- بناء
- التسمية
- الخصائص الفيزيائية
- الحالة الفيزيائية
- الوزن الجزيئي الغرامي
- نقطة الانصهار
- نقطة الغليان
- كثافة
- الذوبان
- الخواص الكيميائية
- في محلول مائي
- تفاعل مع الأكسجين
- التفاعل مع المعادن
- تفاعل مع ثاني أكسيد الكبريت
- التحلل مع درجة الحرارة
- الموقع في الطبيعة
- التوليف في كائن الثدييات
- الحصول عليها في المختبر أو صناعياً
- الاستخدام الصناعي لـ H.
- فائدة أو أهمية H
- نظام القلب والأوعية الدموية
- الجهاز الهضمي
- الجهاز العصبي المركزي
- جهاز الرؤية
- ضد الشيخوخة
- إمكانات الشفاء لـ H.
- المخاطر
- المراجع
يتكون كبريتيد الهيدروجين أو غاز كبريتيد الهيدروجين من اتحاد ذرة الكبريت (S) واثنين من ذرات الهيدروجين (H). صيغته الكيميائية هي H 2 S. ومن المعروف أيضًا باسم غاز كبريتيد الهيدروجين. إنه غاز عديم اللون تتجلى رائحته في البيض الفاسد.
يوجد في البراكين والينابيع الساخنة الكبريتية والغاز الطبيعي والنفط الخام. يتشكل أيضًا أثناء التحلل اللاهوائي (بدون أكسجين) للمواد العضوية النباتية والحيوانية. يحدث بشكل طبيعي في جسم الثدييات ، من خلال عمل بعض الإنزيمات على السيستين ، وهو حمض أميني غير أساسي.
الصيغة الكيميائية لكبريتيد الهيدروجين أو كبريتيد الهيدروجين. سارنفونج يمكلان. المصدر: ويكيميديا كومنز.
المحاليل المائية H 2 S تآكل المعادن مثل الفولاذ. H 2 S هو مركب مختزل ، عندما يتفاعل مع SO 2 ، يتأكسد إلى عنصر الكبريت مع اختزال SO 2 إلى الكبريت أيضًا.
على الرغم من كونه مركبًا شديد السمية وقاتل للإنسان والحيوان ، فقد تمت دراسة أهميته في سلسلة من العمليات المهمة في الجسم لعدة سنوات.
ينظم سلسلة من الآليات المتعلقة بتوليد أوعية دموية جديدة وعمل القلب.
إنه يحمي الخلايا العصبية ويعتقد أنه يعمل ضد أمراض مثل باركنسون والزهايمر.
نظرًا لقدرته على تقليل المواد الكيميائية ، يمكنه محاربة الأنواع المؤكسدة ، وبالتالي العمل ضد الشيخوخة الخلوية. بسبب هذه الأسباب ، يتم دراسة إمكانية إنتاج الأدوية التي يمكن إطلاقها ببطء في الجسم عند إعطائها للمرضى.
هذا من شأنه أن يساعد في علاج أمراض مثل نقص التروية والسكري والأمراض التنكسية العصبية. ومع ذلك ، فإن آلية عملها وسلامتها لم يتم التحقيق فيها بدقة.
بناء
جزيء H 2 S مشابه لجزيء الماء ، أي أنهما متشابهان في الشكل لأن الهيدروجين يقع بزاوية مع الكبريت.
التركيب الزاوي لجزيء كبريتيد الهيدروجين ، H 2 S. Bangin. المصدر: ويكيميديا كومنز.
يحتوي الكبريت في H 2 S على التكوين الإلكتروني التالي:
1s 2 ، 2s 2 2p 6 ، 3s 2 3p 6 ،
حسنًا ، يستعير إلكترونًا واحدًا من كل هيدروجين لإكمال غلاف التكافؤ.
هيكل ثلاثي الأبعاد لكبريتيد الهيدروجين. أصفر: كبريت. الأبيض: الهيدروجين. بنجه- bmm27. المصدر: ويكيميديا كومنز.
التسمية
- كبريتيد الهيدروجين
- كبريتيد الهيدروجين
- هيدريد الكبريت.
الخصائص الفيزيائية
الحالة الفيزيائية
غاز عديم اللون ذو رائحة كريهة للغاية.
الوزن الجزيئي الغرامي
34.08 جم / مول.
نقطة الانصهار
-85.60 درجة مئوية.
نقطة الغليان
-60.75 درجة مئوية.
كثافة
1.1906 جم / لتر.
الذوبان
متوسط الذوبان في الماء: 2.77 حجم في 1 من الماء عند 20 درجة مئوية. يمكن طرده من المحلول المائي تمامًا عن طريق غليه.
الخواص الكيميائية
في محلول مائي
عندما يكون كبريتيد الهيدروجين في محلول مائي ، فإنه يسمى كبريتيد الهيدروجين. إنه حمض ضعيف. لها بروتونان مؤينان:
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
يتأين البروتون الأول قليلاً ، كما يمكن استنتاجه من ثابت التأين الأول. يتأين البروتون الثاني قليلًا جدًا ، لكن محاليل H 2 S تحتوي على بعض من أنيون الكبريتيد S 2 -.
إذا تعرض محلول H 2 S للهواء ، فإن O 2 يؤكسد أنيون الكبريتيد وترسبات الكبريت:
2 S 2 - + 4 H + + O 2 → 2 H 2 O + 2 S 0 ↓ (1)
في وجود الكلور Cl 2 والبروم 2 واليود I 2 ، يتم تكوين هاليد الهيدروجين والكبريت المقابل:
H 2 S + Br 2 → 2 HBr + S 0 ↓ (2)
مائي H 2 S الحلول هي تآكل، مما تسبب الإجهاد كبريتيد تكسير في الفولاذ صلابة عالية. منتجات التآكل هي كبريتيد الحديد والهيدروجين.
تفاعل مع الأكسجين
يتفاعل H 2 S مع الأكسجين الموجود في الهواء ويمكن أن تحدث التفاعلات التالية:
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)
التفاعل مع المعادن
يتفاعل مع المعادن المختلفة التي تحل محل الهيدروجين وتشكل كبريتيد المعدن:
H 2 S + Pb → PbS + H 2 ↑ (5)
تفاعل مع ثاني أكسيد الكبريت
في الغازات البركانية ، يوجد H 2 S و SO 2 ، والتي تتفاعل مع بعضها البعض ويتكون الكبريت الصلب:
H 2 S + SO 2 → 2 H 2 O + 3 S 0 ↓ (6)
التحلل مع درجة الحرارة
كبريتيد الهيدروجين ليس مستقرًا جدًا ، فهو يتحلل بسهولة عند تسخينه:
H 2 S → H 2 ↑ + S 0 (7)
الموقع في الطبيعة
يوجد هذا الغاز بشكل طبيعي في الينابيع الساخنة الكبريتية أو الكبريتية وفي الغازات البركانية والنفط الخام والغاز الطبيعي.
نبع مياه كبريتية. иколай Максимович. المصدر: ويكيميديا كومنز.
عندما يحتوي النفط (أو الغاز) على آثار كبيرة من H 2 S يقال إنه "حامض" ، على عكس "الحلو" ، أي عندما لا يحتوي عليه.
تعتبر الكميات الصغيرة من غاز H 2 S في الزيت أو الغاز ضارة اقتصاديًا لأنه يجب تركيب محطة تنقية لإزالتها ، وذلك لمنع التآكل ولجعل غاز النفايات آمنًا للاستخدام المنزلي كوقود.
يتم إنتاجه عندما تتحلل مادة عضوية تحتوي على الكبريت في ظل ظروف لاهوائية (غياب الهواء) ، مثل فضلات الإنسان والحيوان والنبات.
H 2 S الانبعاثات (البط البري اللون) قبالة سواحل ناميبيا وتصويرها من قبل وكالة ناسا. تأتي هذه الانبعاثات من النفايات العضوية. مرصد الأرض التابع لناسا. المصدر: ويكيميديا كومنز.
البكتيريا الموجودة في الفم والجهاز الهضمي تنتجها من المواد القابلة للتحلل التي تحتوي على البروتينات النباتية أو الحيوانية.
رائحته المميزة تجعل وجوده مرئيًا في البيض الفاسد.
يتم إنتاج H 2 S أيضًا في بعض الأنشطة الصناعية ، مثل مصافي النفط وأفران فحم الكوك ومصانع الورق والمدابغ وفي معالجة الأغذية.
التوليف في كائن الثدييات
يمكن إنتاج H 2 S الداخلي في أنسجة الثدييات ، بما في ذلك البشر ، بطريقتين ، واحدة إنزيمية والأخرى غير إنزيمية.
يتكون مسار غير الأنزيمية للتخفيض من الكبريت S 0 إلى H 2 S من خلال أكسدة الجلوكوز:
2 C 6 H 12 O 6 (جلوكوز) + 6 S 0 (كبريت) + 3 H 2 O → 3 C 3 H 6 O 3 + 6 H 2 S + 3 CO 2 (8)
يتكون المسار الأنزيمي من إنتاج H 2 S من L-cysteine ، وهو حمض أميني يصنعه الجسم. يتم ضمان هذه العملية من خلال إنزيمات مختلفة ، مثل السيستاثيونين- β-synthase وسيستاثيونين- γ-lyase ، من بين آخرين.
تم العثور على كبريتيد الهيدروجين في أدمغة الأبقار. المؤلف: ArtTower. المصدر: Pixabay.
الحصول عليها في المختبر أو صناعياً
لا يتفاعل غاز الهيدروجين (H 2) وعنصر الكبريت (S) في درجات الحرارة المحيطة العادية ، ولكن فوقهما يبدأان في الاندماج ، حيث تكون درجة الحرارة المثلى 310 درجة مئوية.
ومع ذلك ، فإن العملية بطيئة للغاية ، لذلك يتم استخدام طرق أخرى للحصول عليها ، بما في ذلك ما يلي.
تتفاعل كبريتيدات المعادن (مثل كبريتيد الحديدوز) مع الأحماض (مثل الهيدروكلوريك) في محلول مخفف.
FeS + 2 HCl → FeCl 2 + H 2 S ↑ (9)
في هذه الطريقة، H 2 S يتم الحصول على الغاز ، والتي، ونظرا سميتها، يجب جمع بأمان.
الاستخدام الصناعي لـ H.
تخزين ونقل كميات كبيرة من H 2 S أن يتم فصل من الغاز الطبيعي عن طريق الغسيل مع الأمينات أمر صعب، ولذلك تستخدم عملية كلوز لتحويله إلى الكبريت.
في مصافي النفط، H 2 S يتم فصل من الغاز الطبيعي عن طريق الغسيل مع الأمينات ومن ثم تحويلها إلى الكبريت. المؤلف: SatyaPrem. المصدر: Pixabay.
في هذه العملية يحدث تفاعلان. في الحالة الأولى ، يتفاعل H 2 S مع الأكسجين ليعطي SO 2 ، كما هو مذكور أعلاه (انظر التفاعل 3).
والثاني هو أكسيد حفز رد فعل الحديد حيث SO 2 يتم تقليل وH 2 يتأكسد S، وكلاهما إنتاج S الكبريت (انظر رد فعل 6).
وبهذه الطريقة يتم الحصول على الكبريت الذي يمكن تخزينه ونقله بسهولة ، بالإضافة إلى استخدامه لاستخدامات متعددة.
فائدة أو أهمية H
H 2 S داخلي المنشأ هو الذي يحدث بشكل طبيعي في الجسم كجزء من التمثيل الغذائي الطبيعي في البشر والثدييات والكائنات الحية الأخرى.
وعلى الرغم من سمعة طويلة الأمد بوصفها الغاز السام والسام المرتبطة انهيار المواد العضوية، وحددت عدة دراسات حديثة من 2000s في حتى وقتنا الحاضر أن الذاتية H 2 S مهم المنظم لآليات معينة. والعمليات في الكائن الحي.
H 2 S لديه قابلية عالية للدهون أو تقارب تجاه الدهون ، وهذا هو السبب في أنه يعبر أغشية الخلايا بسهولة ، مخترقًا جميع أنواع الخلايا.
نظام القلب والأوعية الدموية
في الثدييات ، يعزز كبريتيد الهيدروجين أو ينظم سلسلة من الإشارات التي تنظم عملية التمثيل الغذائي ، ووظيفة القلب ، وبقاء الخلية.
له تأثير قوي على القلب والأوعية الدموية وعناصر الدورة الدموية في الدم. ينظم التمثيل الغذائي الخلوي ووظيفة الميتوكوندريا.
إنه يدافع عن الكلى من التلف الناتج عن نقص التروية.
الجهاز الهضمي
يلعب دورًا مهمًا كعامل وقائي ضد تلف الغشاء المخاطي في المعدة. يُعتقد أنه قد يكون وسيطًا مهمًا لحركة الجهاز الهضمي.
من المحتمل أن يشارك في السيطرة على إفراز الأنسولين.
الجهاز العصبي المركزي
كما أنه يعمل في وظائف مهمة للجهاز العصبي المركزي ويحمي الخلايا العصبية من الإجهاد التأكسدي.
الخلايا العصبية محمية بواسطة H 2 S. المؤلف: جيرد التمان. المصدر: Pixabay.
تشير التقديرات إلى أنه يمكن أن يحمي من الأمراض التنكسية العصبية مثل مرض باركنسون والزهايمر ومرض هنغتينتون.
جهاز الرؤية
إنه يحمي الخلايا المستقبلة للضوء في شبكية العين من التنكس الناجم عن الضوء.
ضد الشيخوخة
يمكن أن يستهلك H 2 S ، باعتباره نوعًا مختزلًا ، بواسطة مجموعة متنوعة من العوامل المؤكسدة التي تنتشر في الجسم. يحارب الأنواع المؤكسدة مثل أنواع الأكسجين التفاعلية وأنواع النيتروجين التفاعلية في الجسم.
يحد من تفاعلات الجذور الحرة من خلال تنشيط إنزيمات مضادات الأكسدة التي تحمي من آثار الشيخوخة.
إمكانات الشفاء لـ H.
التوافر البيولوجي لل الذاتية H 2 S يعتمد على بعض الأنزيمات المشاركة في التركيب الحيوي من السيستين في الثدييات.
تشير بعض الدراسات إلى أن العلاج الدوائي للمانحين H 2 S يمكن أن يكون مفيدًا لبعض الأمراض.
على سبيل المثال ، يمكن أن يكون مفيدًا لمرضى السكري ، حيث لوحظ أن الأوعية الدموية للحيوانات المصابة بداء السكري تتحسن مع الأدوية التي تزود H 2 S.
H 2 S زودت يزيد خارجيا الأوعية الدموية أو الأوعية الدموية تشكيل، لذلك يمكن استخدامها لعلاج الأمراض الدماغية المزمنة.
ويجري استنباط الأدوية التي يمكن أن يطلق H 2 S ببطء من أجل العمل بشكل مفيد في الأمراض المختلفة. ومع ذلك ، فإن فعالية وسلامة وآليات عملها لم يتم التحقيق فيها بعد.
المخاطر
H 2 S هو سم قاتل إذا تم استنشاقه بطريقة نظيفة أو حتى مخفف جزء واحد من الغاز في 200 جزء من الهواء. الطيور حساسة جدا إلى H 2 S وتموت حتى في التخفيف من 1 في 1500 أجزاء من الهواء.
كبريتيد الهيدروجين أو كبريتيد الهيدروجين H 2 S هو سم قوي. المؤلف: OpenIcons. المصدر: Pixabay.
H 2 S هو المانع من امكانات بعض الأنزيمات والعمليات الفسفرة المؤكسدة، مما يؤدي إلى اختناق الخلايا. يشمها معظم الناس بتركيزات تزيد عن 5 جزء في البليون (أجزاء في المليار). تركيزات 20-50 جزء في المليون (أجزاء في المليون) مهيجة للعيون والجهاز التنفسي.
استنشاق 100-250 جزء في المليون لبضع دقائق يمكن أن يسبب عدم الاتساق واضطرابات في الذاكرة واضطرابات حركية. وعندما يكون تركيز حوالي 150-200 جزء في المليون، والتعب حاسة الشم أو الشم يحدث، وهو ما يعني أن بعد ذلك رائحة مميزة من H 2 S لا يمكن الكشف عنها ، وإذا استنشق بتركيز 500 جزء في المليون لمدة 30 دقيقة، يمكن أن تحدث وذمة رئوية والالتهاب الرئوي.
يمكن أن تكون التركيزات التي تزيد عن 600 جزء في المليون قاتلة خلال أول 30 دقيقة ، حيث يكون الجهاز التنفسي مشلولًا. و 800 جزء في المليون هو التركيز المميت للإنسان على الفور.
لذلك يجب منع H 2 S من الهروب في المختبرات أو المباني أو في أي مكان أو موقف.
من المهم ملاحظة أن العديد من الوفيات تحدث بسبب دخول الأشخاص إلى أماكن محصورة لإنقاذ زملائهم في العمل أو أفراد الأسرة الذين انهاروا بسبب تسمم H 2 S ، كما يموتون أيضًا.
إنه غاز قابل للاشتعال.
المراجع
- بانثي ، إس وآخرون. (2016). الأهمية الفسيولوجية لكبريتيد الهيدروجين: واقي عصبي قوي ناشئ ومعدِّل عصبي. الطب التأكسدي وطول العمر الخلوي. حجم 2016. معرف المقالة 9049782. تم الاسترجاع من hindawi.com.
- شيفا ، يو وآخرون. (2018). وظائف مضادات الأكسدة وإشارات الخلايا لكبريتيد الهيدروجين في الجهاز العصبي المركزي. الطب التأكسدي وطول العمر الخلوي. حجم 2018. معرف المقالة 1873962. تم الاسترجاع من hindawi.com.
- تاباسوم ، ر. وآخرون. (2020). الأهمية العلاجية لكبريتيد الهيدروجين في الأمراض التنكسية العصبية المرتبطة بالعمر. تجديد الخلايا العصبية 2020 ؛ 15: 653-662. تعافى من nrronline.org.
- مارتيلي ، إيه وآخرون. (2010). كبريتيد الهيدروجين: فرصة جديدة لاكتشاف الأدوية. مراجعات البحوث الطبية. المجلد 32 ، الإصدار 6. تم الاسترجاع من onlinelibrary.wiley.com.
- وانغ ، م. وآخرون. (2010). آليات تكوين الأوعية الدموية: دور كبريتيد الهيدروجين. علم الأدوية وعلم وظائف الأعضاء السريري والتجريبي (2010) 37 ، 764-771. تعافى من onlinelibrary.wiley.com.
- داليفيلد ، ر. (2017). الدخان والمواد السامة المستنشقة الأخرى. كبريتيد الهيدروجين. في علم السموم البيطرية لأستراليا ونيوزيلندا. تعافى من sciencedirect.com.
- Selley، RC and Sonnenberg، SA (2015). الخصائص الفيزيائية والكيميائية للبترول. كبريتيد الهيدروجين. في عناصر جيولوجيا البترول (الطبعة الثالثة). تعافى من sciencedirect.com.
- هوكينغ ، إم بي (2005). الكبريت وحمض الكبريتيك. كلاوس تحويل كبريتيد الهيدروجين إلى كبريت. في كتيب التكنولوجيا الكيميائية ومكافحة التلوث (الطبعة الثالثة). تعافى من sciencedirect.com.
- ليفر ، دي جي (2008). الأهمية المحتملة للتغييرات في التوافر البيولوجي لكبريتيد الهيدروجين (H 2 S) في مرض السكري. المجلة البريطانية لعلم الأدوية (2008) 155، 617-619. تم الاسترجاع من bpspubs.onlinelibrary.wiley.com.
- المكتبة الوطنية الأمريكية للطب. (2019). كبريتيد الهيدروجين. تم الاسترجاع من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- بابور ، جيه إيه وإيبارز ، ج. (1965). الكيمياء العامة الحديثة. الإصدار السابع. افتتاحية مارين ، سا