Karbondisulfid

Karbondisulfid
Identifikasjon
IUPAC-navn	Karbondisulfid
Synonymer	Sulphocarbonic anhydrid Karbon disulfid Carbon sulfid
N o CAS	75-15-0
N o ECHA	100 000 767
N o EC	200-843-6
Utseende	fargeløs væske med en karakteristisk lukt.
Kjemiske egenskaper
Formel	C S 2   [Isomerer]
Molarmasse	76,141 ± 0,011  g / mol C 15,77%, S 84,23%,
Dipolar øyeblikk	0,06  D
Molekylær diameter	0,453  nm
Fysiske egenskaper
T ° fusjon	−111  ° C
T ° kokende	46  ° C
Løselighet	i vann ved 20  ° C  : 2  g · l -1
Løselighetsparameter δ	20,5  MPa 1/2 ( 25  ° C )
Volumisk masse	1,26  g · cm -3 ligning: ρ=1.7968/0,28749(1+(1-T/552)0.3226){\ displaystyle \ rho = 1.7968 / 0.28749 ^ {(1+ (1-T / 552) ^ {0.3226})}} Væsketetthet i kmol · m -3 og temperatur i Kelvin, fra 161,11 til 552 K. Beregnede verdier: 1,25568 g · cm -3 ved 25 ° C. T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 161.11 −112.04 19.064 1.45159 187,17 −85,98 18.6017 1.41639 200,2 −72,95 18.36656 1.39849 213,23 −59,92 18.12854 1.38036 226,26 −46,89 17.88743 1.362 239,29 −33,86 17.64304 1.34339 252,32 −20,83 17.39513 1.32452 265,35 −7.8 17.14345 1.30535 278,38 5.23 16.88771 1.28588 291,41 18.26 16.62759 1.26607 304.44 31.29 16.36272 1.24591 317,47 44,32 16.09267 1.22534 330,5 57,35 15.81698 1.20435 343,53 70.38 15.53509 1.18289 356,56 83.41 15.24635 1.1609 T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 369,58 96.43 14,95 1.13834 382,61 109.46 14.64513 1.11512 395,64 122,49 14.33066 1.09118 408,67 135,52 14.00525 1.0664 421,7 148,55 13,66723 1.04066 434,73 161,58 13.3145 1.01381 447,76 174,61 12.94432 0,98562 460,79 187,64 12.55299 0,95582 473,82 200,67 12.1354 0,92403 486,85 213,7 11.68405 0.88966 499,88 226,73 11.18719 0,85183 512,91 239,76 10.62457 0,80899 525,94 252,79 9.95538 0,75803 538,97 265,82 9.06873 0,69052 552 278,85 6.250 0,47589
Selvantennelsestemperatur	90  ° C
Flammepunkt	−30  ° C (lukket kopp)
Eksplosjonsgrenser i luft	1 - 50  % vol
Mettende damptrykk	ved 25  ° C  : 48  kPa ligning: Pvs=exs(67,114+-4820.4T+(-7.5303)×deikke(T)+(9.1695E-3)×T1){\ displaystyle P_ {vs} = exp (67.114 + {\ frac {-4820.4} {T}} + (- 7.5303) \ times ln (T) + (9.1695E-3) \ times T ^ {1})} Trykk i pascal og temperatur i Kelvins, fra 161,11 til 552 K. Beregnede verdier: 47 837,88 Pa ved 25 ° C. T (K) T (° C) P (Pa) 161.11 −112.04 1.4944 187,17 −85,98 39,54 200,2 −72,95 143,49 213,23 −59,92 438.02 226,26 −46,89 1160,92 239,29 −33,86 2,737,79 252,32 −20,83 5 856,99 265,35 −7.8 11 542,85 278,38 5.23 21,218,14 291,41 18.26 36.749,49 304.44 31.29 60.472,39 317,47 44,32 95,196.32 330,5 57,35 144,192,6 343,53 70.38 211,169,54 356,56 83.41 300 239,81 T (K) T (° C) P (Pa) 369,58 96.43 415,884,85 382,61 109.46 562,920,51 395,64 122,49 746 466,97 408,67 135,52 971.925,43 421,7 148,55 1 244 962,79 434,73 161,58 1.571.505,02 447,76 174,61 1 957 739,45 460,79 187,64 2410125.57 473,82 200,67 2 935 413,95 486,85 213,7 3.540.672,71 499,88 226,73 4 233 320,79 512,91 239,76 5.021.167,61 525,94 252,79 5 912 458,45 538,97 265,82 6 915 925,3 552 278,85 8.040.800
Dynamisk viskositet	0,36  MPa · s ved 25  ° C
Kritisk punkt	79,0  bar , 278,85  ° C
Termisk ledningsevne	0,162  W m −1  K −1 ved 20  ° C
Elektrisk Strømføringsevne	78 × 10 -19  Ω -1 · cm -1 til 18  ° C
Lydens hastighet	1140  m · s -1 til 25  ° C
Termokjemi
S 0 gass, 1 bar	237,83  J mol −1  K −1
C s	76,45  J mol −1  K −1 ved 25  ° C (væske) ligning: VSP=(8,5600E4)+(-122.00)×T+(0,56050)×T2+(-1.4520E-3)×T3+(2.0080E-6)×T4{\ displaystyle C_ {P} = (8.5600E4) + (- 122.00) \ times T + (0.56050) \ times T ^ {2} + (- 1.4520E-3) \ times T ^ {3} + (2.0080E - 6) \ times T ^ {4}} Væskens termiske kapasitet i J · kmol -1 · K -1 og temperatur i Kelvin, fra 161,11 til 552 K. Beregnede verdier: 76,435 J · mol -1 · K -1 ved 25 ° C. T (K) T (° C) C s (Jkmode×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C s (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 161.11 −112.04 75.770 995 187 −86.15 75 347 990 200 −73.15 75,217 988 213 −60.15 75 145 987 226 −47.15 75 134 987 239 −34.15 75,187 987 252 −21.15 75,311 989 265 −8.15 75,512 992 278 4,85 75.799 995 291 17.85 76 180 1000 304 30.85 76,668 1.007 317 43,85 77.273 1.015 330 56,85 78.011 1.025 343 69,85 78 896 1.036 356 82,85 79 945 1.050 T (K) T (° C) C s (Jkmode×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C s (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 369 95,85 81 175 1.066 382 108,85 82,606 1.085 395 121,85 84,258 1 107 408 134,85 86,153 1.131 421 147,85 88.316 1 160 434 160,85 90 769 1.192 447 173,85 93,541 1228 460 186,85 96 657 1.269 473 199,85 100 148 1315 486 212,85 104 042 1.366 499 225,85 108,373 1423 512 238,85 113,172 1.486 525 251,85 118.475 1,556 538 264,85 124,317 1.633 552 278,85 131 250 1.724 ligning: VSP=(20 461)+(1.2299E-1)×T+(-1.6184E-4)×T2+(1.0199E-7)×T3+(-2.4444E-11)×T4{\ displaystyle C_ {P} = (20.461) + (1.2299E-1) \ times T + (- 1.6184E-4) \ times T ^ {2} + (1.0199E-7) \ times T ^ {3} + (-2.4444E-11) \ times T ^ {4}} Gassens termiske kapasitet i J • mol -1 • K -1 og temperatur i Kelvin, fra 100 til 1500 K. Beregnede verdier: 45,254 J · mol -1 · K -1 ved 25 ° C. T (K) T (° C) C s (Jkmode×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C s (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 100 −173.15 31,241 410 193 −80.15 38.869 510 240 −33.15 41 985 551 286 12.85 44 621 586 333 59,85 46 936 616 380 106,85 48 914 642 426 152,85 50 564 664 473 199,85 51.996 683 520 246,85 53,208 699 566 292,85 54 211 712 613 339,85 55 081 723 660 386,85 55 820 733 706 432,85 56,442 741 753 479,85 56,994 749 800 526,85 57,482 755 T (K) T (° C) C s (Jkmode×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C s (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 846 572,85 57 912 761 893 619,85 58,317 766 940 666,85 58,696 771 986 712,85 59.051 776 1.033 759,85 59,402 780 1.080 806,85 59.742 785 1.126 852,85 60,065 789 1.173 899,85 60 379 793 1.220 946,85 60 673 797 1.266 992,85 60 931 800 1313 1.039,85 61 152 803 1360 1.086,85 61 316 805 1.406 1132,85 61.404 806 1.453 1 179,85 61,399 806 1500 1 226,85 61,275 805
Elektroniske egenskaper
1 re ioniseringsenergi	10,0685  ± 0,0020  eV (gass)
Optiske egenskaper
Brytningsindeks	ikkeD25{\ displaystyle {\ textit {n}} _ {D} ^ {25}} 1.624
Forholdsregler
SGH
Fare H225 , H315 , H319 , H361fd og H372 H225  : Meget brannfarlig væske og damp H315  : Gir hudirritasjon H319  : Gir alvorlig øyeirritasjon H361fd  : Mistenkes å skade fruktbarheten. Mistenkes for å skade det ufødte barnet. H372  : Demonstrert risiko for alvorlig skade på organer (angi alle berørte organer, hvis kjent) etter gjentatt eksponering eller langvarig eksponering (angi eksponeringsvei hvis det er endelig bevist at ingen annen eksponeringsvei fører til samme fare)
WHMIS
B2, D1B, D2A, D2B, B2  brannfarlig væske flashpunkt = -30,00  ° C lukket kopp Setaflash metode D1B  : giftig materiale som har alvorlige øyeblikkelige effekter Akutt letalitet: LC50 innånding / 4 timer (mus) = 2300  ppm D2A  : meget giftig materiale med 'andre toksiske effekter embryotoksisitet hos dyr D2B  : Giftig materiale som forårsaker andre toksiske effekter Kronisk toksisitet: nevrotoksisitet hos dyr Informasjon om 0,1% i henhold til listen over ingredienser
NFPA 704
4 3 0
Transportere
336    1131    Kemler kode: 336  : svært brannfarlig og giftig væske UN  : 1131  : karbondisulfid Klasse: 3 Klassifiseringskode: FT1  : Brennbart, giftige væsker Etiketter: 3  : Brennbare væsker 6.1  : Giftige stoffer emballering: Emballasje gruppe I  : meget farlige materialer;
Økotoksikologi
LogP	1,84
Luktterskel	lav: 0,01  ppm høy: 0,42  ppm
Enheter av SI og STP med mindre annet er oppgitt.

Den karbondisulfid (tidligere karbondisulfid ) er en kjemisk forbindelse med formel CS 2 . Væske opptil 46  ° C , karbondisulfid er ekstremt flyktig. Ren, den er fargeløs og har en svak eterisk lukt, men svovelurenhetene den inneholder ofte gjør den gulaktig og gir den en sterk og ubehagelig lukt.

Karbondisulfid er et veldig giftig løsningsmiddel , brukt i kjemi for å oppløse mange organiske forbindelser (inkludert harpiks , voks og gummi ) samt svovel , hvitt fosfor , selen og jod .

Karbondisulfid brukes også som et syntetisk mellomprodukt ved fremstilling av mange organiske svovelforbindelser: gummivulkaniserende midler, legemidler, fytosanitære produkter ( soppdrepende midler , insektmidler ). I XIX th  -tallet, ble det brukt til å kjempe mot phylloxera vinstokker.

Fysiske egenskaper

Karbondisulfid er en tett og flyktig væske, med høy antennelsesgrad i luft, en bemerkelsesverdig lav selvantennelsestemperatur samt en forverret følsomhet for statisk elektrisitet.

Forekomst og syntese

Små mengder av karbondisulfid blir syntetisert i løpet av vulkanutbrudd og i sumper . I industrien ble CS 2 produsert av kull (eller koks ) og svovel ved høy temperatur. Naturgassektoren bruker en lavere reaksjonstemperatur på rundt 600  ° C , en reaksjon katalysert av silikagel eller aluminiumoksyd

CH 4 + 1/2 S 8 → CS 2 + 2 H2S

Denne reaksjonen er analog med forbrenningen av metan. Selv om det er strukturelt lik karbondioksid, er CS 2 ekstremt brannfarlig:

CS 2 + 3 O 2 → CO 2 + 2 SO 2

Reaksjoner

Sammenlignet med karbondioksid er CS 2 mer reaktiv mot nukleofiler og er lettere å redusere. Denne forskjellen i reaktivitet forklares med svak svovel, som gjør karbonet mer elektrofilt . Denne reaktiviteten er mye brukt for syntesen av organiske svovelforbindelser .

Nukleofile tilsetninger

Nukleofiler som aminer reagerer for å gi ditiokarbamater  :

2R 2 NH + CS 2 → [R 2 NH 2 + ] [R 2 NCS 2 - ]

De xantater er dannet på lignende måte fra av alkoholater  :

RONa + CS 2 → [Na + ] [ROCS 2 - ]

Denne reaksjonen er utgangspunktet for produksjon av omorganisert cellulose , hovedkomponenten i rayon (viskose) og cellofan . Xantater og deres svovelekvivalenter tioxantater (som stammer fra en behandling av CS 2 med natrium tiolater ) anvendes som flyte midler ved behandling av visse malmer. Reaksjonen med natriumsulfid gir tritiokarbonation:

Na 2 S + CS 2 → [Na + ] 2 [CS 3 2- ]

Reduksjon

Natrium reduserer CS 2 og gir heterosyklusen "dmit 2-  ":

3 CS 2 + 4 Na → Na 2 C 3 S 5 + Na 2 S

Direkte elektrokjemisk reduksjon gir tetratiooksalatanionet:

2 CS 2 + 2 e - → C 2 S 4 2-

Klorering

Produksjonen av karbontetraklorid fra CS 2 er den syntetiske veien som hovedsakelig brukes:

CS 2 + 3 Cl 2 → CCl 4 + S 2 Cl 2

Denne konverteringen skjer gjennom tiofosgen , CSCl 2 .

Koordineringskjemi

CS 2 er en ligand involvert i mange komplekser, og danner Pi-type overlegg, for eksempel CpCo (η²-CS 2 ) (PMe 3 ).

Farlighet

På høye nivåer kan karbondisulfid være dødelig fordi det påvirker nervesystemet. Dette punktet er kritisk i viskose-rayonindustrien hvor det er tilstede i tillegg til hydrogensulfid, som også er giftig.

Karbondisulfid er spesielt irriterende for øynene og huden. Det regnes som en av de mest irriterende for sistnevnte. Svelging ved innånding, ved kort eksponering, forårsaker, i høye konsentrasjoner, skjelving, svimmelhet, hallusinasjoner, atferdsforstyrrelser, gangforstyrrelser så vel som uordnede bevegelser. Etter alvorlig svelging oppstår ofte krampaktig koma, respirasjonssvikt (lammelse) eller til og med død hos individet. De overlevende presenterte deretter nevrologiske følgevirkninger.

I tilfelle kronisk eksponering er forskjellige nevro-atferdsmessige lidelser notert hos disse personene: tretthet, irritabilitet, hodepine, konsentrasjonsproblemer, svimmelhet, vekttap, redusert muskelstyrke, hukommelse, søvn og libido lidelser og depressiv tendens.

I Mai 2012, var en tankbil med 70 tonn karbondisulfid involvert i en togkollisjon i Godinne i Belgia . Som et forholdsregel på grunn av toksisitet og eksplosjonsfare under overføring av produktet ble en sikkerhetsgrense på 500 meter avgrenset og et helt distrikt ble evakuert i flere dager.

Merknader og referanser

1. CARBON DISULPHIDE , sikkerhetsark (er) til det internasjonale programmet for kjemisk sikkerhet , konsultert 9. mai 2009
2. (en) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents , vol.  4, England, John Wiley & Sons Ltd,1999, 239  s. ( ISBN  0-471-98369-1 )
3. beregnede molekylmasse fra "  atomvekter av elementene 2007  " på www.chem.qmul.ac.uk .
4. (in) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook , Springer,2007, 2 nd  ed. , 1076  s. ( ISBN  978-0-387-69002-5 og 0-387-69002-6 , leses online ) , s.  294
5. (en) Robert H. Perry og Donald W. Green , Perrys Chemical Engineers 'Handbook , USA, McGraw-Hill,1997, 7 th  ed. , 2400  s. ( ISBN  0-07-049841-5 ) , s.  2-50
6. "  Properties of Various Gases  ", på flexwareinc.com (åpnet 12. april 2010 )
7. (in) William M. Haynes , CRC Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC Press / Taylor og Francis,1 st juli 2010, 91 th  ed. , 2610  s. ( ISBN  9781439820773 , online presentasjon ) , s.  14-40
8. (i) Carl L. yaws, Handbook of Thermodynamic diagrammer , vol.  1, 2 og 3, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996( ISBN  0-88415-857-8 , 0-88415-858-6 og 0-88415-859-4 )
9. (in) David R. Lide , CRC Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC Press / Taylor og Francis,17. juni 2008, 89 th  ed. , 2736  s. ( ISBN  9781420066791 , online presentasjon ) , s.  10-205
10. Indeksnummer 006-003-00-3 i tabell 3.1 i vedlegg VI til EF-forskrift nr. 1272/2008 (16. desember 2008)
11. "  Karbondisulfid  " i databasen over kjemiske produkter Reptox fra CSST (Quebec-organisasjonen med ansvar for arbeidsmiljø og helse), åpnet 25. april 2009
12. "  Karbondisulfid  " på hazmap.nlm.nih.gov (åpnet 14. november 2009 )
13. "Carbon disulfide" , på ESIS , åpnet 18. februar 2009
14. Holleman, AF; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ( ISBN  0-12-352651-5 ) .
15. (en) Girolami, GS; Rauchfuss, TB og Angelici, RJ, Synthesis and Technique in Inorganic Chemistry, University Science Books: Mill Valley, CA, 1999. ( ISBN  0-935702-48-2 )
16. (in) Jeroschewski, P. "Elektrokjemisk tilberedning av tetrasalter av syretetratiooksalsyre" Zeitschrift für Chemie (1981), bind 21, 412.
17. (in) Werner, H. "Novel Coordination Compounds FORMED from CS 2 and Heteroallenes" Coordination Chemistry Reviews, 1982, Volume 43, side 165-185. {DOI | 10.1016 / S0010-8545 (00) 82095-0}
18. N. Bonnard, T. Clavel, M. Falcy, etc. (2013), INRS: Toxicological Sheet: FT 12: Carbon disulphide
19. Emmanuel Wilputte, "  Godinne: ekstrem forsiktighet med karbondisulfid  " , på future.net ,14. mai 2012(åpnet 14. mai 2012 )

Se også

Relaterte artikler

• Karbondioksid
• karbonoksysulfid

Eksterne linker

• (en) Nasjonal forurensningsliste: karbondisulfid
• INRS toksikologisk ark
• International Toxicology Sheet