СЕРОУГЛЕРОД (CS2): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ, РИСКИ - ХИМИЯ - 2025

Сероуглерод представляет собой соединение , образованное объединение атома углерода (С) и два атома серы (S). Его химическая формула - CS ₂ . Это бесцветная или слегка желтоватая жидкость с неприятным запахом из-за содержащихся в ней примесей (соединений серы). Когда он чистый, его запах мягкий и сладкий, похожий на хлороформ или эфир.

Он возникает естественным образом в результате воздействия солнечного света на органические молекулы, содержащиеся в морской воде. Кроме того, он образуется в болотных водах, а также извергается из вулканов вместе с другими газами.

Сероуглерод CS ₂ . Автор: Benjah-bmm27. Источник: Wikimedia Commons.

Сероуглерод - это летучая жидкость, которая также легко воспламеняется, поэтому его следует хранить вдали от огня и искр или устройств, которые могут их производить, даже электрических лампочек.

Он обладает способностью растворять большое количество соединений, материалов и элементов, таких как фосфор, сера, селен, смолы, лаки и т. Д. Поэтому он находит применение в качестве растворителя.

Он также является посредником в различных промышленных химических реакциях, таких как производство искусственного шелка или искусственного шелка.

С ним следует обращаться осторожно и использовать защитные приспособления, поскольку он очень токсичен и опасен.

Структура

У сероуглерода есть один атом углерода и два атома серы по бокам от него.

Связи между атомом углерода и атомами серы ковалентные и двойные, поэтому они очень прочные. Молекула CS ₂ имеет линейную и симметричную структуру.

Линейная структура сероуглерода CS ₂ . Черный = углерод, желтый = сера. Автор: Benjah-bmm27. Источник: Wikimedia Commons.

Номенклатура

- сероуглерод

- сероуглерод

- ангидрид дитиокарбоновый

свойства

Физическое состояние

От бесцветной до желтоватой жидкости.

Молекулярный вес

76,15 г / моль

Точка плавления или затвердевания

-110,8 ° С

Точка кипения

46,0 ºC

Точка возгорания

-30 ºC (метод закрытой чашки).

температура самовоспламенения

90 ° С

плотность

Жидкость = 1,26 г / см ³ при 20 ºC.

Пар = 2,67 раза больше воздуха.

Его пары более чем в два раза тяжелее воздуха, а жидкость тяжелее воды.

Давление газа

279 мм рт. Ст. При 25 ° C.

Это высокое давление пара.

Растворимость

Очень мало растворим в воде: 2,16 г / л при 25 ° C. Растворим в хлороформе. Смешивается с этанолом, метанолом, эфиром, бензолом, хлороформом и четыреххлористым углеродом.

Химические свойства

CS ₂ легко испаряется при комнатной температуре, так как его температура кипения очень низкая, а давление пара очень высокое.

Сероуглерод очень легко воспламеняется. Его пары очень легко воспламеняются даже при нагревании от электрической лампочки. Это означает, что он очень быстро реагирует с кислородом:

CS ₂ + 3 O ₂ → CO ₂ + 2 SO ₂

Тот факт, что он имеет высокое давление пара при комнатной температуре, делает опасным находиться рядом с пламенем.

При нагревании до разложения он может легко взорваться, выделяя токсичные газы оксидов серы. При температуре выше 90 ° C он самовоспламеняется.

Он разлагается при длительном хранении. Агрессивно в отношении меди и ее сплавов. Он также вступает в реакцию с некоторыми пластиками, каучуками и покрытиями.

Реагирует при определенных условиях с водой, образуя карбонилсульфид OCS, диоксид углерода CO ₂ и сероводород H ₂ S:

CS ₂ + H ₂ O → OCS + H ₂ S

CS ₂ + 2 H ₂ O → CO ₂ + 2 H ₂ S

Со спиртами (ROH) в щелочной среде образует ксантогенаты (RO-CS-SNa):

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

получение

Сульфид углерода получают в промышленных масштабах путем реакции серы с углеродом. Процесс проводят при температуре 750-900 ° С.

С + 2 S → CS ₂

Вместо угля можно также использовать метан или природный газ, и даже использовать этан, пропан и пропилен, и в этом случае реакция протекает при 400-700 ° C с высоким выходом.

Его также можно получить реакцией природного газа с сероводородом H ₂ S при очень высокой температуре.

Присутствие в природе

CS ₂ - это натуральный продукт, присутствующий в атмосфере в очень небольших количествах (следы). Он образуется фотохимическим способом в поверхностных водах.

Воздействие солнечного света на определенные соединения, присутствующие в морской воде, такие как цистеин (аминокислота), приводит к образованию сероуглерода.

Сульфид углерода может образовываться под действием солнечного света на некоторые органические соединения, присутствующие в морской воде. Автор: Pexels. Источник: Pixabay.

Он также выделяется естественным путем во время извержений вулканов и в небольших количествах обнаруживается на болотах.

Обычно мы вдыхаем его в очень небольших количествах, и он присутствует в некоторых продуктах. Он также содержится в сигаретном дыме.

В окружающей среде он разлагается солнечным светом. На земле он движется сквозь него. Некоторые микроорганизмы в почве разрушают его.

Приложения

В химической промышленности

Сероуглерод является важным химическим соединением, поскольку он используется для получения других химикатов. Он может действовать как промежуточный химический продукт.

Он также используется в качестве технологического растворителя, например, для растворения фосфора, серы, селена, брома, йода, жиров, смол, восков, лаков и камедей.

Это позволяет, среди прочего, производить фармацевтические продукты и гербициды.

В производстве вискозы и целлофана

С помощью CS ₂ получают ксантогенаты, которые являются соединениями, используемыми при производстве вискозы и целлофана.

Для получения искусственного шелка или искусственного шелка начинают использовать целлюлозу, которую обрабатывают щелочью и сероуглеродом CS ₂ и превращают в ксантогенат целлюлозы, растворимый в щелочи. Этот раствор вязкий и поэтому называется «вязким».

Вискоза проталкивается через очень маленькие отверстия в кислотной ванне. Здесь ксантогенат целлюлозы снова превращается в целлюлозу, которая нерастворима, и образуются длинные блестящие нити.

Нити или волокна могут быть скручены в материал, известный как вискоза.

(1) Целлюлоза + NaOH → Щелочная целлюлоза

ROH + NaOH → RONa

(2) Щелочная целлюлоза + сероуглерод → ксантогенат целлюлозы

RONa + S = C = S → RO - C (= S) –SNa

(3) Ксантогенат целлюлозы + кислота → Целлюлоза (нити)

RO - C (= S) –SNa + кислота → ROH

Одежда из искусственного шелка, волокна, в котором участвует сероуглерод. Тобиас «ToMar» Майер. Источник: Wikimedia Commons.

Если целлюлозу осаждают путем пропускания ксантогената через узкую щель, целлюлоза регенерируется в виде тонких листов, составляющих целлофан. Он смягчается глицерином и используется в качестве защитной пленки для предметов.

Целлофан производится с помощью сероуглерода. Автор: Ганс Браксмайер. Источник: Pixabay.

При производстве тетрахлорметана

Сероуглерод реагирует с хлором Cl ₂ с образованием тетрахлорида углерода CCl ₄ , который является важным негорючим растворителем.

CS ₂ + 3 Cl ₂ → CCl ₄ + S ₂ Cl ₂

В различных приложениях

Сероуглерод участвует в холодной вулканизации каучуков, служит промежуточным продуктом при производстве пестицидов и используется для получения катализаторов в нефтяной промышленности и при производстве бумаги.

Ксантаты, полученные с CS ₂ , используются при флотации минералов.

Древнее использование

CS ₂ - яд для живых организмов. Раньше его использовали для уничтожения вредителей, таких как крысы, сурки и муравьи, выливая жидкость в любое закрытое пространство, в котором эти животные жили (норы и муравейники).

При использовании для этой цели густые токсичные пары уничтожали все живые организмы, находившиеся в замкнутом пространстве.

Он также использовался как глистогонное средство для животных и для уничтожения личинок мясных мух из желудка лошадей.

В сельском хозяйстве он использовался как инсектицид и нематоцид, для фумигации почвы, для фумигации питомников, зернохранилищ, силосов и мельниц. Также опрыскивались железнодорожные вагоны, корабли и баржи.

Фермер в 1904 году опрыскивает почву сероуглеродом для борьбы с вредителями виноградных растений. Ölgemälde von Hans Pühringer, 1904 год. Источник: Wikimedia Commons.

Все эти виды использования были запрещены из-за высокой воспламеняемости и токсичности CS ₂ .

риски

CS ₂ легко воспламеняется. Многие из их реакций могут вызвать пожар или взрыв. Смеси его паров с воздухом взрывоопасны. При воспламенении выделяет раздражающие или токсичные газы.

Сероуглерод нельзя сливать в канализацию, так как смесь CS ₂ и воздуха остается в трубках, что может вызвать взрыв в случае случайного воспламенения.

Его пары самовоспламеняются при контакте с искрами или горячими поверхностями.

Сероуглерод сильно раздражает глаза, кожу и слизистые оболочки.

При вдыхании или проглатывании он серьезно влияет на центральную нервную систему, сердечно-сосудистую систему, глаза, почки и печень. Он также может всасываться через кожу, вызывая повреждение.

Ссылки

1. Национальная медицинская библиотека США. (2020). Сероуглерод. Получено с pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Моппер, К. и Кибер, DJ (2002). Фотохимия и круговорот углерода, серы, азота и фосфора. В биогеохимии растворенного в море органического вещества. Восстановлено с sciencedirect.com.
3. Мейер, Б. (1977). Промышленное использование серы и ее соединений. Сероуглерод. В области серы, энергетики и окружающей среды. Восстановлено с sciencedirect.com.
4. Поханиш, Р.П. (2012). C. Сероуглерод. В «Справочнике токсичных и опасных химических веществ и канцерогенов» Ситтига (шестое издание). Восстановлено с sciencedirect.com.
5. Моррисон, Р. Т. и Бойд, Р. Н. (2002). Органическая химия. 6-е издание. Prentice-Hall.
6. Windholz, M. et al. (редакторы) (1983). Индекс Merck. Энциклопедия химикатов, лекарств и биологических препаратов. Издание десятое. Merck & CO., Inc.