Sulfan

Sulfan
Molekula sulfanu

Molekula sulfanu

Trojrozměrný model molekuly sulfanu

Trojrozměrný model molekuly sulfanu

Obecné
Systematický názevsulfan
Triviální názevsirovodík
Latinský názevHydrogenii sulfidum
Anglický názevHydrogen sulfide
Německý názevSchwefelwasserstoff
Sumární vzorecH2S
Vzhledbezbarvý plyn
Identifikace
Registrační číslo CAS
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)231-977-3
PubChem
UN kód1053
Číslo RTECSMX1225000
Vlastnosti
Molární hmotnost34,082 g/mol
Teplota tání−82,30 °C
Teplota varu−60,28 °C
Hustota0,001 363 g/cm³ (plyn)
Index lomu1,000644 (0 °C)[1]
Disociační konstanta pKa6,89
Rozpustnost ve vodě0,4 g/100 ml (20 °C)
0,25 g/100 ml (40 °C)
Struktura
Dipólový moment0,97 D
Termodynamické vlastnosti
Standardní slučovací entalpie ΔHf°−0,604 4 kJ/g
Bezpečnost
GHS02 – hořlavé látky
GHS02
GHS06 – toxické látky
GHS06
GHS09 – látky nebezpečné pro životní prostředí
GHS09
[2]
Nebezpečí[2]
R-větyR12 R26 R50
S-věty(S1/2) S9 S16 S36 S38 S45 S61
NFPA 704
NFPA 704.svg
4
4
0
Teplota vznícení260 °C
Meze výbušnosti4,3 – 46 %
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.
Emise sulfanu z moře u pobřeží Namibie

Sulfan čili sirovodík (H2S) je bezbarvý plyn. Může se tvořit rozkladem organického materiálu (např. při výrobě bioplynu, z něhož se často musí odstraňovat) a síranů při nedostatku kyslíku.

Sulfanová řada

Sulfan je nejjednodušší sloučeninou síry s vodíkem. Je to také nejstálejší a nejdůležitější sloučenina těchto dvou prvků. Je prvním členem homologické řady sulfanů. Obecný vzorec těchto sloučenin je H2Sn, takže např. vzorec disulfanu je H2S2, trisulfanu H2S3 atd.

Soli odpovídajících kyselin se nazývají polysulfidy.

Příprava

Sulfan se připravuje reakcí sulfidu železnatého s kyselinou chlorovodíkovou, lze jej také připravit přímým sloučením vodíku a síry:

FeS + 2 HCl → H2S + FeCl2
H2 + S → H2S

Vlastnosti sulfanu

Sulfan je bezbarvý plyn zapáchající po zkažených vejcích. Je těžší než vzduch a snadno se zkapalňuje. Je dobře rozpustný v různých kapalinách včetně vody a alkoholu. Rozpouštěním ve vodě vzniká kyselina sulfanová, dříve nazývaná sirovodíková. Její vzorec je stejný jako vzorec sulfanu. Je to slabá kyselina, tvoří soli dvojího typu – sulfidy (S2−) a hydrogensulfidy (HS). V bakteriích, které žijí v sopkách, nahrazuje při fotosyntéze vodu a vzniká tak pevná síra, kterou bakterie vylučují pod sebe.

Rozlišujeme dva druhy spalování sulfanu, máme tzv. spalování dokonalé tj. za dostatečného přístupu vzduchu a spalování nedokonalé tj. za nedostatečného přístupu vzduchu. Dokonalým spalováním sulfanu vzniká oxid siřičitý a voda:

2 H2S + 3 O2 → 2 H2O + 2 SO2

Při nedokonalém spalování vzniká síra a voda:

2 H2S + O2 → 2 S + 2 H2O

V analytické chemii se sulfan používá jako činidlo. Lze jím totiž vysrážet nerozpustné sulfidy kovů (například sulfid olovnatý) a dokázat tak přítomnost daných kovových kationtů.

V přírodě

Sulfan se vyskytuje v sopečných plynech. Jedná se o sopečný plyn, který je vyvrhován při sopečné erupci; při silných erupcích se může dostat v pyroklastickém mračnu až do stratosféry, kde se společně s oxidem siřičitým a vodní párou podílí na vzniku drobných kapiček kyseliny sírové, aerosolu. Tento aerosol je schopen přetrvat ve stratosféře 2 až 3 roky a působí jako velice efektivní zábrana před dopadajícím slunečním zářením, čímž pomáhá v některých oblastech oteplovat a v dalších ochlazovat zemský povrch; v závislosti na velikosti částic aerosolu.[3]

Použití

Sulfan se používá v analytické chemii pro analýzu iontů kovů. Dále se používá v hutnictví pro přípravu kovových sulfidů. Své uplatnění má i při přípravě olejových doplňků a v organické syntéze. Používá se i při zpracovávání deuteria, což je jeden ze tří izotopů vodíku.

Účinky na živé organismy

Toxicita

Sulfan je prudce jedovatý, i v menších dávkách může způsobit smrtelné otravy (včetně okamžité smrti bez morfologických změn[4]). Jeho účinky jsou podobné jako u kyanovodíku. Obě látky inhibují enzym cytochrom C oxidázu a brání tak tkáním využívat kyslík. To se projevuje především v CNS paralýzou dýchacího centra.[5]

Sulfan má dráždivý i dusivý účinek. Dráždí dýchací ústrojí a oči (podráždění se objevuje při dlouhodobější expozici již u koncentrací 10,5–21,0 ppm). V očích způsobuje keratokonjunktivitidu, podráždění dýchacího traktu je největší v jeho dolní části, může vést k edému plic. Při koncentracích 1 000–2 000 ppm se sulfan rychle vstřebává do krve a způsobuje nejprve zrychlené dýchání, které je později vystřídáno zástavou dechu. Vyšší koncentrace okamžitě paralyzují dýchací centrum. To bez resuscitace (případně spontánní obnovy dýchání) vede ke smrti udušením.[5]

Při koncentracích 100–1000 ppm je nejčastější příčinou smrti edém plic. Čichem jsou rozpoznatelné již koncentrace 0,0005–0,13 ppm (podle individuální citlivosti), nicméně vysoké koncentrace rychle paralyzují čichové buňky, proto zápach plynu ztrácí svoji varovnou funkci.[5]

Signalizační molekula

Sirovodík patří spolu s oxidem dusnatým a oxidem uhelnatým k gasotransmiterům. Sirovodík proto působí (podobně jako oxid dusnatý) jako relaxant na hladkosvalové buňky ve stěnách cév (vasorelaxační účinek). Dobře patrný byl i jeho vliv na uvolnění napětí hladké svaloviny trávicího traktu (myorelaxační účinek). Sirovodík zlepšuje prokrvení penisu, přežití při infarktu a ztrátě krve, může léčit poruchy erekce, některé typy migrén a různé srdečně cévní obtíže nebo pomáhat při jejich prevenci. Problémem pro humánní využití je relativně vysoká toxicita plynu pro člověka – na rozdíl od některých laboratorních zvířat, která jej snáší relativně lépe.[6][7]

Odkazy

Reference

  1. Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8
  2. a b Hydrogen sulfide. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-23]. Dostupné online. (anglicky) 
  3. PARFITT, Elisabeth A.; WILSON, Lionel. Fundamentals of Physical Volcanology. [s.l.]: Blackwell Publishing company, 2009. Dostupné online. ISBN 978-0-63205443-5. Kapitola Volcanoes and climate: Satellite monitoring of climate change after volcanic eruptions, s. 182-183. (anglicky) 
  4. Věra Marešová: Anorganické prvky a sloučeniny
  5. a b c Hydrogen Sulfide - International Programme on Chemical Safety - Environmental Health Criteria 19
  6. http://www.osel.cz/index.php?clanek=4035
  7. http://www.veda-technika.estranky.cz/clanky/medicina/sirovodik-funguje-temer-jako-viagra.html

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

NFPA 704.svg
The "fire diamond" as defined by NFPA 704. It is a blank template, so as to facilitate populating it using CSS.
Hydrogen Sulfide Emissions along the Namibian Coast 2010-03-13 lrg.jpg
Hydrogen sulfide erupted along the coast of Namibia in mid-March 2010. Pale-hued waters along the shore hinted at gaseous rumblings as the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) on NASA’s Terra satellite passed overhead and captured this true-color image on March 13, 2010. Although ocean water appears navy blue farther from shore, water along the coast ranges in color from peacock green to off-white. Ocean water wells up in this area along the continental shelf.

The milky surface waters that coincide with gaseous eruptions along Namabia’s coast have a low oxygen content. As reported in a 2009 study, the frequent hydrogen sulfide emissions in this area result form a combination of factors: ocean-current delivery of oxygen-poor water from the north, oxygen-depleting demands of biological and chemical processes in the local water column, and carbon-rich organic sediments under the water column.

Commercially important fish species have hatching grounds along the Namibian coast, and hydrogen sulfide eruptions can often kill large numbers of fish. In addition, the gas eruptions send a noxious rotten-egg smell inland. These events bring some benefits, however. Sea birds eat the fish carcasses, and humans can make meals of lobsters fleeing onshore to escape the oxygen-deprived waters.

Inland, this MODIS image shows the rippling sand dunes of the Namib Desert, which stretches for hundreds of kilometers along the southern African coast.
GHS-pictogram-skull.svg
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) pictogram for toxic substances
GHS-pictogram-flamme.svg
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) pictogram for flammable substances
Hydrogen-sulfide-3D-vdW.png
Space-filling model of the hydrogen sulfide molecule, H2S
GHS-pictogram-pollu.svg
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) pictogram for environmentally hazardous substances