हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S): संरचना, गुण, उपयोग, महत्व - रसायन विज्ञान - 2025

हाइड्रोजन सल्फाइड या हाइड्रोजन सल्फाइड गैस एक सल्फर परमाणु (एस) और दो हाइड्रोजन परमाणुओं (एच) के मिलन से बना है। इसका रासायनिक सूत्र एच ₂ एस है। इसे हाइड्रोजन सल्फाइड गैस के रूप में भी जाना जाता है। यह एक रंगहीन गैस है जिसकी गंध सड़े हुए अंडे में स्पष्ट होती है।

यह ज्वालामुखियों और सल्फरस हॉट स्प्रिंग्स में मौजूद है, प्राकृतिक गैस में और कच्चे तेल में। यह पौधे और पशु कार्बनिक पदार्थों के अवायवीय अपघटन (ऑक्सीजन के बिना) के दौरान भी बनता है। यह स्तनधारी शरीर में स्वाभाविक रूप से होता है, सिस्टीन पर कुछ एंजाइमों की कार्रवाई के माध्यम से, एक गैर-आवश्यक अमीनो एसिड।

हाइड्रोजन सल्फाइड या हाइड्रोजन सल्फाइड का रासायनिक सूत्र। सार्णपोंग यिम्लान। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

जलीय एच ₂ एस समाधान स्टील जैसे धातुओं के लिए संक्षारक हैं। एच ₂ एस एक कम करने वाला यौगिक है जो एसओ _{2 के} साथ प्रतिक्रिया करते समय, एसओ ₂ को सल्फर के साथ ही कम करते हुए प्राथमिक सल्फर को ऑक्सीकरण करता है ।

मनुष्यों और जानवरों के लिए अत्यधिक जहरीले और घातक यौगिक होने के बावजूद, कुछ वर्षों से शरीर में महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला में इसके महत्व का अध्ययन किया गया है।

यह नई रक्त वाहिकाओं की पीढ़ी और दिल के कामकाज से संबंधित तंत्रों की एक श्रृंखला को नियंत्रित करता है।

यह न्यूरॉन्स की रक्षा करता है और पार्किंसंस और अल्जाइमर जैसी बीमारियों के खिलाफ काम करने के लिए सोचा गया है।

इसकी रासायनिक कम करने की क्षमता के कारण, यह ऑक्सीडेंट प्रजातियों का मुकाबला कर सकता है, इस प्रकार सेलुलर उम्र बढ़ने के खिलाफ कार्य करता है। इन कारणों के कारण, दवाओं के उत्पादन की संभावना है कि जब रोगियों को प्रशासित किया जा सकता है धीरे-धीरे शरीर में जारी किया जा सकता है।

यह पैथोलॉजी जैसे कि इस्किमिया, मधुमेह और न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों का इलाज करने के लिए काम करेगा। हालांकि, इसकी कार्रवाई के तंत्र और इसकी सुरक्षा की अभी तक पूरी जांच नहीं की गई है।

संरचना

एच ₂ एस अणु पानी के अनुरूप है, अर्थात्, वे आकार में समान हैं क्योंकि हाइड्रोजेन सल्फर के साथ एक कोण पर स्थित हैं।

हाइड्रोजन सल्फाइड अणु की कोणीय संरचना, एच ₂ एस बंगिन। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

एच ₂ एस में सल्फर निम्नलिखित इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है:

1s ², 2s ² 2p ⁶, 3s ² 3p ⁶, खैर, यह अपनी वैलेंस शेल को पूरा करने के लिए प्रत्येक हाइड्रोजन से एक इलेक्ट्रॉन उधार लेता है।

हाइड्रोजन सल्फाइड की 3 डी संरचना। पीला: सल्फर। सफेद: हाइड्रोजन। बेंजाह-bmm27। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

शब्दावली

- हाइड्रोजन सल्फाइड

- हाइड्रोजन सल्फाइड

- सल्फर हाइड्राइड।

भौतिक गुण

भौतिक अवस्था

एक बहुत अप्रिय गंध के साथ रंगहीन गैस।

आणविक वजन

34.08 ग्राम / मोल।

गलनांक

-85.60 डिग्री सेल्सियस।

क्वथनांक

-60.75 डिग्री सेल्सियस

घनत्व

१.१ ९ ०६ जी / एल।

घुलनशीलता

पानी में मध्यम रूप से घुलनशील: 20.C पर 1 पानी में 2.77 मात्रा। इसे पूरी तरह से उबालकर जलीय घोल से अलग किया जा सकता है।

रासायनिक गुण

जलीय घोल में

जब हाइड्रोजन सल्फाइड जलीय घोल में होता है, तो इसे हाइड्रोजन सल्फाइड कहा जाता है। यह एक कमजोर अम्ल है। इसके दो आयनित प्रोटॉन हैं:

एच ₂ एस + एच ₂ ओ ₃ एच ₃ ओ ⁺ + एचएस ^-, के _{ए 1} = 8.9 x 10 ^-8

एच एस ^- + H ₂ हे ⇔ एच ₃ हे ⁺ + एस ^{2 -}, कश्मीर _a2 ~ 10 ^-14

पहला प्रोटॉन थोड़ा सा आयनित होता है, जैसा कि इसके पहले आयनीकरण स्थिरांक से घटाया जा सकता है। दूसरा प्रोटॉन बहुत कम आयनित करता है, लेकिन H ₂ S के समाधान में कुछ सल्फाइड अनियन S ^{2 होते हैं -} ।

यदि एच ₂ एस समाधान हवा के संपर्क में है, तो ओ ₂ सल्फाइड आयनों और सल्फर अवक्षेप को ऑक्सीकरण करता है:

2 एस ^{2 -} + 4 एच ⁺ ओ ₂ → 2 एच ₂ ओ + 2 एस ⁰ 1 (1)

क्लोरीन Cl ₂, ब्रोमीन Br ₂ और आयोडीन I ₂ की उपस्थिति में, इसी हाइड्रोजन हलाइड और सल्फर का निर्माण होता है:

H ₂ S + Br ₂ → 2 HBr + S ⁰ 2 (2)

जलीय एच ₂ एस समाधान संक्षारक होते हैं, जिससे सल्फाइड तनाव उच्च कठोरता वाले स्टील्स में टूट जाता है। संक्षारण उत्पाद लौह सल्फाइड और हाइड्रोजन हैं।

ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया

H ₂ S हवा में ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है और निम्नलिखित प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं:

2 H ₂ S + 3 O ₂ → 2 H ₂ O + 2 SO ₂ (3)

2 एच ₂ एस + ओ ₂ → 2 एच ₂ ओ + 2 एस ⁰ 4 (4)

धातुओं के साथ प्रतिक्रिया

यह विभिन्न धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है जो हाइड्रोजन को विस्थापित करता है और धातु सल्फाइड बनाता है:

H ₂ S + Pb → PbS + H ₂ 5 (5)

सल्फर डाइऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया

ज्वालामुखी गैसों में, एच ₂ एस और एसओ ₂ मौजूद हैं, जो एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करते हैं और ठोस सल्फर बनता है:

H ₂ S + SO ₂ → 2 H ₂ O + 3 S ⁰ 6 (6)

तापमान के साथ अपघटन

हाइड्रोजन सल्फाइड बहुत स्थिर नहीं है, यह गर्म होने पर आसानी से विघटित होता है:

एच ₂ एस → एच ₂ ↑ + एस ⁰ 7 (7)

प्रकृति में स्थान

यह गैस प्राकृतिक रूप से सल्फरस या सल्फरस हॉट स्प्रिंग्स में, ज्वालामुखी गैसों में, कच्चे तेल में और प्राकृतिक गैस में पाई जाती है।

सल्फरस पानी का झरना। Николай Максимович। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

जब तेल (या गैस) में एच ₂ एस के महत्वपूर्ण निशान होते हैं, तो इसे "मिठाई" के विपरीत "खट्टा" कहा जाता है, जो तब होता है जब इसमें यह नहीं होता है।

तेल या गैस में एच ₂ एस की छोटी मात्रा आर्थिक रूप से हानिकारक है क्योंकि इसे हटाने के लिए और ईंधन के रूप में घरेलू उपयोग के लिए ऑफ-गैस को सुरक्षित बनाने के लिए एक स्क्रबिंग प्लांट स्थापित किया जाना चाहिए।

यह तब उत्पन्न होता है जब कार्बनिक पदार्थ युक्त सल्फर अवायवीय स्थितियों (हवा की अनुपस्थिति) के तहत विघटित हो जाता है, जैसे कि मानव, पशु और पौधों का अपशिष्ट।

नासा द्वारा खींची गई नामीबिया के तट से एच ₂ एस उत्सर्जन (चैती रंग)। ये उत्सर्जन जैविक कचरे से होता है। नासा की पृथ्वी वेधशाला। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

मुंह और गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट में मौजूद बैक्टीरिया इसे उन अपमानजनक सामग्रियों से उत्पन्न करते हैं जो पौधे या पशु प्रोटीन होते हैं।

इसकी विशिष्ट गंध इसकी उपस्थिति सड़े अंडे में दिखाई देती है।

एच ₂ एस का उत्पादन कुछ औद्योगिक गतिविधियों में भी किया जाता है, जैसे कि तेल रिफाइनरियां, कोक ओवन, पेपर मिल, टेनरियां और खाद्य प्रसंस्करण में।

स्तनधारी जीव में संश्लेषण

एंडोजेनस एच ₂ एस का उत्पादन स्तनधारी ऊतकों में किया जा सकता है, जिसमें मानव भी शामिल हैं, दो तरह से, एक एंजाइमेटिक और एक गैर-एंजाइमेटिक।

गैर-एंजाइमी मार्ग में ग्लूकोज के ऑक्सीकरण के माध्यम से मौलिक सल्फर एस ⁰ से एच ₂ एस की कमी होती है:

2 C ₆ H ₁₂ O ₆ (ग्लूकोज) + 6 S ⁰ (सल्फर) + 3 H ₂ O → 3 C ₃ H ₆ O ₃ + 6 H ₂ S + 3 CO ₂ (8)

एंजाइमैटिक पाथवे में एल-सिस्टीन से एच ₂ एस का उत्पादन होता है, जो शरीर द्वारा संश्लेषित एक एमिनो एसिड है। प्रक्रिया विभिन्न एंजाइमों द्वारा सुनिश्चित की जाती है, जैसे कि सिस्टेथिओन-synt-सिंथेज़ और सिस्टैथिओनिन-ine-लिसेज़, अन्य।

गायों के दिमाग में हाइड्रोजन सल्फाइड पाया गया है। लेखक: ArtTower स्रोत: पिक्साबे

प्रयोगशाला में या औद्योगिक रूप से प्राप्त करना

हाइड्रोजन गैस (एच ₂) और तत्व सल्फर (एस) सामान्य परिवेश के तापमान पर प्रतिक्रिया नहीं करते हैं, लेकिन इन सबसे ऊपर वे गठबंधन करना शुरू करते हैं, जिसमें 310 beingC इष्टतम तापमान होता है।

प्रक्रिया, हालांकि, बहुत धीमी है, इसलिए इसे प्राप्त करने के लिए अन्य तरीकों का उपयोग किया जाता है, जिसमें निम्न शामिल हैं।

धातु सल्फाइड (जैसे कि फेरस सल्फाइड) को तनु घोल में अम्ल (जैसे हाइड्रोक्लोरिक) के साथ प्रतिक्रिया की जाती है।

FeS + 2 HCl → FeCl ₂ + H ₂ S 9 (9)

इस तरह, एच ₂ एस गैस प्राप्त की जाती है, जिसे इसकी विषाक्तता को देखते हुए, सुरक्षित रूप से एकत्र किया जाना चाहिए।

एच का औद्योगिक उपयोग

एच ₂ एस की बड़ी मात्रा में भंडारण और परिवहन जो कि अमीनों से धोने से प्राकृतिक गैस से अलग होता है, इसलिए क्लॉस प्रक्रिया का उपयोग इसे सल्फर में बदलने के लिए किया जाता है।

तेल रिफाइनरियों में, एच ₂ एस को अमीन से धो कर प्राकृतिक गैस से अलग किया जाता है और फिर सल्फर में बदल दिया जाता है। लेखक: सत्यप्रेम स्रोत: पिक्साबे

इस प्रक्रिया में दो प्रतिक्रियाएँ होती हैं। पहले में, एच ₂ एस, एसओ ₂ देने के लिए ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है, जैसा कि ऊपर बताया गया है (प्रतिक्रिया 3 देखें)।

दूसरा एक आयरन ऑक्साइड उत्प्रेरित प्रतिक्रिया है जहां एसओ ₂ कम हो जाता है और एच ₂ एस ऑक्सीकरण होता है, दोनों सल्फर एस का उत्पादन करते हैं (प्रतिक्रिया 6 देखें)।

इस तरह से सल्फर प्राप्त होता है जिसे आसानी से संग्रहीत और परिवहन किया जा सकता है, साथ ही साथ कई उपयोगों के लिए किस्मत में है।

एच की उपयोगिता या महत्व

अंतर्जात एच ₂ एस वह है जो शरीर में स्वाभाविक रूप से मनुष्यों, स्तनधारियों और अन्य जीवित प्राणियों में सामान्य चयापचय के हिस्से के रूप में होता है।

कार्बनिक पदार्थों के अपघटन से जुड़ी एक जहरीली और जहरीली गैस के रूप में लंबे समय से चली आ रही प्रतिष्ठा के बावजूद, 2000 के दशक से लेकर वर्तमान तक के कई हालिया अध्ययनों ने निर्धारित किया है कि अंतर्जात एच ₂ एस कुछ तंत्रों का एक महत्वपूर्ण नियामक है। और जीविका में प्रक्रियाओं।

एच ₂ एस में वसा के प्रति उच्च लिपोफिलिटी या आत्मीयता है, यही कारण है कि यह सभी प्रकार की कोशिकाओं को भेदते हुए, कोशिका झिल्ली को आसानी से पार कर जाता है।

हृदय प्रणाली

स्तनधारियों में, हाइड्रोजन सल्फाइड संकेतों की एक श्रृंखला को बढ़ावा देता है या नियंत्रित करता है जो चयापचय, हृदय समारोह और कोशिका अस्तित्व को नियंत्रित करते हैं।

यह हृदय, रक्त वाहिकाओं और रक्त के परिसंचारी तत्वों पर एक शक्तिशाली प्रभाव डालता है। सेलुलर चयापचय और माइटोकॉन्ड्रियल समारोह को संशोधित करता है।

यह किडनी को इस्किमिया से होने वाले नुकसान से बचाता है।

जठरांत्र प्रणाली

यह गैस्ट्रिक म्यूकोसा को नुकसान के खिलाफ एक सुरक्षात्मक कारक के रूप में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह माना जाता है कि यह जठरांत्र संबंधी गतिशीलता का एक महत्वपूर्ण मध्यस्थ हो सकता है।

यह इंसुलिन स्राव के नियंत्रण में शामिल होने की संभावना है।

केंद्रीय स्नायुतंत्र

यह केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के महत्वपूर्ण कार्यों में भी कार्य करता है और न्यूरॉन्स को ऑक्सीडेटिव तनाव से बचाता है।

न्यूरॉन्स अंतर्जात एच ₂ एस द्वारा संरक्षित हैं । लेखक: गर्ड अल्टमैन स्रोत: पिक्साबे

ऐसा अनुमान है कि यह न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारियों जैसे कि पार्किंसंस, अल्जाइमर और हंग्टिन्टन की बीमारी से रक्षा कर सकता है।

दृष्टि का अंग

यह रेटिना के फोटोरिसेप्टर कोशिकाओं को प्रकाश-प्रेरित अध: पतन से बचाता है।

उम्र बढ़ने के खिलाफ

एच ₂ एस, एक कम करने वाली प्रजाति होने के नाते, शरीर में घूमने वाले विभिन्न प्रकार के ऑक्सीकरण एजेंटों द्वारा सेवन किया जा सकता है। यह शरीर में ऑक्सीकरण करने वाली प्रजातियों जैसे प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों और प्रतिक्रियाशील नाइट्रोजन प्रजातियों से लड़ता है।

यह एंटीऑक्सिडेंट एंजाइमों की सक्रियता के माध्यम से मुक्त कणों की प्रतिक्रियाओं को सीमित करता है जो उम्र बढ़ने के प्रभावों से बचाते हैं।

एच की हीलिंग क्षमता

अंतर्जात एच ₂ एस की जैव उपलब्धता स्तनधारियों में सिस्टीन के जैवसंश्लेषण में शामिल कुछ एंजाइमों पर निर्भर करती है।

कुछ अध्ययन बताते हैं कि एच ₂ एस डोनर ड्रग थेरेपी कुछ विकृति के लिए फायदेमंद हो सकती है।

उदाहरण के लिए, यह मधुमेह के रोगियों में उपयोगी हो सकता है, क्योंकि यह देखा गया है कि मधुमेह के जानवरों की रक्त वाहिकाएं दवाओं के साथ सुधार करती हैं जो बहिर्जात एच ₂ एस की आपूर्ति करती हैं ।

एच ₂ एस की आपूर्ति की गई है, जो एंगोजेनेसिस या रक्त वाहिका निर्माण को बढ़ाता है, इसलिए इसका उपयोग पुरानी इस्केमिक बीमारियों के उपचार के लिए किया जा सकता है।

ड्रग्स को तैयार किया जा रहा है जो एच ₂ एस को धीरे-धीरे जारी कर सकता है ताकि विभिन्न रोगों पर लाभकारी रूप से कार्य किया जा सके। हालांकि, इसकी कार्रवाई की प्रभावकारिता, सुरक्षा और तंत्र की जांच की जानी बाकी है।

जोखिम

एच ₂ एस एक घातक जहर है अगर हवा के 200 हिस्सों में स्वच्छ या यहां तक ​​कि गैस के 1 हिस्से को पतला किया जाता है। पक्षी एच ₂ एस के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं और हवा के 1500 भागों में 1 के कमजोर पड़ने पर भी मर जाते हैं।

हाइड्रोजन सल्फाइड या हाइड्रोजन सल्फाइड एच ₂ एस एक शक्तिशाली जहर है। लेखक: OpenIcons स्रोत: पिक्साबे

एच ₂ एस कुछ एंजाइमों और ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण प्रक्रियाओं का एक प्रबल अवरोधक है, जिससे कोशिका घुटन होती है। अधिकांश लोग इसे 5 पीपीबी (प्रति अरब भाग) से अधिक सांद्रता में सुंघाते हैं। 20-50 पीपीएम (प्रति मिलियन भाग) की सांद्रता आंखों और श्वसन तंत्र को परेशान कर रही है।

कुछ मिनटों के लिए 100-250 पीपीएम की साँस लेना असंगति, स्मृति विकार और मोटर विकारों का कारण बन सकता है। जब एकाग्रता 150-200 पीपीएम के आसपास होती है, तो घ्राण थकान या एनोस्मिया होता है, जिसका अर्थ है कि बाद में एच ₂ एस की विशेषता गंध का पता नहीं लगाया जा सकता है । यदि 500 ​​पीपीएम की एकाग्रता 30 मिनट के लिए साँस ली जाती है, तो फुफ्फुसीय एडिमा हो सकती है। और निमोनिया।

600 से अधिक पीपीएम की एकाग्रता पहले 30 मिनट के भीतर घातक हो सकती है, क्योंकि श्वसन प्रणाली पंगु है। और 800 पीपीएम एकाग्रता है जो मनुष्यों को तुरंत घातक है।

इसलिए एच ₂ एस को प्रयोगशालाओं, परिसरों या किसी भी स्थान या स्थिति में भागने से रोका जाना चाहिए ।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि कई मौतें होती हैं क्योंकि लोग सह-श्रमिकों या परिवार के सदस्यों को बचाने के लिए सीमित स्थानों में प्रवेश करते हैं जो एच ₂ एस विषाक्तता के कारण ढह गए हैं, और वे भी मर जाते हैं।

यह एक ज्वलनशील गैस है।

संदर्भ

1. पंथी, एस। एट अल। (2016)। हाइड्रोजन सल्फाइड का भौतिक महत्व: उभरते हुए न्यूरोप्रोटेक्टर और न्यूरोमोड्यूलेटर। ऑक्सीडेटिव मेडिसिन और सेलुलर लंबी उम्र। वॉल्यूम 2016. अनुच्छेद आईडी 9049782. hindawi.com से पुनर्प्राप्त।
2. शीफा, यू। एट अल। (2018)। केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में हाइड्रोजन सल्फाइड के एंटीऑक्सिडेंट और सेल-सिग्नलिंग फ़ंक्शंस। ऑक्सीडेटिव मेडिसिन और सेलुलर लंबी उम्र। वॉल्यूम 2018. अनुच्छेद आईडी 1873962. hindawi.com से पुनर्प्राप्त।
3. तबस्सुम, आर। एट अल। (2020)। उम्र से जुड़े न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों में हाइड्रोजन सल्फाइड का चिकित्सीय महत्व। न्यूरल रेजेन रेस 2020; 15: 653-662। Nrronline.org से पुनर्प्राप्त किया गया।
4. मार्टेली, ए। एट अल। (2010)। हाइड्रोजन सल्फाइड: ड्रग डिस्कवरी के लिए उपन्यास अवसर। औषधीय अनुसंधान समीक्षा। वॉल्यूम 32, अंक 6. onlinelibrary.wiley.com से पुनर्प्राप्त किया गया।
5. वांग, एम.जे. और अन्य। (2010)। एंजियोजेनेसिस के तंत्र: हाइड्रोजन सल्फाइड की भूमिका। नैदानिक ​​और प्रायोगिक फार्माकोलॉजी और फिजियोलॉजी (2010) 37, 764-771। Onlinelibrary.wiley.com से पुनर्प्राप्त किया गया।
6. डेलफील्ड, आर। (2017)। धुआँ और अन्य साँस विषाक्तता। हाइड्रोजन सल्फाइड। ऑस्ट्रेलिया और न्यूजीलैंड के लिए पशु चिकित्सा विष विज्ञान में। Scirectirect.com से पुनर्प्राप्त।
7. सेले, आरसी और सोननबर्ग, एसए (2015)। पेट्रोलियम के भौतिक और रासायनिक गुण। हाइड्रोजन सल्फाइड। पेट्रोलियम जियोलॉजी के तत्वों में (तीसरा संस्करण)। Scirectirect.com से पुनर्प्राप्त।
8. हॉकिंग, एमबी (2005)। सल्फर और सल्फ्यूरिक एसिड। हाइड्रोजन सल्फाइड का क्लॉस प्रक्रिया रूपांतरण सल्फर के लिए। हैंडबुक ऑफ़ केमिकल टेक्नोलॉजी एंड पॉल्यूशन कंट्रोल (थर्ड एडिशन)। Scirectirect.com से पुनर्प्राप्त।
9. लेफर, डीजे (2008)। मधुमेह में हाइड्रोजन सल्फाइड (एच ₂ एस) जैव उपलब्धता में परिवर्तन का संभावित महत्व । ब्रिटिश जर्नल ऑफ फार्माकोलॉजी (2008) 155, 617-619। Bpspubs.onlinelibrary.wiley.com से पुनर्प्राप्त किया गया।
10. यूएस नेशनल लाइब्रेरी ऑफ मेडिसीन। (2019)। हाइड्रोजन सल्फाइड। से पुनर्प्राप्त: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov।
11. बाबर, जेए और इबरज़, जे (1965)। आधुनिक जनरल केमिस्ट्री। 7 वां संस्करण। संपादकीय मरीन, एसए