ไฮโดรเจนซัลไฟด์

ไฮโดรเจนซัลไฟด์
Ball-and-stick model of hydrogen sulfide เหลือง (บน): ซัลเฟอร์, ขาว (ล่าง): ไฮโดรเจน	Spacefill model of hydrogen sulfide
ชื่อ
	Systematic IUPAC name Hydrogen sulfide
	ชื่ออื่น Dihydrogen monosulfide; Sour gas; Dihydrogen sulfide; ก๊าซท่อระบายน้ำ; ก๊าซไข่เน่า; Sulfane; Sulfurated hydrogen; Sulfureted hydrogen; Sulfuretted hydrogen; Sulfur hydride; Hydrosulfuric acid; Hydrothionic acid; Thiohydroxic acid; Sulfhydric acid;
เลขทะเบียน
เลขทะเบียน CAS	7783-06-4 ;
3D model (JSmol)	รูปภาพแบบโต้ตอบ;
3DMet	B01206;
Beilstein Reference	3535004
ChEBI	CHEBI:16136 ;
ChEMBL	ChEMBL1200739 ;
เคมสไปเดอร์	391 ;
ECHA InfoCard	100.029.070
EC Number	231-977-3;
Gmelin Reference	303
KEGG	C00283 ;
MeSH	Hydrogen+sulfide
ผับเคม CID	402;
RTECS number	MX1225000;
UNII	YY9FVM7NSN ;
UN number	1053
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID4024149 ;
	InChI InChI=1S/H2S/h1H2 Key: RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/H2S/h1H2 Key: RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYAJ;
	SMILES S;
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	H2S
มวลโมเลกุล	34.08 g·mol−1
ลักษณะทางกายภาพ	แก๊สไร้สี
กลิ่น	เหม็นฉุนเหมือนไข่เน่า
ความหนาแน่น	1.539 g.L−1 (0°C)
จุดหลอมเหลว	−85.5 องศาเซลเซียส (−121.9 องศาฟาเรนไฮต์; 187.7 เคลวิน)
จุดเดือด	−59.55 องศาเซลเซียส (−75.19 องศาฟาเรนไฮต์; 213.60 เคลวิน)
ละลายในน้ำ	3.980 g dm−3 (ที่ 20 °C)
ความดันไอ	1740 kPa (at 21 °C)
pKa	7.0
กรด	Sulfonium
เบส	Bisulfide
Magnetic susceptibility (χ)	−25.5·10−6 cm3/mol
ดัชนีหักเหแสง (nD)	1.000644 (0 °C)
โครงสร้าง
กลุ่มจุด	C2v
รูปร่างโมเลกุล	โค้ง
Dipole moment	0.97 D
อุณหเคมี
ความจุความร้อน (C)	1.003 J K−1 g−1
Std molar; entropy (S⦵298)	206 J mol−1 K−1
Std enthalpy of; formation (ΔfH⦵298)	−21 kJ mol−1
ความอันตราย
	อาชีวอนามัยและความปลอดภัย (OHS/OSH):
อันตรายหลัก	ติดไฟและเป็นพิษสูง
	GHS labelling:
Pictograms
Signal word	อันตราย
Hazard statements	H220, H330, H400
Precautionary statements	P210, P260, P271, P273, P284, P304+P340, P310, P320, P377, P381, P391, P403, P403+P233, P405, P501
NFPA 704 (fire diamond)	4 4 0
จุดวาบไฟ	−82.4 องศาเซลเซียส (−116.3 องศาฟาเรนไฮต์; 190.8 เคลวิน)
อุณหภูมิที่; ติดไฟได้เอง	232 องศาเซลเซียส (450 องศาฟาเรนไฮต์; 505 เคลวิน)
Explosive limits	4.3–46%
	ปริมาณหรือความเข้มข้น (LD, LC):
LC50 (median concentration)	713 ppm (หนู, 1 ชั่วโมง); 673 ppm (หนูบ้าน, 1 ชั่วโมง); 634 ppm (หนู, 1 ชั่วโมง); 444 ppm (หนู, 4 ชั่วโมง);
LCLo (lowest published)	600 ppm (มนุษย์, 30 นาที); 800 ppm (มนุษย์, 5 นาที);
	NIOSH (US health exposure limits):
PEL (Permissible)	C 20 ppm; 50 ppm [สูงสุด 10 นาที]
REL (Recommended)	C 10 ppm (15 mg/m3) [10 นาที]
IDLH (Immediate danger)	100 ppm
สารประกอบอื่นที่เกี่ยวข้องกัน
hydrogen chalcogenidesที่เกี่ยวข้อง	น้ำ; Hydrogen selenide; Hydrogen telluride; Hydrogen polonide; Hydrogen disulfide; Sulfanyl;
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง	ฟอสฟีน
	หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa อ้างอิงกล่องข้อมูล

ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (อังกฤษ: hydrogen sulfide หรือ hydrogen sulphide) หรือ แก๊สไข่เน่า เป็นสารประกอบที่มีสูตรเคมีเป็น H₂S ไม่มีสี, เป็นพิษ และเป็นแก๊สไวไฟ มีกลิ่นเน่าเหม็นคล้ายไข่เน่า^[11] บ่อยครั้งเป็นผลจากแบคทีเรียย่อยสลายซัลไฟต์ในสารอนินทรีย์ในสภาวะขาดออกซิเจน เช่นใน หนองน้ำและท่อระบายน้ำ (การย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน) นอกจากนั้นยังพบในแก๊สจากภูเขาไฟ ก๊าซธรรมชาติ และบ่อน้ำบางบ่อ กลิ่นของ H₂S ไม่ใช่คุณสมบัติโดยทั่วไปของกำมะถัน ซึ่งในความจริงแล้วไม่มีกลิ่น

คาร์ล วิลเฮ็ล์ม เชเลอ นักเคมีชาวสวีเดนเป็นผู้ค้นพบไฮโดรเจนซัลไฟด์ในปี 1777

คุณสมบัติ แก้

ไฮโดรเจนซัลไฟด์หนาแน่นกว่าอากาศเล็กน้อย ส่วนผสมระหว่าง H₂S กับอากาศ สามารถระเบิดได้ เมื่อไฮโดรเจนซัลไฟด์เผาไหม้ในออกซิเจนจะให้เปลวไฟสีน้ำเงินและเกิดซัลเฟอร์ไดออกไซด์กับน้ำเป็นผลิตภัณฑ์ดังสมการ

2H₂S + 3O₂ → 2SO₂ + 2H₂O

โดยทั่วไปแล้วไฮโดรเจนซัลไฟด์มีฤทธิ์เป็นตัวรีดิวซ์ โดยเฉพาะเมื่ออยู่ในสภาวะเบส ซึ่งจะอยู่ในรูป SH^-

ในอุณหภูมิสูง หรือเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาไฮโดรเจนซัลไฟด์สามารถทำปฏิกิริยากับซัลเฟอร์ไดออกไซด์เกิดเป็นกำมะถันและน้ำดังสมการ

2H₂S + SO₂ → 3S + 2H₂O

ปฏิกิริยาดังกล่าว ใช้ในกระบวนการเคลาส์ ซึ่งเป็นกระบวนการสำคัญสำหรับกำจัดไฮโดรเจนซัลไฟด์ในภาคอุตสากรรม

ไฮโดรเจนซัลไฟด์ละลายน้ำได้เล็กน้อย และสามารถแสดงฤทธิ์เป็นกรดได้ (pK_a = 6.9 ในสารละลาย 0.01-0.1M ที่ 18 °C) สารละลายของไฮโดรเจนซัลไฟด์ไม่มีสี แต่เมื่อถูกอากาศ จะถูกออกซิไดส์อย่างช้า ๆ เกิดความขุ่นจากกำมะถันซึ่งไม่ละลายน้ำ

ไฮโดรเจนซัลไฟด์ทำปฏิกิริยากับโลหะหลายชนิดเกิดเป็นเกลือซัลไฟด์ ซึ่งมักเป็นสีดำและไม่ละลายน้ำ ดังนั้นจึงมักใช้กระดาษชุบเลด(II)แอซิเตตในการทดสอบไฮโดรเจนซัลไฟด์ การนำโลหะซัลไฟด์ไปใส่กรดมักเกิดแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์

การผลิต แก้

ไฮโดรเจนซัลไฟด์ โดยทั่วไปแล้วผลิตโดยการแยกจากแก๊สธรรมชาติที่มี H₂S ปน นอกจากนี้ยังอาจผลิตโดยปฏิกิริยาระหว่างไฮโดรเจนกับกำมะถันเหลวที่อุณหภูมิที่ 450 °C ซึ่งอาจใช้ไฮโดรคาร์บอนเป็นแหล่งคาร์บอนได้^[12]

แบคทีเรียที่รีดิวซ์ซัลเฟตหรือซัลเฟอร์ สามารถสร้างพลังงานในสภาวะออกซิเจนต่ำโดยใช้ซัลเฟตหรือซัลเฟอร์เพื่อออกซิไดส์สารประกอบอินทรีย์ของไฮโดรเจน และเกิด H₂S เป็นผลพลอยได้

วิธีการสังเคราะห์ปกติในห้องปฏิบัติการ ใช้ไอเอิร์น(II)ซัลไฟด์กับกรดแก่ ดังสมการ

FeS + 2 HCl → FeCl₂ + H₂S

ในการวิเคราะห์สารอนินทรีย์เชิงคุณภาพ สามารถใช้ไทโออะเซตาไมด์ในการผลิต H₂S:

CH₃C(S)NH₂ + H₂O → CH₃C(O)NH₂ + H₂S

ซัลไฟด์ของธาตุโลหะและอโลหะหลายชนิด เช่น อะลูมิเนียมซัลไฟด์ ฟอสฟอรัสเพนตะซัลไฟด์ และซิลิคอนไดซัลไฟด์ เมื่อโดนน้ำแล้วจะให้ไฮโดรเจนซัลไฟด์:

Al₂S₃ + 6 H₂O → 3 H₂S + 2 Al(OH)₃

P₄S₁₀ + 16 H₂O → 10 H₂S + 4 H₃PO₄

SiS₂ + 2 H₂O → 2 H₂S + SiO₂

นอกจากนี้ไฮโดรเจนซัลไฟด์ยังผลิตได้จากการให้ความร้อนกับกำมะถันกับสารอินทรีย์ หรือการรีดิวซ์สารอินทรีย์ที่มีกำมะถันด้วยไฮโดรเจน

การใช้งาน แก้

การผลิตกำมะถัน สารประกอบอินทรีย์ที่มีกำมะถัน และซัลไฟด์ของโลหะแอลคาไล แก้

ประโยชน์สำคัญของไฮโดรเจนซัลไฟด์ คือการเป็นสารตั้งต้นในการผลิตธาตุกำมะถัน สารออร์กาโนซัลเฟอร์หลายชนิดก็ผลิตจากไฮโดรเจนซัลไฟด์ เช่น มีเทนไทออล อีเทนไทออล และกรดไทโอไกลโคลิก

เมื่อทำปฏิกิริยากับเบสของโลหะแอลคาไล ไฮโดรเจนซัลไฟด์จะเกิดเป็นเกลือไฮโดรซัลไฟด์และซัลไฟด์ตามลำดับ เช่น:

H₂S + NaOH → NaSH + H₂O

NaSH + NaOH → Na₂S + H₂O

ซึ่ง NaSH และ Na₂S มีประโยชน์ในอุตสาหกรรมกระดาษ โดยไปทำลายพันธะในเยื่อเคมีในกระบวนการคราฟท์

ในทางกลับกัน เกลือเหล่านี้สามารถเกิดปฏิกิริยากลับไปเป็นไฮโดรเจนซัลไฟด์ในกรดได้ จึงใช้เป็นแหล่งให้ไฮโดรเจนซัลไฟด์ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์บางตัว

อ้างอิง แก้

↑ "Hydrogen Sulfide - PubChem Public Chemical Database". The PubChem Project. USA: National Center for Biotechnology Information.
↑ ^2.0 ^2.1 Patnaik, Pradyot (2002). Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-049439-8.
↑ ^3.0 ^3.1 William M. Haynes (2016). CRC Handbook of Chemistry and Physics (97th ed.). Boca Raton: CRC Press. pp. 4–87. ISBN 978-1-4987-5429-3.
↑ "Hydrogen sulfide". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov (ภาษาอังกฤษ).
↑ Perrin, D.D. (1982). Ionisation Constants of Inorganic Acids and Bases in Aqueous Solution (2nd ed.). Oxford: Pergamon Press.
↑ Bruckenstein, S.; Kolthoff, I.M., in Kolthoff, I.M.; Elving, P.J. Treatise on Analytical Chemistry, Vol. 1, pt. 1; Wiley, NY, 1959, pp. 432–433.
↑ ^7.0 ^7.1 Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles (6th ed.). Houghton Mifflin Company. p. A23. ISBN 978-0-618-94690-7.
↑ ^8.0 ^8.1 ^8.2 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0337". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
↑ ^9.0 ^9.1 "Hydrogen sulfide". Immediately Dangerous to Life and Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
↑ "Hydrogen sulfide". npi.gov.au.
↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
↑ Francois Pouliquen; Claude Blanc; Emmanuel Arretz; Ives Labat; Jacques Tournier-Lasserve; Alain Ladousse; Jean Nougayrede; Gérard Savin; Raoul Ivaldi; Monique Nicolas; Jean Fialaire; René Millischer; Charles Azema; Lucien Espagno; Henri Hemmer; Jacques Perrot (200). "Hydrogen Sulfide". Ullmann's Encyclopedia of Chemical Industry. doi:10.1002/14356007.a13_467. ISBN 978-3527306732.

ข้อมูลเพิ่มเติม แก้

Committee on Medical and Biological Effects of Environmental Pollutants (1979). Hydrogen Sulfide. Baltimore: University Park Press. ISBN 978-0-8391-0127-7.
Siefers, Andrea (2010). A novel and cost-effective hydrogen sulfide removal technology using tire derived rubber particles (วิทยานิพนธ์ MS). Iowa State University. สืบค้นเมื่อ 8 February 2013.

แหล่งข้อมูลอื่น แก้

บทความเคมีนี้ยังเป็นโครง คุณสามารถช่วยวิกิพีเดียได้โดยการเพิ่มเติมข้อมูล

[pubchem-1] "Hydrogen Sulfide - PubChem Public Chemical Database". The PubChem Project. USA: National Center for Biotechnology Information.

[Pradyot_Patnaik-2] 2.0 ^2.1 Patnaik, Pradyot (2002). Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-049439-8.

[crc97-3] 3.0 ^3.1 William M. Haynes (2016). CRC Handbook of Chemistry and Physics (97th ed.). Boca Raton: CRC Press. pp. 4–87. ISBN 978-1-4987-5429-3.

[4] "Hydrogen sulfide". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov (ภาษาอังกฤษ).

[5] Perrin, D.D. (1982). Ionisation Constants of Inorganic Acids and Bases in Aqueous Solution (2nd ed.). Oxford: Pergamon Press.

[6] Bruckenstein, S.; Kolthoff, I.M., in Kolthoff, I.M.; Elving, P.J. Treatise on Analytical Chemistry, Vol. 1, pt. 1; Wiley, NY, 1959, pp. 432–433.

[b1-7] 7.0 ^7.1 Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles (6th ed.). Houghton Mifflin Company. p. A23. ISBN 978-0-618-94690-7.

[PGCH-8] 8.0 ^8.1 ^8.2 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0337". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).

[IDLH-9] 9.0 ^9.1 "Hydrogen sulfide". Immediately Dangerous to Life and Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).

[10] "Hydrogen sulfide". npi.gov.au.

[11] Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.

[ullmann-12] Francois Pouliquen; Claude Blanc; Emmanuel Arretz; Ives Labat; Jacques Tournier-Lasserve; Alain Ladousse; Jean Nougayrede; Gérard Savin; Raoul Ivaldi; Monique Nicolas; Jean Fialaire; René Millischer; Charles Azema; Lucien Espagno; Henri Hemmer; Jacques Perrot (200). "Hydrogen Sulfide". Ullmann's Encyclopedia of Chemical Industry. doi:10.1002/14356007.a13_467. ISBN 978-3527306732.

[11]

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[10]

[9]

[8]

[12]