HIILIDISULFIDI (CS2): RAKENNE, OMINAISUUDET, KÄYTTÖ, RISKIT - KEMIA - 2026

Hiilidisulfidia on yhdiste, joka muodostuu liitto hiiliatomin (C) ja kaksi rikkiatomia (S). Sen kemiallinen kaava on CS ₂. Se on väritön tai hieman keltainen neste, jolla on epämiellyttävä haju sen sisältämien epäpuhtauksien (rikkiyhdisteet) vuoksi. Kun se on puhdas, sen tuoksu on pehmeä ja makea, samanlainen kuin kloroformi tai eetteri.

Se on peräisin luonnollisesti auringonvalon vaikutuksesta merivedessä löydettyihin orgaanisiin molekyyleihin. Lisäksi sitä tuotetaan soiden vesillä ja se poistetaan myös tulivuoreista yhdessä muiden kaasujen kanssa.

Hiilidisulfidi CS ₂. Kirjoittaja: Benjah-bmm27. Lähde: Wikimedia Commons.

Hiilidisulfidi on haihtuva neste ja se on myös erittäin syttyvä, joten se tulisi pitää erillään liekkeistä ja kipinöistä tai laitteista, jotka niitä voivat tuottaa, jopa sähköisistä polttimista.

Sillä on kyky liuottaa suuri joukko yhdisteitä, materiaaleja ja elementtejä, kuten fosfori, rikki, seleeni, hartsit, lakat jne. Siksi se on hyödyllinen liuottimena.

Se on myös välittäjä monissa teollisissa kemiallisissa reaktioissa, kuten raionin tai keinotekoisen silkin tuotannossa.

Sitä on käsiteltävä varoen ja suojavälineillä, koska se on erittäin myrkyllinen ja vaarallinen.

Rakenne

Hiilidisulfidilla on yksi hiiliatomi ja kaksi rikkiatomia sen sivuilla.

Hiiliatomin ja rikkiatomien väliset sidokset ovat kovalentteja ja kaksinkertaisia, joten ne ovat erittäin vahvoja. CS ₂ -molekyyli on lineaarinen ja symmetrinen rakenne.

Hiilidisulfidin CS ₂ lineaarinen rakenne. Musta = hiili, keltainen = rikki. Kirjoittaja: Benjah-bmm27. Lähde: Wikimedia Commons.

nimistö

- Hiilidisulfidi

- Hiilibisulfidi

- ditiohiilianhydridi

ominaisuudet

Fyysinen tila

Väritön tai kellertävä neste.

Molekyylipaino

76,15 g / mol

Sulamis- tai kiinteytymispiste

-110,8 ° C

Kiehumispiste

46,0 ° C

Flashpoint

-30 ºC (suljetun kupin menetelmä).

Itsesyttymislämpötila

90 ° C

Tiheys

Nestemäinen = 1,26 g / cm ³ lämpötilassa 20 ºC.

Höyry = 2,67-kertainen verrattuna ilman vastaavaan.

Sen höyryt ovat yli kaksi kertaa raskaammat kuin ilma ja neste on raskaampaa kuin vesi.

Höyrynpaine

279 mmHg lämpötilassa 25 ° C.

Tämä on korkea höyrynpaine.

Liukoisuus

Liukenee heikosti veteen: 2,16 g / l 25 ° C: ssa. Liukenee kloroformiin. Sekoittuu etanolin, metanolin, eetterin, bentseenin, kloroformin ja hiilitetrakloridin kanssa.

Kemiallisia ominaisuuksia

CS ₂ haihtuu helposti huoneenlämpötilassa, koska sen kiehumispiste on hyvin matala ja sen höyrynpaine on erittäin korkea.

Hiilidisulfidi on erittäin syttyvää. Sen höyryt syttyvät erittäin helposti, jopa sähkölampun lämmöllä. Tämä tarkoittaa, että se reagoi hapen kanssa erittäin nopeasti:

CS ₂ + 3 O ₂ → CO ₂ + 2 SO ₂

Se, että siinä on korkea höyrynpaine huoneenlämpötilassa, tekee vaaralliseksi olla liekin lähellä.

Hajoamiseen kuumentuessaan se voi helposti räjähtää, emittoidessaan rikkioksidien myrkyllisiä kaasuja. Yli 90 ° C: n lämpötilassa se syttyy itsestään.

Se hajoaa, kun sitä säilytetään pitkään. Syövyttää kuparia ja sen seoksia. Se reagoi myös joidenkin muovien, kumien ja pinnoitteiden kanssa.

Reagoi tietyissä olosuhteissa veden kanssa muodostaen OCS karbonyylisulfidia, CO ₂ hiilidioksidi ja H ₂ S vety disulfidi:

CS ₂ + H ₂ O → OCS + H ₂ S

CS ₂ + 2 H ₂ O → CO ₂ + 2 H ₂ S

Alkoholien (ROH) kanssa emäksisessä väliaineessa muodostaa ksantaatteja (RO-CS-SNa):

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

Saada

Hiilidisulfidi valmistetaan kaupallisesti saattamalla rikki reagoimaan hiilen kanssa. Prosessi suoritetaan lämpötiloissa 750-900 ° C.

C + 2 S → CS ₂

Kivihiilen sijasta voidaan myös käyttää metaania tai maakaasua, ja jopa etaania, propaania ja propeenia on käytetty, jolloin reaktio tapahtuu 400-700 ° C: ssa suurella saannolla.

Se voidaan myös valmistaa saattamalla maakaasun rikkivedyn kanssa H ₂ S erittäin korkeassa lämpötilassa.

Läsnäolo luonnossa

CS ₂ on luonnollinen tuote, jota esiintyy ilmakehässä hyvin pieninä määrinä (jälkeinä). Sitä tuotetaan fotokemiallisesti pintavesissä.

Auringonvalon vaikutus tiettyihin merivedessä läsnä oleviin yhdisteisiin, kuten kysteiiniin (aminohappo), johtaa hiilidisulfidin muodostumiseen.

Hiilidisulfidi voi muodostua auringonsäteiden vaikutuksesta joihinkin meriveteen läsnä oleviin orgaanisiin yhdisteisiin. Kirjoittaja: Pexels. Lähde: Pixabay.

Se vapautuu myös luonnollisesti tulivuorenpurkauksien aikana ja sitä esiintyy pieninä määrinä soiden yli.

Olemme yleensä alttiina sen hengittämiselle hyvin pienissä suhteissa ja sitä on joissain ruuissa. Sitä löytyy myös tupakansavusta.

Ympäristössä se hajoaa auringonvalon vaikutuksesta. Maassa se liikkuu sen läpi. Jotkut maaperän mikro-organismit hajottavat sen.

Sovellukset

Kemianteollisuudessa

Hiilidisulfidi on tärkeä kemiallinen yhdiste, koska sitä käytetään muiden kemikaalien valmistukseen. Se voi toimia kemiallisena välituotteena.

Sitä käytetään myös prosessiliuottimena esimerkiksi fosforin, rikin, seleenin, bromin, jodin, rasvojen, hartsien, vahojen, lakkojen ja kumien liuottamiseksi.

Se mahdollistaa mm. Farmaseuttisten tuotteiden ja rikkakasvien torjunta-aineiden valmistuksen.

Raionin ja sellofaanin tuotannossa

CS _{2: n avulla} valmistetaan ksantaatteja, jotka ovat yhdisteitä raionin ja sellofaanin valmistuksessa.

Jolloin saatiin viskoosi tai raion, selluloosa käynnistetään, joka käsitellään alkalilla ja rikkihiilen CS ₂ ja transformoitiin selluloosaksantaatin, liukoinen alkali-. Tämä liuos on viskoosinen, ja siksi sitä kutsutaan "viskoosiseksi".

Viskoosi pakotetaan erittäin pienten reikien läpi happohauteessa. Tällöin selluloosaksantaatti muuttuu takaisin selluloosaksi, joka on liukenematon ja muodostuu pitkiä, kiiltäviä lankoja.

Langat tai säikeet voidaan kehrätä raioniksi kutsuttuun materiaaliin.

(1) Selluloosa + NaOH → alkaliselluloosa

ROH + NaOH → RONa

(2) alkaliselluloosa + hiilidisulfidi → selluloosaksantaatti

RONa + S = C = S → RO - C (= S) –SNa

(3) selluloosaksantaatti + happo → selluloosa (filamentit)

RO - C (= S) –SNa + happo → ROH

Vaatteet, jotka on valmistettu raionista, kuidusta, johon hiilidisulfidi osallistuu. Tobias "ToMar" Maier. Lähde: Wikimedia Commons.

Jos selluloosa saostuu kuljettamalla ksantaattia kapean raon läpi, selluloosa regeneroidaan ohuiden levyjen muodossa, jotka muodostavat sellofaanin. Tämä on pehmennetty glyserolilla ja sitä käytetään esineiden suojakalvona.

Selofaani valmistetaan hiilidisulfidin avulla. Kirjoittaja: Hans Braxmeier. Lähde: Pixabay.

Hiilitetrakloridin tuotannossa

Hiilidisulfidia reagoi klooria Cl ₂, jolloin saatiin hiilitetrakloridi CCI ₄, joka on tärkeä palamatonta liuotin.

CS ₂ + 3 Cl ₂ → CC 1 ₄ + S ₂ Cl ₂

Eri sovelluksissa

Hiilidisulfidi osallistuu kumien kylmään vulkanointiin, toimii välituotteena torjunta-aineiden valmistuksessa ja sitä käytetään katalyyttien tuottamiseen öljyteollisuudessa ja paperinvalmistuksessa.

CS _2: lla valmistettuja ksantaatteja käytetään mineraaliflotaatiossa.

Muinaiset käyttötarkoitukset

CS ₂ on myrkky eläville organismeille. Aikaisemmin sitä käytettiin tuholaisten, kuten rottien, murmelien ja muurahaisten tuhoamiseen, kaatamalla neste mihin tahansa suljettuun tilaan, jossa nämä eläimet asuivat (urut ja muurahaiskylät).

Käytettäessä tähän tarkoitukseen, tiheät myrkylliset höyryt pyyhkivät pois kaikki elävät organismit, jotka olivat suljetussa tilassa.

Sitä käytettiin myös anthelmintikumina eläimille ja tappamaan hevosen mahasta tulevia toukkapuuttoja.

Maataloudessa sitä käytettiin hyönteismyrkkynä ja nematiidina maaperän savuttamiseen, taimitarhojen, rakeiden, siilojen ja viljamyllyjen savuttamiseen. Rautatieautoja, aluksia ja proomuja ruiskutettiin myös.

Viljelijä vuonna 1904 ruiskutti maaperää hiilidisulfidilla rypälekasvien tuholaisten torjumiseksi. Ölgemälde von Hans Pühringer, 1904. Lähde: Wikimedia Commons.

Kaikki nämä käytöt olivat kiellettyjä CS _2: n korkean syttyvyyden ja toksisuuden vuoksi.

riskit

CS ₂ on erittäin syttyvä. Monet heidän reaktioista voivat aiheuttaa tulipalon tai räjähdyksen. Sen höyryjen seokset ilmaan ovat räjähtäviä. Sytytettynä se tuottaa ärsyttäviä tai myrkyllisiä kaasuja.

Hiilidisulfidia ei saa kaataa viemäreihin, koska putkiin jää CS _{2: n} ja ilman seosta, joka voi aiheuttaa räjähdyksen, jos se syttyi vahingossa.

Sen höyryt syttyvät itsestään, kun ne ovat kosketuksissa kipinöiden tai kuumien pintojen kanssa.

Hiilidisulfidi ärsyttää voimakkaasti silmiä, ihoa ja limakalvoja.

Hengitettynä tai nieltynä, se vaikuttaa vakavasti keskushermostoon, sydän- ja verisuonijärjestelmään, silmiin, munuaisiin ja maksaan. Se voi myös imeytyä ihon läpi aiheuttaen vaurioita.

Viitteet

1. Yhdysvaltain lääketieteellinen kirjasto. (2020). Hiilidisulfidi. Palautettu pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Mopper, K. ja Kieber, DJ (2002). Fotokemia ja hiilen, rikin, typen ja fosforin pyöräily. Marine Liuenneen orgaanisen aineen biogeokemiassa. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
3. Meyer, B. (1977). Rikin ja sen yhdisteiden teollinen käyttö. Hiilidisulfidi. Rikki, energia ja ympäristö. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
4. Pohanish, RP (2012). C. Hiilidisulfidi. Sittigin myrkyllisten ja vaarallisten kemikaalien ja karsinogeenien käsikirjassa (kuudes painos). Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
5. Morrison, RT ja Boyd, RN (2002). Orgaaninen kemia. 6. painos. Prentice Hall.
6. Windholz, M. et ai. (toimittajat) (1983). Merck-indeksi. Kemikaalien, lääkkeiden ja biologisten aineiden tietosanakirja. Kymmenes painos. Merck & CO., Inc.