Сероуглерод

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}} Сульфид углерода(IV) (сероуглерод) — химическое вещество, соединение серы с углеродом. Высший сульфид углерода с формулой CS₂.

Свойства

Чистый сероуглерод представляет собой бесцветную жидкость с приятным «эфирным» запахом. Технический продукт, полученный сульфидированием угля, имеет неприятный запах редьки. Молекула CS₂ линейна, длина связи С—S = 0,15529 нм; энергия диссоциации 1149 кДж/моль.

Сероуглерод токсичен, весьма огнеопасен, его диапазон между верхним и нижним пределом взрываемости — от 1,33 до 50 % по объёму, считается самым широким; при использовании соединения обязательно наличие газоанализатора сероуглерода. Горит сероуглерод голубоватым пламенем, в результате горения выделяется диоксид углерода и диоксид серы.

$\mathrm{C}\mathrm{S}{\phantom{A}}_2+3\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Подобно диоксиду углерода, CS₂ является кислотным ангидридом (тиоангидридом) и при взаимодействии с некоторыми сульфидами может образовывать соли несуществующей (формальной) тиоугольной кислоты (Н₂СS₃) — например, тиокарбонат калия или тиокарбонат натрия. При реакции с щелочами также образуются соли тиоугольной кислоты и продукты их диспропорционирования.

Однако сероуглерод, в отличие от диоксида углерода, проявляет большую реакционную способность по отношению к нуклеофилам и легче восстанавливается.

Так, сероуглерод способен реагировать с C-нуклеофилами, его взаимодействие с фенолятами активированных метиларилкетонов идет с образованием бис-тиолятов арилвинилкетонов, которые могут быть проалкилированы до бис-алкилтиоарилвинилкетонов; эта реакция имеет препаративное значение:

$𝖯𝗒𝖢𝖮𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}𝖢{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝗍\text{-}𝖡𝗎𝖮𝖪\mathsf{\to }𝖯𝗒𝖢𝖮𝖢𝖧\text{=}𝖢\mathsf{(}{𝖲}^{\mathsf{-}}{𝖪}^{\mathsf{+}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝗍\text{-}𝖡𝗎𝖮𝖧$

$𝖯𝗒𝖢𝖮𝖢𝖧\text{=}𝖢\mathsf{(}{𝖲}^{\mathsf{-}}{𝖪}^{\mathsf{+}}\mathsf{)}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖬𝖾𝖨\mathsf{\to }𝖯𝗒𝖢𝖮𝖢𝖧\text{=}𝖢\mathsf{(}𝖲𝖬𝖾{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖪𝖨$

При взаимодействии с натрием в диметилформамиде сероуглерод образует 1,3-дитиол-2-тион-4,5-дитиолят натрия, использующийся в качестве предшественника в синтезе тетратиафульваленов:

При взаимодействии с первичными или вторичными аминами в щелочной среде образуются соли дитиокарбаматы:

$\mathrm{𝟤}{𝖱}_{\mathrm{𝟤}}𝖭𝖧\mathsf{+}𝖢{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }\mathsf{[}{𝖱}_{\mathrm{𝟤}}𝖭H_{\mathrm{𝟤}}^{\mathsf{+}}\mathsf{]}\mathsf{[}{𝖱}_{\mathrm{𝟤}}𝖭𝖢S_{\mathrm{𝟤}}^{\mathsf{-}}\mathsf{]}$

Для растворимых дитиокарбаматов характерно образование комплексов с металлами, что используется в аналитической химии. Они также имеют большое промышленное значение в качестве катализаторов вулканизации каучука.

Со спиртовыми растворами щелочей образует ксантогенаты:

$𝖱𝖮𝖭𝖺\mathsf{+}𝖢{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }\mathsf{[}𝖭{𝖺}^{\mathsf{+}}\mathsf{]}\mathsf{[}𝖱𝖮𝖢S_{\mathrm{𝟤}}^{\mathsf{-}}\mathsf{]}$

Такими сильными окислителями, как, например, перманганат калия, сероуглерод разлагается с выделением серы.

С оксидом серы(VI) сероуглерод взаимодействует с образованием сульфоксида углерода:

$𝖢{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\to }𝖢𝖮𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

С оксидом хлора(I) образует фосген:

$𝖢{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\to }𝖢𝖮𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖲𝖮𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}$

Сероуглерод хлорируется в присутствии катализаторов до перхлорметилмеркаптана CCl₃SCl, использующегося в синтезе тиофосгена CSCl₂:

$\mathrm{𝟤}𝖢{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟧}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}𝖢𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}𝖲𝖢𝗅\mathsf{+}{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}$

$𝖢𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}𝖲𝖢𝗅\underset{}{\overset{[H]}{\to }}𝖢𝖲𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖢𝗅\mathsf{\uparrow }$

Избытком хлора сероуглерод хлорируется до четырёххлористого углерода:

$𝖢𝖲𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }𝖢𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}$

Фторирование сероуглерода фторидом серебра(I) в ацетонитриле ведет к образованию трифторметилтиолята серебра, эта реакция имеет препаративное значение

$\mathrm{C}\mathrm{S}{\phantom{A}}_2+3\mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{F}\stackrel{\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}\mathrm{N}}{\to }\mathrm{C}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3\mathrm{S}\mathrm{A}\mathrm{g}+\mathrm{A}\mathrm{g}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}$

При температурах выше 150 °C протекает гидролиз сероуглерода по реакции:

$𝖢{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\to }𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{\uparrow }$

Получение

В промышленности получают по реакции метана с парами серы в присутствии силикагеля при 500—700 °C в камере из хромоникелевой стали:

$𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖲\mathsf{\to }𝖢{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{\uparrow }$

Также сероуглерод можно получить взаимодействием древесного угля и паров S при 750—1000 °C.

Применение

Хорошо растворяет жиры, масла, смолы, каучук. Сероуглерод используется как экстрагент; также он растворяет серу, фосфор, иод, нитрат серебра.

Большая часть (80 %) производимого сероуглерода идёт в производство вискозы — сырья в производстве вискозного волокна («искусственного шелка»). Его применяют для получения различных химических веществ (ксантогенатов, четырёххлористого углерода, роданидов).

Токсическое действие

Сероуглерод ядовит. Полулетальная доза при поступлении внутрь составляет 3188 мг/кг. Высокотоксичная концентрация в воздухе — свыше 10 мг/л. Оказывает местное раздражающее, резорбтивное действия. Обладает психотропными, нейротоксическими свойствами, которые связаны с его наркотическим воздействием на центральную нервную систему.

При отравлении возникают головная боль, головокружение, судороги, потеря сознания. Бессознательное состояние может сменяться психическим и двигательным возбуждением. Могут наблюдаться рецидивы судорог с потерей сознания, угнетение дыхания. При приёме внутрь наступают тошнота, рвота, боли в животе. При контакте с кожей наблюдаются гиперемия и химические ожоги.

Ототоксичен (может ухудшать слух).

При среднесменной ПДКрз 3 мг/м³ и максимально разовой 10 мг/м³, порог восприятия запаха сероуглерода может достигать 98 мг/м³. Соответственно, замена противогазных фильтров у СИЗОД по ощущению появления запаха в маске (как это советуют поставщики респираторов) приведёт к тому, что хотя бы часть работников будет менять фильтры запоздало. Необходимо использовать современные безопасные способы.

Первая помощь и лечение

Прежде всего необходимо удалить пострадавшего из поражённой зоны. При попадании сероуглерода внутрь необходимо выполнить промывание желудка с использованием зонда, форсированный диурез, ингаляцию кислорода. Обычно проводят симптоматическую терапию. При судорогах вводят 10 мг диазепама внутривенно.

Литература

• Шаблон:Книга