SULFID UHLIČITÝ (CS2): STRUKTURA, VLASTNOSTI, POUŽITÍ, RIZIKA - CHEMIE - 2025

Sirouhlíku je sloučenina vytvořená spojením atomu uhlíku (C) a dvěma atomy síry (S). Jeho chemický vzorec je CS ₂. Je to bezbarvá nebo slabě žlutá kapalina s nepříjemným zápachem kvůli nečistotám, které obsahuje (sloučeniny síry). Když je čistá, její vůně je jemná a sladká, podobná chloroformu nebo etheru.

Pochází přirozeně z působení slunečního světla na organické molekuly, které se nacházejí v mořské vodě. Kromě toho se vyrábí v bažinatých vodách a vylučuje se ze sopek spolu s dalšími plyny.

Sulfid uhličitý CS ₂. Autor: Benjah-bmm27. Zdroj: Wikimedia Commons.

Sulfid uhličitý je těkavá kapalina a je také vysoce hořlavý, proto by se měl držet mimo plamen a jiskry nebo zařízení, která je mohou produkovat, dokonce i elektrické žárovky.

Má schopnost rozpustit velké množství sloučenin, materiálů a prvků, jako je fosfor, síra, selen, pryskyřice, laky atd. Proto najde užitečnost jako rozpouštědlo.

Je také prostředníkem v různých průmyslových chemických reakcích, jako je výroba hedvábí nebo umělého hedvábí.

S ním se musí zacházet opatrně as ochrannými nástroji, protože je velmi toxický a nebezpečný.

Struktura

Sulfid uhlíku má na svých stranách jeden atom uhlíku a dva atomy síry.

Vazby mezi atomem uhlíku a atomy síry jsou kovalentní a dvojité, proto jsou velmi silné. Molekula CS ₂ má lineární a symetrickou strukturu.

Lineární struktura disulfidu uhlíku CS ₂. Černá = uhlík, žlutá = síra. Autor: Benjah-bmm27. Zdroj: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

- Sulfid uhličitý

- Kysličník uhličitý

- Anhydrid dithiokarbonu

Vlastnosti

Fyzický stav

Bezbarvá až nažloutlá kapalina.

Molekulární váha

76,15 g / mol

Bod tání nebo tuhnutí

-110,8 ° C

Bod varu

46,0 ° C

Bod vzplanutí

-30 ° C (metoda uzavřeného kelímku).

teplota samovznícení

90 ° C

Hustota

Tekuté = 1,26 g / cm ³ při 20 ° C.

Pára = 2,67krát vyšší než u vzduchu.

Jeho páry jsou více než dvakrát těžší než vzduch a kapalina je těžší než voda.

Tlak páry

279 mmHg při 25 ° C

Jedná se o vysoký tlak par.

Rozpustnost

Velmi slabě rozpustný ve vodě: 2,16 g / l při 25 ° C. Rozpustný v chloroformu. Mísitelné s ethanolem, methanolem, etherem, benzenem, chloroformem a chloridem uhličitým.

Chemické vlastnosti

CS _{2 se} při pokojové teplotě snadno vypařuje, protože jeho teplota varu je velmi nízká a tlak par je velmi vysoký.

Sulfid uhličitý je extrémně hořlavý. Jeho páry se velmi snadno vznítí, a to i za tepla elektrické žárovky. To znamená, že reaguje s kyslíkem velmi rychle:

CS ₂ + 3 O ₂ → CO ₂ + 2 SO ₂

Skutečnost, že má při pokojové teplotě vysoký tlak par, je nebezpečné být blízko plamene.

Při zahřátí na rozklad může snadno explodovat a uvolňovat toxické plyny oxidů síry. Při teplotě nad 90 ° C se spontánně vznítí.

Při dlouhodobém skladování se rozkládá. Napadá měď a její slitiny. Reaguje také s některými plasty, kaučuky a povlaky.

Reaguje za určitých podmínek s vodou, tvořící OCS karbonylsulfidu, CO ₂ oxid uhličitý a H ₂ S disulfan:

CS ₂ + H ₂ O → OCS + H ₂ S

CS ₂ + 2 H ₂ O → CO ₂ + 2 H ₂ S

S alkoholy (ROH) v alkalickém prostředí tvoří xantáty (RO-CS-SNa):

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

Získání

Sulfid uhličitý se připravuje komerčně reakcí síry s uhlíkem. Proces se provádí při teplotách 750 až 900 ° C.

C + 2 S → CS ₂

Místo uhlí lze použít také metan nebo zemní plyn a byl použit dokonce i ethan, propan a propylen, v tomto případě k reakci dochází při 400-700 ° C s vysokým výtěžkem.

To může také být připraveny reakcí zemního plynu se sirovodíkem H ₂ S na velmi vysokou teplotu.

Přítomnost v přírodě

CS ₂ je přírodní produkt přítomný v atmosféře ve velmi malém množství (stopy). Vyrábí se fotochemicky v povrchových vodách.

Působení slunečního světla na určité sloučeniny přítomné v mořské vodě, jako je cystein (aminokyselina), vede k tvorbě sírouhlíku.

Sulfid uhlíku může být tvořen působením slunečního světla na některé organické sloučeniny přítomné v mořské vodě. Autor: Pexels. Zdroj: Pixabay.

Je také uvolňován přirozeně během sopečných erupcí a nachází se v malém množství přes bažiny.

Obvykle jsme vystaveni dýchání ve velmi malém poměru a je přítomno v některých potravinách. To je také nalezené v cigaretovém kouři.

V prostředí se rozkládá slunečním světlem. Na zemi se pohybuje přes to. Některé mikroorganismy v půdě ji rozkládají.

Aplikace

V chemickém průmyslu

Sulfid uhličitý je důležitou chemickou sloučeninou, protože se používá k přípravě dalších chemikálií. Může působit jako chemický meziprodukt.

Používá se také jako procesní rozpouštědlo například k rozpuštění fosforu, síry, selenu, bromu, jodu, tuků, pryskyřic, vosků, laků a gum.

Umožňuje mimo jiné výrobu farmaceutických produktů a herbicidů.

Ve výrobě hedvábí a celofánu

S CS ₂ se připravují xantáty, což jsou sloučeniny používané při výrobě hedvábí a celofánu.

Pro získání umělého hedvábí nebo umělého hedvábí se zahájí celulóza, která se zpracuje alkalickým a sírouhlíkem CS ₂ a přemění se na xanthát celulózy, rozpustný v alkáliích. Toto řešení je viskózní, a proto se nazývá "viskózní".

Viskóza se protlačuje velmi malými otvory v kyselé lázni. Zde se xantát celulózy přemění zpět na celulózu, která je nerozpustná a tvoří se dlouhá lesklá vlákna.

Vlákna nebo vlákna mohou být spředena do materiálu známého jako hedvábí.

(1) Celulóza + NaOH → alkalická celulóza

ROH + NaOH → RONa

(2) Alkalická celulóza + sirouhlík → xanthát celulózy

RONa + S = C = S → RO - C (= S) –SNa

(3) Xantát celulózy + kyselina → Celulóza (vlákna)

RO - C (= S) –SNa + kyselina → ROH

Oděvy vyrobené z hedvábí, vlákna, na kterém se podílí disulfid uhlíku. Tobias "ToMar" Maier. Zdroj: Wikimedia Commons.

Pokud se celulóza vysráží průchodem xanthátem úzkou štěrbinou, regeneruje se celulóza ve formě tenkých listů, které tvoří celofán. To je změkčeno glycerolem a používá se jako ochranný film pro předměty.

Celofan se vyrábí pomocí sirouhlíku. Autor: Hans Braxmeier. Zdroj: Pixabay.

Při výrobě chloridu uhličitého

Sirouhlík reaguje s chlorem Cl ₂, čímž se získá chlorid uhličitý CCl ₄, což je důležitým nehořlavé rozpouštědlo.

CS ₂ + 3 Cl ₂ → CCl ₄ + S ₂ Cl ₂

V různých aplikacích

Sulfid uhličitý se podílí na vulkanizaci kaučuku za studena, slouží jako meziprodukt při výrobě pesticidů a používá se ke generování katalyzátorů v ropném průmyslu a při výrobě papíru.

Xantáty připravené pomocí CS ₂ se používají v minerální flotaci.

Starověká použití

CS ₂ je jed pro živé organismy. Dříve se používalo k ničení škůdců, jako jsou potkani, svišťové a mravenci, nalití kapaliny do jakéhokoli uzavřeného prostoru, ve kterém tato zvířata žila (nory a mravenci).

Když se použijí pro tento účel, husté toxické páry odstraní jakýkoli živý organismus, který byl ve stísněném prostoru.

To bylo také používáno jako anthelmintikum pro zvířata a zabíjet larvy blowfly od žaludku koní.

V zemědělství se používal jako insekticid a nematicid, pro fumigaci půdy, pro fumigaci školek, sýpek, sil a obilných mlýnů. Také byly nastříkány železniční vozy, lodě a čluny.

Farmář v roce 1904 postřikoval půdu sírouhlíkem, aby bojoval proti škůdcům hroznových rostlin. Ölgemälde von Hans Pühringer, 1904. Zdroj: Wikimedia Commons.

Všechna tato použití byla zakázána kvůli vysoké hořlavosti a toxicitě CS ₂.

Rizika

CS ₂ je vysoce hořlavý. Mnoho z jejich reakcí může způsobit požár nebo výbuch. Směsi výparů se vzduchem jsou výbušné. Při zapálení vytváří dráždivé nebo toxické plyny.

Sulfid uhličitý nesmí být nalit do kanalizace, protože v potrubích zůstává směs CS ₂ a vzduchu, který může při nehodě vznítit výbuch.

Jeho páry se při kontaktu s jiskrami nebo horkými povrchy spontánně vznítí.

Sulfid uhličitý silně dráždí oči, pokožku a sliznice.

Při vdechnutí nebo požití vážně ovlivňuje centrální nervový systém, kardiovaskulární systém, oči, ledviny a játra. Může být také absorbován kůží a způsobovat poškození.

Reference

1. Americká národní lékařská knihovna. (2020). Sulfid uhličitý. Obnoveno z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Mopper, K. a Kieber, DJ (2002). Fotochemie a cyklování uhlíku, síry, dusíku a fosforu. V biogeochemii mořských rozpuštěných organických látek. Obnoveno z sciposedirect.com.
3. Meyer, B. (1977). Průmyslová použití síry a jejích sloučenin. Sírouhlík. V síře, energii a životním prostředí. Obnoveno z sciposedirect.com.
4. Pohanish, RP (2012). C. Sulfid uhličitý. V Sittigově příručce toxických a nebezpečných chemických látek a karcinogenů (šesté vydání). Obnoveno z sciposedirect.com.
5. Morrison, RT a Boyd, RN (2002). Organická chemie. 6. vydání. Prentice-Hall.
6. Windholz, M. a kol. (editoři) (1983). The Merck Index. Encyklopedie chemických látek, léčiv a biologických látek. Desáté vydání. Merck & CO., Inc.