SÍROUHLÍK (CS2): ŠTRUKTÚRA, VLASTNOSTI, POUŽITIE, RIZIKÁ - CHÉMIA - 2025

Sírouhlíka je zlúčenina vytvorená spojením atómu uhlíka (C) a dvoma atómami síry (S). Jeho chemický vzorec je CS ₂ . Je to bezfarebná alebo slabo žltá kvapalina s nepríjemným zápachom spôsobeným nečistotami, ktoré obsahuje (zlúčeniny síry). Ak je čistá, jej vôňa je jemná a sladká, podobne ako v chloroforme alebo éteri.

Pochádza prirodzene z pôsobenia slnečného svetla na organické molekuly nachádzajúce sa v morskej vode. Okrem toho sa vyrába v močiarových vodách a vylučuje sa zo sopiek spolu s inými plynmi.

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

Sulfid uhličitý je prchavá kvapalina a je tiež vysoko horľavý, preto by sa mal udržiavať mimo plameňa a iskier alebo zariadení, ktoré ich môžu produkovať, dokonca aj od elektrických žiaroviek.

Má schopnosť rozpúšťať veľké množstvo zlúčenín, materiálov a prvkov, ako napríklad fosfor, síra, selén, živice, laky atď. Preto nájde užitočnosť ako rozpúšťadlo.

Je tiež sprostredkovateľom rôznych priemyselných chemických reakcií, ako je napríklad výroba umelého hodvábu alebo umelého hodvábu.

S ním sa musí zaobchádzať opatrne as ochrannými nástrojmi, pretože je veľmi toxický a nebezpečný.

štruktúra

Sulfid uhličitý má na svojich stranách jeden atóm uhlíka a dva atómy síry.

Väzby medzi atómom uhlíka a atómami síry sú kovalentné a dvojité, preto sú veľmi silné. SK ₂ molekula má lineárne a symetrickú štruktúru.

Lineárna štruktúra sírouhlíka CS ₂ . Čierna = uhlík, žltá = síra. Autor: Benjah-bmm27. Zdroj: Wikimedia Commons.

názvoslovie

- Sírouhlík

- Sulfid uhličitý

- anhydrid ditiokarbonátu

vlastnosti

Fyzický stav

Bezfarebná až žltkastá kvapalina.

Molekulová hmotnosť

76,15 g / mol

Teplota topenia alebo tuhnutia

-110,8 ° C

Bod varu

46,0 ° C

Bod vzplanutia

-30 ° C (metóda v uzavretej nádobe).

Teplota samovznietenia

90 ° C

Hustota

Tekuté = 1,26 g / cm ³ pri 20 ° C.

Para = 2,67 krát vyššia ako v prípade vzduchu.

Jeho pary sú viac ako dvakrát ťažšie ako vzduch a tekutina je ťažšia ako voda.

Tlak vodnej pary

279 mmHg pri 25 ° C

Toto je vysoký tlak pár.

rozpustnosť

Veľmi mierne rozpustný vo vode: 2,16 g / l pri 25 ° C. Rozpustný v chloroforme. Miešateľné s etanolom, metanolom, éterom, benzénom, chloroformom a chloridom uhličitým.

Chemické vlastnosti

CS _{2 sa} pri izbovej teplote ľahko odparuje, pretože jeho teplota varu je veľmi nízka a tlak pary je veľmi vysoký.

Sulfid uhličitý je mimoriadne horľavý. Jeho výpary sa veľmi ľahko vznietia, a to aj za tepla elektrickej žiarovky. To znamená, že reaguje s kyslíkom veľmi rýchlo:

SK ₂ + 3 O ₂ → CO ₂ + 2 SO ₂

Skutočnosť, že má pri izbovej teplote vysoký tlak pary, je nebezpečná v blízkosti plameňa.

Pri zahriatí na rozklad môže ľahko explodovať a uvoľňovať toxické plyny oxidov síry. Pri teplote nad 90 ° C sa samovoľne vznieti.

Pri dlhodobom skladovaní sa rozkladá. Napadá meď a jej zliatiny. Reaguje tiež s niektorými plastmi, kaučukmi a nátermi.

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

SK ₂ + H ₂ O → OCS + H ₂ S

SK ₂ + 2 H ₂ O → CO ₂ + 2 H ₂ S

S alkoholmi (ROH) v alkalickom prostredí tvoria xantáty (RO-CS-SNa):

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

získanie

Sulfid uhličitý sa pripravuje komerčne reakciou síry s uhlíkom. Proces sa uskutočňuje pri teplotách 750 - 900 ° C.

C + 2 S → SK ₂

Namiesto uhlia sa môže tiež použiť metán alebo zemný plyn a použili sa dokonca aj etán, propán a propylén, v takom prípade sa reakcia uskutočňuje pri 400 až 700 ° C s vysokým výťažkom.

To môže tiež byť pripravené reakciou zemného plynu sa sírovodíkom H ₂ S na veľmi vysokú teplotu.

Prítomnosť v prírode

CS ₂ je prírodný produkt prítomný v atmosfére vo veľmi malom množstve (stopy). Vyrába sa fotochemicky v povrchových vodách.

Pôsobenie slnečného žiarenia na určité zlúčeniny prítomné v morskej vode, ako je cysteín (aminokyselina), vedie k tvorbe sírouhlíka.

Sulfid uhličitý sa môže tvoriť pôsobením slnečných lúčov na niektoré organické zlúčeniny prítomné v morskej vode. Autor: Pexels. Zdroj: Pixabay.

Tiež sa prirodzene uvoľňuje počas sopečných erupcií a vyskytuje sa v malom množstve v močiaroch.

Bežne sme vystavení dýchaniu vo veľmi malom množstve a je prítomné v niektorých potravinách. Nachádza sa tiež v cigaretovom dyme.

V prostredí sa rozkladá slnečným žiarením. Na zemi sa pohybuje cez to. Niektoré mikroorganizmy v pôde sa rozkladajú.

aplikácia

V chemickom priemysle

Sulfid uhličitý je dôležitou chemickou zlúčeninou, pretože sa používa na prípravu iných chemikálií. Môže pôsobiť ako chemický medziprodukt.

Používa sa tiež ako procesné rozpúšťadlo napríklad na rozpúšťanie fosforu, síry, selénu, brómu, jódu, tukov, živíc, voskov, lakov a gúm.

Umožňuje okrem iného výrobu farmaceutických výrobkov a herbicídov.

Vo výrobe umelého hodvábu a celofánu

S CS ₂ sa pripravujú xantáty, ktoré sú zlúčeninami používanými pri výrobe umelého hodvábu a celofánu.

Na získanie umelého hodvábu alebo umelého hodvábu sa začína celulóza, ktorá sa spracuje s alkalickým a sírouhlíkom CS ₂ a transformuje sa na xantát celulózy, rozpustný v alkáliách. Toto riešenie je viskózne a preto sa nazýva „viskózne“.

Viskóza sa pretlačí cez veľmi malé otvory v kyslom kúpeli. Tu sa xantát celulózy transformuje späť na celulózu, ktorá je nerozpustná a vytvárajú sa dlhé lesklé vlákna.

Vlákna alebo vlákna môžu byť spriadané do materiálu známeho ako hodváb.

(1) Celulóza + NaOH → alkalická celulóza

ROH + NaOH → RONa

(2) Alkalicko-celulóza + sirouhlík → xantát celulózy

RONa + S = C = S → RO-C (= S) -SNa

(3) xantát celulózy + kyselina → celulóza (filamenty)

RO - C (= S) –SNa + kyselina → ROH

Odevy z umelého hodvábu, vlákna, na ktorom sa zúčastňuje sírouhlík. Tobias "ToMar" Maier. Zdroj: Wikimedia Commons.

Ak sa celulóza vyzráža prechodom xantátom cez úzku štrbinu, celulóza sa regeneruje vo forme tenkých vrstiev, ktoré tvoria celofán. Zmäkčuje sa glycerolom a používa sa ako ochranný film pre predmety.

Celofán sa vyrába pomocou sírouhlíka. Autor: Hans Braxmeier. Zdroj: Pixabay.

Pri výrobe chloridu uhličitého

Sírouhlík reaguje s chlórom Cl ₂ , čím sa získa chlorid uhličitý CCl ₄ , čo je dôležitým nehorľavé rozpúšťadlo.

SK ₂ + 3 Cl ₂ → CCl ₄ + S ₂ Cl ₂

V rôznych aplikáciách

Sulfid uhličitý sa podieľa na vulkanizácii kaučuku za studena, slúži ako medziprodukt pri výrobe pesticídov a používa sa na výrobu katalyzátorov v ropnom priemysle a pri výrobe papiera.

Xantáty pripravené pomocou CS ₂ sa používajú v minerálnej flotácii.

Staroveké použitie

CS ₂ je jed pre živé organizmy. Predtým sa používal na ničenie škodcov, ako sú potkany, svaly a mravce, pričom sa tekutina nalieva do akéhokoľvek uzavretého priestoru, v ktorom tieto zvieratá žijú (nory a mravce).

Keď sa použijú na tento účel, husté toxické výpary zničia akýkoľvek živý organizmus, ktorý bol v uzavretom priestore.

Tiež sa používal ako anthelmintikum pre zvieratá a na ničenie lariev motýľov z žalúdka koní.

V poľnohospodárstve sa používal ako insekticíd a nematocíd, na fumigáciu pôdy, na fumigáciu škôlok pre škôlky, sýpky, silá a obilné mlyny. Postrekovali sa aj železničné automobily, lode a člny.

Farmár v roku 1904 postrekoval pôdu sírouhlíkom na boj proti škodcom hroznových rastlín. Ölgemälde von Hans Pühringer, 1904. Zdroj: Wikimedia Commons.

Všetky tieto použitia boli zakázané z dôvodu vysokej horľavosti a toxicity CS ₂ .

riziká

CS ₂ je vysoko horľavý. Mnoho z ich reakcií môže spôsobiť požiar alebo výbuch. Zmesi výparov so vzduchom sú výbušné. Pri zapálení vytvára dráždivé alebo toxické plyny.

Sulfid uhličitý sa nesmie naliať do kanalizácie, pretože v rúrkach zostáva zmes CS ₂ a vzduchu, ktorý môže pri náhodnom vznietení spôsobiť výbuch.

Jeho výpary sa spontánne vznietia pri kontakte s iskrami alebo horúcimi povrchmi.

Sírouhlík silne dráždi oči, pokožku a sliznice.

Pri vdýchnutí alebo požití vážne ovplyvňuje centrálny nervový systém, kardiovaskulárny systém, oči, obličky a pečeň. Môže sa tiež absorbovať cez pokožku a spôsobiť tak poškodenie.

Referencie

1. Americká národná lekárska knižnica. (2020). Sírouhlík. Získané z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Mopper, K. a Kieber, DJ (2002). Fotochémia a cyklovanie uhlíka, síry, dusíka a fosforu. V biogeochémii morských rozpustených organických látok. Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
3. Meyer, B. (1977). Priemyselné použitie síry a jej zlúčenín. Sírouhlík. V síre, energetike a životnom prostredí. Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
4. Pohanish, RP (2012). C. Sulfid uhličitý. V Príručke toxických a nebezpečných chemikálií a karcinogénov spoločnosti Sittig (šieste vydanie). Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
5. Morrison, RT a Boyd, RN (2002). Organická chémia. 6. vydanie. Prentice Hall.
6. Windholz, M. a kol. (editori) (1983). Merck Index. Encyklopédia chemikálií, liečiv a biologických látok. Desiate vydanie. Merck & CO., Inc.