DISULFURA DE CARBON (CS2): STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI, UTILIZĂRI, RISCURI - CHIMIE - 2025

Disulfura de carbon este un compus format prin unirea unui atom de carbon (C) și doi atomi de sulf (S). Formula sa chimică este CS ₂ . Este un lichid incolor sau ușor galben, cu un miros neplăcut datorită impurităților pe care le conține (compuși de sulf). Când este pur, mirosul său este moale și dulce, similar cu cloroformul sau eterul.

Acesta își are originea în mod natural din acțiunea luminii solare asupra moleculelor organice care se găsesc în apa de mare. Mai mult, este produs în apele mlăștinoase și este, de asemenea, expulzat din vulcani împreună cu alte gaze.

Disulfura de carbon CS ₂ . Autor: Benjah-bmm27. Sursa: Wikimedia Commons.

Disulfura de carbon este un lichid volatil și este, de asemenea, foarte inflamabil, deci trebuie să fie ferit de flăcări și scântei sau dispozitive care le pot produce, chiar și becuri electrice.

Are capacitatea de a dizolva un număr mare de compuși, materiale și elemente, precum fosfor, sulf, seleniu, rășini, lacuri etc. Prin urmare, găsește utilitatea ca solvent.

Este, de asemenea, un intermediar în diferite reacții chimice industriale, precum producția de raion sau mătase artificială.

Trebuie manipulat cu precauție și cu instrumente de protecție, deoarece este foarte toxic și periculos.

Structura

Disulfura de carbon are un atom de carbon și doi atomi de sulf pe laturile acestuia.

Legăturile dintre atomul de carbon și atomii de sulf sunt covalente și duble, de aceea sunt foarte puternice. Molecula CS ₂ are o structură liniară și simetrică.

Structura liniară a disulfurii de carbon CS ₂ . Negru = carbon, galben = sulf. Autor: Benjah-bmm27. Sursa: Wikimedia Commons.

Nomenclatură

- Disulfura de carbon

- Bisulfură de carbon

- Anhidrida ditiocarbonică

Proprietăți

Stare fizică

Lichid incolor până la gălbui.

Greutate moleculară

76,15 g / mol

Punctul de topire sau de solidificare

-110,8 ° C

Punct de fierbere

46,0 ºC

Punct de aprindere

-30 ºC (metoda cupei închise).

temperatură de autoaprindere

90 ° C

Densitate

Lichid = 1,26 g / cm ³ la 20 ° C.

Abur = 2,67 ori mai mare decât aerul.

Vaporii săi sunt mai mult de două ori mai mari decât aerul și lichidul este mai greu decât apa.

Presiunea de vapori

279 mmHg la 25 ° C.

Aceasta este o presiune mare de vapori.

Solubilitate

Foarte ușor solubil în apă: 2,16 g / L la 25 ° C. Solubil în cloroform. Amestecă cu etanol, metanol, eter, benzen, cloroform și tetraclorură de carbon.

Proprietăți chimice

CS _{2 se} evaporă ușor la temperatura camerei, deoarece punctul de fierbere este foarte scăzut, iar presiunea de vapori este foarte mare.

Disulfura de carbon este extrem de inflamabilă. Vaporii săi se aprind foarte ușor, chiar și cu căldura unui bec electric. Aceasta înseamnă că reacționează foarte repede cu oxigenul:

CS ₂ + 3 O ₂ → CO ₂ + 2 SO ₂

Faptul că are o presiune mare de vapori la temperatura camerei face ca acesta să fie periculos să se afle în apropierea unei flăcări.

Când este încălzit până la descompunere, acesta poate exploda cu ușurință, emițând gaze toxice ale oxizilor de sulf. Peste 90 ° C se aprinde spontan.

Se descompune atunci când este păstrat mult timp. Atacă cuprul și aliajele sale. De asemenea, reacționează cu unele materiale plastice, cauciucuri și acoperiri.

Reacționează în anumite condiții cu apa, formând sulfură de carbonil OCS, dioxid de carbon CO ₂ și hidrulfură H ₂ S:

CS ₂ + H ₂ O → OCS + H ₂ S

CS ₂ + 2 H ₂ O → CO ₂ + 2 H ₂ S

Cu alcooli (ROH) în mediu alcalin formează xanthati (RO-CS-SNa):

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

Obținerea

Disulfura de carbon se prepară comercial prin reacția sulfului cu carbonul. Procesul se desfășoară la temperaturi de 750-900 ° C.

C + 2 S → CS ₂

În loc de cărbune, de asemenea, se poate utiliza metan sau gaz natural, ba chiar au fost folosiți etan, propan și propilenă, caz în care reacția are loc la 400-700 ° C cu randament ridicat.

Acesta poate fi , de asemenea , preparate prin reacția gazelor naturale cu hidrogen sulfurat H ₂ S la o temperatură foarte ridicată.

Prezența în natură

CS ₂ este un produs natural prezent în atmosferă în cantități foarte mici (urme). Este produs fotochimic în apele de suprafață.

Acțiunea razelor solare asupra anumitor compuși prezenți în apa de mare, cum ar fi cisteina (un aminoacid) duce la formarea disulfurii de carbon.

Disulfura de carbon se poate forma prin acțiunea razelor solare asupra unor compuși organici prezenți în apa mării. Autor: Pexels. Sursa: Pixabay.

De asemenea, este eliberat în mod natural în timpul erupțiilor vulcanice și se găsește în cantități mici peste mlaștini.

În mod normal, suntem expuși respirației în proporții foarte mici și este prezent în unele alimente. Se găsește și în fumul de țigară.

În mediu este descompus de lumina soarelui. Pe pământ se mișcă prin el. Unele microorganisme din sol îl descompun.

Aplicații

În industria chimică

Disulfura de carbon este un compus chimic important, deoarece este utilizat pentru prepararea altor substanțe chimice. Poate acționa ca un intermediar chimic.

De asemenea, este utilizat ca solvent de proces, de exemplu, pentru a dizolva fosforul, sulful, seleniul, bromul, iodul, grăsimile, rășinile, cerurile, lacurile și gumele.

Permite fabricarea de produse farmaceutice și erbicide, printre altele.

În producția de raione și celofan

Cu CS ₂ , xantați sunt preparate, care sunt compuși utilizați la fabricarea rayon și celofan.

Pentru a obține mătase artificială sau raion, se începe celuloza, care este tratată cu alcalină și disulfură de carbon CS ₂ și transformată în xantat de celuloză, solubilă în alcali. Această soluție este vâscoasă și de aceea este numită „vâscoasă”.

Viscoza este forțată prin găuri foarte mici într-o baie acidă. Aici xantatul de celuloză este transformat din nou în celuloză care este insolubil și se formează fire lungi și strălucitoare.

Firele sau filamentele pot fi rotite într-un material cunoscut sub numele de raion.

(1) Celuloză + NaOH → Alkali-celuloză

ROH + NaOH → RONa

(2) Celuloză alcalină + disulfură de carbon → xantat de celuloză

RONa + S = C = S → RO - C (= S) –SNa

(3) Xantat de celuloză + acid → Celuloză (filamente)

RO - C (= S) –Na + Acid → ROH

Îmbrăcăminte din raion, o fibră în care participă disulfura de carbon. Tobias „ToMar” Maier. Sursa: Wikimedia Commons.

Dacă celuloza este precipitată trecând xantatul printr-o fanta îngustă, celuloza este regenerată sub formă de foi subțiri care alcătuiesc celofan. Acesta este înmuiat cu glicerol și este utilizat ca o peliculă protectoare pentru obiecte.

Celofanul este obținut cu ajutorul disulfurii de carbon. Autor: Hans Braxmeier. Sursa: Pixabay.

În producția de tetraclorură de carbon

Carbon reacționează disulfurice cu clor Cl ₂ pentru a da tetraclorură de carbon CCl ₄ , care este un solvent de important necombustibile.

CS ₂ + 3 Cl ₂ → CCl ₄ + S ₂ Cl ₂

În diferite aplicații

Disulfura de carbon participă la vulcanizarea la rece a cauciucurilor, servește ca intermediar la fabricarea pesticidelor și este utilizată pentru a genera catalizatori în industria uleiului și la fabricarea hârtiei.

Xantați preparate cu CS ₂ sunt utilizate în flotație mineral.

Utilizări antice

CS ₂ este o otravă pentru organismele vii. Pe vremuri, a fost folosită pentru distrugerea dăunătorilor, cum ar fi șobolani, marmote și furnici, turnând lichidul în orice spațiu închis în care trăiau aceste animale (cremele și dealurile de furnici).

Când au fost utilizate în acest scop, vaporii toxici densi au șters orice organism viu care se afla în spațiul restrâns.

De asemenea, a fost folosit ca anthelmintic pentru animale și pentru a ucide larve de flutură din stomacul cailor.

În agricultură a fost folosit ca insecticid și nematicid, pentru fumigarea solului, pentru fumigarea pepinierelor, granarelor, silozurilor și fabricilor de cereale. De asemenea, au fost pulverizate autoturisme, nave și barje.

În 1904, un fermier care pulverizează solul cu disulfură de carbon pentru a combate un dăunător de plante de struguri. Ölgemälde von Hans Pühringer, 1904. Sursa: Wikimedia Commons.

Toate aceste utilizări au fost interzise din cauza inflamabilitatea ridicată și toxicitatea CS ₂ .

riscuri

CS ₂ este foarte inflamabil. Multe dintre reacțiile lor pot provoca incendii sau explozii. Amestecurile cu vaporii săi cu aer sunt explozive. Când este aprins, produce gaze iritante sau toxice.

Disulfura de carbon nu trebuie turnat drenurile, ca un amestec de CS ₂ și aer resturi în tuburi care pot provoca o explozie în cazul aprins de accident.

Vaporii săi se aprind spontan la contactul cu scântei sau suprafețe fierbinți.

Disulfura de carbon irita sever ochii, pielea si mucoasele.

Dacă este inhalat sau ingerat, acesta afectează grav sistemul nervos central, sistemul cardiovascular, ochii, rinichii și ficatul. De asemenea, poate fi absorbită prin piele, provocând pagube.

Referințe

1. Biblioteca Națională de Medicină din SUA. (2020). Disulfura de carbon. Recuperat din pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Mopper, K. și Kieber, DJ (2002). Fotochimia și ciclismul carbonului, sulfului, azotului și fosforului. În biogeochimia materiei organice marine dizolvate. Recuperat de la sciencedirect.com.
3. Meyer, B. (1977). Utilizări industriale ale sulfului și ale compușilor săi. Disulfura de carbon. În sulf, energie și mediu. Recuperat de la sciencedirect.com.
4. Pohanish, RP (2012). C. Disulfura de carbon. În manualul Sittig de substanțe chimice toxice și periculoase și cancerigene (a șasea ediție). Recuperat de la sciencedirect.com.
5. Morrison, RT și Boyd, RN (2002). Chimie organica. Ediția a VI-a. Prentice-Hall.
6. Windholz, M. și colab. (editori) (1983). Indicele Merck. O enciclopedie de substanțe chimice, medicamente și biologice Ediția a X-a Merck & CO., Inc.