Sulfid uhličitý - Carbon disulfide

Sirouhlík
Sirouhlík
Disulfid uhličitý-3D-vdW.png
Jména
Název IUPAC
Methanedithion
Ostatní jména
Bisulfid uhličitý
Identifikátory
3D model ( JSmol )
ČEBI
ChemSpider
Informační karta ECHA 100 000,767 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
KEGG
Číslo RTECS
UNII
UN číslo 1131
  • InChI = 1S/CS2/c2-1-3 šekY
    Klíč: QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N šekY
  • InChI = 1/CS2/c2-1-3
    Klíč: QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYAS
  • S = C = S
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
75,73 J/(mol · K)
151 J/(mol · K)
Standardní entalpie
tvorby
f H 298 )
88,7 kJ/mol
64,4 kJ/mol
1687,2 kJ/mol
Nebezpečí
Bezpečnostní list Viz: datová stránka
Piktogramy GHS GHS02: HořlavýGHS06: ToxickýGHS08: Nebezpečí pro zdraví
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)
3
4
0
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):
3188 mg/kg (krysa, orální)
> 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)
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 konstantar ) 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).
☒N. ověřit  ( co je to   ?) šekY☒N.
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 :

CS 2 + 3 Cl 2 → CCI 4 + S 2 Cl 2

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

Sirouhlík insekticid reklama z roku 1896 vydání amerického výtahu a Grain Trade časopisu

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

Reference

externí odkazy