Sulfide là gì? Nó có gây độc hại cho sức khỏe không?

Sulfide là gì có lẽ là câu hỏi dành cho những ai đang tìm hiểu về thuật ngữ này. Đặc biệt trong lĩnh vực hóa học, sulfide được nhắc đến khá nhiều. Vậy cụ thể thì khái niệm của thuật ngữ Sulfide có ý nghĩa ra sao? Vai trò của nó như thế nào? Bài viết hôm nay chúng ta sẽ cùng tìm hiểu sâu hơn nhé.

1. Định nghĩa về Sulfide là gì?

Sulfide (tên hệ thống sulfide(2−) và sulfanedide) là một hợp chất chứa một hoặc nhiều ion S2- hoặc là một anion vô cơ của lưu huỳnh với công thức hóa học là S2−. 

Sulfide góp phần làm cho muối sulfide trở nên không màu. Nó thuộc một trong những loại bazơ mạnh. Thậm chí, muối natri sulfide (Na2S) khi ở dạng dung dịch pha loãng vẫn có tính chất ăn mòn và gây tổn thương da.

Hình 1: Gốc Sulfide 

2. Sulfide gây ra tính ăn mòn

Sulfide tự do hòa tan (H2S, HS− và S2−) thuộc nhóm các chất có tính ăn mòn mạnh với nhiều kim loại như thép không gỉ, thép và đồng. Dưới ứng suất (SCC) của thép, Sulfide có trong dung dịch nước có thể gây ra tình trạng ăn mòn. Trong nhiều ngành công nghiệp chế biến sulfide, ăn mòn là một mối quan tâm lớn: Giếng dầu sâu, các nhà máy mỏ sulfide, , đường ống vận chuyển dầu, nhà máy giấy Kraft.

Ăn mòn sulfide sinh học hay ăn mòn bởi vi sinh vật (MIC) cũng được gây ra do khử khuẩn sulfat. Trong không khí, chúng tạo ra sulfide và vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh gây ra hiện tượng oxy hóa trong acid sulfuric. Ở hệ thống thoát nước, Acid sulfuric sinh học sẽ phản ứng với các vật liệu và làm cho cấu trúc bị phá vỡ. Đối với hệ thống thoát nước trên toàn thế giới, loại suy thoái này là một quá trình nghiêm trọng ảnh hưởng và dẫn đến chi phí phục hồi rất cao.

Thiosulfat cũng có thể được tạo ra từ quá trình oxy hóa sulfide. Đây là một chất trung gian chịu trách nhiệm về những vấn đề lớn của rỗ ăn mòn thép không gỉ và thép ở trong môi trường. Thông qua việc tạo ra acid sulfuric khi quá trình oxy hóa được tăng cường cũng làm nó bị acid hóa.

Hình 2: Sulfide gây ra tính ăn mòn 

3. Tính chất hóa học của muối sulfide là gì?

Ngay cả trong dung dịch kiềm nước đậm đặc của Na2S, nó cũng đã được xác nhận rằng ion sulfide, S2− không tồn tại. Do đó, xảy ra phản ứng phân ly như sau:

 SH− (nước) → S2− + H+

Trong dung dịch nước ở bất kỳ nồng độ sulfide nào, phản ứng này đều không xảy ra. Ở nồng độ đạt 5M NaOH, các ion sulfide, S2− được báo cáo là không phát hiện thấy. Tuy nhiên, khi một chất rắn được hình thành, sulfide có thể được tạo ra. Ví dụ, trong nhóm 2 của phân tích định tính, cadimi sulfide kết tủa: 

H2S (g) + Cd2+ (aq) + 2OH− → CdS↓ (s) + 2H2O

Sulfide chuyển đổi thành hydro sulfide (H2S) và một muối kim loại khi tác dụng với một acid tiêu chuẩn. Quá trình oxy hóa sulfide hình thành nên sulfat và lưu huỳnh. Sulfide kim loại phản ứng với một số loại phi kim gồm có brom, iod và clo. Lúc này nó sẽ tạo ra muối kim loại và lưu huỳnh.

8 MgS + 8 I2 → S8 + 8 MgI2

Sulfide cũng có thể điều chế nên lưu huỳnh và một chất oxy hóa thích hợp.

4. Tính dẫn xuất kim loại của sulfide

Các kết tủa sulfide rắn được tạo ra từ các dung dịch nước của các cation kim loại chuyển tiếp phản ứng với các nguồn sulfide (H2S, NaHS, Na2S). Độ tan trong nước của các sulfide vô cơ này thường rất thấp. Ngoài ra một số loại có liên quan tới các khoáng chất chung thành phần.

Một số ví dụ chúng ta thường thấy như màu xỉn đen hình thành trên bạc là Ag2S hay màu vàng sáng loại CdS hay "cadimi vàng". Đôi khi các loại này được gọi là muối. Trên thực tế, tính cộng hóa trị của liên kết trong các sulfide kim loại chuyển tiếp tương đối cao. Điều này khiến cho tính chất bán dẫn của chúng tăng lên, do đó hình thành nên các màu sắc đậm. 

Những ứng dụng thực tế như chất xúc tác hay sắc tố trong các tế bào năng lượng mặt trời. Trong việc hòa tan các sulfide kim loại nặng, nấm Aspergillus niger đóng một vai trò quan trọng.

5. Sulfide độc như thế nào?

Đối với những loại sulfide kim loại không có khả năng tan trong nước thì tính độc khá thấp. Còn khi tiếp xúc các sulfide kim loại khác với một acid khoáng mạnh, gồm có acid dịch vụ sẽ giải pháp chất độc hại có trong hydro sulfide.

Hình 3: Sulfide độc như thế nào?

Sulfide hữu cơ vô cùng dễ cháy và nó tạo ra khí lưu huỳnh dioxide (SO2) nếu một sulfide bị cháy. Hầu hết, Hydro sulfide, gần như tất cả các sulfide hữu cơ và một số muối của nó có mùi hôi mạnh và thối, giải phóng chúng bằng cách sinh khối thối rữa. Trường hợp tiếp xúc với khí hydro sulfide sẽ gây ảnh hưởng đến sức khỏe và nguy hiểm nhất là tử vong.

Qua bài viết dưới đây, bạn đọc đã hiểu hơn về sulfide rồi phải không? Mong rằng những kiến thức này sẽ mang đến bạn nhiều điều thú vị trong hóa học cũng như cách thức ứng dụng thực tiễn.