- Sulfure d'hydrogène
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Sulfure d'hydrogène 
Molécule de sulfure d'hydrogèneGénéral Nom IUPAC Sulfure d'hydrogène Synonymes Hydrogène sulfuré No CAS No EINECS FEMA Apparence gaz comprimé liquéfié, incolore, d'odeur caractéristique d'œufs pourris[1]. Propriétés chimiques Formule brute H2S [Isomères] Masse molaire[3] 34,081 ± 0,005 g·mol-1
H 5,91 %, S 94,09 %,Moment dipolaire 0,97833 D [2] Propriétés physiques T° fusion -85,5 °C [4] T° ébullition -60,7 °C [4] Solubilité 5 g·l-1 (eau, 20 °C)[1];
Sol. dans le disulfure de carbone, le méthanol, l'acétone;
L'H2S liquide dissout le soufre et le SO2[4]Masse volumique 1,539 g·l-1 (0 °C)[4] T° d'auto-inflammation 260 °C[1] Point d’éclair Gaz Inflammable[1] Limites d’explosivité dans l’air 4,3–46 %vol[1] Pression de vapeur saturante 1 780 kPa Point critique 100,4 °C;
88,9 atm [4]Vitesse du son 289 m·s-1 (0 °C,1 atm)[6] Thermochimie S0gaz, 1 bar 205,77 J/mol·K ΔfH0gaz -20,5 kJ/mol ΔvapH° 18,67 kJ·mol-1 (1 atm, -59,55 °C);
14,08 kJ·mol-1 (1 atm, 25 °C)[7]PCI 519,1 kJ·mol-1 [8] Propriétés électroniques 1re énergie d'ionisation 10,457 ± 0,012 eV (gaz)[9] Propriétés optiques Indice de réfraction 
1,000644 (1 atm)[4]Précautions Directive 67/548/EEC[10],[11] 
T+
F+
NPhrases R : 12, 26, 50, Phrases S : 1/2, 9, 16, 36, 38, 45, 61, Transport[11] 263 1053 NFPA 704 SIMDUT[12] 
SGH[13],[11] 
DangerInhalation Dangereux, les vapeurs sont très irritantes et corrosives Peau Les solutions concentrées peuvent provoquer des brûlures Yeux Dangereux, peut causer des brûlures Ingestion Peut causer nausées et vomissements Écotoxicologie Seuil de l’odorat bas : 0,001 ppm
haut : 0,13 ppm[14]Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. Le sulfure d'hydrogène (H2S) ou hydrogène sulfuré est un composé chimique de soufre et d'hydrogène, responsable de l'odeur désagréable d'œuf pourri.
C'est un gaz acide qui réagit avec les solutions aqueuses basiques et les métaux tels que l'argent ou l'acier, même inoxydable.
Le sulfure d'hydrogène joue un rôle important en biologie. Il est produit par la dégradation des protéines contenant du soufre et est responsable d'une grande partie de l'odeur fétide des excréments et des flatulences, humains et animaux. Il peut résulter de décomposition bactérienne de la matière organique dans des environnements pauvres en oxygène (méthanisation).
Le sulfure d'hydrogène est naturellement présent dans le pétrole, le gaz naturel, les gaz volcaniques et les sources chaudes. Le sulfure d'hydrogène peut également provenir de nombreuses activités industrielles.
Sommaire
Synthèse
La synthèse du sulfure d'hydrogène peut se réaliser en deux étapes :
- en mélangeant du soufre et de la limaille de fer, on réalise un brûlât dans un têt (production d'une fumerolle blanche et âcre), ce qui donne une sorte de caillou orangé (le sulfure de fer FeS) avec des traces grises (la limaille qui n'a pas réagi) ;
- en versant n'importe quel acide (de préférence de l'acide sulfurique, mais c'est l'ion hydronium qu'on fait réagir) sur le sulfure de fer obtenu à la première étape, il se produit immédiatement un dégagement intense de sulfure d'hydrogène bien reconnaissable à son odeur qualifiée dans les manuels scolaires de « nauséabonde », qui est celle de l'œuf pourri.
On peut également faire réagir du sulfure d'aluminium, Al2S3 avec de l'eau, ce qui produit, en plus du H2S, de l'hydroxyde d'aluminium.
Relations avec l'industrie
Le sulfure d'hydrogène est produit par de nombreuses industries : par exemple, la transformation des produits alimentaires, le traitement des eaux usées, les hauts-fourneaux, la papeterie, la tannerie, la raffinerie du pétrole. Il est également présent dans le gaz naturel et le pétrole, desquels il est généralement retiré industriellement avant leur utilisation.
Corrosion des métaux
Ce gaz peut s'accumuler dans les réseaux d'assainissement et corroder les tuyaux qu'ils soient en béton ou en métal. Il peut faire suffoquer les égoutiers. Lorsqu'il est présent dans le gaz naturel, il corrode les matériels traditionnels tels que les tuyaux, les vannes, etc. Il faut alors remplacer les matériaux usuels par de l'Inconel, ce qui n'est pas sans conséquences sur le prix des installations.
Il attaque également l'argent ; c'est la raison pour laquelle les bijoux argentés noircissent lorsqu'ils sont longuement exposés à l'atmosphère polluée. Le sulfure d'argent résultant de la réaction est de couleur noire.
Effets sur la santé
Le sulfure d'hydrogène est considéré comme un poison à large spectre. Il peut donc empoisonner différents organes. L'inhalation prolongée de sulfure d'hydrogène peut causer la dégénérescence du nerf olfactif (rendant la détection du gaz impossible) et provoquer la mort juste après quelques mouvements respiratoires. L'inhalation du gaz, même en quantité relativement faible, peut entraîner une perte de connaissance.
L'exposition à des concentrations inférieures peut avoir comme conséquence des irritations des yeux, de la gorge, une toux douloureuse, un souffle court et un épanchement de fluide dans les poumons. Ces symptômes disparaissent habituellement en quelques semaines. L'exposition à long terme à de faible concentration peut avoir pour conséquence : fatigue, perte d'appétit, maux de tête, irritabilité, pertes de mémoire et vertiges.
Les études sur des animaux ont prouvé que les porcs ayant mangé de la nourriture contenant du sulfure d'hydrogène ont eu des diarrhées après quelques jours et une perte de poids après environ 105 jours.
Les tests effectués sur des souris montrent que l'inhalation durant cinq minutes de sulfure d'hydrogène les plonge dans un état de vie suspendue[15]. “Mark Roth, biochimiste de l'Université de Washington à Seattle, et ses collègues ont exposé des souris à un air contenant une faible concentration de sulfure d'hydrogène. En quelques minutes, les souris ont perdu connaissance et leur température a chuté de 37 °C à 15 °C. De plus, leur respiration s'est ralentie, passant de 120 à moins de 10 respirations par minutes. Bref, leur métabolisme tournait au ralenti, leurs cellules consommaient moins d'oxygène. Après 6 heures, les souris ont été re-exposées à un air normal et se sont réveillées en bonne santé. Les chercheurs n'ont noté aucun effet secondaire évident. « Cela indique qu'il est possible de baisser le niveau métabolique à la demande », explique Roth. « Dans le futur, des applications spatiales pourront découler de cette avancée, mais notre but principal est de penser aux applications médicales possibles ici et maintenant » ajoute-t-il.”[16]
Relation odeur-santé
Le seuil de toxicité du sulfure d'hydrogène est de 14 mg/m³, tandis que son seuil de perception olfactive chez l'homme est de 0,00066 mg/m³, c'est-à-dire que notre système olfactif est capable de détecter cette substance en très faible quantité. Ceci nous permet d'être alerté avant une absorption pouvant être toxique, ce qui n'est pas le cas pour toutes les substances nocives.
Cependant, à partir d'un certain seuil, facile à atteindre, le nerf olfactif est paralysé et le sujet ne sent plus rien.
Suicides au Japon
Début 2008, le sulfure d'hydrogène est utilisé dans beaucoup de cas de suicides au Japon.
De janvier à fin mai 2008, 517 personnes se sont donné la mort grâce à une recette trouvée sur internet[17], mélangeant détergents et produits pour le bain, ce qui produirait du sulfure d'hydrogène en forte quantité.
Plusieurs bâtiments ont dû être évacués, pour ne pas blesser plus de monde.
Émanations dues aux marées vertes en Bretagne
En juillet 2009, un cheval est mort des suites d'inhalation de sulfure d'hydrogène sur les plages bretonnes. En effet, l'amoncellement important d'algues vertes en décomposition a créé une forte concentration d'hydrogène sulfuré (1 000 ppm) qui s'est révélée mortelle pour l'animal. Le cavalier a été sauvé de justesse. On considère qu'un être humain peut survivre seulement une minute dans un air à 1 400 ppm d'hydrogène sulfuré[18].
Au mois de juillet 2011, on compte plusieurs dizaines de sangliers morts sur ces même plages bretonnes. Une enquête est en cours, mais l'hydrogène sulfuré a été retrouvé dans les poumons d'au moins cinq d'entre eux[19].
La formation du gaz H2S à partir des algues vertes ne s'explique pas directement par la présence de nitrates, car ils ne contiennent pas de soufre. Les nitrates sont par contre vraisemblablement la cause de la prolifération des algues, et c'est l'accumulation des algues en forte épaisseur qui est la cause d'une fermentation anaérobique, c'est-à-dire sans air : cette fermentation provoque alors la réduction des sulfates contenus naturellement dans l'eau de mer (environ 2 7 g/L) et la combinaison du soufre avec l'hydrogène de l'eau pour former du sulfure d'hydrogène. La Bretagne n'est pas la seule région touchée par la prolifération des algues vertes : on en trouve également en bordure de l'étang de Berre.
Rôle hypothétique dans l'extinction permo-triasique
Peuplée de créatures essentiellement reptiliennes, la Terre connait un bouleversement majeur dû à un réchauffement climatique il y a 250 Ma. Ce réchauffement de l'atmosphère provoque le ralentissement, voire l'arrêt total des courants océaniques qui sont alimentés par la descente en profondeur de l'eau froide aux pôles. L'arrêt des courants océaniques a pour conséquence essentielle la stagnation des océans, puisque ces courants apportent de l'oxygène et des nutriments nécessaires à la vie marine. La plupart des créatures marines meurent et tombent au fond des océans. La décomposition de ces animaux morts dégage d'énormes quantités de sulfure d'hydrogène qui remontent à la surface et viennent empoisonner l'atmosphère. Les animaux terrestres sont donc affectés et sont aussi décimés. Cette période de la vie terrestre est nommée Extinction du Permien. Malgré tout, les causes menant à l'extinction permo-triasique restent mal définies. L'explication du sulfure d'hydrogène reste une hypothèse à corréler à d'autres.
Notes et références
- SULFURE D'HYDROGENE, fiche de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée le 9 mai 2009
- (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC, 16 juin 2008, 89e éd., 2736 p. (ISBN 142006679X et 978-1420066791), p. 9-50
- Masse molaire calculée d’après Atomic weights of the elements 2007 sur www.chem.qmul.ac.uk.
- (en) Pradyot Patnaik, Handbook of inorganic chemicals, McGraw-Hill, 2003, 1086 p. (ISBN 0-07-049439-8), p. 379
- (en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, USA, McGraw-Hill, 1997, 7e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50
- (en) W. M Haynes, Handbook of chemistry and physics, CRC, 2010-2011, 91e éd., 2610 p. (ISBN 9781439820773), p. 14-40
- (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90e éd., Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-4200-9084-0)
- Magalie ROY-AUBERGER, Pierre MARION, Nicolas BOUDET, Gazéification du charbon , ed. Techniques de l'Ingénieur, Référence J5200, 10 Dec 2009, p. 4
- (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC, 2008, 89e éd., 2736 p. (ISBN 978-1-4200-6679-1), p. 10-205
- « sulfure d'hydrogene » sur ESIS, consulté le 11 février 2009
- Entrée de « Hydrogen sulfide » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais) (JavaScript nécessaire)
- « Sulfure d’hydrogène » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
- Numéro index dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
- Hydrogen sulfide sur hazmap.nlm.nih.gov. Consulté le 14 novembre 2009
- Hibernation: ceci n'est pas Walt Disney sur Agence Science-Presse
- Des boules puantes mettent des souris en animation suspendue sur Futura-sciences
- Gaz mortel au levant, Le quotidien du médecin n° 8376, 23-05-2008
- Le Figaro, le 20 août 2009 Le Figaro - Sciences : Algues vertes : le risque pour l'homme est confirmé
- Damien Meyer / AFP, « De l'hydrogène sulfuré a été retrouvé sur cinq des sangliers morts en Bretagne », dans Le Point, 1er août 2011 [texte intégral]
Voir aussi
Catégories :- Produit chimique très toxique
- Produit chimique extrêmement inflammable
- Produit chimique dangereux pour l'environnement
- Composé de l'hydrogène
- Sulfure
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