KOLDISULFID (CS2): STRUKTUR, EGENSKAPER, ANVÄNDNING, RISKER - KEMI - 2025

Den koldisulfid är en förening bildad genom förening av en kolatom (C) och två svavelatomer (S). Dess kemiska formel är CS ₂ . Det är en färglös eller svagt gul vätska med en obehaglig lukt på grund av föroreningar som den innehåller (svavelföreningar). När den är ren är lukten mjuk och söt, liknande kloroform eller eter.

Det härstammar naturligt från verkan av solljus på organiska molekyler som finns i havsvatten. Dessutom produceras det i träskvatten och förvisas också från vulkaner tillsammans med andra gaser.

Koldisulfid CS ₂ . Författare: Benjah-bmm27. Källa: Wikimedia Commons.

Koldisulfid är en flyktig vätska och är också mycket brandfarlig, så den bör hållas borta från lågor och gnistor eller enheter som kan producera dem, även elektriska glödlampor.

Det har förmågan att lösa upp ett stort antal föreningar, material och element, såsom fosfor, svavel, selen, hartser, lack etc. Därför finner den användbarhet som lösningsmedel.

Det är också en mellanhand i olika industriella kemiska reaktioner, såsom produktion av rayon eller konstgjord siden.

Det måste hanteras med försiktighet och skyddsredskap eftersom det är mycket giftigt och farligt.

Strukturera

Koldisulfid har en kolatom och två svavelatomer på sidorna av den.

Bindningarna mellan kolatomen och svavelatomerna är kovalenta och dubbla, därför är de mycket starka. CS _2- molekylen har en linjär och symmetrisk struktur.

Linjär struktur för koldisulfid CS ₂ . Svart = kol, gult = svavel. Författare: Benjah-bmm27. Källa: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

- Koldisulfid

- Kolbisulfid

- Dithiokarbonanhydrid

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Färglös till gulaktig vätska.

Molekylvikt

76,15 g / mol

Smält- eller stelningspunkt

-110,8 ° C

Kokpunkt

46,0 ºC

Flampunkt

-30 ºC (metod med stängd kopp).

Autoignitionstemperatur

90 ° C

Densitet

Vätska = 1,26 g / cm ³ vid 20 ° C.

Ånga = 2,67 gånger luftens.

Ångorna är mer än dubbelt så tunga som luft och vätskan är tyngre än vatten.

Ångtryck

279 mmHg vid 25 ° C

Detta är ett högt ångtryck.

löslighet

Mycket lättlösligt i vatten: 2,16 g / L vid 25 ° C. Löslig i kloroform. Blandbar med etanol, metanol, eter, bensen, kloroform och koltetraklorid.

Kemiska egenskaper

CS ₂ förångas lätt vid rumstemperatur eftersom dess kokpunkt är mycket låg och dess ångtryck är mycket hög.

Koldisulfid är extremt brandfarligt. Ångorna antänds mycket lätt, även med värmen från en elektrisk glödlampa. Detta innebär att den reagerar med syre mycket snabbt:

CS ₂ + 3 O ₂ → CO ₂ + 2 SO ₂

Det faktum att det har ett högt ångtryck vid rumstemperatur gör det farligt att vara i närheten av en låga.

När den värms upp till sönderdelning kan den lätt explodera och avge giftiga gaser av svaveloxider. Över 90 ° C antänds det spontant.

Den sönderdelas när den lagras under lång tid. Anfaller koppar och dess legeringar. Det reagerar också med vissa plaster, gummin och beläggningar.

Reagerar under vissa förhållanden med vatten, bildar OCS karbonylsulfid, CO ₂ koldioxid och H ₂ S väte disulfid :

CS ₂ + H ₂ O → OCS + H ₂ S

CS ₂ + 2 H ₂ O → CO ₂ + 2 H ₂ S

Med alkoholer (ROH) i alkaliskt medium bildar xantater (RO-CS-SNa):

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

Erhållande

Koldisulfid framställs kommersiellt genom omsättning av svavel med kol. Processen utförs vid temperaturer på 750-900 ° C.

C + 2 S → CS ₂

I stället för kol kan metan eller naturgas också användas och till och med etan, propan och propen har använts, i vilket fall reaktionen sker vid 400-700 ° C med högt utbyte.

Den kan också framställas genom omsättning av naturgas med vätesulfid H ₂ S vid en mycket hög temperatur.

Närvaro i naturen

CS ₂ är en naturlig produkt som finns i atmosfären i mycket små mängder (spår). Det produceras fotokemiskt i ytvatten.

Solljusets verkan på vissa föreningar som finns i havsvatten, såsom cystein (en aminosyra) leder till bildning av koldisulfid.

Koldisulfid kan bildas genom verkan av solljus på vissa organiska föreningar som finns i havsvatten. Författare: Pexels. Källa: Pixabay.

Det släpps också naturligt under vulkanutbrott och finns i små mängder över träsk.

Vi utsätts normalt för att andas in det i mycket små proportioner och det finns i vissa livsmedel. Det finns också i cigarettrök.

I miljön sönderdelas den av solljus. På marken rör sig den genom den. Vissa mikroorganismer i jorden bryter ner den.

tillämpningar

Inom den kemiska industrin

Koldisulfid är en viktig kemisk förening eftersom den används för att framställa andra kemikalier. Det kan fungera som en kemisk mellanprodukt.

Det används också som ett processlösningsmedel till exempel för att lösa fosfor, svavel, selen, brom, jod, fetter, hartser, växer, lacker och tandkött.

Det möjliggör bland annat tillverkning av farmaceutiska produkter och herbicider.

Vid rayon- och cellofanproduktion

Med CS ₂ framställs xantater, vilka är föreningar som används vid tillverkning av rayon och cellofan.

För att erhålla konstgjord silke eller rayon startas cellulosa, som behandlas med alkali och koldisulfid CS ₂ och omvandlas till cellulosa xantat, lösligt i alkali. Denna lösning är viskös och kallas därför "viskös".

Viskosen tvingas genom mycket små hål i ett surt bad. Här förvandlas cellulosakantatet tillbaka till cellulosa som är olöslig och långa glänsande trådar bildas.

Trådarna eller filamenten kan spinnas till ett material som kallas rayon.

(1) Cellulosa + NaOH → Alkali-cellulosa

ROH + NaOH → RONa

(2) Alkali-cellulosa + koldisulfid → Cellulosa xantat

RONa + S = C = S → RO - C (= S) –SNa

(3) Cellulosa xantat + syra → Cellulosa (filament)

RO - C (= S) –SNa + Syra → ROH

Plagg tillverkade av rayon, en fiber där koldisulfid deltar. Tobias "ToMar" Maier. Källa: Wikimedia Commons.

Om cellulosan fälls ut genom att passera xantatet genom en smal spalt, regenereras cellulosan i form av tunna ark som utgör cellofanen. Detta mjukas med glycerol och används som en skyddande film för föremål.

Cellofan tillverkas med hjälp av koldisulfid. Författare: Hans Braxmeier. Källa: Pixabay.

Vid produktion av koltetraklorid

Koldisulfid reagerar med klor Cl ₂ att ge koltetraklorid CCl ₄ , som är en viktig icke-brännbart lösningsmedel.

CS ₂ + 3 Cl ₂ → CCl ₄ + S ₂ Cl ₂

I olika applikationer

Koldisulfid deltar i den kalla vulkaniseringen av gummi, tjänar som en mellanprodukt vid tillverkningen av bekämpningsmedel och används för att generera katalysatorer i oljeindustrin och vid tillverkning av papper.

Xanthates framställda med CS ₂ används i mineralflotation.

Forntida användningar

CS ₂ är ett gift för levande organismer. Tidigare användes det för att förstöra skadedjur som råttor, marmottar och myror, och hällde vätskan i alla stängda utrymmen där dessa djur bodde (hålor och myrkullar).

När de användes för detta ändamål, torkade de giftiga ångorna bort alla levande organismer som fanns i det trånga utrymmet.

Det användes också som en anthelmintic för djur och för att döda blåsande larver från hästar.

Inom jordbruket användes det som en insekticid och nematicid för att göra rök på marken för att göda plantskolor, spannmål, silor och spannmålskvarnar. Järnvägsbilar, fartyg och pråmar sprayades också.

En bonde 1904 besprutade jorden med koldisulfid för att bekämpa en skadedjur av druvväxter. Ölgemälde von Hans Pühringer, 1904. Källa: Wikimedia Commons.

Alla dessa användningar var förbjudna på grund av CS _{2: s} höga brandfarlighet och toxicitet .

risker

CS ₂ är mycket brandfarligt. Många av deras reaktioner kan orsaka brand eller explosion. Blandningar av dess ångor med luft är explosiva. Vid antändning producerar det irriterande eller giftiga gaser.

Koldisulfid får inte hällas ned i avloppet, eftersom en blandning av CS ₂ och luft kvarstår i rören som kan orsaka en explosion om den antänds av misstag.

Ångorna antänds spontant vid kontakt med gnistor eller heta ytor.

Koldisulfid irriterar allvarligt ögon, hud och slemhinnor.

Om det inandas eller intas påverkar det allvarligt centrala nervsystemet, det kardiovaskulära systemet, ögonen, njurarna och levern. Det kan också absorberas genom huden och orsaka skador.

referenser

1. US National Library of Medicine. (2020). Koldisulfid. Återställs från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Mopper, K. och Kieber, DJ (2002). Fotokemi och cykling av kol, svavel, kväve och fosfor. In Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter. Återställs från sciencedirect.com.
3. Meyer, B. (1977). Industriella användningar av svavel och dess föreningar. Koldisulfid. I svavel, energi och miljö. Återställs från sciencedirect.com.
4. Pohanish, RP (2012). C. Koldisulfid. I Sittigs handbok om toxiska och farliga kemikalier och cancerframkallande ämnen (sjätte upplagan). Återställs från sciencedirect.com.
5. Morrison, RT och Boyd, RN (2002). Organisk kemi. 6: e upplagan. Prentice-Hall.
6. Windholz, M. et al. (redaktörer) (1983). Merck-indexet. En encyklopedi av kemikalier, läkemedel och biologiska. Tionde upplagan. Merck & CO., Inc.