Schwefelwasserstoff
Schwefelwasserstoff (Wasserstoffsulfid, Hydrogensulfid*) ist ein übel riechendes, stark giftiges Gas. Es verursacht schon in extrem geringen Mengen den typischen Geruch von faulen Eiern, der bei der Zersetzung von Proteinen aus schwefelhaltigen Aminosäuren durch Fäulnis- und Schwefelbakterien entsteht.
* ACHTUNG: nicht zu verwechseln mit dem Hydrogensulfid-Anion HS-, welches oft auch "Hydrogensulfid" genannt wird. (siehe Sulfide)
Es ist eine Verbindung aus Schwefel und Wasserstoff. Die chemische Formel ist H2S.
Schwefelwasserstoff ist brennbar, farblos und in Wasser wenig, in Alkohol etwas besser löslich. Er ist eine extrem schwache Säure, deren Salze die Sulfide sind.
| Strukturformel | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Bild:H2S.PNG | |||||||
| Allgemeines | |||||||
| Name | Schwefelwasserstoff | ||||||
| Andere Namen | Wasserstoffsulfid, Hydrogensulfid | ||||||
| Summenformel | H2S | ||||||
| CAS-Nummer | 7783-06-4 | ||||||
| Kurzbeschreibung | farbloses, nach faulen Eiern riechendes Gas | ||||||
| Eigenschaften | |||||||
| Molmasse | 34,08 g/mol | ||||||
| Aggregatzustand | gasförmig | ||||||
| Dichte | 1,5392 kg/m³ | ||||||
| Schmelzpunkt | -85,5 °C | ||||||
| Siedepunkt | -60,33 °C | ||||||
| Dampfdruck | 17900 hPa (20 °C) | ||||||
| Löslichkeit | Wasser (20°C, 1 bar): 3,6 g/l wenig in org. Lösungsmitteln | ||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||
| Gefahrensymbole | |||||||
| |||||||
| R- und S-Sätze |
R: 12-26-50 | ||||||
| MAK | 15 mg/m³ | ||||||
| Explosionsgrenze (in Luft) | 4,3 - 45,5% | ||||||
| Zündtemperatur | 270°C | ||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Normbedingungen. | |||||||
| Inhaltsverzeichnis |
Vorkommen
In der Natur kommt Schwefelwasserstoff als Vulkanisches Gas und in Quellwasser gelöst vor. Es entsteht außerdem bei Fäulnis- und Zersetzungsprozessen durch den Abbau toter organischer Biomasse (z.B. Tierkadaver, Zersetzung der Laubstreu, Faulschlammbildung am Grund eutropher Seen usw.) oder bei Verdauungsvorgängen im Darm, den es mit dem Flatus verlässt.
Gewinnung und Darstellung
Schwefelwasserstoff lässt sich im Labormassstab herstellen, indem man Salzsäure auf Eisensulfid tropft.
Eigenschaften
Physikalische Eigenschaften
- kritische Temperatur: 100,4 °C
- kritischer Druck: 90,1 bar
Thermodynamik:
ΔfH0g : -20,5 kJ/mol
S0g, 1 bar : 205,77 J/(mol · K)
Chemische Eigenschaften
N/A
Verwendung
Chemische Analytik
Im klassischen Kationen-Trennungsgang wird es zum Ausfällen einer ganzen Gruppe benutzt. Durch Einleiten von H2S-Gas in schwach saure Lösungen fallen aus: As2S3, SnS2, Sb2S3, HgS, SnS, PbS, Bi2S3, CuS und bei Verdünnen mit Wasser auch CdS.
Wegen seiner Giftigkeit wird im Kationen-Trennungsgang zunehmend auf Schwefelwasserstoff verzichtet. Stattdessen werden die benötigten Sulfid-Anionen in situ erzeugt, zum Beispiel mit Hilfe von Thioacetamid.
Sicherheitshinweise
Besondere Gefahr für den Menschen
Schwefelwasserstoff hat die Eigenschaft die Geruchsrezeptoren zu Vertauben, wodurch man eine Erhöhung der Konzentration nicht mehr wahrnimmt. Zugleich sammelt sich das Gas durch seine hohe Dichte am Boden.
Kurzfristige Giftwirkung
Der Schwefelwasserstoff bildet bei Kontakt mit Schleimhäuten und Gewebeflüssigkeit im Auge, der Nase, des Rachens und in der Lunge Alkalisulfide die eine sehr starke Reizwirkung verursachen. Mit eine Folge sind Wassereinlagerungen in der Lunge. Die Symptome verschwinden gewöhnlich innerhalb weniger Wochen.
Die eigentliche Giftwirkung beruht auf einer Zerstörung des roten Blutfarbstoffes Hämoglobin und damit einer Lähmung der intrazellulären Atmung. Der Mechanismus ist bis heute unklar, es wird vermutet, dass allgemein schwermetallhaltige, sauerstoffübertragende Enzyme inaktiviert werden.
Der kleinere, nichtoxidierte Teil des Schwefelwasserstoffs kann Schäden im zentralen und evtl. auch peripheren Nervensystem hervorrufen.
Auf den Menschen ergeben sich folgende Wirkungen:
- ab 20 ppm: Hornhautschäden bei längerer Einwirkung
- ~ 100 ppm: Reizung der Schleimhäute an Auge und Atemwege, Speichelfluß, Hustenreiz
- > 200 ppm: Kopfschmerz, Atembeschwerden
- > 300 ppm: Brechreiz
- ~ 500 ppm: Kraftlosigkeit, Benommenheit, Schwindel
- > 500 ppm: Krämpfe, Bewusstlosigkeit
Langzeit-Einwirkung unter niedrigen Dosen kann zu Müdigkeit, Appetitlosigkeit, Kopfschmerzen, Gereiztheit, Gedächtnisschwäche und Konzentrationsschwäche führen.
Auf den Menschen ergeben sich konzentrationsabhängig Vergiftungserscheinungen:
- < 100 ppm: nach mehreren Stunden
- > 100 ppm: < 1h
- ~ 500 ppm: lebensgefährlich in 30 min
- ~1000 ppm: lebensgefährlich in wenigen Minuten
- ~5000 ppm: tödlich in wenigen Sekunden
Das bedeutet, dass 0,1% nach wenigen Minuten und 0,5% nach wenigen Sekunden tödlich wirken! Bewusstseinsverlust tritt bei solchen Konzentrationen schon innerhalb eines oder mehrerer Atemzüge ein.
Langzeitwirkung
Tierstudien zeigen, dass Schweine, die mit Schwefelwasserstoffhaltigen Nahrungsmitteln gefüttert wurden, nach einigen Tagen an Diarrhoe litten und einen Gewichtsverlust nach etwa 105 Tagen hatten.
Heilende Wirkung
Allerdings ist Schwefelwasserstoff in manchen Kurbädern - z.B. in Aachen, Heilbronn und Tölz - in geringen, nicht gesundheitsschädlichen, aber durchaus mit der Nase wahrnehmbaren Mengen im Heilwasser enthalten. Es ist Quellwasser mit natürlich hohem Gehalt an Schwefelwasserstoff und hilft in dieser geringen Konzentration Hautkrankheiten zu heilen.
Nachweis
H2S schwärzt Bleiacetat Lösung.
Die einfachere Variante ist Bleiacetat-Papier.