Ogljikov disulfid

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Ogljikov disulfid
Carbon disulfide
Imena
IUPAC ime
Metandition
Druga imena
Ogljikov bisulfid
Identifikatorji
3D model (JSmol)
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.000.767
EC število
  • 200-843-6
KEGG
RTECS število
  • FF6650000
UNII
UN število 1131
  • InChI=1S/CS2/c2-1-3
    Key: QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N
  • InChI=1/CS2/c2-1-3
    Key: QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYAS
  • C(=S)=S
Lastnosti
CS2
Molska masa 76,13 g·mol−1
Videz • brezbarvna tekočina
• komercialni: svetlo rumena
Vonj • kloroform (čist)
• komercialni: neprijeten
Gostota • 1,539 g/cm3 (−186°C)
• 1,2927 g/cm3 (0 °C)
• 1,266 g/cm3 (25 °C)[1]
Tališče −111,61 °C (−168,90 °F; 161,54 K)
Vrelišče 46,24 °C (115,23 °F; 319,39 K)
• 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]
Topnost topen v etanolu, etru, benzenu, olju, kloroformu, ogljikovem tetrakloridu
Topnost (mravljična kislina) 4,66 g/100 g[1]
Topnost (dimetil sulfoksid) 45 g/100 g (20,3 °C)[1]
Parni tlak • 48,1 kPa (25 °C)
• 82,4 kPa (40 °C)[3]
Magnetna občutljivost −42,2·10−6 cm3/mol
Lomni količnik (nD) 1,627[4]
Viskoznost • 0,436 cP (0 °C)
• 0,363 cP (20 °C)
Struktura
Oblika molekule linearna
Dipolni moment 0 D (20 °C)[1]
Termokemija
Specifična toplota, C 75,73 J/(mol·K)[1]
Standardna molarna
entropija So298 		151 J/(mol·K)[1]
88,.7 kJ/mol[1]
64,4 kJ/mol[1]
1687,2 kJ/mol[3]
Nevarnosti
GHS piktogrami GHS02: VnetljivoGHS06: StrupenoGHS08: Škodljivo zdravju[5]
Opozorilna beseda Nevarnost
H225, H315, H319, H361, H372[5]
P210, P281, P305+351+338, P314[5]
ICSC 0022
Inhalacija (nevarnost) dražilno, strupeno
Oko nevarnost dražilno
Koža (nevarnost) dražilno
NFPA 704 (diamant ognja)
NFPA 704 four-colored diamondFlammability code 4: Will rapidly or completely vaporize at normal atmospheric pressure and temperature, or is readily dispersed in air and will burn readily. Flash point below 23 °C (73 °F). E.g. propaneHealth code 3: Short exposure could cause serious temporary or residual injury. E.g. chlorine gasReactivity code 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no code
4
3
0
Plamenišče −43 °C (−45 °F; 230 K)[1]
102 °C (216 °F; 375 K)[1]
Meje eksplozivnosti
 		1,3–50%[6]
Smrtni odmerek ali koncentracija (LD, LC):
3188 mg/kg (podgana, oralno)
>1670 ppm (podgana, 1 h)
15500 ppm (podgana, 1 h)
3000 ppm (podgana, 4 h)
3500 ppm (podgana, 4 h)
7911 ppm (podgana, 2 h)
3165 ppm (miš, 2 h)[8]
4000 ppm (človek, 30 min)[8]
NIOSH (ZDA varnostne meje):
PEL (Dopustno)
 TWA 20 ppm C 30 ppm 100 ppm (30-minutni maksimalni pik)[6]
REL (Priporočeno)
 TWA 1 ppm (3 mg/m3) ST 10 ppm (30 mg/m3) [koža][7]
IDLH (Takojšnja nevarnost)
 500 ppm[7]
Sorodne snovi
Sorodne snovi ogljikov dioksid
karbonil sulfid
ogljikov diselenid
Če ni navedeno drugače, podatki veljajo za material v standardnem stanju pri 25 °C, 100 kPa).
Sklici infopolja

Ogljikov disulfid je brezbarvna, hlapna in vnetljiva tekočina s kemijsko formulo CS2. Ogljikov disulfid je nevaren in lahko usoden, če se tekočina pogoltne ali vdihne. Spojina se pogosto uporablja kot strukturni blok v organski kemiji in tudi v industriji.

Nahajališča, pridobivanje, lastnosti[uredi | uredi kodo]

Majhne količine ogljikovega disulfida se sproščajo med vulkanskimi izbruhi in v močvirjih.

Ogljikov disulfid se je v preteklosti proizvajal s sintezo iz oglja ali koksa in žvepla pri visokh temperaturah:

C + 2S → CS2

Sodobna sinteza poteka pri nižji temperaturi (600 °C). Kot vir ogljika uporablja naravni plin (metan). Reakcijo katalizirajo silikagel ali aluminijevi katalizatorji:[9]

2 CH4 + S8 → 2 CS2 + 4 H2S

Reakcija je analogna zgorevanju metana. Svetovna proizvodnja/poraba ogljikovega disulfida je približno milijon ton. Največji proizvajalec je Kitajska (49%), kateri sledi Indija (13%). Večina proizvoda se porabi v proizvodnji vlaken iz regenerirane celuloze.[10]

Topilo[uredi | uredi kodo]

Ogljikov disulfid je topilo za fosfor, žveplo, selen, brom, jod, masti, smole, gumo in asfalt.[11] V preteklosti se je uporabljal za čiščenje enostenskih ogljikovih nanocevk.[12]

Reakcije[uredi | uredi kodo]

CS2 je zelo vnetljiv. Pri zgorevanju nastajata ogljikov in žveplov dioksid:

CS2 + 3 O2 → CO2 + 2 SO2

Reakcije z nukleofili[uredi | uredi kodo]

CS2 je v primerjavi z izoelektronskim ogljikovim dioksidom šibkejši elektrofil. Medtem ko so reakcije nukleofilov s CO2 zelo reverzibilne in so obstojni samo produkti z zelo močnimi nukleofili, so reakcije s CS2 termodinamično bolj ugodne in dopuščajo tvorbo produktov z manj reaktivnimi nukleofili.[13] V reakcijah z amini, na primer, nastajajo ditiokarbamati:

2 R2NH + CS2 → [R2NH2+][R2NCS2−]

Na podoben način iz ksantatov nastajajo alkoksidi:

RONa + CS2 → [Na+]2[ROCS2−]

Reakcija je osnova za pridobivanje regenerirane celuloze, ki je glavna sestavina viskoze, rajona in celofana. Ksantati in sorodni tioksantati (produkti obdelave CS2 s tiolati) se uporabljajo kot flotacijski agensi v procesiranju mineralov.

V reakciji ogljikovega disulfida z natrijevim sulfidom nastane tritiokarbonat:

Na2S + CS2 → [Na+]2[CS32−]

Ogljikov disulfid nerad hidrolizira. Hidrolizo katalizira encim ogljikov disulfd hidrolaza.

Redukcija[uredi | uredi kodo]

Z redukcijo ogljikovega disulfida z natrijem nastaneta natrijev 1,3-ditiol-2-tion-4,5-ditiolat in natrijev tritiokarbonat:[14]

4 Na + 4 CS2 → Na2C3S5 + Na2CS3

Kloriranje[uredi | uredi kodo]

Kloriranje ogljikovega disulfida je eden od načinov za proizvodnjo ogljikovega tetraklorida:[9]

CS2 + 3 Cl2 → CCl4 + S2Cl2

Reakcija poteka preko vmesnega produkta tiofosgena (CSCl2).

Kompleksne spojine[uredi | uredi kodo]

CS2 je ligand za veliko kovinskih kompleksov. Tvori pi komplekse, na primer CpCo(η2-CS2)(PMe3).[15]

Polimerizacija[uredi | uredi kodo]

CS2 s fotolizo ali pod visokim tlakom polimerizira v netopno snov, ki se po njenem odkritelju Percyju Williamsu Bridgmanu imenuje "Bridgmanovo črno".[16] Hrbtenico polimera delno tvori linearni tritiokarbonat (-S-C(S)-S-), ki je polprevodnik.[17]

Raba[uredi | uredi kodo]

75% proizvedenega ogljikovega disulfida se porabi v proizvodnji viskoznega rejona in celofana.[18]

Ogljikov disulfid je cenjena surovina za sintezo ogljikovega tetraklorida. Razen tega se na široko uporablja za sintetiziranje organskih žveplovih spojin, kot so metam natrij, ksantati in ditiokarbamati, ki se uporabljajo v ekstraktivni metalurgiji in industriji gume.

Nišna raba[uredi | uredi kodo]

Ogljikov disulfid se uporablja za zaplinjanje zrašno tesnih skladišč in drugih prostorov, dvigal za žito, živinskih vagonov, šlepov in mlinov za žito.[19] Uporablja se tudi kot insekticid za zaplinjenje žita in rastlinjakov, konzerviranje sadja in dezinfekcijo zemlje, okužene z insekti in glistami.[20]

Vpliv na zdravje[uredi | uredi kodo]

Ogljikov disulfid se povezuje tako z akutnimi kot kroničnimi oblikami zastrupitev z različnimi simptomi.[21] Tipična najvišja dopustna koncentracija CS2 je 30 mg/m3, 10 ppm. Med mogoče simptome zastrupitve, vendar ne samo te, spadajo šumenje v ušesih ali odrevenelost, izguba apetita, zamegljen vid, krči, mišična oslabelost, bolečina, nevrofiziološke okvare, priapizem, erektilna disfunkcija, psihoza, keratitis in smrt zaradi odpovedi dihal.[22][23]

Poklicna izpostavljenost ogljikovemu disulfidu je povezana s srčno-žilnimi boleznimi, zlasti možgansko kapjo.[24]

Zgodovina[uredi | uredi kodo]

Leta 1796 je nemški kemik Wilhelm August Lampadius (1772–1842) prvi pripravil ogljikov disulfid s segrevanjem pirita (FeS2)z vlažnim lesnim ogljem. Produkt je imenoval "tekoče žveplo" (flüssig Schwefel).[25]

Sestavo ogljikovega disulfida sta leta 1813 določila švedski kemik Jöns Jacob Berzelius (1779–1848) in švicarsko-britanski kemik Alexander Marcet (1770–1822).[26]

Sklici[uredi | uredi kodo]

  1. ↑ 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 »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. V Linstrom, Peter J.; Mallard, William G. (ur.). NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg (MD), http://webbook.nist.gov. Pridobljeno 27. maja 2014.
  4. ↑ Sigma-Aldrich Co., Carbon disulfide. Pridobljeno 27. maja 2014.
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 Sigma-Aldrich Co., Carbon disulfide. Retrieved on 2014-05-27.
  6. ↑ 6,0 6,1 NIOSH Pocket Guide to Chemical.
  7. ↑ 7,0 7,1 Napaka pri navajanju: Neveljavna oznaka <ref>; sklici, poimenovani PGCH, ne vsebujejo besedila (glej stran pomoči).
  8. ↑ 8,0 8,1 »Carbon disulfide«. Immediately Dangerous to Life and Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  9. ↑ 9,0 9,1 Holleman, Arnold Frederik; Wiberg, Egon (2001), Wiberg, Nils (ur.), Inorganic Chemistry. San Diego/Berlin: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5.
  10. ↑ "Carbon Disulfide report from IHS Chemical". Pridobljeno 15. junija 2013.
  11. ↑ "Carbon Disulfide". Akzo Nobel.
  12. ↑ 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.
  13. ↑ Li, Zhen; Mayer, Robert J.; Ofial, Armin R.; Mayr, Herbert (27. april 2020). "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.
  14. ↑ "4,5-Dibenzoyl-1,3-dithiole-1-thione". Org. Synth. 73: 270. 1996. doi:10.15227/orgsyn.073.0270.
  15. ↑ 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.
  16. ↑ Bridgman, P.W. (1941). "Explorations toward the limit of utilizable pressures". Journal of Applied Physics. 12 (6): 461–469. doi: 10.1063/1.1712926.
  17. ↑ 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.
  18. ↑ Lay, Manchiu D.S.; Sauerhoff, Mitchell W.; Saunders, Donald R. "Carbon Disulfide". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2000. doi: 10.1002/14356007.a05_185.
  19. ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
  20. ↑ Worthing, Charles R.; Hance, Raymond J. (1991). The Pesticide Manual, A World Compendium (9th ed.). British Crop Protection Council. ISBN 9780948404429.
  21. ↑ "ATSDR - Public Health Statement: Carbon Disulfide".www.atsdr.cdc.gov. Pridobljeno 17. januarja 2020.
  22. ↑ 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. ↑ St. Clair, Kassia (2018). The Golden Thread: How Fabric Changed History. London: John Murray. str. 213–215. ISBN 978-1-4736-5903-2. OCLC 1057250632.
  24. ↑ "Occupational health and safety – chemical exposure".www.sbu.se. Swedish Agency for Health Technology Assessment and Assessment of Social Services (SBU). Arhivirano iz izvirnika 6. junija 2017. Pridobljeno 7. junija 2017.
  25. ↑ Lampadius (1796). "Etwas über flüssigen Schwefel, und Schwefel-Leberluft". Chemische Annalen für die Freunde der Naturlehre, Arzneygelährtheit 2: 136–137.
  26. ↑ 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.
Pridobljeno iz »https://sl.wikipedia.org/w/index.php?title=Ogljikov_disulfid&oldid=6053335«