Википедија

Јаглерод дисулфид

хемиско соединение

Јаглерод дисулфид — неорганско соединение со хемиска формула CS2 и структура S=C=S. Тоа е безбојна течност, која се користи како градежен материјал во органската синтеза. Има пријатен мирис сличен на етер или хлороформ, но комерцијалните примероци обично се жолтеникави и обично се контаминирани со нечистотии со непријатен мирис.[7]

Јаглерод дисулфид
Carbon disulfide
Назив според МСЧПХ
Метандитион
Други називи

Јаглерод бисулфид

Назнаки
75-15-0 Ок
Бајлштајн 1098293
ChEBI CHEBI:23012 Ок
ChEMBL ChEMBL1365180
ChemSpider 6108 Ок
EC-број 200-843-6
3Д-модел (Jmol) Слика
KEGG C19033 Ок
PubChem 6348
RTECS-бр. FF6650000
UNII S54S8B99E8 Ок
ОН-бр. 1131
Својства
Хемиска формула
Моларна маса 0 g mol−1
Изглед Безбојна течност
Нечиста: свето жолта
Мирис Пријатен, слично на диетил етер- или хлороформ
Комерцијална: Гул, како скапана ротквица
Густина 1.539 g/cm3 (−186°C)
1.2927 g/cm3 (0 °C)
1.266 g/cm3 (25 °C)[1]
Точка на топење
Точка на вриење
2,58 g/L (0 °C)
2.39 g/L (10 °C)
2,17 g/L (20 °C)[2]
0,14 g/L (50 °C)[1]
Растворливост Растворлив во етанол, диетил етер, бензен, масло, CHCl3, CCl4
Растворливост во мравја киелина 4,66 g/100 g[1]
Растворливост во dimethyl sulfoxide 45 g/100 g (20.3 °C)[1]
Парен притисок 48,1 kPa (25 °C)
82.4 kPa (40 °C)[3]
−42,2·10−6 cm3/mol
Показател на прекршување (nD) 1,627[4]
Вискозност 0,436 cP (0 °C)
0,363 cP (20 °C)
Структура
Геометрија на молекулата Linear
Диполен момент 0 D (20 °C)[1]
Термохемија
Ст. енталпија на
образување ΔfHo298 		88,7 kJ/mol[1]
Ст. енталпија на
согорување ΔcHo298 		1687,2 kJ/mol[3]
Стандардна моларна
ентропија So298 		151 J/(mol·K)[1]
Специфичен топлински капацитет, C 75,73 J/(mol·K)[1]
Опасност
Безбедност при работа:
Опасност од вдишување
 Надразнувачки; токсично
Опасност по очите
 Надразнувачки
Опасност по кожата
 Надразнувачки
GHS-ознаки:[4]
Пиктограми
 GHS02: Запаливо GHS06: Токсично GHS08: Опасност по здравјето
Сигнални зборови
 Опасност
Изјави за опасност
 H225, H315, H319, H361, H372
Изјави за претпазливост
 P210, P281, P305+P351+P338, P314
ICSC 0022
NFPA 704
3
3
0
Температура на запалување −43 °C (−45 °F; 230 K)[1]
102 °C (216 °F; 375 K)[1]
Граници на запалливост 1,3–50%[5]
Смртоносна доза или концентрација:
3188 mg/kg (стаорец, орално)
>1670 ppm (стаорец, 1 h)
15500 ppm (стаорец, 1 h)
3000 ppm (rat, 4 h)
3500 ppm (стаорец, 4 h)
7911 ppm (стаорец, 2 h)
3165 ppm (глушец, 2 h)[6]
4000 ppm (човек, 30 min)[6]
NIOSH (здравствени граници во САД):
PEL (дозволива)
 TWA 20 ppm C 30 ppm 100 ppm (30-минутен максимален врв)[5]
REL (препорачана)
 TWA 1 ppm (3 mg/m3) ST 10 ppm (30 mg/m3) [кожа][5]
IDLH (непосредна опасност)
 500 ppm[5]
Дополнителни податоци
 Ок(што е ова?)  (провери)
Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa)
Наводи

Историја

уреди

Во 1796 година, германскиот хемичар Вилхелм Август Лампадиус (1772–1842) прв го подготвил јаглерод дисулфид со загревање на пирит со влажен јаглен. Тој го нарече „течен сулфур“ (flüssig Schwefel).[8] Составот на јаглеродниот дисулфид конечно бил одреден во 1813 година од тимот на шведскиот хемичар Јонс Јакоб Берзелиус (1779–1848) и швајцарско-британскиот хемичар Александар Марсет (1770–1822).[9] Нивната анализа беше во согласност со емпириската формула на CS2.[10]

Појава, производство, својства

уреди

Мали количини на јаглерод дисулфид се ослободуваат од вулкански ерупции и мочуришта. CS2 некогаш бил произведен со комбинирање на јаглерод (или кокс) и сулфур на 800-1000 °C.[11]

C + 2S → CS2

Реакцијата со пониска температура, која бара само 600 °C, користи природен гас како извор на јаглерод во присуство на силика гел или катализатори на алумина:[7]

2 CH4 + S8 → 2 CS2 + 4 H2S

Реакцијата е аналогна на согорувањето на метан.

Глобалното производство/потрошувачка на јаглерод дисулфид е приближно еден милион тони, при што Кина троши 49 %, по што следи Индија со 13 %, најмногу за производство на вискозански влакна.[12] Производството на САД во 2007 година беше 56.000 тони.[13]

Растворувач

уреди

Јаглерод дисулфидот е растворувач за фосфор, сулфур, селен, бром, јод, масти, смоли, гума и асфалт.[14] Се користи за прочистување на јаглеродни наноцевки со еден ѕид.[15]

Реакции

уреди

Согорувањето на CS2 дава сулфур диоксид според оваа идеална стехиометрија:

CS2 + 3 O2 → CO2 + 2 SO2

Со нуклеофили

уреди

На пример, амините даваат дитиокарбамати:[16]

2 R2NH + CS2 → [R2NH2+][R2NCS2−]

Ксантатите се формираат слично од алкоксидите:[16]

RONa + CS2 → [Na+][ROCS2−]

Оваа реакција е основа за производство на регенерирана целулоза, главната состојка на вискоза и целофан. И ксантатите и поврзаните тиоксантати (добиени од третман на CS2 со натриум тиолати) се користат како средства за флотација во преработката на минералите.

По третман со натриум сулфид, јаглеродниот дисулфид дава тритиокарбонат:[16]

Na2S + CS2 → [Na+]2[CS32−]

Јаглеродниот дисулфид не се хидролизира лесно, иако процесот е катализиран од ензимот јаглерод дисулфид хидролаза.

Во споредба со изоелектронскиот јаглерод диоксид, CS2 е послаб електрофил. Додека, сепак, реакциите на нуклеофилите со CO2 се многу реверзибилни и производите се изолираат само со многу силни нуклеофили, реакциите со CS2 се термодинамички поповолни што овозможуваат формирање на производи со помалку реактивни нуклеофили.[17]

Редукција

уреди

Редукцијата на јаглерод дисулфид со натриум дава натриум 1,3-дитиол-2-тион-4,5-дитиолат заедно со натриум тритиокарбонат:[18]

4 Na + 4 CS2 → Na2C3S5 + Na2CS3

Хлорирање

уреди

Хлорирањето на CS2 обезбедува пат до јаглерод тетрахлорид:[7]

CS2 + 3 Cl2 → CCl4 + S2Cl2

Оваа конверзија се одвива преку посредство на тиофосген, CSCl2.

Координативна хемија

уреди

CS2 е лиганд за многу метални комплекси, формирајќи пи комплекси. Еден пример е CpCo(η2-CS2)(PMe3).[19]

Полимеризација

уреди

CS2 се полимеризира при фотолиза или под висок притисок за да даде нерастворлив материјал наречен car-sul или „Bridgman's black“, именуван по откривачот на полимерот, Перси Вилијамс Бриџман.[20] Тритиокарбонатните (-S-C(S)-S-) врски го сочинуваат, делумно, столбот на полимерот, кој е полуспроводник.[21]

Употреба

уреди

Главните индустриски употреби на јаглеродниот дисулфид, кој троши 75 % од годишното производство, се производство на вискоза и целофан филм.[22]

Тоа е исто така ценет посредник во хемиската синтеза на јаглерод тетрахлорид. Широко се користи во синтезата на органосулфурни соединенија како што се ксантатите, кои се користат при флотација на пена, метод за екстракција на метали од нивните руди. Јаглеродниот дисулфид е исто така прекурсор на дитиокарбаматите, кои се користат како лекови (на пример, метам натриум) и во хемија на гуми.

Други употреби

уреди
 
Carbon disulfide insecticide ad from the 1896 issue of The American Elevator and Grain Trade magazine

Може да се користи за дезинсекција на херметички складишта за складирање, херметички рамни складишта, канти, лифтови за жито, железнички вагони, бродови, шлеп и мелници за житарки.[23] Јаглеродниот дисулфид исто така се користи како инсектицид за дезинсекција на житарици, расадник, за зачувување на свежо овошје и како средство за дезинфекција на почвата против инсекти и нематоди.[24]

Здравствени ефекти

уреди

Јаглеродниот дисулфид е поврзан со акутни и хронични форми на труење, со различен опсег на симптоми.[25]

Концентрациите од 500–3000 mg/m3 предизвикуваат акутно и субакутно труење. Тие вклучуваат збир на претежно невролошки и психијатриски симптоми, наречени encephalopathia sulfocarbonica. Симптомите вклучуваат акутна психоза (маничен делириум, халуцинации), параноични идеи, губење на апетит, гастроинтестинални и сексуални нарушувања, полиневритис, миопатија и промени во расположението (вклучувајќи раздразливост и лутина). Ефектите забележани при пониски концентрации вклучуваат невролошки проблеми (енцефалопатија, психомоторни и психолошки нарушувања, полиневритис, абнормалности во спроводливоста на нервите), проблеми со видот (горење на очите, абнормални светлосни реакции, зголемен офталмолошки притисок ), проблеми со срцето (зголемена смртност од срцеви заболувања, ангина пекторис , висок крвен притисок) и репродуктивни проблеми (зголемени спонтани абортуси, неподвижна или деформирана сперма) и намален имунолошки одговор.[26]

Професионалната изложеност на јаглерод дисулфид е исто така поврзана со кардиоваскуларни болести, особено мозочен удар.[27]

Во 2000 година, СЗО веруваше дека здравствените штети се малку веројатни на нивоа под 100 μg/m3, и го постави ова како ниво на упатство. Јаглеродниот сулфид може да се намириса на нивоа над 200 μg/m3, а СЗО препорача сензорни упатства под 20 μg/m3. Добро е докажано дека изложеноста на јаглерод дисулфид е штетна за здравјето во концентрации на или над 30 mg/m3 Промени во функцијата на централниот нервен систем се забележани во концентрации од 20–25 mg/m3. Исто така, постојат извештаи за штети по здравјето на 10 mg/m3, за изложеност од 10-15 години, но недостатокот на добри податоци за претходните нивоа на изложеност ја прави поврзаноста на овие штети со концентрациите од 10 mg/m3 несигурна. Измерената концентрација од 10 mg/m3 може да биде еквивалентна на концентрација во општата средина од 1 mg/m3.[26]

Извори на животната средина

уреди

Примарниот извор на јаглерод дисулфид во животната средина се фабриките за вискоза.[26] Повеќето глобални емисии на јаглерод дисулфид доаѓаат од производството на вискоза, од 2008 година.[28] Други извори вклучуваат производство на целофан, јаглерод тетрахлорид,[28] саѓи и обновување на сулфур. Производството на јаглерод дисулфид исто така испушта јаглерод дисулфид.[29]

Отсега, околу 250 g јаглерод дисулфид се испуштаат по килограм произведен вискоза. Околу 30 g јаглерод дисулфид се испуштаат по килограм произведени саѓи. Околу 0,341 g јаглерод дисулфид се испушта по килограм обновен сулфур.[29]

Јапонија ги намали емисиите на јаглерод дисулфид по килограм произведен вискоза, но во другите земји производители на вискоза, вклучително и Кина, се претпоставува дека емисиите се неконтролирани (врз основа на глобално моделирање и големи мерења на концентрацијата на слободен воздух). Производството на вискоза е стабилно или се намалува, освен во Кина, каде што се зголемува, од 2004 г.[29] Производството на саѓи во Јапонија и Кореја користи горилници за уништување на околу 99 % од јаглеродниот дисулфид што инаку би се испуштал.[29] Кога се користи како растворувач, јапонските емисии се околу 40 % од употребениот јаглерод дисулфид; на друго место, просекот е околу 80 %.[29]

Поголем дел од производството на вискоза користи јаглерод сулфид.[30][31] Еден исклучок е вискоза направена со помош на процесот lyocell, кој користи различен растворувач; од 2018 процесот lyocell не е широко користен, бидејќи е поскап од процесот на вискоза.[32][33] Купрамониумската вискоза исто така не користи јаглерод дисулфид.

Историска и актуелна изложеност

уреди

Индустриските работници кои работат со јаглерод дисулфид се изложени на висок ризик. Емисиите исто така може да му наштетат на здравјето на луѓето кои живеат во близина на растенијата од вискоза.[26]

Загриженоста за изложеноста на јаглерод дисулфид има долга историја.[22][34][35]:79 Околу 1900 година, јаглеродниот дисулфид стана широко користен во производството на вулканизирана гума. Психозата предизвикана од високата експозиција беше веднаш очигледна (пријавена е со 6 месеци изложеност[26]). Сер Томас Оливер раскажа приказна за фабрика за гума која постави решетки на прозорците за работниците да не скокнат до смрт.[35]:17 Употребата на јаглерод дисулфид во САД како потежок од воздухот кој бил отров за копнената верверица на Ричардсон, исто така, води до извештаи за психоза. Не беше објавена систематска медицинска студија за ова прашање, а знаењето не беше пренесено во индустријата за вискоза.[31]

Првата голема епидемиолошка студија на работниците од вискоза беше направена во САД кон крајот на 1930-тите, и откри прилично тешки ефекти кај 30 % од работниците. Податоците за зголемен ризик од срцев удар и мозочен удар се појавија во 1960-тите. Courtaulds, голем производител на вискоза, работеше напорно за да спречи објавување на овие податоци во ОК.[31] Просечните концентрации во растенијата со примероци од вискоза беа намалени од околу 250 mg/m3 во 1955-1965 година на околу 20–30 mg/m3 во 1980-тите.[26] Оттогаш, производството на вискоза во голема мера се пресели во светот во развој, особено во Кина, Индонезија и Индија.[30][31]

Стапките на инвалидитет во современите фабрики се непознати, од 2016 година.[30][36] Сегашните производители кои го користат процесот на вискоза не даваат никакви информации за штета на нивните работници.[30][31]

Поврзано

уреди

Наводи

уреди
  1. ↑ 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 „Properties of substance: carbon disulfide“. chemister.ru.
  2. ↑ Seidell, Atherton; Linke, William F. (1952). Solubilities of Inorganic and Organic Compounds. Van Nostrand.
  3. ↑ 3,0 3,1 Carbon disulfide in Linstrom, Peter J.; Mallard, William G. (eds.); NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg (MD) (посетено на 2014-05-27).
  4. ↑ 4,0 4,1 Sigma-Aldrich Co., Carbon disulfide. Retrieved on 2014-05-27.
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 „Џебен водич за опасните хемиски материи #0104“. Национален институт за безбедност и здравје при работа (NIOSH). (англиски)
  6. ↑ 6,0 6,1 „Carbon disulfide“. Immediately Dangerous to Life and Health. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 Holleman, Arnold Frederik; Wiberg, Egon (2001), Wiberg, Nils (уред.), Inorganic Chemistry, Преведено од Eagleson, Mary; Brewer, William, San Diego/Berlin: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5.
  8. ↑ Lampadius (1796). „Etwas über flüssigen Schwefel, und Schwefel-Leberluft“ [Something about liquid sulfur and liver-of-sulfur gas (i.e., hydrogen sulfide)]. Chemische Annalen für die Freunde der Naturlehre, Arzneygelährtheit, Haushaltungskunst und Manufacturen (Chemical Annals for the Friends of Science, Medicine, Economics, and Manufactures) (германски) (2): 136–137.
  9. ↑ Berzelius, J.; Marcet, Alexander (1813). „Experiments on the alcohol of sulphur, or sulphuret of carbon“. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 103: 171–199. doi:10.1098/rstl.1813.0026. S2CID 94745906.
  10. ↑ (Berzelius and Marcet, 1813), p. 187.
  11. ↑ Warnecke, Friedrich (1941). „Die gewerbliche Schwefelkohlenstoffvergiftung“. Archiv für Gewerbepathologie und Gewerbehygiene (германски). Springer Science and Business Media LLC. 11 (2): 198–248. doi:10.1007/bf02122927. ISSN 0340-0131. S2CID 72106188.
  12. ↑ „Carbon Disulfide report from IHS Chemical“. Посетено на June 15, 2013.
  13. ↑ „Chemical profile: carbon disulfide from ICIS.com“. Посетено на June 15, 2013.
  14. ↑ „Carbon Disulfide“. Akzo Nobel. Архивирано од изворникот на 2017-09-03. Посетено на 2010-12-16.
  15. ↑ Park, Tae-Jin; Banerjee, Sarbajit; Hemraj-Benny, Tirandai; Wong, Stanislaus S. (2006). „Purification strategies and purity visualization techniques for single-walled carbon nanotubes“. Journal of Materials Chemistry. 16 (2): 141–154. doi:10.1039/b510858f. S2CID 581451.
  16. ↑ 16,0 16,1 16,2 Yokoyama, Masataka; Imamoto, Tsuneo (1984). „Organic Reactions of Carbon Disulfide“. Synthesis. Georg Thieme Verlag KG. 1984 (10): 797–824. doi:10.1055/s-1984-30978. ISSN 0039-7881.
  17. ↑ Li, Zhen; Mayer, Robert J.; Ofial, Armin R.; Mayr, Herbert (2020-04-27). „From Carbodiimides to Carbon Dioxide: Quantification of the Electrophilic Reactivities of Heteroallenes“. Journal of the American Chemical Society. 142 (18): 8383–8402. doi:10.1021/jacs.0c01960. PMID 32338511. S2CID 216557447.
  18. ↑ „4,5-Dibenzoyl-1,3-dithiole-1-thione“. Org. Synth. 73: 270. 1996. doi:10.15227/orgsyn.073.0270.
  19. ↑ Werner, Helmut (1982). „Novel Coordination Compounds formed from CS2 and Heteroallenes“. Coordination Chemistry Reviews. 43: 165–185. doi:10.1016/S0010-8545(00)82095-0.
  20. ↑ Bridgman, P.W. (1941). „Explorations toward the limit of utilizable pressures“. Journal of Applied Physics. 12 (6): 461–469. Bibcode:1941JAP....12..461B. doi:10.1063/1.1712926.
  21. ↑ Ochiai, Bungo; Endo, Takeshi (2005). „Carbon dioxide and carbon disulfide as resources for functional polymers“. Progress in Polymer Science. 30 (2): 183–215. doi:10.1016/j.progpolymsci.2005.01.005.
  22. ↑ 22,0 22,1 Lay, Manchiu D. S.; Sauerhoff, Mitchell W.; Saunders, Donald R.; "Carbon Disulfide", in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2000 doi:10.1002/14356007.a05_185
  23. ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2. изд.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419.
  24. ↑ Worthing, Charles R.; Hance, Raymond J. (1991). The Pesticide Manual, A World Compendium (9. изд.). British Crop Protection Council. ISBN 9780948404429.
  25. ↑ „ATSDR - Public Health Statement: Carbon Disulfide“. www.atsdr.cdc.gov. Посетено на 2020-01-17.
  26. ↑ 26,0 26,1 26,2 26,3 26,4 26,5 „Chapter 5.4 : Carbon disulfide“. Air Quality Guidelines (PDF) (2. изд.). WHO Regional Office for Europe, Copenhagen, Denmark. 2000. Архивирано од изворникот (PDF) на 2022-10-18. Посетено на 31 July 2021.
  27. ↑ „Occupational health and safety – chemical exposure“. www.sbu.se (англиски). Swedish Agency for Health Technology Assessment and Assessment of Social Services (SBU). Архивирано од изворникот на 2017-06-06. Посетено на 2017-06-07.
  28. ↑ 28,0 28,1 https://www.dir.ca.gov/dosh/DoshReg/CarbonDisulfide5155-4-08.doc. Отсутно или празно |title= (help)
  29. ↑ 29,0 29,1 29,2 29,3 29,4 Blake, Nicola J. (2004). „Carbonyl sulfide and carbon disulfide: Large-scale distributions over the western Pacific and emissions from Asia during TRACE-P“. Journal of Geophysical Research. 109 (D15): D15S05. Bibcode:2004JGRD..10915S05B. doi:10.1029/2003JD004259. S2CID 43793469.
  30. ↑ 30,0 30,1 30,2 30,3 Nijhuis, Michelle (2009). „Bamboo Boom: Is This Material for You?“. Scientific American. 19 (2): 60–65. Bibcode:2009SciAm..19f..60N. doi:10.1038/scientificamericanearth0609-60.
  31. ↑ 31,0 31,1 31,2 31,3 31,4 Swan, Norman; Blanc, Paul (20 February 2017). „The health burden of viscose rayon“. ABC Radio National (англиски).
  32. ↑ „Regenerated cellulose by the Lyocell process, a brief review of the process and properties :: BioResources“. BioRes. 2018.
  33. ↑ Tierney, John William (2005). Kinetics of Cellulose Dissolution in N-MethylMorpholine-N-Oxide and Evaporative Processes of Similar Solutions (Thesis).
  34. ↑ St. Clair, Kassia (2018). The Golden Thread: How Fabric Changed History. London: John Murray. стр. 213–215. ISBN 978-1-4736-5903-2. OCLC 1057250632.
  35. ↑ 35,0 35,1 Blanc, M.D., Paul David (15 November 2016). Fake Silk / The Lethal History of Viscose Rayon. Yale University Press. ISBN 9780300204667. Посетено на 17 December 2020. in 1915,...[of 16] carbon disulfide poisoning cases....one worker had been briefly committed to an asylum and several others had experienced nervous system complaints...
  36. ↑ Monosson, Emily (2016). „Toxic textiles“. Science. 354 (6315): 977. Bibcode:2016Sci...354..977M. doi:10.1126/science.aak9834. PMID 27884997. S2CID 45869497.

Надворешни врски

уреди
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Јаглерод_дисулфид&oldid=5223325“