H2S é a fórmula química para o composto sulfureto de hidrogénio. O sulfureto de hidrogénio é um composto covalente que é composto por 2 átomos de hidrogénio ligados a um átomo central de enxofre. Tal como a água (H20), o sulfureto de hidrogénio é um composto calcogénico – um composto feito de hidrogénio e um elemento do grupo 16 (oxigénio, enxofre, selénio, telúrio. O sulfureto de hidrogénio é não-polar devido às suas ligações H-S não polares. A diferença EN entre hidrogênio e enxofre é de 0,4, portanto hidrogênio e enxofre formam ligações não-polares. Embora tenha uma geometria molecular assimétrica, toda a molécula é não-polar devido à ausência de quaisquer ligações polares.
Sulfureto de hidrogénio é mais comumente encontrado como produto da respiração anaeróbica de organismos sulfidogénicos. Por exemplo, algumas bactérias que operam na ausência de oxigênio usam íons sulfato (SO4-) como o aceitador terminal de elétrons durante a respiração celular, o que o reduz para H2S. Em outras palavras, os organismos sulfidogênicos respiram enxofre e exalam sulfureto de hidrogénio. Por outro lado, em organismos aeróbicos, o oxigênio molecular (O2) age como o aceitador terminal de elétrons durante a respiração, que é reduzido em H2O. É também o produto de processos em vulcões e formações de gás natural.
Sulfureto de hidrogénio é conhecido pelo seu odor pungente que é descrito como ovos em decomposição. É combustível e reagirá com calor e oxigénio para produzir dióxido de enxofre (SO2) e água. O sulfureto de hidrogénio é venenoso para os seres humanos em grandes quantidades. O seu nível de toxicidade é comparável ao do monóxido de carbono (CO). Quando inalado, o sulfeto de hidrogênio se liga às enzimas nas mitocôndrias, o que impede a respiração celular.
Polaridade em uma casca de noz
Essencialmente, a polaridade na química é uma medida de quão uniformemente distribuídos os elétrons em uma molécula são. Quando dois átomos formam uma ligação covalente, eles o fazem compartilhando os elétrons de valência. Cada elemento tem uma eletronegatividade que é uma medida de quão forte eles puxam os elétrons. Quando dois elementos que diferem muito nas suas electronegatividades formam uma ligação covalente, o elemento mais electronegativo puxará com mais força os electrões partilhados do que o elemento menos electronegativo. O resultado é que os elétrons compartilhados se aproximam do elemento mais eletronegativo.
O deslocamento desigual das cargas elétricas na molécula dá ao elemento mais eletronegativo uma carga parcialmente negativa e ao elemento menos eletronegativo uma carga parcialmente positiva. Isto é o que significa para uma molécula ser polar; tem um dipolo parcialmente carregado na sua estrutura devido à distribuição espacial desigual dos electrões.
Se dois átomos formarão ou não uma ligação polar ou não polar depende das respectivas electronegatividades desses elementos. Se dois elementos têm uma diferença EN entre 0,5 e 2, a ligação é geralmente considerada polar. Se a diferença for inferior a 0,5, é considerada funcionalmente não polar. Se a diferença for maior que 2, então a ligação é completamente polar, e é mais propriamente referida como uma ligação iónica.
Por exemplo, uma molécula de água é polar em virtude das suas ligações H-O. O hidrogênio tem um EN de 2,1 e o oxigênio tem um valor EN de 3,5. a diferença entre estes dois valores é de 1,4, portanto as ligações H-O são consideradas polares, com uma carga parcialmente negativa sobre o oxigênio.
A Polaridade do Sulfeto de Hidrogênio
Aplicando a lição anterior sobre polaridade, podemos descobrir se o sulfeto de hidrogênio é um composto polar. O hidrogénio tem um valor EN de 2,1 e o enxofre tem um valor EN de 2,5. a diferença entre estes dois valores é inferior a 0,5, pelo que as ligações H-S são classificadas como não-polares. Como o sulfeto de hidrogênio consiste inteiramente de ligações H-S não-polares, a molécula inteira é não-polar.
Stritamente falando, as ligações H-S não são completamente não-polares. O enxofre é ligeiramente mais electronegativo do que o hidrogénio, por isso puxa ligeiramente mais forte sobre os electrões partilhados. Esta polaridade é muito fraca e, praticamente, é útil para tratar ligações muito fracamente polares como se não fossem polares. Assim, mesmo que as ligações H-S sejam tecnicamente um pouco polares, na maioria das vezes é seguro tratá-las como se fossem não polares. As únicas ligações verdadeiramente não polares são formadas entre átomos com valores EN idênticos (como as moléculas diatómicas) A muito pequena polaridade do sulfureto de hidrogénio tem efeitos significativos em pequenas escalas, por isso, em certas circunstâncias, seria apropriado tratar as ligações H-S como polares.
Sulfureto de hidrogénio como composto
Sulfureto de hidrogénio é uma molécula triatómica (3 átomos) que consiste num átomo central de enxofre e 2 átomos terminais de hidrogénio. Como uma molécula de água, o sulfeto de hidrogênio tem uma estrutura geométrica dobrada com um ângulo de ligação de 92,1° e comprimentos de ligação de 136 picômetros (1 picômetro = 1 trilhão de um metro). É um pouco mais denso que o ar e é explosivo na presença de oxigénio e calor. O sulfureto de hidrogénio é ligeiramente solúvel em água e irá desassociar-se num próton solitário (H+) e num ião hidróxido de hidrogénio (HS-). Este comportamento faz do sulfureto de hidrogénio um ácido fraco.
O sulfureto de hidrogénio é combustível e irá reagir com oxigénio e calor para formar dióxido de enxofre e água. Sob alta temperatura, o dióxido de enxofre se converterá em enxofre elementar e água, portanto a combustão do sulfeto de hidrogênio é freqüentemente usada como um dos passos para produzir enxofre elementar puro. Ele reage com íons metálicos para formar sulfuretos metálicos, mais comumente com chumbo (Pb) para formar sulfuretos de chumbo (PbS). Por outro lado, tratar sulfetos metálicos com um ácido forte resulta na produção de sulfureto de hidrogénio.
Occurrences Of Hydrogen Sulfide
Anaerobic Respiration
Uma das principais fontes naturais de sulfureto de hidrogénio é a actividade de bactérias sulfidogénicas. As bactérias sulfidogênicas utilizam enxofre em vez de oxigênio para seus metabolismos. Durante a respiração sulfidogênica, as bactérias usarão íons sulfato como agente redutor para transportar elétrons no trem de transporte de elétrons. No final desta reacção, os iões de sulfato são reduzidos em sulfureto de hidrogénio que é libertado no ambiente. A actividade das bactérias sulfidogénicas e dos seus produtos sulfurados de hidrogénio são responsáveis pelo cheiro a podridão associado a locais com grandes quantidades de matéria orgânica em decomposição, como pântanos ou esgotos.
A actividade das bactérias sulfidogénicas é de importância crucial para o ciclo do enxofre na terra. Assim, o sulfureto de hidrogénio é um dos principais constituintes do ciclo do enxofre. O ciclo do enxofre é o processo pelo qual o enxofre é ciclado através do ambiente, em organismos vivos, e de volta ao ambiente. O enxofre é um oligoelemento necessário para os organismos vivos, portanto o ciclo do enxofre é o que mantém um suprimento constante de enxofre elementar para que os organismos vivos o utilizem. A produção de sulfureto de hidrogénio por bactérias sulfidogénicas representa um passo importante neste ciclo; a produção do enxofre que acabará por se transformar em organismos vivos.
Atividade Geológica
Pequenas quantidades de sulfureto de hidrogénio também são produzidas em reacções geoquímicas na crosta terrestre. A crosta terrestre contém grandes quantidades de enxofre e minerais que contêm enxofre. Sob a presença de calor e pressão, compostos de sulfureto metálico serão submetidos a hidrólise com água para formar um óxido metálico e um gás de sulfureto de hidrogénio. Como tal, o sulfureto de hidrogénio é um produto natural do processo que cria o gás natural. Na verdade, uma grande quantidade de sulfureto de hidrogénio é produzida através da separação do mesmo dos depósitos de gás natural. Mecanismos similares também resultam na formação de sulfeto de hidrogênio em aberturas térmicas do oceano.
Em Humanos
Embora o sulfeto de hidrogênio seja extremamente tóxico para humanos em grandes quantidades, pequenas quantidades de sulfeto de hidrogênio desempenham um papel crucial na biologia humana. O sulfeto de hidrogênio no corpo freqüentemente atua como uma molécula de sinalização que regula a quantidade de produção de ATP durante a respiração celular. O sulfeto de hidrogênio também parece estar implicado na vasoconstrição dos vasos sanguíneos animais e na taxa de germinação das sementes nas plantas.
Toxicidade do Sulfeto de Hidrogênio
Em geral, o sulfeto de hidrogênio é muito tóxico para obrigar os respiradores de oxigênio. Os seus mecanismos de acção são semelhantes aos do monóxido de carbono. O sulfureto de hidrogénio liga-se a enzimas e cofactores importantes, impedindo-os de fazer o seu trabalho durante a respiração celular. Como o sulfureto de hidrogénio é produzido naturalmente no corpo humano, o corpo tem mecanismos para remover o sulfureto de hidrogénio, embora estes mecanismos possam ser ultrapassados por uma dose suficientemente grande.
Os sintomas do envenenamento por sulfureto de hidrogénio são semelhantes aos do envenenamento por monóxido de carbono; fadiga, tonturas, incapacidade de concentração, perda de memória, e irritabilidade. Embora inicialmente seja um odor pungente, o corpo rapidamente se aclima ao cheiro, o que pode fazer com que as pessoas desconheçam a sua presença. É ligeiramente mais denso que o ar, por isso tem tendência a acumular-se perto do fundo de espaços mal ventilados. O corpo humano pode tolerar baixas concentrações de sulfureto de hidrogénio durante algum tempo. Em altas concentrações, a inalação de sulfureto de hidrogénio pode ser imediatamente fatal ou causar danos cerebrais graves.
Histórico, os médicos diagnosticaram casos extremos de envenenamento por sulfureto de hidrogénio colocando uma moeda de cobre no bolso da vítima. Se o paciente tiver grandes quantidades de sulfureto de hidrogénio no seu corpo, ele reagirá com a moeda de cobre no bolso, oxidando-a e tornando-a verde.