ВЪГЛЕРОДЕН ДИСУЛФИД (CS2): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРИЛОЖЕНИЯ, РИСКОВЕ - ХИМИЯ - 2025

В дисулфид въглерод е съединение, образувано от обединението на въглеродния атом (С) и два серни атоми (S). Химическата му формула е CS ₂. Това е безцветна или леко жълта течност с неприятна миризма поради примесите, които съдържа (серни съединения). Когато е чист, миризмата му е мека и сладка, подобна на хлороформ или етер.

Тя възниква естествено от действието на слънчевата светлина върху органичните молекули, намиращи се в морската вода. Освен това, той се произвежда в блатни води и също се изгонва от вулкани, заедно с други газове.

Въглероден дисулфид CS ₂. Автор: Беня-bmm27. Източник: Wikimedia Commons.

Въглеродният дисулфид е летлива течност и освен това е лесно запалим, така че трябва да се пази от пламъци и искри или устройства, които могат да ги произвеждат, дори електрически крушки.

Той има способността да разтваря голям брой съединения, материали и елементи, като фосфор, сяра, селен, смоли, лакове и др. Следователно той намира полезност като разтворител.

Той е и посредник в различни индустриални химически реакции, като например производството на коприна или изкуствена коприна.

С него трябва да се работи внимателно и със защитни уреди, тъй като е много токсичен и опасен.

структура

Въглеродният дисулфид има един въглероден атом и два серни атома отстрани от него.

Връзките между въглеродния атом и серните атоми са ковалентни и двойни, следователно са много силни. В CS ₂ молекула има линейна и симетрична структура.

Линейна структура на въглероден дисулфид CS ₂. Черно = въглерод, жълто = сяра. Автор: Беня-bmm27. Източник: Wikimedia Commons.

номенклатура

- Въглероден дисулфид

- Въглероден бисулфид

- Антиорид на дитиокарбон

Имоти

Физическо състояние

Безцветна до жълтеникава течност.

Молекулно тегло

76.15 g / mol

Точка на топене или втвърдяване

-110,8 ° С

Точка на кипене

46.0 ºC

Flashpoint

-30 ° C (метод на затворена чаша).

Температура на самозапалване

90 ° С

плътност

Течност = 1,26 g / cm ³ при 20 ° C.

Парата = 2.67 пъти по-голяма от тази на въздуха.

Парите му са повече от два пъти по-тежки от въздуха, а течността е по-тежка от водата.

Парно налягане

279 mmHg при 25 ° C.

Това е високо парно налягане.

разтворимост

Много слабо разтворим във вода: 2,16 g / L при 25 ° C. Разтворим в хлороформ. Смесва се с етанол, метанол, етер, бензен, хлороформ и въглероден тетрахлорид.

Химични свойства

CS _{2 се} изпарява лесно при стайна температура, тъй като температурата на кипене е много ниска, а налягането на парата е много високо.

Въглеродният дисулфид е изключително запалим. Парите му се запалват много лесно, дори и с топлината на електрическа крушка. Това означава, че той реагира с кислорода много бързо:

CS ₂ + 3 O ₂ → CO ₂ + 2 SO ₂

Фактът, че има високо налягане на парата при стайна температура, прави опасно да бъде близо до пламък.

При нагряване до разлагане той лесно може да избухне, отделяйки токсични газове от серни оксиди. Над 90 ° C се запалва спонтанно.

Разлага се, когато се съхранява за дълго време. Атакува медта и нейните сплави. Той също така реагира с някои пластмаси, каучуци и покрития.

Реагира при определени условия с вода, образуващи OCS карбонил сулфид, СО ₂ въглероден двуокис и H ₂ S водород дисулфид:

CS ₂ + H ₂ O → OCS + H ₂ S

CS ₂ + 2 H ₂ O → CO ₂ + 2 H ₂ S

С алкохоли (ROH) в алкална среда образува ксантати (RO-CS-SNa):

CS ₂ + ROH + NaOH → H ₂ O + RO - C (= S) –SNa

Получаване

Въглеродният дисулфид се получава търговски чрез взаимодействие на сяра с въглерод. Процесът се провежда при температури от 750-900 ° С.

C + 2 S → CS ₂

Вместо въглища може да се използва също метан или природен газ и дори са използвани етан, пропан и пропилен, като в този случай реакцията протича при 400-700 ° С с висок добив.

Тя може също така да бъдат получени чрез взаимодействие на природен газ със сероводород H ₂ S при много висока температура.

Присъствие в природата

CS ₂ е натурален продукт, присъстващ в атмосферата в много малки количества (следи). Произвежда се фотохимично в повърхностни води.

Действието на слънчевата светлина върху някои съединения, присъстващи в морската вода, като цистеин (аминокиселина), води до образуването на въглероден дисулфид.

Въглеродният дисулфид може да се образува при действието на слънчевата светлина върху някои органични съединения, присъстващи в морската вода. Автор: Pexels Източник: Pixabay

Освен това се отделя естествено по време на вулканични изригвания и се намира в малки количества в блата.

Обикновено сме изложени на дишането му в много малки пропорции и той присъства в някои храни. Той се намира и в цигарения дим.

В околната среда се разлага от слънчева светлина. На земята се движи през него. Някои микроорганизми в почвата го разграждат.

Приложения

В химическата промишленост

Въглеродният дисулфид е важно химично съединение, тъй като се използва за приготвяне на други химикали. Той може да действа като химически междинен продукт.

Използва се също като технологичен разтворител, например за разтваряне на фосфор, сяра, селен, бром, йод, мазнини, смоли, восъци, лакове и смоли.

Тя позволява производството на фармацевтични продукти и хербициди, наред с други.

В производството на раони и целофани

С CS ₂ се приготвят ксантати, които са съединения, използвани при производството на район и целофан.

За да се получи изкуствена коприна или район, се стартира целулоза, която се обработва с алкален и въглероден дисулфид CS ₂ и се трансформира в целулозен ксантат, разтворим в алкал. Този разтвор е вискозен и затова се нарича "вискозен".

Вискозата се принуждава през много малки дупки в кисела баня. Тук целулозният ксантат се трансформира обратно в целулоза, която е неразтворима и се образуват дълги лъскави нишки.

Нишките или нишките могат да се въртят в материал, известен като лъч.

(1) Целулоза + NaOH → Алкално-целулоза

ROH + NaOH → RONa

(2) Алкално-целулозна + Въглероден дисулфид → Целулозен ксантат

RONa + S = C = S → RO - C (= S) –SNa

(3) Целулозен ксантат + Киселина → Целулоза (нишки)

RO - C (= S) –SNa + киселина → ROH

Облекла, изработени от район, фибри, в които участва въглеродният дисулфид. Тобиас "ТоМар" Майер. Източник: Wikimedia Commons.

Ако целулозата се утаи чрез преминаване на ксантата през тесен прорез, целулозата се регенерира под формата на тънки листове, съставляващи целофана. Това се омекотява с глицерол и се използва като защитен филм за предмети.

Целофанът е направен с помощта на въглероден дисулфид. Автор: Ханс Браксмайер. Източник: Pixabay

При производството на въглероден тетрахлорид

Въглероден дисулфид взаимодейства с хлор Cl ₂ до получаване на въглероден тетрахлорид ССЦ ₄, което е важен незапалим разтворител.

CS ₂ + 3 Cl ₂ → CCl ₄ + S ₂ Cl ₂

В различни приложения

Въглеродният дисулфид участва в студената вулканизация на каучуците, служи като междинен продукт при производството на пестициди и се използва за генериране на катализатори в нефтената промишленост и производството на хартия.

Ксантатите, приготвени с CS _2, се използват при флотация на минерали.

Древни употреби

CS ₂ е отрова за живите организми. Преди се използваше за унищожаване на вредители като плъхове, мармоти и мравки, изливайки течността във всяко затворено пространство, в което са живели тези животни (бразди и мравуни).

Когато се използват за тази цел, гъстите токсични пари изтриват всеки жив организъм, който е бил в затвореното пространство.

Използван е и като антихелминтик за животни и за убиване на ларви на михала от стомаха на конете.

В селското стопанство се използва като инсектицид и нематицид, за фумигация на почвата, за опушване на разсадници, житни зърна, силози и мелници за зърнени култури. Железопътни вагони, кораби и баржи също бяха пръскани.

Земеделски производител през 1904 г. пръска почвата с въглероден дисулфид за борба с вредител по гроздови растения. Ölgemälde von Hans Pühringer, 1904. Източник: Wikimedia Commons.

Всички тези употреби бяха забранени поради високата запалимост и токсичност на CS ₂.

Рискове

CS ₂ е лесно запалим. Много от техните реакции могат да причинят пожар или експлозия. Смесите от изпаренията му с въздух са експлозивни. При възпламеняване той произвежда дразнещи или токсични газове.

Въглеродният дисулфид не трябва да се излива в канализацията, тъй като смес от CS ₂ и въздух остава в тръбите, които могат да причинят експлозия, ако бъдат запалени случайно.

Парите му се възпламеняват спонтанно при контакт с искри или горещи повърхности.

Въглеродният дисулфид силно дразни очите, кожата и лигавиците.

При вдишване или поглъщане, той сериозно засяга централната нервна система, сърдечно-съдовата система, очите, бъбреците и черния дроб. Може да се абсорбира и през кожата, причинявайки щети.

Препратки

1. Национална медицинска библиотека на САЩ. (2020). Въглероден дисулфид. Възстановени от pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Mopper, K. и Kieber, DJ (2002). Фотохимия и колоезденето на въглерод, сяра, азот и фосфор. В биогеохимията на морската разтворена органична материя. Възстановени от sciencedirect.com.
3. Майер, Б. (1977). Промишлени употреби на сяра и нейните съединения. Въглероден дисулфид. В сярата, енергията и околната среда. Възстановени от sciencedirect.com.
4. Pohanish, RP (2012). В. Въглероден дисулфид. В Наръчника на Ситиг за токсични и опасни химикали и канцерогени (шесто издание). Възстановени от sciencedirect.com.
5. Morrison, RT и Boyd, RN (2002). Органична химия. 6-то издание. Prentice-Hall.
6. Windholz, M. et al. (редактори) (1983). Индексът на Merck Енциклопедия на химикали, лекарства и биологични вещества. Десето издание. Merck & CO., Inc.