Waterstofsulfide

Waterstofsulfide kan in het laboratorium bereid worden door het voorzichtig druppelen van een sterk zuur (zoals zwavelzuur of waterstofchloride) op een sulfide, zoals ijzer(II)sulfide:

${\displaystyle \mathrm {FeS\ +\ 2\ HCl\ \longrightarrow \ FeCl_{2}\ +\ H_{2}S} }$

Vroeger werd hiervoor het toestel van Kipp gebruikt. Tegenwoordig wordt dit gedaan in een drukkolf of wordt het gas in een gascilinder aangekocht.

Waterstofsulfide is een zwak tweeprotisch anorganisch zuur, dat matig tot slecht oplosbaar is in water. De eerste protische dissociatie, waarvan de pK_a 6,9 bedraagt, levert het waterstofsulfide-anion (HS⁻):

${\displaystyle \mathrm {H_{2}S\leftrightharpoons \ HS^{-}\ +\ H^{+}} }$

Het sulfide-anion bestaat enkel maar in sterk basische oplossingen. Indien metaalionen in zo'n oplossing aanwezig zijn, ontstaan neerslagen van de overeenkomstige sulfidezouten.

In gasvormige toestand is het iets zwaarder dan lucht. Een mengsel van waterstofsulfide met lucht is een explosief mengsel. Het brandt in zuivere zuurstof met een blauwe vlam, onder vorming van zwaveldioxide en water:

${\displaystyle \mathrm {2\ H_{2}S\ +\ 3\ O_{2}\ \longrightarrow \ 2\ SO_{2}\ +\ 2\ H_{2}O} }$

Waterstofsulfide bezit reducerende eigenschappen: het wordt zowel op industriële als laboratoriumschaal gebruikt om organische aziden te reduceren naar de overeenkomstige amines.

Het kookpunt van waterstofsulfide ligt een stuk lager dan dat van water. De oorzaak daarvan is dat de waterstofbrug tussen zwavel en waterstof veel zwakker is dan die met zuurstof. De vloeistof kan gebruikt worden als oplosmiddel, maar dit gedraagt zich erg verschillend van water. De elektrische geleidbaarheid is bijzonder laag omdat er weinig auto-ionisatie optreedt. Zoiets als de autoprotolyse van water is er dus niet of nauwelijks. De stof gedraagt zich daardoor meer als een (polair) organisch oplosmiddel dan als een waterachtig oplosmiddel. Vloeibaar waterstofsulfide lost voornamelijk organische verbindingen in plaats van ionogene zoutachtige verbindingen op.[2]

Hoewel tegenwoordig de giftigheid van de verbinding een beletsel voor het gebruik vormt, is tot het eind van de jaren 60 van de 20e eeuw in de kwalitatieve analyse gebruikgemaakt van het H₂S-systeem om vast te stellen met welk metaalion men te doen had.

In 2010 werd in de Verenigde Staten en Groot-Brittannië een stijging waargenomen van het gebruik van waterstofsulfide als zelfmoordgas. Interpol waarschuwde ervoor dat het gas ook gevaarlijk kan zijn voor hulpdiensten.

Uit wetenschappelijk onderzoek is bekend dat waterstofsulfide in kleine hoeveelheden, in veel celtypen van het lichaam aangemaakt wordt en onder meer een rol speelt in het reguleren van de bloeddruk en het afremmen van ontstekingsprocessen. Bovendien werd duidelijk dat H₂S het lichaam kan helpen de zuurstofvraag te verlagen waardoor het lichaam 90% minder energie nodig heeft. Onderzoek aan de Rijksuniversiteit Groningen wees uit dat waterstofsulfide onder andere beschermt tegen oxidatieve stress, een factor die een belangrijke rol speelt bij ouderdomsziekten. Ook werd geconcludeerd dat H₂S bescherming kan bieden bij zuurstofgebrek, zoals bijvoorbeeld tijdens een hart- of niertransplantatie, of in het geval van een hoge bloeddruk.[3]

De exacte giftige werking van waterstofsulfide is onbekend, maar men vermoedt dat het gas hemoglobine inactiveert. De volgende effecten komen voor wanneer een mens aan opklimmende concentraties wordt blootgesteld:

• 0,0005 ppm: de geurdrempel
• < 1,6 ppm: geen negatieve effecten bij een blootstelling van acht uur per dag
• 10–20 ppm: laagste concentratie waarbij oogirritatie kan ontstaan
• 50–100 ppm: schade aan de ogen
• 100–150 ppm: reukorgaan verlamd na een paar keer ademhalen, en de geur wordt niet meer waargenomen
• 320–530 ppm: optreden van longembolie met mogelijk fatale consequenties
• 530–1000 ppm: beïnvloedt het centraal zenuwstelsel, vlugge ademhaling
• 800 ppm: dodelijk voor 50% van de mensen bij 5 minuten blootstelling
• > 1000 ppm: onmiddellijke bewusteloosheid en uitval van het ademhalingsapparaat, soms na één keer ademhalen

• Lijst van toxische gassen
• Waterstofpolonide
• Waterstofselenide
• Waterstoftelluride

•  International Chemical Safety Card van Waterstofsulfide
• (en) MSDS van waterstofsulfide
• (en) Gegevens van Waterstofsulfide in de GESTIS-stoffendatabank van het Duitse Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) (JavaScript vereist)