- Struttura
- Nomenclatura
- Proprietà
- Stato fisico
- Peso molecolare
- Punto di fusione o solidificazione
- Punto di ebollizione
- Punto d'infiammabilità
- Temperatura di autoaccensione
- Densità
- Pressione del vapore
- solubilità
- Proprietà chimiche
- Ottenere
- Presenza in natura
- applicazioni
- Nell'industria chimica
- Nella produzione di rayon e cellophane
- Nella produzione di tetracloruro di carbonio
- In varie applicazioni
- Usi antichi
- rischi
- Riferimenti
Il disolfuro di carbonio è un composto formato dall'unione di un atomo di carbonio (C) e due atomi di zolfo (S). La sua formula chimica è CS 2 . È un liquido incolore o leggermente giallo con un odore sgradevole dovuto alle impurità in esso contenute (composti solforati). Quando è puro, il suo odore è morbido e dolce, simile al cloroformio o all'etere.
Ha origine naturalmente dall'azione della luce solare sulle molecole organiche presenti nell'acqua di mare. Inoltre, viene prodotto nelle acque palustri ed è anche espulso dai vulcani insieme ad altri gas.
Disolfuro di carbonio CS 2 . Autore: Benjah-bmm27. Fonte: Wikimedia Commons.
Il disolfuro di carbonio è un liquido volatile ed è anche altamente infiammabile, quindi dovrebbe essere tenuto lontano da fiamme e scintille o dispositivi che possono produrli, anche lampadine elettriche.
Ha la capacità di sciogliere un gran numero di composti, materiali ed elementi, come fosforo, zolfo, selenio, resine, lacche, ecc. Quindi trova utilità come solvente.
È anche un intermediario in varie reazioni chimiche industriali, come la produzione di rayon o seta artificiale.
Deve essere maneggiato con cautela e con strumenti protettivi in quanto è molto tossico e pericoloso.
Struttura
Il disolfuro di carbonio ha un atomo di carbonio e due atomi di zolfo sui lati.
I legami tra l'atomo di carbonio e gli atomi di zolfo sono covalenti e doppi, quindi sono molto forti. La molecola CS 2 ha una struttura lineare e simmetrica.
Struttura lineare del disolfuro di carbonio CS 2 . Nero = carbonio, giallo = zolfo. Autore: Benjah-bmm27. Fonte: Wikimedia Commons.
Nomenclatura
- Disolfuro di carbonio
- Bisolfuro di carbonio
- Ditiocarbonio anidride
Proprietà
Stato fisico
Liquido da incolore a giallastro.
Peso molecolare
76,15 g / mol
Punto di fusione o solidificazione
-110,8 ° C
Punto di ebollizione
46,0 ºC
Punto d'infiammabilità
-30 ºC (metodo a vaso chiuso).
Temperatura di autoaccensione
90 ° C
Densità
Liquido = 1,26 g / cm 3 a 20 ºC.
Vapore = 2,67 volte quello dell'aria.
I suoi vapori sono più del doppio dell'aria e il liquido è più pesante dell'acqua.
Pressione del vapore
279 mmHg a 25 ° C.
Questa è un'alta pressione di vapore.
solubilità
Molto leggermente solubile in acqua: 2,16 g / L a 25 ° C. Solubile in cloroformio. Miscibile con etanolo, metanolo, etere, benzene, cloroformio e tetracloruro di carbonio.
Proprietà chimiche
CS 2 evapora facilmente a temperatura ambiente poiché il suo punto di ebollizione è molto basso e la sua tensione di vapore è molto alta.
Il disolfuro di carbonio è estremamente infiammabile. I suoi vapori si accendono molto facilmente, anche con il calore di una lampadina elettrica. Ciò significa che reagisce con l'ossigeno molto rapidamente:
CS 2 + 3 O 2 → CO 2 + 2 SO 2
Il fatto che abbia un'elevata pressione di vapore a temperatura ambiente rende pericoloso essere vicino a una fiamma.
Quando riscaldato fino alla decomposizione può facilmente esplodere, emettendo gas tossici di ossidi di zolfo. Sopra i 90 ° C si accende spontaneamente.
Si decompone se conservato a lungo. Attacca il rame e le sue leghe. Reagisce anche con alcune plastiche, gomme e rivestimenti.
Reagisce in determinate condizioni con l'acqua, formando OCS solfuro di carbonile, anidride carbonica CO 2 e solfuro di idrogeno H 2 S:
CS 2 + H 2 O → OCS + H 2 S
CS 2 + 2 H 2 O → CO 2 + 2 H 2 S
Con alcoli (ROH) in mezzo alcalino forma xantati (RO-CS-SNa):
CS 2 + ROH + NaOH → H 2 O + RO - C (= S) –SNa
Ottenere
Il disolfuro di carbonio viene preparato commercialmente facendo reagire lo zolfo con il carbonio. Il processo viene eseguito a temperature di 750-900 ° C.
C + 2 S → CS 2
Al posto del carbone si possono utilizzare anche metano o gas naturale, e anche etano, propano e propilene, nel qual caso la reazione avviene a 400-700 ° C con resa elevata.
Può anche essere preparato facendo reagire gas naturale con acido solfidrico H 2 S a temperatura molto elevata.
Presenza in natura
CS 2 è un prodotto naturale presente nell'atmosfera in quantità molto ridotte (tracce). Viene prodotto fotochimicamente nelle acque superficiali.
L'azione della luce solare su alcuni composti presenti nell'acqua di mare come la cisteina (un amminoacido) porta alla formazione di disolfuro di carbonio.
Il disolfuro di carbonio può essere formato dall'azione della luce solare su alcuni composti organici presenti nell'acqua di mare. Autore: Pexels. Fonte: Pixabay.
Viene anche rilasciato naturalmente durante le eruzioni vulcaniche e si trova in piccole quantità nelle paludi.
Normalmente siamo esposti a respirarlo in proporzioni molto piccole ed è presente in alcuni alimenti. Si trova anche nel fumo di sigaretta.
Nell'ambiente è decomposto dalla luce solare. Sul terreno si muove attraverso di essa. Alcuni microrganismi nel terreno lo scompongono.
applicazioni
Nell'industria chimica
Il disolfuro di carbonio è un composto chimico importante in quanto viene utilizzato per preparare altre sostanze chimiche. Può agire come intermedio chimico.
Viene anche utilizzato come solvente di processo, ad esempio per sciogliere fosforo, zolfo, selenio, bromo, iodio, grassi, resine, cere, lacche e gomme.
Consente, tra gli altri, la produzione di prodotti farmaceutici ed erbicidi.
Nella produzione di rayon e cellophane
Con CS 2 vengono preparati gli xantati, composti utilizzati nella produzione di rayon e cellophane.
Per ottenere seta artificiale o rayon si avvia la cellulosa, che viene trattata con alcali e disolfuro di carbonio CS 2 e trasformata in xantato di cellulosa, solubile in alcali. Questa soluzione è viscosa ed è quindi chiamata "viscosa".
La viscosa viene forzata attraverso fori molto piccoli in un bagno acido. Qui lo xantato di cellulosa viene ritrasformato in cellulosa insolubile e si formano fili lunghi e lucenti.
I fili o filamenti possono essere filati in un materiale noto come rayon.
(1) Cellulosa + NaOH → Alcali-cellulosa
ROH + NaOH → RONa
(2) Alcali-cellulosa + Disolfuro di carbonio → Xantato di cellulosa
RONa + S = C = S → RO - C (= S) –SNa
(3) Xantato di cellulosa + acido → Cellulosa (filamenti)
RO - C (= S) –SNa + Acid → ROH
Indumenti realizzati in rayon, una fibra a cui partecipa il disolfuro di carbonio. Tobias "ToMar" Maier. Fonte: Wikimedia Commons.
Se la cellulosa viene precipitata facendo passare lo xantato attraverso una fessura stretta, la cellulosa viene rigenerata sotto forma di fogli sottili che compongono il cellophane. Questo viene ammorbidito con glicerolo e viene utilizzato come pellicola protettiva per oggetti.
Il cellophane è prodotto con l'aiuto del disolfuro di carbonio. Autore: Hans Braxmeier. Fonte: Pixabay.
Nella produzione di tetracloruro di carbonio
Il disolfuro di carbonio reagisce con il cloro Cl 2 per dare tetracloruro di carbonio CCl 4 , che è un importante solvente non combustibile.
CS 2 + 3 Cl 2 → CCl 4 + S 2 Cl 2
In varie applicazioni
Il disolfuro di carbonio partecipa alla vulcanizzazione a freddo delle gomme, funge da intermedio nella produzione di pesticidi e viene utilizzato per generare catalizzatori nell'industria petrolifera e nella produzione di carta.
Gli xantati preparati con CS 2 vengono utilizzati nella flottazione minerale.
Usi antichi
CS 2 è un veleno per gli organismi viventi. Un tempo veniva utilizzato per distruggere parassiti come ratti, marmotte e formiche, versando il liquido in ogni spazio chiuso in cui vivevano questi animali (tane e formicai).
Quando vengono usati per questo scopo, i densi vapori tossici hanno spazzato via qualsiasi organismo vivente che si trovava nello spazio ristretto.
Era anche usato come antielmintico per gli animali e per uccidere le larve di mosca carnaria dallo stomaco dei cavalli.
In agricoltura veniva utilizzato come insetticida e nematocida, per la fumigazione del terreno, per la fumigazione di vivai, granai, silos e mulini per cereali. Furono spruzzati anche vagoni ferroviari, navi e chiatte.
Un contadino nel 1904 irrorando il terreno con disolfuro di carbonio per combattere un parassita delle piante di vite. Ölgemälde von Hans Pühringer, 1904. Fonte: Wikimedia Commons.
Tutti questi usi sono stati vietati a causa dell'elevata infiammabilità e tossicità di CS 2 .
rischi
CS 2 è altamente infiammabile. Molte delle loro reazioni possono causare incendi o esplosioni. Le miscele dei suoi vapori con l'aria sono esplosive. Quando si accende, produce gas irritanti o tossici.
Il disolfuro di carbonio non deve essere versato negli scarichi, poiché nei tubi rimane una miscela di CS 2 e aria che può provocare un'esplosione se accesa accidentalmente.
I suoi vapori si infiammano spontaneamente al contatto con scintille o superfici calde.
Il disolfuro di carbonio irrita gravemente gli occhi, la pelle e le mucose.
Se inalato o ingerito, colpisce gravemente il sistema nervoso centrale, il sistema cardiovascolare, gli occhi, i reni e il fegato. Può anche essere assorbito attraverso la pelle provocando danni.
Riferimenti
- Biblioteca nazionale di medicina degli Stati Uniti. (2020). Disolfuro di carbonio. Recupero da pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Mopper, K. e Kieber, DJ (2002). Fotochimica e ciclo di carbonio, zolfo, azoto e fosforo. In Biogeochimica della materia organica disciolta marina. Recupero da sciencedirect.com.
- Meyer, B. (1977). Usi industriali dello zolfo e dei suoi composti. Disolfuro di carbonio. In zolfo, energia e ambiente. Recupero da sciencedirect.com.
- Pohanish, RP (2012). C. Disolfuro di carbonio. In Sittig's Handbook of Toxic and Hazardous Chemicals and cancerogens (sesta edizione). Recupero da sciencedirect.com.
- Morrison, RT e Boyd, RN (2002). Chimica organica. 6a edizione. Prentice-Hall.
- Windholz, M. et al. (editori) (1983). L'indice Merck. Un'enciclopedia di prodotti chimici, farmaci e biologici. Decima edizione. Merck & CO., Inc.