredna preduzeća, njive i kućne bašte. Osjetit će se miris pokvarenih jaja. Ovo je u najmanju ruku neprijatno. Ne mogu vam reći mnogo o ekologiji i agronomiji, ali ću vam objasniti o medicini.

Zašto je čoveku potreban kiseonik? Zašto ne vodonik ili helijum? U stvari, apsolutno je svejedno koji gas koristiti, jednostavno se dogodilo da kiseonik u našoj atmosferi ispunjava sve parametre. Neki mikroorganizmi ne koriste kisik, a on je čak i štetan za njih - uzročnici botulizma, na primjer. Sama energija je sadržana u kiseoniku i protonima. Kiseonik je neophodna komponenta konačne reakcije u respiratornom lancu; bez njega kompleks neće raditi. Kada se kiseonik pretvori u vodu, oslobađa se velika količina energije. Ona i energija pojedenih protona koriste se za sintezu ATP-a - glavne energetske valute. Ako se kisik zamijeni sumporovodikom, stanica će se "ugušiti". Naravno, mehanizmi rezervne proizvodnje energije će se uključiti, ali neće biti dovoljni ili se neće uključiti dovoljno brzo. Tako ćelija umire.

U slučaju teške intoksikacije moguće je povraćanje, vrtoglavica i glavobolja, jer su sve te tvari toksične. Ozbiljna intoksikacija je moguća ako osoba provede više od sat vremena u prostoru u kojem su standardi MAC (maksimalno dozvoljene koncentracije) prekoračeni 20 ili više puta. Srećom, ne dešava se često da se MPC standardi prekorače na duži vremenski period. Loš miris može, naravno, nekima izazvati glavobolju, ali obično ne dovodi do ozbiljnih problema.

Istovremeno, veoma je teško identifikovati koje je preduzeće krivo: u svim regionima postoje preduzeća koja zagađuju vazduh. Na primjer, kada je 2014. bila velika buka zbog mirisa sumporovodika, Roshidromet i Ministarstvo za vanredne situacije su naveli da je problem u rafineriji nafte, odnosno u postrojenju za preradu vodonik sulfida. A neimenovani izvor u gradskoj upravi „zgrešio“ se na prečistače Mosvodokanala. Ali oba osumnjičena preduzeća su negirala svoju krivicu. Nažalost, nedostaju otvorene ekološke informacije o tome šta se dešava u gradskim preduzećima. Prosto je tužno reći na kom je nivou kontrola životne sredine.

Ne morate brinuti o sumporovodiku, jer je rijedak u prirodi, uglavnom kao plin, koji se nalazi u povezanim naftnim plinovima, prirodnom plinu i vulkanskom plinu. Iako je jedinjenje H2S slabo rastvorljivo u vodi, nalazi se u otopljenom obliku u Crnom moru i nalazi se u slojevima vode od oko 150-200 metara. Takođe se nalazi, ali u zanemarljivim količinama, u crevnim gasovima.
Slažem se da je ovaj gas smrtonosan i eksplozivan, ali je opasan ako ga ima više od 5%, ali.

Vodonik sulfid (H₂S) je bezbojni plin sa mirisom pokvarenih jaja. Gušće je od vodonika. Vodonik sulfid je smrtonosno otrovan za ljude i životinje. Čak i mala količina u vazduhu izaziva vrtoglavicu i mučninu, ali najgore je što se nakon dužeg udisanja ovaj miris više ne oseća. Međutim, za trovanje sumporovodikom postoji jednostavan protuotrov: komad izbjeljivača umotajte u maramicu, zatim ga navlažite i neko vrijeme njušite paket. Vodonik sulfid se proizvodi reakcijom sumpora s vodikom na temperaturi od 350 °C:

H₂ + S → H₂S

Ovo je redoks reakcija: tokom nje se mijenjaju oksidacijska stanja elemenata koji u njoj učestvuju.

U laboratorijskim uvjetima, sumporovodik se proizvodi tretiranjem željeznog sulfida sumpornom ili hlorovodoničnom kiselinom:

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S

Ovo je reakcija razmjene: u njoj tvari koje djeluju u interakciji razmjenjuju svoje ione. Ovaj proces se obično izvodi pomoću Kipp aparata.

Kipp aparat

Svojstva vodonik sulfida

Kada sumporovodik gori, nastaju sumporov oksid 4 i vodena para:

2H₂S + 3O₂ → 2N₂O + 2SO₂

H₂S gori plavkastim plamenom, a ako preko njega držite obrnutu čašu, na njenim stijenkama će se pojaviti bistar kondenzat (voda).

Međutim, uz blagi pad temperature, ova reakcija se odvija nešto drugačije: na zidovima prethodno ohlađenog stakla pojavit će se žućkasta prevlaka slobodnog sumpora:

2H₂S + O₂ → 2H₂O + 2S

Industrijska metoda za proizvodnju sumpora temelji se na ovoj reakciji.

Kada se zapali unaprijed pripremljena plinovita mješavina sumporovodika i kisika, dolazi do eksplozije.

Reakcija vodonik sulfida i sumpor(IV) oksida također proizvodi slobodni sumpor:

2H₂S + SO₂ → 2H₂O + 3S

Vodonik sulfid je rastvorljiv u vodi, a tri zapremine ovog gasa se mogu rastvoriti u jednoj zapremini vode, formirajući slabu i nestabilnu hidrosulfidnu kiselinu (H₂S). Ova kiselina se još naziva i sumporovodikova voda. Kao što vidite, formule gasa vodonik sulfida i sumporovodikove kiseline su napisane na isti način.

Ako se hidrosulfidnoj kiselini doda otopina olovne soli, formiraće se crni talog olovnog sulfida:

H₂S + Pb(NO₃)₂ → PbS + 2HNO₃

Ovo je kvalitativna reakcija za detekciju vodonik sulfida. Takođe pokazuje sposobnost hidrosulfidne kiseline da uđe u reakcije razmene sa rastvorima soli. Dakle, svaka rastvorljiva sol olova je reagens za vodonik sulfid. Neki drugi metalni sulfidi također imaju karakterističnu boju, na primjer: cink sulfid ZnS - bijeli, kadmijum sulfid CdS - žuti, bakar sulfid CuS - crni, antimon sulfid Sb₂S₃ - crven.

Usput, sumporovodik je nestabilan plin i, kada se zagrije, gotovo se potpuno raspada na vodik i slobodni sumpor:

H₂S → H₂ + S

Vodonik sulfid intenzivno reaguje sa vodenim rastvorima halogena:

H₂S + 4Cl₂ + 4H₂O→ H₂SO₄ + 8HCl

Vodonik sulfid u prirodi i ljudskim aktivnostima

Vodonik sulfid je dio vulkanskih plinova, prirodnog plina i plinova povezanih s naftnim poljima. Ima ga i u prirodnim mineralnim vodama, na primjer, u Crnom moru leži na dubini od 150 metara i niže.

Koristi se vodonik sulfid:

• u medicini (liječenje sumporovodičnim kupkama i mineralnim vodama);
• u industriji (proizvodnja sumpora, sumporne kiseline i sulfida);
• u analitičkoj hemiji (za taloženje sulfida teških metala, koji su obično nerastvorljivi);
• u organskoj sintezi (za proizvodnju sumpornih analoga organskih alkohola (merkaptana) i tiofena (aromatičnog ugljovodonika koji sadrži sumpor). Još jedno nedavno novo područje u nauci je energija sumporovodika. Proizvodnja energije iz naslaga sumporovodika sa dna Crnog mora se ozbiljno proučava.

Priroda redoks reakcija sumpora i vodika

Reakcija stvaranja sumporovodika je redoks:

N₂⁰ + S⁰→ H₂⁺S²⁻

Proces interakcije sumpora sa vodonikom lako se objašnjava strukturom njihovih atoma. Vodik zauzima prvo mjesto u periodnom sistemu, pa je naboj njegovog atomskog jezgra jednak (+1), a oko atomskog jezgra kruži 1 elektron. Vodik lako predaje svoj elektron atomima drugih elemenata, pretvarajući se u pozitivno nabijeni vodikov ion - proton:

N⁰ -1e⁻= N⁺

Sumpor je na poziciji šesnaest u periodnom sistemu. To znači da je naboj jezgra njegovog atoma (+16), a broj elektrona u svakom atomu je također 16e⁻. Položaj sumpora u trećem periodu sugerira da se njegovih šesnaest elektrona vrti oko atomskog jezgra, formirajući 3 sloja, od kojih posljednji sadrži 6 valentnih elektrona. Broj valentnih elektrona sumpora odgovara broju VI grupe u kojoj se nalazi u periodnom sistemu.

Dakle, sumpor može donirati svih šest valentnih elektrona, kao u slučaju stvaranja sumpor(VI) oksida:

2S⁰ + 3O2⁰ → 2S⁺⁶O₃⁻²

Osim toga, kao rezultat oksidacije sumpora, 4e⁻ se može predati od strane njegovog atoma drugom elementu kako bi se formirao sumpor(IV) oksid:

S⁰ + O2⁰ → S⁺4 O2⁻²

Sumpor također može donirati dva elektrona za formiranje sumpor(II) hlorida:

S⁰ + Cl2⁰ → S⁺² Cl2⁻

U sve tri gore navedene reakcije, sumpor donira elektrone. Posljedično, oksidira se, ali istovremeno djeluje i kao redukcijski agens za atome kisika O i klora Cl. Međutim, u slučaju stvaranja H2S, oksidacija je dio atoma vodika, jer su oni ti koji gube elektrone, vraćajući vanjski energetski nivo sumpora sa šest elektrona na osam. Kao rezultat, svaki atom vodika u njegovoj molekuli postaje proton:

N2⁰-2e⁻ → 2N⁺,

a molekula sumpora, naprotiv, kada se redukuje, pretvara se u negativno nabijeni anion (S⁻²): S⁰ + 2e⁻ → S⁻²

Dakle, u kemijskoj reakciji stvaranja sumporovodika, sumpor djeluje kao oksidacijsko sredstvo.

Sa stanovišta ispoljavanja sumpora u različitim oksidacionim stanjima, još jedna interesantna interakcija između sumpor(IV) oksida i vodonik sulfida je reakcija stvaranja slobodnog sumpora:

2H₂⁺S-²+ S⁺⁴O₂-²→ 2H₂⁺O-²+ 3S⁰

Kao što se može vidjeti iz jednačine reakcije, i oksidacijski agens i redukcijski agens u njemu su ioni sumpora. Dva anjona sumpora (2-) doniraju dva svoja elektrona atomu sumpora u molekulu sumpor(II) oksida, usled čega se sva tri atoma sumpora redukuju u slobodni sumpor.

2S-² - 4e⁻→ 2S⁰ - redukciono sredstvo, oksidira;

S⁺⁴ + 4e⁻→ S⁰ - oksidaciono sredstvo, redukovano.

Hidrogen sulfid (H 2 S) - veoma kancerogen, toksičan gas. Ima oštar, karakterističan miris po pokvarenim jajima.

Dobivanje vodonik sulfida.

1. U laboratoriji H 2 S dobiveno reakcijom između sulfida i razrijeđenih kiselina:

FeS + 2 HCl = FeCl 2 + H 2 S,

2. Interakcija Al 2 S 3 hladnom vodom (nastali sumporovodik je čišći nego kod prvog načina proizvodnje):

Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S.

Hemijska svojstva vodonik sulfida.

Hidrogen sulfid H2S - kovalentno jedinjenje koje ne stvara vodonične veze kao molekul H 2 O. (Razlika je u tome što je atom sumpora veći i elektronegativniji od atoma kiseonika. Zbog toga je gustina naelektrisanja sumpora manja. A zbog nedostatka vodoničnih veza, tačka ključanja H 2 S veći od kiseonika. Također H 2 S slabo rastvorljiv u vodi, što takođe ukazuje na odsustvo vodoničnih veza).

H 2 S + Br 2 = S + 2HBr,

2. Vodonik sulfid H 2 S- vrlo slaba kiselina, postepeno disocira u rastvoru:

H 2 S ⇆ H + + H.S. - ,

H.S. - ⇆ H + + S 2- ,

3. Interagira sa jakim oksidantima:

H 2 S + 4Cl 2 + 4H 2 O = H 2 SO 4 + 8HCl,

2 H 2 S + H 2 SO 3 = 3 S + 3 H 2 O,

2 FeCl 3 + H 2 S = 2 FeCl 2 + S + 2 HCl,

4. Reaguje sa bazama, bazičnim oksidima i solima, stvarajući kisele i umerene soli (hidrosulfide i sulfide):

Pb(NO 3) 2 + 2S = PbS↓ + 2HNO 3.

Ova reakcija se koristi za detekciju sumporovodika ili sulfidnih jona. PbS- crni sediment.

Vodonik sulfid H2S- najaktivniji od spojeva koji sadrže sumpor. U normalnim uslovima, bezbojni gas sa neprijatnim mirisom pokvarenih jaja. Veoma otrovno: akutno trovanje ljudi se javlja u koncentracijama od 0,2-0,3 mg/l, koncentracije iznad 1 mg/l su smrtonosne. Vodonik sulfid je visoko rastvorljiv u vodi. Raspon eksplozivnih koncentracija njegove mješavine sa zrakom je prilično širok i kreće se od 4 do 45% vol. U dodiru s metalima (posebno ako plin sadrži vlagu) uzrokuje jaku koroziju. Najnepoželjnija komponenta u gasovima rafinerije nafte.

Opasnost od vodonik sulfida za ljude.

Vodonik sulfid je vrlo toksičan plin koji djeluje direktno na nervni sistem. Na skali opasnosti klasifikovan je kao klasa 3. Obavezno uzmite u obzir ovu činjenicu kad god osjetite njegov izrazit miris. Ali ono što je posebno opasno je svojstvo sumporovodika da otupljuje njušni živac, zbog čega osoba jednostavno prestaje razlikovati otrovne pare koje ga okružuju, a intoksikacija može nastupiti iznenada.

Smrtonosna koncentracija ovog gasa u vazduhu je veoma mala - samo 0,1%. Ova količina vodonik sulfida može ubiti osobu za 10 minuta. Treba samo malo povećati koncentraciju - i smrt nastupa momentalno, nakon prvog udisaja. Na primjer: u kanalizacijskom sistemu koncentracija vodonik sulfida ponekad doseže 16%.

Najuočljiviji znakovi teškog trovanja sumporovodikom su: plućni edem, konvulzije, paraliza živaca i koma. Ako atmosfera sadrži sumporovodik u manjim količinama (od 0,02%), simptomi nisu tako fatalni, ali vrlo neugodni: vrtoglavica i glavobolja, mučnina i brza adaptacija na miris „pokvarenih jaja“.

Ljudi koji rade ili žive u neposrednoj blizini tvornica s emisijom sumporovodika doživljavaju ono što se naziva kronično trovanje H2S. U isto vrijeme počinju da se osjećaju lošije, osjećaju glavobolje, brzo gube na težini, sve su češći slučajevi nesvjestice, a u ustima se pojavljuje metalni okus. Vodonik sulfid takođe negativno utiče na vid, utiče na sluznicu oka i izaziva konjuktivitis i fotofobiju.

Trovanje vodonik sulfidom se može izliječiti ako se brzo preduzmu potrebne mjere: iznijeti žrtvu na svježi zrak, obogatiti pluća kisikom, dati analeptike za srce i disanje, preparate željeza, glukozu i vitamine.

MPC (maksimalno dozvoljena koncentracija)

Najveća dozvoljena koncentracija sumporovodika (H2S) u vazduhu radnog prostora je 10 mg/m3 (GN 2.2.5.1313-03 Maksimalno dozvoljene koncentracije (MPC) štetnih materija u vazduhu radnog prostora), u mešavini sa ugljovodonici—3 mg/m3.

Maksimalno dozvoljena koncentracija vodonik sulfida (H2S) u vazduhu naseljenih mesta je 0,008 mg/m3 (GN 2.1.6.1338-03 Maksimalno dozvoljene koncentracije (MPC) zagađujućih materija u atmosferskom vazduhu naseljenih mesta).

Primjetan miris sumporovodika primjećuje se pri koncentraciji sumporovodika od 1,4-2,3 mg/m3, značajan miris pri 4 mg/m3, jak miris pri 7-11 mg/m3

Toksikologija.

Veoma toksično. Udisanje vazduha sa malim sadržajem sumporovodika izaziva vrtoglavicu, glavobolju, mučninu, a sa značajnom koncentracijom dovodi do kome, konvulzija, plućnog edema, pa čak i smrti. Pri visokim koncentracijama, jedno udisanje može uzrokovati trenutnu smrt. Prilikom udisanja zraka u malim koncentracijama, osoba se brzo prilagođava neugodnom mirisu "pokvarenih jaja" i on se prestaje osjećati. U ustima se javlja slatkasti metalni ukus.

Prilikom udisanja zraka visoke koncentracije, zbog paralize olfaktornog živca, miris sumporovodika gotovo odmah prestaje da se osjeća.

Kako se formira.

U prirodi se vrlo rijetko nalazi u sastavu pratećih naftnih plinova, prirodnog plina, vulkanskih plinova, te u otopljenom obliku u prirodnim vodama (na primjer, u Crnom moru slojevi vode koji se nalaze dublje od 150-200 m sadrže otopljene hidrogen sulfid). Nastaje tokom raspadanja proteina, samo onih koji sadrže aminokiseline metionin i/ili cistein koje sadrže sumpor. Mala količina sumporovodika nalazi se u crijevnim plinovima ljudi i životinja. Takođe se nalazi u sirovoj nafti.