Sirovodík (H₂S): definice, vlastnosti, výskyt a nebezpečí

Sirovodík (H₂S): co je to, vlastnosti, výskyt a rizika — toxický, hořlavý plyn s pachem zkažených vajec; prevence, detekce a bezpečnostní opatření.

Sirovodík (anglicky hydrogen sulphide) je chemická sloučenina se vzorcem H
₂S, je bezbarvý, toxický, hořlavý plyn, který je zodpovědný za odporný zápach zkažených vajec a plynatost. Často vzniká při rozkladu organických látek bakteriemi za nepřítomnosti kyslíku. K tomu dochází v bažinách a kanalizaci (vedle procesu anaerobního rozkladu). Vyskytuje se také ve vulkanických plynech, zemním plynu a některých studních. Tento zápach lidé často považují za zápach síry. Síra sama o sobě však není cítit.

H2S má několik běžných názvů: sulfan, hydrid síry, sirný vodík, kanalizační plyn nebo prostě smradlavý plyn. IUPAC akceptuje názvy "sirovodík" a "sulfan". Poznámka: označení kyselina sírová je zcela nesprávné — jedná se o jinou chemickou sloučeninu (H2SO4).

Fyzikální a chemické vlastnosti

• Molekulová hmotnost: přibližně 34,08 g·mol−1.
• Za normálních podmínek je bezbarvý plyn s velmi charakteristickým zápachem „zkažených vajec“; zápach je cítit již při velmi nízkých koncentracích.
• Hustota plynu je větší než hustota vzduchu, proto se v uzavřených nebo níže položených prostorech hromadí u země.
• Teplota varu a tání jsou nízké (řádově desítky stupňů pod nulou), proto je za běžných podmínek plynné skupenství.
• Ve vodě se částečně rozpouští a tvoří roztok, ve kterém probíhá disociace na ionty HS− a S2−; chová se jako slabá kyselina.
• Je hořlavý a tvoří s vzduchem výbušné směsi (mezní koncentrace hořlavosti jsou v řádu jednotek až desítek procent objemových).

Výskyt a vznik

• Přirozený vznik: rozklad organické hmoty v anaerobních podmínkách (bažiny, rašeliniště, bahnité dno), geotermální zdroje, sopečné plyny, termální prameny.
• Průmyslové a antropogenní zdroje: těžba a zpracování ropy a zemního plynu, separace plynů, odpadní vody (čistírny odpadních vod), některé výrobní procesy (sítění, kůžedělnictví apod.).
• Vzniká i v uzavřených kanalizačních stokách a odpadních nádržích, kde může dosahovat nebezpečných koncentrací.

Nebezpečí a účinky na zdraví

• Sirovodík je vysoce toxický. Přitom má zásadní riziko, že při vyšších koncentracích způsobuje tzv. olfaktorickou paralýzu — ochromení čichu — takže postižený přestane zápach cítit, i když je vystaven život ohrožující koncentraci.
• Při nízkých až středních koncentracích způsobuje dráždění očí, nosu a krku, bolesti hlavy, závratě, nevolnost a dušnost. Při vysokých koncentracích může dojít k rychlému bezvědomí, zástavě dýchání a smrti.
• H2S je toxický i pro vodní organismy a může být škodlivý pro životní prostředí při úniku do vodních systémů.

Bezpečnostní opatření

• V oblastech s rizikem úniku používat průběžné monitorování plynu (detektory H2S) a větrání. Nevěřte pouze čichu.
• Při práci v prostorách s možným výskytem H2S dodržovat pravidla vstupu do uzavřených prostor (konfined space): měření koncentrace, stálá komunikace, záchranné vybavení a kvalifikovaný záchranný tým.
• Používat vhodné osobní ochranné prostředky: dýchací technika s nezávislým zdrojem vzduchu při vyšších koncentracích, ochrana očí a rukou podle rizika.
• V případě expozice: postiženého ihned odvést na čerstvý vzduch, zajistit volnost dýchacích cest, v případě dušení provést resuscitaci a vyhledat lékařskou pomoc.

Detekce a měření

Protože čich není spolehlivý indikátor nebezpečí, používají se elektrické detektory, elektrochemické senzory, pevné absorpční odpory nebo přenosné měřiče s alarmem. V průmyslu jsou běžné pevné stacionární stanice s hlásičem nadlimitních hodnot.

Reakce a chemické chování

• H2S reaguje s oxidačními činidly za vzniku elementární síry nebo oxidů síry (např. SO2). V rafineriích se H2S přeměňuje na elementární síru například Clausovým procesem.
• Tvoří sulfidy kovů (často černé pevné usazeniny), což se využívá při analytických metodách, ale současně způsobuje korozi a vzniku černých nátěrů na kovech.
• Ve vodných roztocích je částečně disociován na HS− a S2−; tyto anionty jsou chemicky reaktivní a tvoří soli (sulfidy).

Použití

• V průmyslu se H2S používá jako meziprodukt při výrobě elementární síry, při chemických syntézách a v některých analytických postupech (identifikace kovů tvorbou sulfidu).
• V laboratorní praxi se využívá jako zdroj sulfidu pro přípravu sulfidsolí a pro chemické testy.

Shrnutí názvosloví a běžné omyly

IUPAC preferuje názvy sirovodík nebo sulfan. V běžné řeči se často používají lidové názvy jako „sirný vodík“ nebo „kanalizační plyn“. Pozor na omyly: kyselina sírová je úplně jiná látka (H2SO4) a nesmí se s H2S zaměňovat.

Výskyt

Malé množství sirovodíku se nachází v surové ropě. Kyselý zemní plyn ho může obsahovat až 28 %. Kyselý zemní plyn se však musí před vstupem do dálkového plynovodu vyčistit. Potrubí omezují obsah sirovodíku na 3 zrna na tisíc krychlových stop zemního plynu. Sopky a horké prameny uvolňují určité množství H ₂S, kde pravděpodobně vzniká hydrolýzou sulfidických minerálů, tj. MS + H ₂O za vzniku MO + H ₂S.

Běžná průměrná koncentrace v čistém vzduchu je přibližně 0,0001-0,0002 ppm.

usazeniny síry na hornině způsobené vulkanickými plyny obsahujícími sirovodík.

Otázky a odpovědi

Otázka: Co je sirovodík?

Otázka: Jaké jsou některé zdroje sirovodíku?

Otázka: Jak sirovodík zapáchá?

Otázka: Má síra sama o sobě zápach?

Otázka: Pod jakými dalšími názvy je sirovodík znám?

Otázka: Jak vzniká, když není přítomen kyslík?

Otázka: Je název IUPAC pro tuto sloučeninu všeobecně přijatý?

Hledání podle dopisu