Desulfurikation

Als Desulfurikation (von lateinisch sulphur ‚Schwefel‘), auch Sulfatatmung oder dissimilatorische bzw. bakterielle bzw. mikrobielle Sulfatreduktion bezeichnet man die Reduktion von Sulfat oder Sulfit zu Sulfid/Schwefelwasserstoff durch bestimmte Prokaryoten (d. h. Bakterien oder Archaeen), die als Desulfurizierer oder Desulfurikanten bezeichnet werden. Als Reduktionsmittel werden verschiedene organische Stoffe oder elementarer Wasserstoff (H₂) verwendet. Summengleichungen für Beispiele derartiger Redoxreaktionen lauten:

• ${\displaystyle \mathrm {SO_{4}^{2-}+4\ H_{2}\longrightarrow HS^{-}+3\ H_{2}O+OH^{-}} }$

Sulfat und Wasserstoff umgesetzt zu Hydrogensulfid, Wasser und einem Hydroxidion. Schwefel wird von der Oxidationsstufe +VI auf -II reduziert, Wasserstoff von der Stufe O auf Stufe +I oxidiert.

Unter Standardbedingungen bei pH = 7 je Mol umgesetztes Sulfat freiwerdende Energie entsprechend der Änderung der Freien Enthalpie:

 ΔG₀' = − 112 kJ/mol.

• ${\displaystyle \mathrm {SO_{4}^{2-}+2\ Lactat\longrightarrow HS^{-}+2\ Acetat+CO_{2}+HCO_{3}^{-}+H_{2}O} }$

Sulfat und Lactat umgesetzt zu Sulfid, Acetat, Kohlenstoffdioxid, Hydrogencarbonat und Wasser

Unter Standardbedingungen je Mol umgesetztes Sulfat freiwerdende Energie entsprechend der Änderung der Freien Energie:

ΔG₀' = − 157 kJ/mol.

• ${\displaystyle \mathrm {SO_{4}^{2-}+Acetat\longrightarrow HS^{-}+2\ HCO_{3}^{-}} }$

Sulfat und Acetat umgesetzt zu Sulfid und Hydrogencarbonat

Unter Standardbedingungen je Mol umgesetztes Sulfat freiwerdende Energie entsprechend der Änderung der Freien Energie:

ΔG₀' = − 47,6 kJ/mol.

Diese Umsetzungen sind exergon und dienen den sulfatreduzierenden Mikroorganismen als Energiequelle. Die Sulfatreduktion verläuft wie auch die aerobe Atmung über mehrere Zwischenstufen.

Zum Vergleich: Die aerobe Oxidation von Glukose liefert eine freie Enthalpie von 1140 kJ/mol.