HIDROGEN SULFIDA (H2S): STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN, KEPENTINGAN - KIMIA - 2025

The hidrogen sulfida atau hidrogen sulfida gas dibentuk oleh persatuan atom sulfur (S) dan dua atom hidrogen (H). Rumus kimianya adalah H ₂ S. Ia juga dikenal sebagai gas hidrogen sulfida. Ini adalah gas tak berwarna yang baunya terlihat jelas pada telur busuk.

Itu ada di gunung berapi dan mata air panas belerang, dalam gas alam dan minyak mentah. Ini juga terbentuk selama dekomposisi anaerobik (tanpa oksigen) dari bahan organik tumbuhan dan hewan. Itu terjadi secara alami dalam tubuh mamalia, melalui aksi enzim tertentu pada sistein, asam amino non-esensial.

Rumus kimia hidrogen sulfida atau hidrogen sulfida. SARANPHONG YIMKLAN. Sumber: Wikimedia Commons.

Larutan H ₂ S encer bersifat korosif terhadap logam seperti baja. H ₂ S adalah senyawa pereduksi yang, ketika bereaksi dengan SO ₂ , teroksidasi menjadi unsur belerang sekaligus mereduksi SO ₂ menjadi belerang.

Meskipun merupakan senyawa yang sangat beracun dan fatal bagi manusia dan hewan, pentingnya senyawa ini dalam serangkaian proses penting dalam tubuh telah dipelajari selama beberapa tahun.

Ini mengatur serangkaian mekanisme yang berkaitan dengan pembentukan pembuluh darah baru dan fungsi jantung.

Ini melindungi neuron dan telah dianggap bertindak melawan penyakit seperti Parkinson dan Alzheimer.

Karena kapasitas reduksi kimianya, ia dapat memerangi spesies oksidan, sehingga bertindak melawan penuaan sel. Karena alasan ini, kemungkinan produksi obat yang bila diberikan kepada pasien dapat dilepaskan secara perlahan ke dalam tubuh sedang dipelajari.

Ini akan berfungsi untuk mengobati patologi seperti iskemia, diabetes, dan penyakit neurodegeneratif. Namun, mekanisme kerjanya dan keamanannya belum diselidiki secara menyeluruh.

Struktur

Molekul H ₂ S dapat dianalogikan dengan air, yaitu bentuknya serupa karena hidrogen terletak pada sudut belerang.

Struktur sudut molekul hidrogen sulfida, H ₂ S. Bangin. Sumber: Wikimedia Commons.

Belerang di H ₂ S memiliki konfigurasi elektronik berikut:

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶ ,

Nah, ia meminjam satu elektron dari setiap hidrogen untuk melengkapi kulit valensinya.

Struktur 3D hidrogen sulfida. Kuning: belerang. Putih: hidrogen. Benjah-bmm 27. Sumber: Wikimedia Commons.

Tata nama

- Hidrogen sulfida

- Hidrogen sulfida

- Sulfur hidrida.

Properti fisik

Keadaan fisik

Gas tidak berwarna dengan bau yang sangat tidak sedap.

Berat molekul

34,08 g / mol.

Titik lebur

-85,60 ° C.

Titik didih

-60,75 ° C.

Massa jenis

1,1906 g / L.

Kelarutan

Cukup larut dalam air: 2,77 volume dalam 1 air pada suhu 20ºC. Ini dapat dikeluarkan dari larutan berair sepenuhnya dengan merebusnya.

Sifat kimiawi

Dalam larutan air

Ketika hidrogen sulfida berada dalam larutan air, itu disebut hidrogen sulfida. Ini adalah asam lemah. Ia memiliki dua proton yang dapat terionisasi:

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

Proton pertama sedikit terionisasi, seperti yang dapat disimpulkan dari konstanta ionisasi pertamanya. Proton kedua terionisasi sangat sedikit, tetapi larutan H ₂ S mengandung beberapa anion sulfida S ^{2 -} .

Jika larutan H ₂ S terkena udara, O ₂ mengoksidasi anion sulfida dan mengendapkan sulfur:

2 S ^{2 -} + 4 H ⁺ + O ₂ → 2 H ₂ O + 2 S ⁰ ↓ (1)

Dengan adanya klorin Cl ₂ , bromin Br ₂ dan yodium I ₂ , hidrogen halida dan sulfur yang sesuai akan terbentuk:

H ₂ S + Br ₂ → 2 HBr + S ⁰ ↓ (2)

Larutan H ₂ S encer bersifat korosif, menyebabkan retak tegangan sulfida pada baja dengan kekerasan tinggi. Produk korosi adalah besi sulfida dan hidrogen.

Reaksi dengan oksigen

H ₂ S bereaksi dengan oksigen di udara dan reaksi berikut dapat terjadi:

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)

Reaksi dengan logam

Bereaksi dengan berbagai logam yang menggantikan hidrogen dan membentuk logam sulfida:

H ₂ S + Pb → PbS + H ₂ ↑ (5)

Reaksi dengan sulfur dioksida

Dalam gas vulkanik, H ₂ S dan SO ₂ ada , yang bereaksi satu sama lain dan terbentuk belerang padat:

H ₂ S + SO ₂ → 2 H ₂ O + 3 S ⁰ ↓ (6)

Dekomposisi dengan suhu

Hidrogen sulfida sangat tidak stabil, ia mudah terurai saat dipanaskan:

H ₂ S → H ₂ ↑ + S ⁰ ↓ (7)

Lokasi di alam

Gas ini ditemukan secara alami di mata air panas belerang atau belerang, gas vulkanik, minyak mentah, dan gas alam.

Mata air belerang. Николай Максимович. Sumber: Wikimedia Commons.

Ketika minyak (atau gas) mengandung jejak H ₂ S yang signifikan, ia dikatakan "asam", berbeda dengan "manis", yang tidak mengandungnya.

Sejumlah kecil H ₂ S dalam minyak atau gas secara ekonomi merugikan karena scrubbing plant harus dipasang untuk menghilangkannya, baik untuk mencegah korosi maupun untuk membuat off-gas aman untuk penggunaan rumah tangga sebagai bahan bakar.

Ini diproduksi setiap kali bahan organik yang mengandung belerang terurai dalam kondisi anaerobik (tidak adanya udara), seperti kotoran manusia, hewan dan tumbuhan.

Emisi H ₂ S (warna hijau kebiruan) di lepas pantai Namibia, difoto oleh NASA. Emisi tersebut berasal dari sampah organik. Observatorium Bumi NASA. Sumber: Wikimedia Commons.

Bakteri yang ada di mulut dan di saluran pencernaan menghasilkannya dari bahan yang dapat terurai yang terkandung dalam protein tumbuhan atau hewani.

Aromanya yang khas membuat keberadaannya terlihat pada telur busuk.

H ₂ S juga diproduksi dalam kegiatan industri tertentu, seperti kilang minyak, oven kokas, pabrik kertas, penyamakan kulit, dan pengolahan makanan.

Sintesis dalam organisme mamalia

H ₂ S endogen dapat diproduksi di jaringan mamalia, termasuk manusia, dengan dua cara, satu enzimatik dan satu non-enzimatik.

Jalur non-enzimatik terdiri dari reduksi unsur sulfur S ⁰ menjadi H ₂ S melalui oksidasi glukosa:

2 C ₆ H ₁₂ O ₆ (glukosa) + 6 S ⁰ (belerang) + 3 H ₂ O → 3 C ₃ H ₆ O ₃ + 6 H ₂ S + 3 CO ₂ (8)

Jalur enzimatik terdiri dari produksi H ₂ S dari L-sistein, yang merupakan asam amino yang disintesis oleh tubuh. Prosesnya dipastikan oleh berbagai enzim, seperti sistathionin-β-sintase dan sistationin-γ-lyase, antara lain.

Hidrogen sulfida telah ditemukan di otak sapi. Penulis: ArtTower. Sumber: Pixabay.

Memperoleh di laboratorium atau industri

Gas hidrogen (H ₂ ) dan unsur sulfur (S) tidak bereaksi pada suhu lingkungan normal, tetapi di atasnya mereka mulai bergabung, dengan 310 ºC menjadi suhu optimal.

Namun, prosesnya terlalu lambat, sehingga metode lain digunakan untuk mendapatkannya, termasuk yang berikut ini.

Logam sulfida (seperti besi sulfida) direaksikan dengan asam (seperti hidroklorik) dalam larutan encer.

FeS + 2 HCl → FeCl ₂ + H ₂ S ↑ (9)

Dengan cara ini, gas H ₂ S diperoleh , yang karena toksisitasnya, harus dikumpulkan dengan aman.

Penggunaan industri H

Penyimpanan dan pengangkutan H ₂ S dalam jumlah besar yang dipisahkan dari gas alam melalui pencucian dengan amina sulit dilakukan, oleh karena itu digunakan proses Claus untuk mengubahnya menjadi sulfur.

Di kilang minyak, H ₂ S dipisahkan dari gas alam dengan mencuci dengan amina dan kemudian diubah menjadi belerang. Penulis: SatyaPrem. Sumber: Pixabay.

Dalam proses ini terjadi dua reaksi. Yang pertama, H ₂ S bereaksi dengan oksigen menghasilkan SO ₂ , seperti yang disebutkan di atas (lihat reaksi 3).

Yang kedua adalah reaksi katalis oksida besi dimana SO ₂ tereduksi dan H ₂ S teroksidasi, keduanya menghasilkan sulfur S (lihat reaksi 6).

Dengan cara ini belerang diperoleh yang dapat dengan mudah disimpan dan diangkut, serta ditujukan untuk berbagai kegunaan.

Kegunaan atau pentingnya H

H ₂ S endogen adalah yang terjadi secara alami di dalam tubuh sebagai bagian dari metabolisme normal pada manusia, mamalia, dan makhluk hidup lainnya.

Terlepas dari reputasi lama sebagai gas beracun dan beracun yang terkait dengan pemecahan bahan organik, beberapa penelitian terbaru dari tahun 2000-an hingga saat ini telah menentukan bahwa H ₂ S endogen merupakan pengatur penting dari mekanisme tertentu. dan proses dalam makhluk hidup.

H ₂ S memiliki lipofilisitas atau afinitas yang tinggi terhadap lemak, itulah sebabnya ia dengan mudah melintasi membran sel, menembus semua jenis sel.

Sistem kardiovaskular

Pada mamalia, hidrogen sulfida mendorong atau mengatur serangkaian sinyal yang mengatur metabolisme, fungsi jantung, dan kelangsungan hidup sel.

Ini memiliki efek yang kuat pada jantung, pembuluh darah dan elemen sirkulasi darah. Memodulasi metabolisme sel dan fungsi mitokondria.

Ini melindungi ginjal dari kerusakan yang disebabkan oleh iskemia.

Sistem gastrointestinal

Ini memainkan peran penting sebagai faktor pelindung terhadap kerusakan mukosa lambung. Dipercaya bahwa ini mungkin menjadi mediator penting dari motilitas gastrointestinal.

Ini mungkin terlibat dalam pengendalian sekresi insulin.

Sistem syaraf pusat

Ia juga bertindak dalam fungsi penting sistem saraf pusat dan melindungi neuron dari stres oksidatif.

Neuron dilindungi oleh H ₂ S. endogen. Penulis: Gerd Altmann. Sumber: Pixabay.

Diperkirakan dapat melindungi dari penyakit neurodegeneratif seperti penyakit Parkinson, Alzheimer dan Hungtinton.

Organ visi

Ini melindungi sel fotoreseptor retina dari degenerasi yang diinduksi cahaya.

Melawan penuaan

H ₂ S, sebagai spesies pereduksi, dapat dikonsumsi oleh berbagai oksidator yang beredar di dalam tubuh. Ini melawan spesies pengoksidasi seperti spesies oksigen reaktif dan spesies nitrogen reaktif dalam tubuh.

Ini membatasi reaksi radikal bebas melalui aktivasi enzim antioksidan yang melindungi dari efek penuaan.

Potensi penyembuhan H.

Ketersediaan hayati H ₂ S endogen bergantung pada enzim tertentu yang terlibat dalam biosintesis sistein pada mamalia.

Beberapa studi menunjukkan bahwa H ₂ S donor terapi obat dapat bermanfaat bagi patologi tertentu.

Misalnya, dapat bermanfaat pada pasien diabetes, karena telah diamati bahwa pembuluh darah hewan diabetes membaik dengan obat yang memasok H ₂ S. eksogen.

H ₂ S yang dipasok secara eksogen meningkatkan angiogenesis atau pembentukan pembuluh darah, sehingga dapat digunakan untuk pengobatan penyakit iskemik kronis.

Obat sedang dirancang yang dapat melepaskan H ₂ S secara perlahan untuk bekerja secara menguntungkan pada berbagai penyakit. Namun, kemanjuran, keamanan dan mekanisme aksinya masih harus diselidiki.

Resiko

H ₂ S adalah racun yang fatal jika terhirup dengan rapi atau bahkan diencerkan 1 bagian gas dalam 200 bagian udara. Burung sangat sensitif terhadap H ₂ S dan mati bahkan pada pengenceran 1 di 1500 bagian dari udara.

Hidrogen sulfida atau hidrogen sulfida H ₂ S adalah racun yang kuat. Penulis: OpenIcons. Sumber: Pixabay.

H ₂ S adalah penghambat kuat enzim tertentu dan proses fosforilasi oksidatif, yang menyebabkan mati lemas sel. Kebanyakan orang menciumnya pada konsentrasi lebih dari 5 ppb (bagian per miliar). Konsentrasi 20-50 ppm (parts per million) menyebabkan iritasi pada mata dan saluran pernafasan.

Menghirup 100-250 ppm selama beberapa menit dapat menyebabkan inkoordinasi, gangguan memori dan gangguan motorik. Bila konsentrasinya sekitar 150-200 ppm akan terjadi kelelahan penciuman atau anosmia yang berarti setelah itu bau khas H ₂ S tidak dapat dideteksi.Jika konsentrasi 500 ppm dihirup selama 30 menit dapat terjadi edema paru. dan pneumonia.

Konsentrasi lebih dari 600 ppm dapat berakibat fatal dalam 30 menit pertama, karena sistem pernapasan lumpuh. Dan 800 ppm adalah konsentrasi yang langsung mematikan bagi manusia.

Oleh karena itu H ₂ S harus dicegah melarikan diri di laboratorium, tempat atau di tempat atau situasi apa pun.

Hal ini penting untuk dicatat bahwa banyak kematian terjadi karena orang memasuki ruang terbatas untuk menyelamatkan rekan kerja atau anggota keluarga yang telah runtuh karena H ₂ S keracunan , mati mereka juga.

Itu adalah gas yang mudah terbakar.

Referensi

1. Panthi, S. dkk. (2016). Pentingnya Fisiologis Hidrogen Sulfida: Neuroprotektor dan Neuromodulator Kuat yang Muncul. Pengobatan Oksidatif dan Umur Panjang Sel. Volume 2016. ID Artikel 9049782. Diperoleh dari hindawi.com.
2. Shefa, U. dkk. (2018). Fungsi Antioksidan dan Pemberian Sinyal Sel dari Hidrogen Sulfida di Sistem Saraf Pusat. Pengobatan Oksidatif dan Umur Panjang Sel. Volume 2018. ID Artikel 1873962. Diperoleh dari hindawi.com.
3. Tabassum, R. et al. (2020). Pentingnya terapi hidrogen sulfida pada penyakit neurodegeneratif terkait usia. Neural Regen Res 2020; 15: 653-662. Dipulihkan dari nrronline.org.
4. Martelli, A. dkk. (2010). Hidrogen Sulfida: Peluang Baru untuk Penemuan Obat. Ulasan Penelitian Obat. Volume 32, Edisi 6. Diperoleh dari onlinelibrary.wiley.com.
5. Wang, M.-J. dkk. (2010). Mekanisme angiogenesis: Peran hidrogen sulfida. Farmakologi dan Fisiologi Klinis dan Eksperimental (2010) 37, 764-771. Dipulihkan dari onlinelibrary.wiley.com.
6. Dalefield, R. (2017). Asap dan Racun Terhirup Lainnya. Hidrogen Sulfida. Dalam Toksikologi Hewan untuk Australia dan Selandia Baru. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
7. Selley, RC dan Sonnenberg, SA (2015). Sifat Fisik dan Kimia Minyak Bumi. Hidrogen Sulfida. Dalam Elements of Petroleum Geology (Edisi Ketiga). Dipulihkan dari sciencedirect.com.
8. Hocking, MB (2005). Sulfur dan Asam Sulfat. Klausul Proses Konversi Hidrogen Sulfida menjadi Sulfur. Dalam Buku Pegangan Teknologi Kimia dan Pengendalian Polusi (Edisi Ketiga). Dipulihkan dari sciencedirect.com.
9. Lefer, DJ (2008). Pentingnya potensi perubahan bioavailabilitas hidrogen sulfida (H ₂ S) pada diabetes. Jurnal Farmakologi Inggris (2008) 155, 617-619. Dipulihkan dari bpspubs.onlinelibrary.wiley.com.
10. Perpustakaan Kedokteran Nasional AS. (2019). Hidrogen sulfida. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
11. Babor, JA dan Ibarz, J. (1965). Kimia Umum Modern. Edisi ke-7. Editorial Marín, SA