¿Es tan venenoso? La introducción del sulfuro de hidrógeno en la química de la escuela secundaria no es nada nuevo: la fórmula molecular, H2S, huele a huevos podridos. Algunos microorganismos se producen durante la fermentación. Al disolverse en agua se formará sulfato de hidrógeno, que es inflamable y explosivo y puede volverse negro plateado. Por supuesto, hay un punto más importante: el sulfuro de hidrógeno está muy cerca de nuestras vidas, se esconde en los pedos y el olor desagradable también contribuye a ello.
Aparte de eso, no parece tener nada de especial y recuerdo que los profesores generalmente lo presentaban en detalle, ya sea que sea tóxico o no. Por ejemplo, en el capítulo sobre el cloro, el profesor también presentó en detalle su uso como arma química durante la Primera Guerra Mundial. También dijo que la capacidad de los cerdos para defenderse del cloro inspiró las máscaras de gas humanas. Hablando del fluoruro de hidrógeno, cabe destacar especialmente que este gas es extremadamente peligroso. Muchos químicos que lo estudiaron fueron envenenados.
¿Es tan famosa esta aparentemente inusual “celebridad fuera de Internet”? Este episodio cuenta una historia. Un equipo de expedición científica llegó a un lago natural de ácido sulfúrico. El líder se agachó para atarse el cordón de un zapato y luego nunca más se levantó: ¡sí, murió! ¡Esta toxicidad es realmente grave! De los venenos comunes a los que estamos expuestos los humanos, el cianuro puede ser el único que mata tan rápidamente. Los hechos han demostrado que mi intuición es realmente precisa. El sulfuro de hidrógeno y el cianuro están realmente relacionados. Hoy les contaré una historia química: una breve historia del sulfuro de hidrógeno.
El sulfuro de hidrógeno dañó a las personas en el pasado
La primera historia registrada relacionada con él estuvo acompañada de lesiones: en 1713, un hombre llamado Bernardino Ramazzini Un médico italiano publicó un libro, Dia Mobis Artificium Diariba, que se traduce como "enfermedad del trabajador". En el capítulo 14, "Enfermedades de los limpiadores de retretes y fosos", documenta la frecuente inflamación de los ojos de estos trabajadores. La inflamación puede provocar infecciones bacterianas secundarias y, finalmente, ceguera. El médico tuvo una intuición muy precisa y especuló que esto se debía a que cuando los trabajadores agitaban el pozo negro se producía un ácido volátil desconocido que irritaba los ojos. Y especuló que este ácido puede ser el culpable del ennegrecimiento de las monedas de cobre y plata que transportan los trabajadores.
San Bernardino Ramazzini y sus obras
Hacia 1777, ocurrieron una serie de accidentes en las alcantarillas de París, Francia, todos provocados por la liberación de grandes cantidades de biogás que se habían acumulado en tiempo de. Algunos son iguales a los mencionados anteriormente, sólo que irritantes; otros son asfixia aguda y muerte de gravedad completamente diferente. Este puede ser el claro récord actual de muertes por sulfuro de hidrógeno. No es de extrañar que el gran escritor Hugo dijera: "¡Las alcantarillas de París son los intestinos del Leviatán!"
En China, a la gente parece gustarle llamarlo Kun.
El descubrimiento del sulfuro de hidrógeno
Hacia 1750, un joven sueco llamado Carl Wilhelm Scheele solicitó convertirse en farmacéutico. Curiosamente, su tutor nunca le dio muchos deberes, por lo que tuvo mucho tiempo para leer y experimentar. ¡Finalmente logró convertirse en químico! ? Bueno, eso es todo de todos modos. Los químicos de su época no entendían bien la toxicidad y a menudo hacían cosas como "Shen Nong probó cien hierbas", y él no fue la excepción.
Scheleer y su experimento (¿un poco como hacer un pastel?)
Un día, cuando estaba destilando ferrocianuro de potasio con ácido sulfúrico, notó un "fuerte, extraño y no olor desagradable." También probó el gas con la lengua, que registró como "ligeramente dulce, pero picante". Hoy en día, solemos describir el gas como "con sabor a almendra amarga". Sí, olía a cianuro de hidrógeno...
Parece que este tipo estaba protegido por la diosa de la suerte. Realmente no es simple, pero una vez no es nada. Entonces, un día, mientras estaba tratando sulfuro ferroso (pirita) con ácido inorgánico, le pareció oler algo otra vez, así que miró más de cerca... ¡apestaba a muerte! Describió el gas como "un olor a azufre y un hedor nauseabundo". Sí, es sulfuro de hidrógeno. ¡Parece que la suerte está otra vez con él en este momento y todavía está bien! La primera persona en descubrir el cianuro de hidrógeno y el sulfuro de hidrógeno fue la misma persona, olió ambos y el actor malicioso nació sano y salvo. Por eso dije antes que existe un enlace indisoluble entre el cianuro y el sulfuro de hidrógeno. Y este destino no sólo se refleja en la historia, sino también en su toxicidad. Todos usan el mismo método de matar.
Como un asesino profesional
¿Qué tan tóxico es el sulfuro de hidrógeno? Podemos ver en el "Método de clasificación de riesgos públicos de los pozos de gas natural que contienen sulfuro de hidrógeno" (AQ2017-2008) a continuación, que es el estándar industrial para la seguridad de la producción en la República Popular China.
Se puede observar que la proporción de volumen en el aire solo necesita alcanzar:
Cinco de cada 10.000 dejarán a las personas "inconscientes después de un corto período de exposición, y se detendrán si no se trata rápidamente." respirar".
Siete de cada 10.000 casos provocarán que las personas "pierdan rápidamente el conocimiento. Si el rescate no se realiza rápidamente, la respiración se detendrá y provocará la muerte".
Una de cada 1.000 personas experimentará "pérdida inmediata del conocimiento, lo que resultará en daño cerebral permanente o muerte cerebral"
Esto se llama virulencia. Algunos estudiantes pueden pensar que si contienen la respiración, pueden expulsar gases tóxicos. ¡Inocente! ¿Alguna vez has intentado contener la respiración y acelerar al pasar junto a un fumador? ¿Todavía puedes oler el humo?
El lugar más aterrador está aquí. ¡Mientras un poco de sulfuro de hidrógeno se filtre en sus fosas nasales, irritará los nervios sinusales y provocará una respiración profunda incontrolable! Vale... ¿está bien? No sólo morirás si fumas, sino que también te verás obligado a fumar mucho. Hay pocas posibilidades de reaccionar o escapar cuando se tiene las manos vacías.
Los senos paranasales se refieren a estas cavidades nasales accesorias.
Algunos estudiantes pueden decir: En este caso, aléjate y huye tan pronto como sientas el olor. Bueno... Esta afirmación parece razonable, pero quiero contarles un hecho muy malo: si se puede oler el olor, la concentración de sulfuro de hidrógeno no es suficiente para causar la muerte, si la concentración ha alcanzado lo suficiente como para causar la muerte, yo; Lo siento, el sulfuro de hidrógeno adormece tus nervios olfativos y no puedes oler nada...
¡Dios mío! Este gas está diseñado específicamente para matar personas desde todos los ángulos. No es de extrañar que una historia anterior dijera que atarse los zapatos literalmente resultaría en "muerte en el acto". En realidad, esta no es una historia misteriosa inventada por la abuela para engañar a sus hijos. Realmente hemos estado en un entorno seguro durante tanto tiempo que hemos olvidado por completo lo que significa "tóxico".
Artefacto de doble matanza: asfixia y asfixia interna
Como dije anteriormente, su principio de toxicidad es el mismo que el del cianuro, y el núcleo es la asfixia interna.
El sulfuro de hidrógeno puede causar la muerte desde muchos ángulos, dos de los cuales son más importantes: uno es el síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA) causado por irritación y el otro es la asfixia interna.
¿Por qué un gas venenoso puede hacer efecto tan rápido? Es lógico que en un animal del tamaño de un ser humano, las sustancias tóxicas deban transportarse a varias partes del cuerpo a través de la circulación sanguínea para que los gases tóxicos sean efectivos. De hecho, no es así. La estructura del cuerpo humano es más compleja de lo que se imagina.
Hay una estructura llamada quimiorreceptor arterial alrededor del cuello humano, que puede regular la respiración hasta cierto punto. Es estimulada por la retroalimentación de los nervios sinusales. El sulfuro de hidrógeno puede causar parálisis nerviosa, lo que se denomina "parálisis de choque". Al igual que una descarga eléctrica, los nervios pierden el control y emiten señales eléctricas de manera loca, por lo que la función de los quimiorreceptores arteriales se verá interferida, enviando señales anormales a los músculos respiratorios de los pulmones, y luego primero habrá espasmos de los músculos pulmonares. (respiración profunda), y luego,
Los quimiorreceptores arteriales son las bolas en el medio.
La apnea no es un problema grave, pero su verdadera causa de muerte es la asfixia, como el cianuro.
La llamada asfixia en el cuerpo se refiere naturalmente a una asfixia que es diferente de la asfixia ordinaria. Generalmente lo que conocemos como asfixia se debe a la falta de oxígeno. Algunas se deben a una obstrucción respiratoria (como objetos extraños atrapados en la tráquea), y otras se deben a la falta de oxígeno (asfixia en cuevas y pozos profundos). La asfixia interna se refiere al fenómeno de asfixia desde una perspectiva bioquímica. La forma más común de asfixia interna es la intoxicación por gases. El gas es monóxido de carbono, que puede combinarse con la hemoglobina de los glóbulos rojos y ocupar la posición que originalmente pertenecía al oxígeno, haciendo que la sangre pierda su capacidad de transportar oxígeno. La persona envenenada irá perdiendo movilidad e incluso el conocimiento, y eventualmente morirá. debido a la falta de oxígeno en las células cerebrales.
La raíz del enrojecimiento de la sangre humana, la hemoglobina.
Pero es obvio que incluso si las personas no pueden absorber oxígeno nuevo, aún pueden persistir durante al menos 3 a 10 minutos, y es imposible morir entre respiraciones. Entonces, ¿qué método utiliza el sulfuro de hidrógeno para hacer que la gente pierda el conocimiento de repente?
¿Qué le hace el sulfuro de hidrógeno a nuestras células?
De hecho, muchas personas han experimentado pérdida del conocimiento después de estar en cuclillas durante mucho tiempo, cuando de repente se levantan, sus ojos se vuelven negros. Esto se debe a que la necesidad de oxígeno del cerebro es muy anormal. Mientras no haya oxígeno por un momento, dejará de funcionar inmediatamente, por lo que un estrangulador desnudo que comprime el suministro de sangre al cerebro puede hacer que una persona pierda el conocimiento en 2 o 3 segundos.
Nuestro cerebro superdesarrollado es el mayor consumidor de energía del cuerpo: representa sólo el 2% del peso corporal y consume más del 20% del oxígeno. Y debido a que el cerebro consume demasiada energía, una vez que se detiene el suministro de oxígeno, una gran cantidad de intermediarios metabólicos tóxicos se acumulará en las neuronas (la energía final será oxidada por las moléculas de oxígeno y liberada en desechos no tóxicos), lo que hará que las células cerebrales Un gran número de personas muere rápidamente, por lo que el cerebro también es el órgano más vulnerable del cuerpo humano.
El cerebro necesita especialmente oxígeno.
La llamada respiración no es sólo una respiración, sino un proceso desde la inhalación de oxígeno hasta el ATP (adenina nucleósido trifosfato), una unidad básica de almacenamiento de energía que puede utilizarse directamente para cada consumo de energía dentro de la célula. todo el proceso de trabajo). Las etapas finales de la respiración se completan en las mitocondrias del orgánulo. Después de que las moléculas de oxígeno ingresan a las mitocondrias, ganan electrones a través de una serie de reacciones, convirtiendo el hidrógeno en protones y electrones. Luego, una proteína macromolecular llamada citocromo oxidasa (COX) succiona protones de la membrana mitocondrial como una bomba de agua, convierte la energía química en energía potencial eléctrica y luego convierte la energía potencial eléctrica en energía mecánica a través de la ATPasa (sí, has leído bien). ¡Es energía mecánica!), la energía mecánica se convierte en energía química en ATP.
La energía mecánica se convierte en energía química, un molino a nivel molecular.
Durante la intoxicación por sulfuro de hidrógeno, la mayoría de las moléculas se disocian en iones HS- en el cuerpo, que pueden combinarse con los iones Fe3+ en la COX y evitar que se reduzca a COX reducida que contiene iones Fe2+. pierde su función y no puede bombear protones. Entonces, la energía potencial para generar ATP se pierde naturalmente. Sin ATP, todas las reacciones bioquímicas en las células se detienen (incluida la respiración), los reflejos nerviosos de las células cerebrales se detienen inmediatamente y las personas pierden el conocimiento inmediatamente.
Citocromo c oxidasa
Este proceso es exactamente el mismo que el envenenamiento por cianuro, por lo que la velocidad de su envenenamiento es extremadamente alarmante; este es un gran límite; Las células son extremadamente pequeñas y no contienen materias primas para reacciones bioquímicas. Una vez que son interrumpidos, se detienen en un instante.
Después de que una persona pierde el conocimiento y pierde la respiración, el apagado temporal se convertirá en una hipoxia real y, como dije anteriormente, esto provocará la muerte de una gran cantidad de células cerebrales debido a la toxicidad metabólica. Las células cerebrales apenas pueden replicarse y repararse, por lo que el daño es permanente e irreversible. Muchas personas que fueron rescatadas quedaron con muerte cerebral (comúnmente conocida como vegetativa) por este motivo.
¡No esperaba que todos hubiéramos respirado tantas veces este gas mortal! Da mucho miedo pensar en ello, pero está bien. Hablar de toxicidad sin dosificación es un vandalismo. La concentración de sulfuro de hidrógeno en los pedos es muy baja. Nunca nadie ha muerto por intoxicación por pedos, ¿verdad?