- Structure
- Nomenclature
- Propriétés physiques
- État physique
- Poids moléculaire
- Point de fusion
- Point d'ébullition
- Densité
- Solubilité
- Propriétés chimiques
- En solution aqueuse
- Réaction avec l'oxygène
- Réaction avec les métaux
- Réaction avec le dioxyde de soufre
- Décomposition avec température
- Emplacement dans la nature
- Synthèse dans l'organisme mammifère
- Obtention en laboratoire ou industriellement
- Utilisation industrielle de H
- Utilité ou importance de H
- Système cardiovasculaire
- Système digestif
- Système nerveux central
- Organe de la vision
- Contre le vieillissement
- Potentiel de guérison de H
- Des risques
- Références
Le sulfure d'hydrogène ou le sulfure d'hydrogène gazeux est formé par l'union d'un atome de soufre (S) et de deux atomes d'hydrogène (H). Sa formule chimique est H 2 S. Il est également connu sous le nom de gaz sulfure d'hydrogène. C'est un gaz incolore dont l'odeur est évidente dans les œufs pourris.
Il est présent dans les volcans et les sources chaudes sulfureuses, dans le gaz naturel et dans le pétrole brut. Il se forme également lors de la décomposition anaérobie (sans oxygène) de la matière organique végétale et animale. Il se produit naturellement dans le corps des mammifères, par l'action de certaines enzymes sur la cystéine, un acide aminé non essentiel.
Formule chimique du sulfure d'hydrogène ou du sulfure d'hydrogène. SARANPHONG YIMKLAN. Source: Wikimedia Commons.
Les solutions aqueuses de H 2 S sont corrosives pour les métaux tels que l'acier. H 2 S est un composé réducteur qui, lorsqu'il réagit avec le SO 2, s'oxyde en soufre élémentaire tout en réduisant également le SO 2 en soufre.
Bien qu'il s'agisse d'un composé hautement toxique et mortel pour les humains et les animaux, son importance dans une série de processus importants dans le corps a été étudiée depuis quelques années.
Il régule une série de mécanismes liés à la génération de nouveaux vaisseaux sanguins et au fonctionnement du cœur.
Il protège les neurones et on pense qu'il agit contre des maladies telles que la maladie de Parkinson et la maladie d'Alzheimer.
En raison de son pouvoir réducteur chimique, il peut combattre les espèces oxydantes, agissant ainsi contre le vieillissement cellulaire. Pour ces raisons, la possibilité de produire des médicaments qui, lorsqu'ils sont administrés aux patients, peuvent être libérés lentement dans l'organisme, est à l'étude.
Cela servirait à traiter des pathologies telles que l'ischémie, le diabète et les maladies neurodégénératives. Cependant, son mécanisme d'action et sa sécurité n'ont pas encore été étudiés en profondeur.
Structure
La molécule H 2 S est analogue à celle de l'eau, c'est-à-dire qu'elle est de forme similaire puisque les hydrogènes sont situés à un angle avec le soufre.
Structure angulaire de la molécule de sulfure d'hydrogène, H 2 S. Bangin. Source: Wikimedia Commons.
Le soufre dans H 2 S a la configuration électronique suivante:
1s 2, 2s 2 2p 6, 3s 2 3p 6, Eh bien, il emprunte un électron à chaque hydrogène pour compléter sa coquille de valence.
Structure 3D du sulfure d'hydrogène. Jaune: soufre. Blanc: hydrogène. Benjah-bmm27. Source: Wikimedia Commons.
Nomenclature
- Sulfure d'hydrogène
- Sulfure d'hydrogène
- Hydrure de soufre.
Propriétés physiques
État physique
Gaz incolore avec une odeur très désagréable.
Poids moléculaire
34,08 g / mol.
Point de fusion
-85,60 ° C
Point d'ébullition
-60,75 ° C
Densité
1,1906 g / L.
Solubilité
Modérément soluble dans l'eau: 2,77 volumes dans 1 eau à 20 ° C. Il peut être complètement délogé de la solution aqueuse en la faisant bouillir.
Propriétés chimiques
En solution aqueuse
Lorsque le sulfure d'hydrogène est en solution aqueuse, il est appelé sulfure d'hydrogène. C'est un acide faible. Il a deux protons ionisables:
H 2 S + H 2 O ⇔ H 3 O + + HS -, K a1 = 8,9 x 10 -8
HS - + H 2 O ⇔ H 3 O + + S 2 -, K a2 ∼ 10-14
Le premier proton s'ionise légèrement, comme on peut le déduire de sa première constante d'ionisation. Le second proton s'ionise très peu, mais les solutions de H 2 S contiennent une partie de l'anion sulfure S 2 -.
Si la solution d'H 2 S est exposée à l'air, l'O 2 oxyde l'anion sulfure et le soufre précipite:
2 S 2 - + 4 H + + O 2 → 2 H 2 O + 2 S 0 ↓ (1)
En présence de chlore Cl 2, de brome Br 2 et d'iode I 2, l'halogénure d'hydrogène et le soufre correspondants se forment:
H 2 S + Br 2 → 2 HBr + S 0 ↓ (2)
Les solutions aqueuses de H 2 S sont corrosives, provoquant une fissuration sous contrainte du sulfure dans les aciers de haute dureté. Les produits de corrosion sont le sulfure de fer et l'hydrogène.
Réaction avec l'oxygène
Le H 2 S réagit avec l'oxygène de l'air et les réactions suivantes peuvent se produire:
2 H 2 S + 3 O 2 → 2 H 2 O + 2 SO 2 (3)
2 H 2 S + O 2 → 2 H 2 O + 2 S 0 ↓ (4)
Réaction avec les métaux
Il réagit avec divers métaux qui déplacent l'hydrogène et forment le sulfure métallique:
H 2 S + Pb → PbS + H 2 ↑ (5)
Réaction avec le dioxyde de soufre
Dans les gaz volcaniques, H 2 S et SO 2 sont présents, qui réagissent l'un avec l'autre et du soufre solide se forme:
H 2 S + SO 2 → 2 H 2 O + 3 S 0 ↓ (6)
Décomposition avec température
Le sulfure d'hydrogène n'est pas très stable, il se décompose facilement lorsqu'il est chauffé:
H 2 S → H 2 ↑ + S 0 ↓ (7)
Emplacement dans la nature
Ce gaz se trouve naturellement dans les sources chaudes sulfureuses ou sulfureuses, dans les gaz volcaniques, dans le pétrole brut et dans le gaz naturel.
Source d'eau sulfureuse. Николай Максимович. Source: Wikimedia Commons.
Lorsque le pétrole (ou le gaz) contient des traces significatives de H 2 S, il est dit «acide», contrairement au «doux», qui est lorsqu'il ne le contient pas.
De petites quantités de H 2 S dans le pétrole ou le gaz sont économiquement néfastes car une station d'épuration doit être installée pour l'enlever, à la fois pour éviter la corrosion et pour rendre le gaz résiduaire sûr pour un usage domestique comme combustible.
Il est produit chaque fois que la matière organique contenant du soufre se décompose dans des conditions anaérobies (absence d'air), comme les déchets humains, animaux et végétaux.
Émissions de H 2 S (couleur turquoise) au large des côtes de Namibie, photographiées par la NASA. Ces émissions proviennent de déchets organiques. Observatoire de la Terre de la NASA. Source: Wikimedia Commons.
Les bactéries présentes dans la bouche et dans le tractus gastro-intestinal le produisent à partir des matières dégradables que contiennent les protéines végétales ou animales.
Son odeur caractéristique rend sa présence visible dans les œufs pourris.
Le H 2 S est également produit dans certaines activités industrielles, telles que les raffineries de pétrole, les fours à coke, les papeteries, les tanneries et la transformation des aliments.
Synthèse dans l'organisme mammifère
Endogenous H 2 S peut être produit dans les tissus de mammifères, y compris l' homme, de deux manières, l' une enzymatique et une non enzymatique.
La voie non enzymatique consiste en la réduction du soufre élémentaire S 0 en H 2 S par oxydation du glucose:
2 C 6 H 12 O 6 (glucose) + 6 S 0 (soufre) + 3 H 2 O → 3 C 3 H 6 O 3 + 6 H 2 S + 3 CO 2 (8)
La voie enzymatique consiste en la production de H 2 S à partir de la L-cystéine, qui est un acide aminé synthétisé par l'organisme. Le processus est assuré par diverses enzymes, telles que la cystathionine-β-synthase et la cystathionine-γ-lyase, entre autres.
Du sulfure d'hydrogène a été trouvé dans le cerveau des vaches. Auteur: ArtTower. Source: Pixabay.
Obtention en laboratoire ou industriellement
L'hydrogène gazeux (H 2) et l'élément soufre (S) ne réagissent pas aux températures ambiantes normales, mais au-dessus de celles-ci, ils commencent à se combiner, 310 ºC étant la température optimale.
Le processus est, cependant, trop lent, donc d'autres méthodes sont utilisées pour l'obtenir, y compris les suivantes.
Les sulfures métalliques (tels que le sulfure ferreux) sont mis à réagir avec des acides (tels que le chlorhydrate) en solution diluée.
FeS + 2 HCl → FeCl 2 + H 2 S ↑ (9)
De cette manière, on obtient le gaz H 2 S qui, compte tenu de sa toxicité, doit être collecté en toute sécurité.
Utilisation industrielle de H
Le stockage et le transport en grande quantité du H 2 S séparé du gaz naturel par lavage aux amines est difficile, c'est pourquoi le procédé Claus est utilisé pour le transformer en soufre.
Dans les raffineries de pétrole, le H 2 S est séparé du gaz naturel par lavage aux amines puis converti en soufre. Auteur: SatyaPrem. Source: Pixabay.
Dans ce processus, deux réactions se produisent. Dans le premier, H 2 S réagit avec l'oxygène pour donner du SO 2, comme mentionné ci-dessus (voir réaction 3).
La seconde est une réaction catalysée par l'oxyde de fer dans laquelle le SO 2 est réduit et le H 2 S est oxydé, qui produisent tous deux du soufre S (voir réaction 6).
De cette manière, on obtient du soufre qui peut être facilement stocké et transporté, ainsi que destiné à de multiples usages.
Utilité ou importance de H
Le H 2 S endogène est celui qui se produit naturellement dans le corps dans le cadre du métabolisme normal chez les humains, les mammifères et les autres êtres vivants.
Malgré sa réputation de longue date en tant que gaz toxique et toxique associé à la décomposition de la matière organique, plusieurs études récentes des années 2000 à nos jours ont déterminé que l' H 2 S endogène est un régulateur important de certains mécanismes. et processus dans l'être vivant.
H 2 S a une lipophilicité ou une affinité élevée pour les graisses, c'est pourquoi il traverse facilement les membranes cellulaires, pénétrant tous les types de cellules.
Système cardiovasculaire
Chez les mammifères, le sulfure d'hydrogène favorise ou régule une série de signaux qui régulent le métabolisme, la fonction cardiaque et la survie cellulaire.
Il a un effet puissant sur le cœur, les vaisseaux sanguins et les éléments circulants du sang. Module le métabolisme cellulaire et la fonction mitochondriale.
Il défend les reins des dommages causés par l'ischémie.
Système digestif
Il joue un rôle important en tant que facteur de protection contre les dommages à la muqueuse gastrique. On pense qu'il peut être un médiateur important de la motilité gastro-intestinale.
Il est probablement impliqué dans le contrôle de la sécrétion d'insuline.
Système nerveux central
Il agit également dans des fonctions importantes du système nerveux central et protège les neurones du stress oxydatif.
Les neurones sont protégés par H 2 S. endogène. Auteur: Gerd Altmann. Source: Pixabay.
On estime qu'il peut protéger contre les maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson, d'Alzheimer et de Hungtinton.
Organe de la vision
Il protège les cellules photoréceptrices de la rétine de la dégénérescence induite par la lumière.
Contre le vieillissement
H 2 S, étant une espèce réductrice, peut être consommé par une variété d'agents oxydants qui circulent dans le corps. Il combat les espèces oxydantes telles que les espèces réactives de l'oxygène et les espèces réactives de l'azote dans le corps.
Il limite les réactions des radicaux libres grâce à l'activation d'enzymes antioxydantes qui protègent contre les effets du vieillissement.
Potentiel de guérison de H
La biodisponibilité de l' H 2 S endogène dépend de certaines enzymes impliquées dans la biosynthèse de la cystéine chez les mammifères.
Certaines études suggèrent que la thérapie médicamenteuse par donneur de H 2 S pourrait être bénéfique pour certaines pathologies.
Par exemple, il pourrait être utile chez les patients diabétiques, car il a été observé que les vaisseaux sanguins des animaux diabétiques s'améliorent avec des médicaments qui fournissent du H 2 S. exogène.
H 2 S fourni de manière exogène augmente l'angiogenèse ou la formation de vaisseaux sanguins, de sorte qu'il pourrait être utilisé pour le traitement de maladies ischémiques chroniques.
Des médicaments sont en cours d'élaboration qui peuvent libérer du H 2 S lentement afin d'agir de manière bénéfique sur diverses maladies. Cependant, l'efficacité, la sécurité et les mécanismes de son action n'ont pas encore été étudiés.
Des risques
Le H 2 S est un poison mortel s'il est inhalé pur ou même dilué 1 partie de gaz dans 200 parties d'air. Les oiseaux sont très sensibles au H 2 S et meurent même à une dilution de 1 pour 1500 parties d'air.
Le sulfure d'hydrogène ou le sulfure d'hydrogène H 2 S est un puissant poison. Auteur: OpenIcons. Source: Pixabay.
H 2 S est un puissant inhibiteur de certaines enzymes et processus de phosphorylation oxydative, conduisant à la suffocation cellulaire. La plupart des gens le sentent à des concentrations supérieures à 5 ppb (parties par milliard). Des concentrations de 20 à 50 ppm (parties par million) sont irritantes pour les yeux et les voies respiratoires.
Une inhalation de 100 à 250 ppm pendant quelques minutes peut provoquer une incoordination, des troubles de la mémoire et des troubles moteurs. Lorsque la concentration est d'environ 150-200 ppm, une fatigue olfactive ou une anosmie se produit, ce qui signifie que par la suite l'odeur caractéristique de H 2 S ne peut pas être détectée. Si une concentration de 500 ppm est inhalée pendant 30 minutes, un œdème pulmonaire peut survenir et la pneumonie.
Des concentrations supérieures à 600 ppm peuvent être mortelles dans les 30 premières minutes, car le système respiratoire est paralysé. Et 800 ppm est la concentration qui est immédiatement mortelle pour les humains.
Il faut donc empêcher H 2 S de s'échapper dans les laboratoires, les locaux ou en tout lieu ou situation.
Il est important de noter que de nombreux décès surviennent parce que des personnes pénètrent dans des espaces confinés pour secourir des collègues ou des membres de leur famille qui se sont effondrés en raison d'un empoisonnement au H 2 S, et ils meurent également.
C'est un gaz inflammable.
Références
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