СІРКОВОДЕНЬ (CS2): СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ, ВИКОРИСТАННЯ, РИЗИКИ - ХІМІЯ - 2025

Сірковуглець є з'єднанням , утворене об'єднання атома вуглецю (С) і два атома сірки (S). Його хімічна формула - CS ₂ . Це безбарвна або злегка жовта рідина з неприємним запахом через домішки, які вона містить (сполуки сірки). Коли він чистий, його запах м'який і солодкий, схожий на хлороформ або ефір.

Він природним чином походить від дії сонячного світла на органічні молекули, які містяться в морській воді. Крім того, він виробляється у болотних водах, а також викидається з вулканів разом з іншими газами.

Сірковуглець CS ₂ . Автор: Бенджа-bmm27. Джерело: Wikimedia Commons.

Вуглекислий газ є летючою рідиною, він також легкозаймистий, тому його слід тримати подалі від полум’я та іскор або приладів, здатних виробляти їх, навіть електричні лампочки.

Він має здатність розчиняти велику кількість сполук, матеріалів та елементів, таких як фосфор, сірка, селен, смоли, лаки тощо. Тому він знаходить корисність як розчинник.

Він також є посередником у різних промислових хімічних реакціях, таких як виробництво районного або штучного шовку.

З нею слід поводитися обережно і захисними пристосуваннями, оскільки це дуже токсично і небезпечно.

Будова

Вуглекислий газ має один атом вуглецю і два атоми сірки з боків від нього.

Зв’язки між атомом вуглецю та атомами сірки є ковалентними та подвійними, тому вони дуже міцні. Молекула CS ₂ має лінійну та симетричну структуру.

Лінійна структура сірководню CS ₂ . Чорний = вуглець, жовтий = сірка. Автор: Бенджа-bmm27. Джерело: Wikimedia Commons.

Номенклатура

- сірководень

- Бісульфід вуглецю

- ангідрид дитиокарбону

Властивості

Фізичний стан

Безбарвна до жовтувата рідина.

Молекулярна маса

76,15 г / моль

Температура плавлення або затвердіння

-110,8 ° С

Точка кипіння

46,0 ºC

Точка займання

-30 ºC (метод із закритою чашкою).

Температура автозапуску

90 ° С

Щільність

Рідина = 1,26 г / см ³ при 20 ºC.

Пара = в 2,67 рази більша від повітря.

Її пари більш ніж удвічі важчі за повітря, а рідина важча за воду.

Тиск пари

279 мм рт.ст. при 25 ° С.

Це високий тиск пари.

Розчинність

Дуже слабо розчинний у воді: 2,16 г / л при 25 ° С. Розчинний у хлороформі. Змішується з етанолом, метанолом, ефіром, бензолом, хлороформом і чотирихлористим вуглецем.

Хімічні властивості

CS ₂ легко випаровується при кімнатній температурі, оскільки температура кипіння дуже низька, а тиск пари дуже високий.

Сірководень надзвичайно горючий. Його пари запалюються дуже легко навіть при нагріванні електричної лампочки. Це означає, що він реагує з киснем дуже швидко:

CS ₂ + 3 O ₂ → CO ₂ + 2 SO ₂

Той факт, що він має високий тиск пари при кімнатній температурі, небезпечно знаходитись поблизу полум'я.

При нагріванні до розкладання він легко вибухає, виділяючи токсичні гази оксидів сірки. Вище 90 ° C вона запалюється мимовільно.

Розкладається при тривалому зберіганні. Нападає мідь та її сплави. Він також реагує на деякі пластмаси, каучуки та покриття.

Реагує при певних умовах з водою, утворюючи OCS карбонильного сульфід, CO ₂ діоксиду вуглецю і Н ₂ S дисульфид водню :

CS ₂ + H ₂ O → OCS + H ₂ S

CS ₂ + 2 H ₂ O → CO ₂ + 2 H ₂ S

З спиртами (ROH) у лужному середовищі утворює ксантати (RO-CS-SNa):

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

Отримання

Сірководень отримують комерційно шляхом взаємодії сірки з вуглецем. Процес проводиться при температурі 750-900 ° С.

C + 2 S → CS ₂

Замість вугілля також може використовуватися метан або природний газ, і навіть застосовується етан, пропан і пропілен, і в цьому випадку реакція відбувається при температурі 400-700 ° С з високим виходом.

Він також може бути приготовлений шляхом взаємодії природного газу з сірководнем H ₂ S при дуже високій температурі.

Присутність у природі

CS ₂ - природний продукт, присутній в атмосфері в дуже малій кількості (сліди). Він виробляється фотохімічно в поверхневих водах.

Дія сонячного світла на певні сполуки, присутні в морській воді, такі як цистеїн (амінокислота), призводить до утворення сірководню.

Сірководень може утворюватися при дії сонячного світла на деякі органічні сполуки, присутні в морській воді. Автор: Pexels Джерело: Pixabay.

Він також виділяється природним шляхом під час виверження вулканів і знаходиться в невеликій кількості на болотах.

Ми зазвичай піддаємося диханню ним у дуже малих пропорціях, і він присутній у деяких продуктах харчування. Він також міститься в сигаретному димі.

У навколишньому середовищі він розкладається сонячними променями. На землі він рухається через нього. Деякі мікроорганізми в ґрунті руйнують його.

Програми

У хімічній промисловості

Сірководень є важливою хімічною сполукою, оскільки його використовують для приготування інших хімічних речовин. Він може діяти як хімічний проміжний продукт.

Він також використовується як технологічний розчинник, наприклад, для розчинення фосфору, сірки, селену, брому, йоду, жирів, смол, воску, лаків та камеді.

Це дозволяє виготовляти фармацевтичні продукти та гербіциди, серед інших.

У виробництві району та целофану

За допомогою CS ₂ готують ксантати, які представляють собою сполуки, що використовуються у виробництві району та целофану.

Для отримання штучного шовку або району запускають целюлозу, яку обробляють лугом і сірковуглецем CS ₂ і перетворюють на ксантат целюлози, розчинний у лузі. Цей розчин є в'язким і тому називається "в'язким".

Віскоза просочується через дуже маленькі отвори в кислому бані. Тут ксантат целюлози перетворюється назад в целюлозу, яка є нерозчинною і утворюються довгі блискучі нитки.

Нитки або нитки можна закрутити в матеріал, відомий як район.

(1) Целюлоза + NaOH → Лужна целюлоза

ROH + NaOH → RONa

(2) Лужно-целюлозна + сірководень → Ксантогенати целюлози

RONa + S = C = S → RO - C (= S) –SNa

(3) Ксантоза целюлози + кислота → Целюлоза (нитки)

RO - C (= S) –SNa + кислота → ROH

Одяг з району, волокно, в якому бере участь сірководень. Тобіас "Томар" Маєр. Джерело: Wikimedia Commons.

Якщо целюлоза осаджується, пропускаючи ксантат через вузький проріз, целюлоза регенерується у вигляді тонких листів, що складають целофан. Це пом'якшується гліцерином і використовується як захисна плівка для предметів.

Целофан виготовляється за допомогою сірководню. Автор: Ганс Браксмайер. Джерело: Pixabay.

У виробництві чотирихлористого вуглецю

Сульфід вуглецю вступає в реакцію з хлором Cl _2, отримуючи тетрахлорид вуглецю CCl ₄ , який є важливим негорючим розчинником.

CS ₂ + 3 Cl ₂ → CCl ₄ + S ₂ Cl ₂

У різних додатках

Сірководень бере участь у холодній вулканізації каучуків, служить проміжною ланкою у виробництві пестицидів і використовується для отримання каталізаторів у нафтовій промисловості та у виробництві паперу.

Ксантати, приготовлені з CS ₂ , використовуються в флотації мінералів.

Стародавні вживання

CS ₂ - отрута для живих організмів. Раніше його використовували для знищення шкідників, таких як щури, бабаки та мурахи, виливши рідину в будь-який закритий простір, де жили ці тварини (нори та мурашині пагорби).

Використовуючи для цієї мети, густі токсичні пари знищували будь-який живий організм, що знаходився в обмеженому просторі.

Він також використовувався як протиглистовий засіб для тварин і для вбивства личинок метеликів зі шлунку коней.

У сільському господарстві його використовували як інсектицид та нематіцид, для фумігації ґрунту, для фумігації розплідників, зерносховищ, силосів та зернових млинів. Обприскували також залізничні вагони, кораблі та баржі.

Фермер у 1904 р. Обприскував ґрунт сірководнем для боротьби зі шкідником виноградних рослин. Ölgemälde фон Ганс Пюрінгер, 1904. Джерело: Wikimedia Commons.

Усі ці використання були заборонені через високу горючість та токсичність CS ₂ .

Ризики

CS ₂ легкозаймистий. Багато їх реакцій можуть спричинити пожежу чи вибух. Суміші його пари з повітрям є вибухонебезпечними. При запалюванні він виробляє дратівливі або токсичні гази.

Сірчанокислий вуглець не повинен виливати стічні води, оскільки в трубах залишається суміш CS ₂ і повітря, які можуть викликати вибух при аварії.

Його пари мимовільно запалюються при контакті з іскрами або гарячими поверхнями.

Сірковуглець сильно дратує очі, шкіру та слизові оболонки.

Якщо вдихати або приймати всередину, це серйозно впливає на центральну нервову систему, серцево-судинну систему, очі, нирки та печінку. Він також може поглинатися через шкіру, спричиняючи пошкодження.

Список літератури

1. Національна медична бібліотека США. (2020). Сірководень. Відновлено з pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Mopper, K. та Kieber, DJ (2002). Фотохімія та кругообіг вуглецю, сірки, азоту та фосфору. В біогеохімії морської розчиненої органічної речовини. Відновлено з sciencedirect.com.
3. Мейєр, Б. (1977). Промислове використання сірки та її сполук. Вуглекислота. У сері, енергетиці та довкіллі. Відновлено з sciencedirect.com.
4. Поганиш, РП (2012). C. Вуглекислота. У посібнику з токсичних та небезпечних хімікатів та канцерогенів Сіттіга (шосте видання). Відновлено з sciencedirect.com.
5. Моррісон, RT та Бойд, Р.Н. (2002). Органічна хімія. 6-е видання. Prentice-Hall.
6. Windholz, M. та ін. (редактори) (1983). Індекс Мерка. Енциклопедія хімічних речовин, лікарських засобів та біологічних препаратів. Десяте видання. Merck & CO., Inc.