Sulfid uhličitý - Carbon disulfide
Jména | |
---|---|
Název IUPAC
Methanedithion
|
|
Ostatní jména
Bisulfid uhličitý
|
|
Identifikátory | |
3D model ( JSmol )
|
|
ČEBI | |
ChemSpider | |
Informační karta ECHA | 100 000,767 |
Číslo ES | |
KEGG | |
PubChem CID
|
|
Číslo RTECS | |
UNII | |
UN číslo | 1131 |
CompTox Dashboard ( EPA )
|
|
|
|
|
|
Vlastnosti | |
C S 2 | |
Molární hmotnost | 76,13 g · mol −1 |
Vzhled | Bezbarvá kapalina Nečistá: světle žlutá |
Zápach |
Chloroform (čistý) Foul (komerční) |
Hustota | 1,539 g/cm 3 (−186 ° C) 1,2927 g/cm 3 (0 ° C) 1,266 g/cm 3 (25 ° C) |
Bod tání | −111,61 ° C (−168,90 ° F; 161,54 K) |
Bod varu | 46,24 ° C (115,23 ° F; 319,39 K) |
2,58 g/L (0 ° C) 2,39 g/L (10 ° C) 2,17 g/L (20 ° C) 0,14 g/L (50 ° C) |
|
Rozpustnost | Rozpustný v alkoholu , etheru , benzenu , oleje , CHCI 3 , CCI 4 |
Rozpustnost v kyselině mravenčí | 4,66 g/100 g |
Rozpustnost v dimethylsulfoxidu | 45 g/100 g (20,3 ° C) |
Tlak páry | 48,1 kPa (25 ° C) 82,4 kPa (40 ° C) |
−42,2 · 10 −6 cm 3 /mol | |
Index lomu ( n D )
|
1,627 |
Viskozita | 0,436 cP (0 ° C) 0,363 cP (20 ° C) |
Struktura | |
Lineární | |
0 D (20 ° C) | |
Termochemie | |
Tepelná kapacita ( C )
|
75,73 J/(mol · K) |
Standardní molární
entropie ( S |
151 J/(mol · K) |
Standardní entalpie
tvorby (Δ f H ⦵ 298 ) |
88,7 kJ/mol |
Gibbsova volná energie (Δ f G ˚)
|
64,4 kJ/mol |
Standardní entalpie
spalování (Δ c H ⦵ 298 ) |
1687,2 kJ/mol |
Nebezpečí | |
Bezpečnostní list | Viz: datová stránka |
Piktogramy GHS | |
Signální slovo GHS | Nebezpečí |
H225 , H315 , H319 , H361 , H372 | |
P210 , P281 , P305+351+338 , P314 ICSC 0022 |
|
inhalace hazard | Dráždivý; toxický |
Nebezpečí pro oči | Dráždivý |
Nebezpečí kůže | Dráždivý |
NFPA 704 (ohnivý diamant) | |
Bod vzplanutí | -43 ° C (-45 ° F, 230 K) |
102 ° C (216 ° F, 375 K) | |
Výbušné limity | 1,3–50% |
Smrtelná dávka nebo koncentrace (LD, LC): | |
LD 50 ( střední dávka )
|
3188 mg/kg (krysa, orální) |
LC 50 ( střední koncentrace )
|
> 1670 ppm (krysa, 1 h) 15500 ppm (krysa, 1 h) 3000 ppm (krysa, 4 h) 3500 ppm (krysa, 4 h) 7911 ppm (krysa, 2 h) 3165 ppm (myš, 2 h) |
LC Lo ( nejnižší publikované )
|
4000 ppm (člověk, 30 min) |
NIOSH (limity expozice USA pro zdraví): | |
PEL (přípustné)
|
TWA 20 ppm C 30 ppm 100 ppm (maximální vrchol 30 minut) |
REL (doporučeno)
|
PEL 1 ppm (3 mg/m 3 ) ST 10 ppm (30 mg/m 3 ) [kůže] |
IDLH (bezprostřední nebezpečí)
|
500 ppm |
Související sloučeniny | |
Související sloučeniny
|
Oxid uhličitý Karbonylsulfid Diselenid uhličitý |
Stránka doplňkových údajů | |
Index lomu ( n ), dielektrická konstanta (ε r ) atd. |
|
Termodynamická
data |
Fázové chování pevná látka – kapalina – plyn |
UV , IR , NMR , MS | |
Pokud není uvedeno jinak, jsou údaje uvedeny pro materiály ve standardním stavu (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
|
ověřit ( co je to ?) | |
Reference na infobox | |
Sirouhlík , také hláskoval jako sirouhlík , je neurotoxický bezbarvá těkavá kapalina se vzorcem CS 2 . Sloučeniny se často používají jako stavební blok v organické chemii , stejně jako průmyslové a chemického nepolárním rozpouštědle . Má „ éterický “ zápach, ale komerční vzorky jsou obvykle kontaminovány páchnoucími nečistotami.
Výskyt, výroba, vlastnosti
Malé množství sirouhlíku se uvolňuje vulkanickými erupcemi a močály . CS 2 kdysi byl vyroben kombinací uhlíku (nebo koksu ) a síry při vysokých teplotách.
- C + 2S → CS 2
Nižší teploty reakce, vyžaduje pouze 600 ° C, využívá zemní plyn jako zdroj uhlíku v přítomnosti silikagelu nebo oxidu hlinitého katalyzátorů :
- 2 CH 4 + S 8 → 2 CS 2 + 4 H 2 S
Reakce je analogická spalování metanu.
Celosvětová produkce/spotřeba sirouhlíku je přibližně jeden milion tun, přičemž Čína spotřebuje 49%, následuje Indie s 13%, převážně na výrobu hedvábných vláken. Produkce v USA v roce 2007 činila 56 000 tun.
Solventní
Sulfid uhličitý je rozpouštědlo pro fosfor , síru, selen , brom , jód , tuky , pryskyřice , gumu a asfalt . Byl použit při čištění jednostěnných uhlíkových nanotrubic.
Reakce
CS 2 je vysoce hořlavý. Jeho spalováním se získává oxid siřičitý podle této ideální stechiometrie:
- CS 2 + 3 O 2 → CO 2 + 2 SO 2
S nukleofily
Ve srovnání s isoelektronickým oxidem uhličitým je CS 2 slabší elektrofil . Zatímco reakce nukleofilů s CO 2 jsou vysoce reverzibilní a produkty jsou izolovány pouze s velmi silnými nukleofily, reakce s CS 2 jsou termodynamicky výhodnější, což umožňuje tvorbu produktů s méně reaktivními nukleofily. Například aminy poskytují dithiokarbamáty :
- 2 R 2 NH + CS 2 → [R 2 NH 2 + ] [R 2 NCS 2 - ]
Xantháty se tvoří podobně z alkoxidů :
- RONa + CS 2 → [Na + ] [ROCS 2 - ]
Tato reakce je základem výroby regenerované celulózy , hlavní složky viskózy , umělého hedvábí a celofánu . Jak xantháty, tak příbuzné thioxantháty (odvozené z úpravy CS 2 thioláty sodnými ) se používají jako flotační činidla při zpracování nerostů.
Sulfid sodný poskytuje trithiokarbonát :
- Na 2 S + CS 2 → [Na + ] 2 [CS 3 2− ]
Sulfid uhličitý nehydrolyzuje snadno, přestože je proces katalyzován enzymem hydrogensulfidem hydrolázy .
Snížení
Redukce sirouhlíku sodíkem poskytne 1,3-dithiole-2-thion-4,5-dithiolát sodný společně s trithiokarbonátem sodným :
- 4 Na + 4 CS 2 → Na 2 C 3 S 5 + Na 2 CS 3
Chlorace
Chlorace CS 2 poskytuje cestu k tetrachlormethanu :
Tato konverze probíhá prostřednictvím meziproduktu thiofosgenu , CSCl 2 .
Koordinační chemie
CS 2 je ligand pro mnoho kovových komplexů, tvořících pi komplexy. Jedním příkladem je Cp Co ( η 2 -CS 2 ) (P Me 3 ).
Polymerizace
CS 2 polymeruje po fotolýze nebo za vysokého tlaku za vzniku nerozpustného materiálu zvaného car-sul nebo „Bridgmanova čerň“, pojmenovaného podle objevitele polymeru, Percyho Williamse Bridgmana . Trithiokarbonátové (-SC (S) -S-) vazby obsahují zčásti páteř polymeru, což je polovodič .
Využití
Hlavní průmyslové využití sirouhlíku, které spotřebovává 75% roční produkce, je výroba viskózového hedvábí a celofánového filmu.
Je také cenným meziproduktem v chemické syntéze chloridu uhličitého . Je široce používán při syntéze organosirných sloučenin, jako je metam sodný , xantháty a dithiokarbamáty , které se používají v extrakční metalurgii a gumárenské chemii.
Niche používá
Může být použit při fumigaci vzduchotěsných skladů, vzduchotěsných plochých skladů, popelnic, obilných výtahů, železničních skříňových vozů, držáků lodí, člunů a obilných mlýnů. Sulfid uhličitý se také používá jako insekticid pro fumigaci zrn, mateřských škol, při konzervování čerstvého ovoce a jako dezinfekční prostředek proti hmyzu a hlísticím .
Zdravé efekty
Sulfid uhličitý je spojován s akutními i chronickými formami otravy s různou škálou symptomů.
Koncentrace 500-3000 mg/m3 způsobují akutní a subakutní otravu a způsobují soubor převážně neurologických a psychiatrických symptomů, nazývaných encefalopatia sulfocarbonica . Mezi příznaky patří akutní psychóza (manické delirium , halucinace ), paranoické myšlenky, ztráta chuti k jídlu, gastrointestinální a sexuální poruchy, polyneuritida, myopatie a změny nálady (včetně podrážděnosti a hněvu). Účinky pozorované při nižších koncentracích zahrnují neurologické problémy ( encefalopatie , psychomotorické a psychické poruchy, polyneuritida , abnormality nervového vedení), problémy se zrakem (pálení očí, abnormální světelné reakce, zvýšený oční tlak), srdeční problémy (zvýšený počet úmrtí na srdeční choroby, angina pectoris , vysoký krevní tlak ), a reprodukční problémy (zvýšené potraty, nepohyblivé nebo deformován spermie), a snížení imunitní odpovědi.
Profesionální expozice sirouhlíku je také spojena s kardiovaskulárními chorobami , zejména s mrtvicí .
V roce 2000 WHO věřila, že poškození zdraví je nepravděpodobné při hladinách pod 100 μg/m 3 , a stanovila to jako směrnou úroveň. Sulfid uhličitý je cítit v koncentracích nad 200 μg/m 3 a WHO doporučila smyslovou směrnici pod 20 μg/m 3 . Expozice sirouhlíkem je dobře zavedenou být škodlivé pro zdraví v koncentracích, při nebo nad 30 mg / m 3 Změny ve funkci centrálního nervového systému, které byly pozorovány při koncentraci 20-25 mg / m 3 . Existují také zprávy o poškození zdraví při dávce 10 mg/m 3 při expozicích 10–15 let, ale nedostatek dobrých údajů o úrovních expozice v minulosti činí asociaci těchto škod s koncentracemi 10 mg/m 3 nejistou. Naměřená koncentrace 10 mg/m 3 může být ekvivalentní koncentraci v obecném prostředí 1 mg/m 3 .
Zdroje životního prostředí
Primárním zdrojem sirouhlíku v životním prostředí jsou továrny na umělé hedvábí. Většina celosvětových emisí sirouhlíku pochází z výroby umělého hedvábí z roku 2008. Mezi další zdroje patří výroba celofánu , tetrachlormetanu , sazí a získávání síry. Produkce sirouhlíku také vydává sirouhlík.
V roce 2004 bylo na kilogram vyrobeného umělého hedvábí emitováno asi 250 g disufidu uhlíku. Na kilogram vyrobených sazí se vypustí asi 30 g disufidu uhlíku. Na kilogram regenerované síry se vypustí asi 0,341 g disufidu uhlíku.
Japonsko snížilo emise sirouhlíku na kilogram vyrobeného umělého hedvábí, ale v jiných zemích produkujících umělé hedvábí, včetně Číny, se předpokládá, že emise jsou nekontrolované (na základě globálního modelování a rozsáhlých měření koncentrace volného vzduchu). Produkce umělého hedvábí je stabilní nebo klesá s výjimkou Číny, kde se od roku 2004 zvyšuje. Produkce sazí v Japonsku a Koreji používá spalovny k zničení asi 99% sirouhlíku, který by jinak byl emitován. Při použití jako rozpouštědlo představují japonské emise asi 40% použitého sirouhlíku; jinde je průměr asi 80%.
Většina produkce umělého hedvábí používá sulfid uhličitý. Jednou výjimkou je umělé hedvábí vyrobené lyocelovým postupem, který používá jiné rozpouštědlo; od roku 2018 se lyocellový proces příliš nepoužívá, protože je dražší než viskózový proces. Cupro rayon také nepoužívá sirouhlík.
Historická a současná expozice
Průmysloví pracovníci pracující se sirouhlíkem jsou vystaveni vysokému riziku. Emise mohou také poškodit zdraví lidí žijících v blízkosti umělých rostlin.
Obavy z expozice sirouhlíku mají dlouhou historii. Kolem roku 1900 se při výrobě vulkanizovaného kaučuku začal široce používat sirouhlík . Psychóza způsobená vysokými expozicemi byla okamžitě zjevná (byla hlášena po 6 měsících expozice). Jedna nechvalně známá továrna na gumu dala na okna mříže, aby dělníci nevyskočili na smrt. Jeho použití v USA jako otrava nory těžší než vzduch pro Richardsonovu veverku také vedlo ke zprávám o psychóze. Nebyla publikována žádná systematická lékařská studie na toto téma a znalosti nebyly přeneseny do umělého průmyslu.
První velká epidemiologická studie pracovníků z umělého hedvábí byla provedena v USA na konci třicátých let minulého století a u 30% pracovníků zjistila poměrně závažné účinky. Údaje o zvýšeném riziku infarktu a mrtvice vyšly v 60. letech minulého století. Courtaulds , hlavní výrobce umělých hedvábí, tvrdě pracoval, aby zabránil zveřejnění těchto údajů ve Velké Británii. Průměrné koncentrace ve vzorkovaných rostlinách z hodvábu byly sníženy z přibližně 250 mg/m3 v letech 1955-1965 na přibližně 20-30 mg/m3 v 80. letech minulého století (pouze údaje v USA?). Výroba umělého hedvábí se od té doby z velké části přesunula do rozvojového světa, zejména do Číny, Indonésie a Indie.
Míra postižení v moderních továrnách je od roku 2016 neznámá. Současní výrobci používající viskózový proces neposkytují žádné informace o škodách svých zaměstnanců.
Dějiny
V roce 1796 německý chemik Wilhelm August Lampadius (1772–1842) nejprve připravil sirouhlík zahříváním pyritu vlhkým dřevěným uhlím. Říkal tomu „tekutá síra“ ( flüssig Schwefel ). Složení sirouhlíku nakonec určil v roce 1813 tým švédského chemika Jönse Jacoba Berzeliusa (1779–1848) a švýcarsko-britského chemika Alexandra Marceta (1770–1822). Jejich analýza byla v souladu s empirickým vzorcem CS 2 .
Viz také
- Monosulfid uhlíku
- Subsulfid uhličitý
- Diselenid uhlíku
- 1949 Požár tunelu v Holandsku , nehoda s nákladním vozem přepravujícím sirouhlík.
Reference
externí odkazy
- Australian National Pollutant Inventory: Carbon disulfide
- CDC - NIOSH kapesní průvodce po chemických nebezpečích - sirouhlík
- Inno Motion Engineering
- Agentura pro registr toxických látek a nemocí Prohlášení veřejného zdraví o sirouhlíku , 1996.
- Zdroje o sirouhlíku od Národního institutu pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci
- Blanc, Paul David (2016). Falešné hedvábí: smrtící historie viskózového hedvábí . New Haven: Yale University Press. p. 328. ISBN 9780300204667.