Hydrogensulfid

Hydrogensulfid (H₂S) er en fargeløs, giftig, brannfarlig gass ved romtemperatur med en karakteristisk, stikkende lukt av råtne egg. Gassen er noe tyngre enn luft.

Hydrogensulfid
Identifikatorer
CAS-nummer		7783-06-4
SMILES		[H]S[H]
Kjemiske egenskaper
Formel		H2S
Molar masse		34,08 g/mol
Utseende		Fargeløs gass, lukter råtne egg
Tetthet		1363 kg/m3
Smeltepunkt		−82,9 °C
Kokepunkt		−61,8 °C
Damptrykk		1740 kPa (ved 21 °C)
Løselighet		4 g/dm (ved 20 °C)
Mag. sus.		−25,5·10−6 cm3/mol
nD		1,000644
Dipolmoment		0,97 D
Termokjemiske egenskaper
Dannelsesentalpi ΔfHo298		−21 kJ/mol
Molar entropi So298		206 J mol−1 K−1
Varmekapasitet, C		1.003 J K−1 g−1
Farer
Hovedfarer		Svært brannfarlig Svært giftig Miljøfarlig
Flammepunkt		−82,4 °C
Tenntemperatur		232 °C
Eksplosjonsgrense		4,3–46%
LD50		713 ppm (rotte 1 time)
Relatert
Andre lignende forbindelser		Vann, Hydrogenselenid, Hydrogentellurid, Hydrogenpolonid, Hydrogendisulfid, Sulfanyl, Fosfin

Forekomst

Gassen dannes ved anaerob bakteriell nedbrytning av svovelholdige organiske forbindelser, eller ved reduksjon med sulfat. Eksempler der gassen dannes er i tankanlegg som septiktanker, og i slamansamlinger. Dette problemet oppstår også ofte i fiskebåter ved utilstrekkelig nedkjøling av industrifisk. Gassen dannes i stillestående vann, som ved myr- og sump-områder og kalles derfor ofte sumpgass. Gassen forekommer naturlig i råolje og naturgass, og ved oljeboring er dette et stort problem. Det dannes imidlertid raskt andre forbindelser da H₂S er reaktivt og løselig i vann (H₂O). Reaksjonen med vann er:

H₂S + 4 H₂O ⇒ H₂SO₄ + 4 H_2(g)

der

• H₂SO₄ er svovelsyre, som er en sterk syre. I konsentrert væskefase er den tyktflytende og oljeaktig. I gassfase er den luktfri og uten farge.
• H_2(g) er hydrogen i gassfase.

Syrer og salter

Svovelsyre (H₂SO₄ ) fortynnet med vann (H₂O) er en svak toprotisk syre. Utviklingen er:

H₂SO₄ + H₂O ⇆ HSO₄ + H₃O⁺

HSO₄ + H₂O ⇆ SO₄²⁻ + H₃O⁺

der:

• HSO₄ er hydrogensulfat.
• H₃O⁺ er et hydronium-ion.

Den første likevekten er forskjøvet helt til høyre, men ikke den andre.

Saltene kalles sulfider. Disse er ofte tungt løselige. Hydrogensulfid danner to rekker salter, normale sulfider og hydrogensulfider. Eksempler er natriumsulfid Na₂S, og natriumhydrogensulfid NaHS.

Industriell bruk

H₂S benyttes i produksjon av svovel og svovelsyre, ved fremstilling av tungtvann og innen analytisk kjemi. Stoffet inngår også i produksjon av rayon, cellofan, papirmasse, plast, stål, gummi og ved garving av lær.

Helseeffekter ved eksponering

Ved høyt innhold av H₂S i luften, er gassen dødelig.^{[trenger referanse]}

Ved konsentrasjoner over 100 ppm lammes luktesansen slik at lukt og irritasjon ikke er pålitelige vern mot et helseskadelig nivå.

H₂S opptas vesentlig ved innånding og gassen er giftig da den forhindrer kroppens utnyttelse av oksygen. H₂S er en rasktvirkende gift og oppleves som irriterende selv i lave konsentrasjoner. H₂S utskilles raskt fra organismen og akkumulerer ikke i kroppen.^{[trenger referanse]}

Irritasjon og betennelsesreaksjoner kan oppstå ved lave konsentrasjoner (under 10 ppm). Vedvarende eksponering kan gi såkalte "gassøyne" med kløe, irritasjon og tåreflod. Det kan oppstå permanente skader, men symptomene forsvinner gjerne når eksponeringen opphører. Luktubehag oppstår ved en konsentrasjon på 0,13-30 ppm. Ved 50 ppm H₂S kan det inntre markert tørrhet og irritasjon av nese og hals. Vedvarende eksponering kan forårsake rennende nese, hoste, heshet, pustebesvær og kjemisk lungebetennelse. En konsentrasjon på 200-250 ppm kan gi alvorlig irritasjon og etter hvert inntrer systematiske symptomer som nevnt over. Vedvarende eksponering kan medføre lungeødem og eventuelt død etter 4-8 timers eksponering. Ved 300-500 ppm opptrer de samme symptomene som nevnt over, men raskere og mer alvorlig. Død inntrer etter 1-4 timer ved 300 ppm og etter ½-1 time ved 500 ppm. Høye konsentrasjoner av H₂S damp kan virke irriterende på hud.^{[trenger referanse]}

Muligvis kan langvarig eksponering for H₂S gi varig skade i nervesystemet.^{[trenger referanse]} Virkningen av H₂S på de ulike konsentrasjonsnivåer er avhengig av eksponeringstiden og om det foreligger en enkeltstående kortvarig eksponering eller gjentatte kortvarige eksponeringer. Flere undersøkelser tyder på at gjentatte kortvarige høye eksponeringer er alvorligere enn kronisk lav eksponering. I avløpsvirksomheten har undersøkelser vist at en har jevnt over lav eksponering for H₂S (ofte < enn 1 ppm) samtidig som en har sporadisk høyere eksponeringer knyttet til spesielle arbeidsprosesser. Disse prosessavhengige toppeksponeringene vil derfor være av betydning.^{[trenger referanse]}

Arbeidstilsynets normer for forurensning i arbeidsatmosfære er 10 ppm og 15 mg/m³ (takverdi).

Du bør aldri bruke informasjon fra Internett, inkludert dette kapittelet i Wikipedia, som eneste kilde til avgjørelser eller tiltak i helsemessige spørsmål. Ved helsespørsmål spør relevant autorisert helsepersonell, og ved dyresykdom bør du rådspørre veterinær.

Nedbryting av konstruksjoner

Hydrogensulfid selv i små konsentrasjoner kan påvirke utmattingslevetiden på sveiser i stål. Flere testresultater tilsier at utmattingslevetiden kan bli redusert betydelig. Fenomenet er nært beslektet med effekten av fri hydrogen. Sjøvann i tillegg til H₂S vil redusere levetiden ytterligere. En kortvarig påvirkning av H₂S ser derimot ikke ut til å ha negative effekter. Fritt hydrogen vil øke sprekkdannelsen for korrosjonsbeskyttede konstruksjoner. Spesielt for høyfast stål og høye belastninger vil sterk grad av katodisk vern kunne gi redusert levetid. Hydrogenatomene vil gjøre materialet mer sprøtt fordi atomene vil samle seg der spenningene er størst, og gjøre materialet lokalt sprøtt. Konstruksjoner som er utsatt for H₂S har større tilgang på hydrogenatomer enn normalt.

Det er tatt opp mange eldre ankerkjettinger fra flytende produksjonsplattformer til havs (FPSOer). Mange av kjettingene har omfattende gropkorrosjon, som er forårsaket av bakterier som lever i havbunnen uten tilgang på oksygen, og som produserer syrer. De betegnes som sulfatreduserende bakterier (SRB) og prosessen som mikrobiologisk indusert korrosjon (MIC). Det er i flere tilfeller gjort omfattende testing, og de er sammenliknet med ny kjetting. Testingen viser at korrosjonen reduserer utmattingslevetiden betydelig.

Det måles rutinemessig H₂S i lagercellene på betongplattformer. Konsentrasjonen av H₂S i lagercellene (opp til 4000 ppm) er målt til vesentlig større enn i brønnstrømmen (300-400 ppm). Gass lages av bakterier, og de produserer trolig gassen i lagercellene i overgangen mellom vann og olje. H₂S-gass fra bakterier er også knyttet til produksjon av syrer. Syrene kan angripe stålkonstruksjoner og -utstyr, og fra kloakkledninger vet en at slike syrer også ødelegger betong.

Eksterne lenker

• International Chemical Safety Card 0165
• Concise International Chemical Assessment Document 53
• National Pollutant Inventory – Hydrogensulfid faktaark
• NIOSH Lommeguide til kjemiske katastrofer
• MSDS sikkerhetsark
• Abstrakt om H₂S i kroppen av P. Kamoun
• Computational Chemistry Wiki
• NACE Arkivert 19. juni 2010 hos Wayback Machine. (National Association of Corrosion Epal)