Сероуглерод - Carbon disulfide
Имена | |
---|---|
Название ИЮПАК
Метанедитион
|
|
Другие имена
Сероуглерод
|
|
Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol )
|
|
ЧЭБИ | |
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100.000.767 |
Номер ЕС | |
КЕГГ | |
PubChem CID
|
|
Номер RTECS | |
UNII | |
Номер ООН | 1131 |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
Характеристики | |
C S 2 | |
Молярная масса | 76,13 г · моль -1 |
Появление | Бесцветная жидкость нечистая: светло-желтая |
Запах |
Хлороформ (чистый) Фол (коммерческий) |
Плотность | 1,539 г / см 3 (-186 ° C) 1,2927 г / см 3 (0 ° C) 1,266 г / см 3 (25 ° C) |
Температура плавления | -111,61 ° С (-168,90 ° F, 161,54 К) |
Точка кипения | 46,24 ° С (115,23 ° F, 319,39 К) |
2,58 г / л (0 ° C) 2,39 г / л (10 ° C) 2,17 г / л (20 ° C) 0,14 г / л (50 ° C) |
|
Растворимость | Растворим в спирте , эфире , бензоле , масле , CHCl 3 , CCl 4 |
Растворимость в муравьиной кислоте | 4,66 г / 100 г |
Растворимость в диметилсульфоксиде | 45 г / 100 г (20,3 ° С) |
Давление газа | 48,1 кПа (25 ° C) 82,4 кПа (40 ° C) |
−42,2 · 10 −6 см 3 / моль | |
Показатель преломления ( n D )
|
1,627 |
Вязкость | 0,436 сП (0 ° C) 0,363 сП (20 ° C) |
Состав | |
Линейный | |
0 Д (20 ° С) | |
Термохимия | |
Теплоемкость ( C )
|
75,73 Дж / (моль · К) |
Стандартная мольная
энтропия ( S |
151 Дж / (моль · К) |
Std энтальпия
формации (Δ F H ⦵ 298 ) |
88,7 кДж / моль |
Свободная энергия Гиббса (Δ f G )
|
64,4 кДж / моль |
Std энтальпии
сгорания (Δ с Н ⦵ 298 ) |
1687,2 кДж / моль |
Опасности | |
Паспорт безопасности | См .: страницу данных |
Пиктограммы GHS | |
Сигнальное слово GHS | Опасность |
H225 , H315 , H319 , H361 , H372 | |
P210 , P281 , P305 + 351 + 338 , P314 ICSC 0022 |
|
Опасность при вдыхании | Раздражает; ядовитый |
Опасность для глаз | Раздражающий |
Опасность для кожи | Раздражающий |
NFPA 704 (огненный алмаз) | |
точка возгорания | -43 ° С (-45 ° F, 230 К) |
102 ° С (216 ° F, 375 К) | |
Пределы взрываемости | 1,3–50% |
Смертельная доза или концентрация (LD, LC): | |
LD 50 ( средняя доза )
|
3188 мг / кг (крыса, перорально) |
ЛК 50 ( средняя концентрация )
|
> 1670 частей на миллион (крыса, 1 час) 15500 частей на миллион (крыса, 1 час) 3000 частей на миллион (крыса, 4 часа) 3500 частей на миллион (крыса, 4 часа) 7911 частей на миллион (крыса, 2 часа) 3165 частей на миллион (мышь, 2 часа) |
LC Lo ( самый низкий опубликованный )
|
4000 частей на миллион (человек, 30 мин) |
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |
PEL (Допустимо)
|
TWA 20 ppm C 30 ppm 100 ppm (максимум 30 минут) |
REL (рекомендуется)
|
TWA 1 ppm (3 мг / м 3 ) ST 10 ppm (30 мг / м 3 ) [кожа] |
IDLH (Непосредственная опасность)
|
500 частей на миллион |
Родственные соединения | |
Родственные соединения
|
Двуокись углерода Сульфид углерода Диселенид углерода |
Страница дополнительных данных | |
Показатель преломления ( n ), диэлектрическая проницаемость (ε r ) и т. Д. |
|
Термодинамические
данные |
Фазовое поведение твердое тело – жидкость – газ |
УФ , ИК , ЯМР , МС | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). |
|
проверить ( что есть ?) | |
Ссылки на инфобоксы | |
Сероуглерод , также обозначаемый как сероуглерод , представляет собой нейротоксичную бесцветную летучую жидкость с формулой CS 2 . Соединение часто используются в качестве строительного блока в области органической химии , а также в промышленном и химическом неполярном растворителе . Он имеет запах, напоминающий эфир , но коммерческие образцы обычно загрязнены примесями с неприятным запахом.
Возникновение, производство, свойства
Небольшие количества сероуглерода выделяются извержениями вулканов и болотами . Когда-то CS 2 производился путем сочетания углерода (или кокса ) и серы при высоких температурах.
- C + 2S → CS 2
При более низкотемпературной реакции, требующей всего 600 ° C, в качестве источника углерода используется природный газ в присутствии катализаторов на основе силикагеля или оксида алюминия :
- 2 СН 4 + S 8 → 2 CS 2 + 4 H 2 S
Реакция аналогична горению метана.
Мировое производство / потребление сероуглерода составляет примерно один миллион тонн, при этом Китай потребляет 49%, за ним следует Индия с 13%, в основном это касается производства вискозного волокна. Производство в США в 2007 году составило 56 000 тонн.
Растворитель
Дисульфид углерода является растворителем фосфора , серы, селена , брома , йода , жиров , смол , каучука и асфальта . Он был использован для очистки однослойных углеродных нанотрубок.
Реакции
CS 2 легко воспламеняется. Его сгорание дает диоксид серы в соответствии с этой идеальной стехиометрией:
- CS 2 + 3 O 2 → CO 2 + 2 SO 2
С нуклеофилами
По сравнению с изоэлектронным диоксидом углерода CS 2 является более слабым электрофилом . Однако в то время как реакции нуклеофилов с CO 2 очень обратимы и продукты выделяются только с очень сильными нуклеофилами, реакции с CS 2 термодинамически более предпочтительны, позволяя образовывать продукты с менее реакционноспособными нуклеофилами. Например, амины дают дитиокарбаматы :
- 2 R 2 NH + CS 2 → [R 2 NH 2 + ] [R 2 NCS 2 - ]
Ксантаты образуются из алкоксидов аналогичным образом :
- RONa + CS 2 → [Na + ] [ROCS 2 - ]
Эта реакция лежит в основе производства регенерированной целлюлозы , основного ингредиента вискозы , вискозы и целлофана . Как ксантогенаты, так и родственные тиоксантаты (полученные в результате обработки CS 2 тиолатами натрия ) используются в качестве флотационных агентов при переработке полезных ископаемых.
Сульфид натрия дает тритиокарбонат :
- Na 2 S + CS 2 → [Na + ] 2 [CS 3 2– ]
Дисульфид углерода не гидролизуется легко, хотя процесс катализируется ферментом дисульфид-гидролазой .
Снижение
Восстановление сероуглерода натрием дает 1,3-дитиол-2-тион-4,5- дитиолат натрия вместе с тритиокарбонатом натрия :
- 4 Na + 4 CS 2 → Na 2 C 3 S 5 + Na 2 CS 3
Хлорирование
Хлорирование CS 2 приводит к образованию четыреххлористого углерода :
Это превращение происходит через тиофосген , CSCl 2 .
Координационная химия
CS 2 является лигандом для многих комплексов металлов, образующих пи-комплексы. Одним из примеров является Cp Co ( η 2 -CS 2 ) (P Me 3 ).
Полимеризация
CS 2 полимеризуется при фотолизе или под высоким давлением, давая нерастворимый материал, называемый кар-сульф или «черный Бриджмена», названный в честь первооткрывателя полимера Перси Уильямса Бриджмена . Тритиокарбонатные (-SC (S) -S-) связи частично составляют основу полимера, который является полупроводником .
Использует
Основное промышленное использование сероуглерода, на которое приходится 75% годового производства, - это производство вискозного волокна и целлофановой пленки.
Это также ценный промежуточный продукт в химическом синтезе четыреххлористого углерода . Он широко используется в синтезе сероорганических соединений, таких как метамнатрий , ксантаты и дитиокарбаматы , которые используются в добывающей металлургии и химии каучука.
Ниша использует
Его можно использовать для фумигации герметичных складских помещений, герметичных плоских хранилищ, бункеров, элеваторов, железнодорожных вагонов, судовых трюмов, барж и зерновых мельниц. Сульфид углерода также используется в качестве инсектицида для фумигации зерна, питомников, для консервирования свежих фруктов и в качестве дезинфицирующего средства для почвы от насекомых и нематод .
Воздействие на здоровье
Сероуглерод был связан как с острыми, так и с хроническими формами отравлений с разнообразным спектром симптомов.
Концентрации 500-3000 мг / м3 вызывают острое и подострое отравление, вызывая набор в основном неврологических и психиатрических симптомов, называемых энцефалопатией сульфокарбонической . Симптомы включают острый психоз (маниакальный бред , галлюцинации ), параноидальные идеи, потерю аппетита, желудочно-кишечные и сексуальные расстройства, полиневрит, миопатию и изменения настроения (включая раздражительность и гнев). Эффекты, наблюдаемые при более низких концентрациях, включают неврологические проблемы ( энцефалопатия , психомоторные и психологические расстройства, полиневрит , нарушения нервной проводимости), проблемы со зрением (жжение в глазах, аномальные световые реакции, повышение офтальмологического давления), проблемы с сердцем (повышенная смертность от сердечных заболеваний, стенокардии. , высокое кровяное давление ) и репродуктивные проблемы (учащение выкидышей, неподвижная или деформированная сперма) и снижение иммунного ответа.
Воздействие сероуглерода на рабочем месте также связано с сердечно-сосудистыми заболеваниями , особенно с инсультом .
В 2000 году ВОЗ считала, что вред для здоровья маловероятен при уровнях ниже 100 мкг / м 3 , и установила это в качестве ориентировочного уровня. Сульфид углерода может ощущаться при уровне запаха выше 200 мкг / м 3 , и ВОЗ рекомендовала сенсорную норму ниже 20 мкг / м 3 . Установлено, что воздействие сероуглерода вредно для здоровья в концентрациях 30 мг / м 3 и выше. При концентрациях 20-25 мг / м 3 наблюдались изменения функции центральной нервной системы . Имеются также сообщения о вреде для здоровья при концентрации 10 мг / м 3 при воздействии в течение 10–15 лет, но отсутствие достоверных данных об уровнях воздействия в прошлом делает сомнительной связь этого вреда с результатами концентраций 10 мг / м 3 . Измеренная концентрация 10 мг / м 3 может быть эквивалентна концентрации в общей окружающей среде 1 мг / м 3 .
Источники окружающей среды
Основным источником сероуглерода в окружающей среде являются вискозные фабрики. Большинство глобальных выбросы сероуглерода происходят из производства вискозы, по состоянию на 2008. Других источников включают в себя производство целлофана , четыреххлористый углерод , технический углерод и восстановление серы. При производстве сероуглерода также выделяется сероуглерод.
По состоянию на 2004 год около 250 г дисульфида углерода выбрасывается на килограмм произведенного вискозы. На килограмм произведенной сажи выделяется около 30 г дисульфида углерода. На килограмм извлеченной серы выделяется около 0,341 г дисульфида углерода.
Япония снизила выбросы сероуглерода на килограмм произведенного вискоза, но в других странах-производителях района, включая Китай, выбросы считаются неконтролируемыми (на основе глобального моделирования и крупномасштабных измерений концентрации в свободном воздухе). Производство вискозы является стабильным или снижается, за исключением Китая, где оно увеличивается по состоянию на 2004 год. При производстве технического углерода в Японии и Корее используются мусоросжигательные печи для уничтожения около 99% сероуглерода, который в противном случае выбрасывался бы. При использовании в качестве растворителя выбросы в Японии составляют около 40% используемого сероуглерода; в других странах средний показатель составляет около 80%.
В большинстве вискозных производств используется сульфид углерода. Единственным исключением является искусственный шелк, изготовленный с использованием процесса лиоцелл , в котором используется другой растворитель; по состоянию на 2018 год лиоцелл не получил широкого распространения, потому что он дороже, чем вискозный процесс. Вискозный медь также не использует сероуглерод.
Историческое и текущее воздействие
Промышленные рабочие, работающие с сероуглеродом, подвергаются высокому риску. Выбросы также могут нанести вред здоровью людей, живущих рядом с районными предприятиями.
Опасения по поводу воздействия сероуглерода имеют давнюю историю. Примерно в 1900 году сероуглерод стал широко использоваться в производстве вулканизированной резины . Психоз, вызванный сильным воздействием, был очевиден сразу (о нем сообщалось при 6-месячном воздействии). Одна печально известная резиновая фабрика установила решетки на окнах, чтобы рабочие не выскочили насмерть. Его использование в США в качестве яда для нор тяжелее воздуха для суслика Ричардсона также привело к сообщениям о психозах. Систематического медицинского исследования по этому вопросу не публиковалось, а знания не передавались в районную промышленность.
Первое крупное эпидемиологическое исследование районных рабочих было проведено в США в конце 1930-х годов и обнаружило довольно серьезные последствия у 30% рабочих. Данные о повышенном риске сердечных приступов и инсультов появились в 1960-х годах. Courtaulds , крупный производитель искусственного шелка, приложил все усилия, чтобы предотвратить публикацию этих данных в Великобритании. Средние концентрации на отобранных вискозных заводах снизились с примерно 250 мг / м3 в 1955-1965 годах до примерно 20-30 мг / м3 в 1980-х годах (только данные США?). С тех пор производство вискозы переместилось в развивающиеся страны, особенно в Китай, Индонезию и Индию.
Уровни инвалидности на современных заводах по состоянию на 2016 год неизвестны. Текущие производители, использующие процесс вискозы, не предоставляют никакой информации о вреде для своих рабочих.
История
В 1796 году немецкий химик Вильгельм Август Лампадиус (1772–1842) впервые получил сероуглерод путем нагревания пирита с влажным древесным углем. Он назвал это «жидкой серой» ( flüssig Schwefel ). Состав сероуглерода был окончательно определен в 1813 году группой шведского химика Йенса Якоба Берцелиуса (1779–1848) и швейцарско-британского химика Александра Марсе (1770–1822). Их анализ соответствовал эмпирической формуле CS 2 .
Смотрите также
- Моносульфид углерода
- Субсульфид углерода
- Диселенид углерода
- 1949 г. Пожар в туннеле в Голландии , авария с грузовиком, перевозившим сероуглерод.
использованная литература
внешние ссылки
- Австралийский национальный кадастр загрязнителей: сероуглерод
- CDC - Карманное руководство NIOSH по химическим опасностям - сероуглерод
- Инно Моушн Инжиниринг
- Заявление Агентства по токсичным веществам и регистрации заболеваний по сероуглероду , 1996 г.
- Ресурсы по дисульфиду углерода от Национального института безопасности и гигиены труда
- Блан, Поль Дэвид (2016). Поддельный шелк: смертельная история вискозы . Нью-Хейвен: издательство Йельского университета. п. 328. ISBN 9780300204667.