Vetysulfidi

Vetysulfidi, bisulfidi eli sulfanidi on epäorgaaninen anioni, jonka kemiallinen kaava on HS⁻ (tai SH⁻). Se muodostaa useiden kationien kanssa suoloja, joita myös sanotaan vety­sulfideiksi tai bisulfideiksi. Vety­sulfidi-ioni ei aiheuta suoloille väriä, mutta tällaisilla suoloilla on usein pistävä haju. Vetysulfidi-ioni on vahva emäs, ja vety­sulfidi­suolojen väkevät liuokset ovat syövyttäviä.

Tämä artikkeli käsittelee vetysulfidi-ionia (HS^-). Divetysulfidista eli rikkivedystä (H₂S) on eri artikkeli.

Vetysulfidi on yksin­kertaisin tiolaatti. Se on tärkeä kemiallinen reagentti ja teollisuus­kemikaali, jota käytetään varsinkin tekstiili­teollisuudessa, synteettisten maku­aineiden valmistukseen, messingin värjäämiseen ja raudan käsittelyyn

Nimitystä bisulfidi ei pidä sekoittaa disulfidi-anioniin (S₂²⁻ tai ⁻S–S⁻).

Kemialliset ominaisuudet

Vetysulfidi­suoloista tunnetuimpia ovat natriumvetysulfidi (NaHS) ja kaliumvetysulfidi (KHS).. Ammoniumvetysulfidia (NH₄HS), joka on yksi hajupommien aineksista, ei ole eristetty puhtaana kiteisenä aineena. Jotkin yhdisteet, joita yleensä pidetään sulfidi-ionin (S^2-) muodostamina suoloina, sisältävät todellisuudessa pääasiassa vetysulfidi-ioneja Esimerkiksi natriumsulfidin kide­vedellisen muodon kemiallinen kaava kirjoitetaan usein muodossa (Na₂S·9 H₂O), mutta oikeastaan se olisi esitettävä muodossa NaSH · NaOH · 8 H₂O.

Septisen viemäriveden UV/VIS-spektrit kolmesta eri paikasta. Vetysulfidin aiheuttama absorptio on jokaisessa havaittavissa 230 nm:n kohdalla.

Vetysulfidien vesiliuos absorboi valoa noin 230 nm:n aallonpituudella US/VIS-spektro­skopiassa.^[1] Tutkimus­ryhmät ovat jatkuvasti käyttäneet kenttä­spektro­metreja vetysulfidin aiheuttaman absorption ja samalla sen pitoisuuden mittaamiseen valta­merissä^[2][3] ja jäte­vesissä.^[4]

Emäksisyys

Vetysulfidin ja muiden tiolaattien sulfanidyyli­osa (–S⁻) voi vastaan­ottaa protonin seuraavasti:

HS⁻ + H⁺ → H₂S

Täten vetysulfidi-ioni on Brønstedin esittämän määritelmän mukaan emäs. Vesi­luoksissa sen ensimmäinen emäsvakio pK_a on 6,9. Sen konjugoitu happo on divetysulfidi eli rikkivety (H₂S). Vesi­liuoksessa se käyttäytyy emäksenä myös Arrheniuksen tarkoittamassa mielessä, eli liuos sisältää hydroksidi-ioneja (OH_-). Vesi­luoksissa suurin osa siitä reagoi veden kanssa:

HS⁻ + H₂O → H₂S + HO⁻

Jos liuoksessa olevat kationit eivät osallistu reaktioon, kuten on laita esimerkiksi natrium- ja kalium­vety­sulfideissa, liuos onkin selvästi emäksinen eli sen pH on suurempi kuin 7.

Kemialliset reaktiot

Vetysulfidilla esiintyvät tiolaateille tyypilliset kemialliset reaktiot. Happojen kanssa se reagoi muodostaen rikkivetyä ja metallin suolaa. Vahvoilta hapoilta se voi vastaanottaa kaksikin protonia, jolloin syntyy H₃O⁺ -ioneja.

Vetysulfidin hapettuessa syntyy sulfaattia. Voimakkaasti kuumennettaessa vety­sulfidi­suolat hajoavat muodstaen sulfidisuoloja ja rikkivetyä:

2 HS⁻ → H₂S + S²⁻

Biokemia

Kun pH on sitä luokkaa kuin se on elävissä kudoksissa, rikkivety ionisoituu yleensä kokonaan vety­sulfidiksi. Biokemiallisesti rikki­vedyn ja vety­sulfidin välillä ei olekaan oleellista eroa.

Muita johdannaisia

SH⁻ on HSAB-teorian mukainen pehmeä anioninen ligandi, joka muodostaa komplekseja useimpien metalli-ionien kanssa. Esimerkkejä [Au(SH)₂]⁻ ja (C₅H₅)₂Ti(SH)₂, joista edellinen on kulta(I)kloridin, jälkimmäinen titanoseenidikloridin johdannainen.^[5]

Turvallisuus

Vetysulfidisuolat syövyttävät ihoa, ja sen vuoksi niitä on käsiteltävä asian­mukaisella varovaisuudella, sillä ne voivat aiheuttaa palovammoja tai pysyviä silmän vaurioita ja ärsyttää limakalvoja. Lateksi­käsineet eivät suojaa niiltä lainkaan, minkä vuoksi niitä käsiteltäessä käytetään erityisiä, esimerkiksi nitriilikumista valmistettuja suoja­käsineitä. Yhteen­sopimattomuuden vuoksi vety­sulfidi­suolat on pidettävä erillään hapoista, peroksideista, sinkistä ja alumiinista sekä kuparista ja sen seoksista.

Käännös suomeksi

Tämä artikkeli tai sen osa on käännetty tai siihen on haettu tietoja muunkielisen Wikipedian artikkelista.
Alkuperäinen artikkeli: en:Bisulfide

Katso myös

• Disulfidi
• Sulfidi
• Sulfanyyli
• Tioli, orgaanisissa yhdisteissä esiintyvä SH-ryhmä

Lähteet

1. M. B. Goldhaber, I. R. Kaplan: Apparent dissociation constants of hydrogen sulfide in chloride solutions. Marine Chemistry, 1975, 1. vsk, nro 3, s. 83–104. doi:10.1016/0304-4203(75)90016-X
2. K. S. Johnson, L. S. Coletti: In situ ultraviolet spectrophotometery for high resolution and long-term monitoring of nitrate, bromide and bisulfide in the ocean. Deep Sea Research, 2001, 49. vsk, nro 1, s. 1291–1305.
3. E. A. Guenther, K. S. Johnson, K. H. Coale: Direct ultraviolet spectrophotometric determination of total sulfide and iodide in natural waters. Analytical Chemistry, 2001, 14. vsk, nro 73, s. 3481–3487. PubMed:11476251 doi:10.1021/ac0013812
4. L. Sutherland-Stacey, S. Corrie, A. Neethling, I. Johnson, R. Gutierrez, R. Dexter, Z. Yuan, J. Keller, G. Hamilton: Continuous measurement of dissolved sulfide in sewer systems. Water Science and Technology, 2007.
5. M. Peruzzini, M.; I. de los Rios, A. Romerosa: Coordination Chemistry of transition metals with hydrogen chalcogenide and hydrogen chalcogenido ligands, s. 169–543. (Progress in Inorganic Chemistry) nro 49 John Wiley & Sons, 2001. doi:10.1002/9780470166512.ch3 ISBN 9780471402237