คาร์บอนไดซัลไฟด์ (CS2): โครงสร้างคุณสมบัติการใช้งานความเสี่ยง - เคมี - 2025

ซัลไฟด์คาร์บอนเป็นสารประกอบที่เกิดขึ้นจากสหภาพของอะตอมคาร์บอน (C) และสองอะตอมกำมะถัน (S) สูตรทางเคมีของมันคือ CS 2 เป็นของเหลวไม่มีสีหรือเหลืองเล็กน้อยมีกลิ่นไม่พึงประสงค์เนื่องจากมีสิ่งเจือปนอยู่ (สารประกอบกำมะถัน) เมื่อบริสุทธิ์กลิ่นของมันจะนุ่มนวลและหวานคล้ายกับคลอโรฟอร์มหรืออีเธอร์

มีต้นกำเนิดตามธรรมชาติจากการกระทำของแสงแดดต่อโมเลกุลอินทรีย์ที่พบในน้ำทะเล นอกจากนี้ยังผลิตในแหล่งน้ำพรุและยังถูกขับออกจากภูเขาไฟพร้อมกับก๊าซอื่น ๆ

คาร์บอนไดซัลไฟด์ CS ₂ . ผู้แต่ง: Benjah-bmm27. ที่มา: Wikimedia Commons

คาร์บอนไดซัลไฟด์เป็นของเหลวที่ระเหยได้และยังติดไฟได้สูงอีกด้วยดังนั้นจึงควรเก็บให้ห่างจากเปลวไฟและประกายไฟหรืออุปกรณ์ที่สามารถผลิตได้แม้กระทั่งหลอดไฟฟ้า

มีความสามารถในการละลายสารประกอบวัสดุและองค์ประกอบจำนวนมากเช่นฟอสฟอรัสกำมะถันซีลีเนียมเรซินแลคเกอร์ ฯลฯ ดังนั้นจึงพบว่ายูทิลิตี้เป็นตัวทำละลาย

นอกจากนี้ยังเป็นตัวกลางในปฏิกิริยาเคมีทางอุตสาหกรรมต่างๆเช่นการผลิตไหมสังเคราะห์หรือไหมเทียม

ต้องได้รับการจัดการด้วยความระมัดระวังและด้วยอุปกรณ์ป้องกันเนื่องจากเป็นพิษและอันตรายมาก

โครงสร้าง

คาร์บอนไดซัลไฟด์มีคาร์บอน 1 อะตอมและกำมะถัน 2 อะตอมอยู่ด้านข้าง

พันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอนกับอะตอมของกำมะถันเป็นโควาเลนต์และสองเท่าดังนั้นจึงมีความแข็งแรงมาก โมเลกุล CS ₂มีโครงสร้างเชิงเส้นและสมมาตร

โครงสร้างเชิงเส้นของคาร์บอนไดซัลไฟด์ CS ₂ . ดำ = คาร์บอนสีเหลือง = กำมะถัน ผู้แต่ง: Benjah-bmm27. ที่มา: Wikimedia Commons

ศัพท์เฉพาะ

- คาร์บอนไดซัลไฟด์

- คาร์บอนไบซัลไฟด์

- ไดไทโอคาร์บอนแอนไฮไดรด์

คุณสมบัติ

สภาพร่างกาย

ของเหลวไม่มีสีถึงเหลือง

น้ำหนักโมเลกุล

76.15 ก. / โมล

จุดหลอมเหลวหรือจุดแข็งตัว

-110.8 องศาเซลเซียส

จุดเดือด

46.0 ºC

จุดวาบไฟ

-30 ºC (วิธีถ้วยปิด)

อุณหภูมิการสลายตัวอัตโนมัติ

90 องศาเซลเซียส

ความหนาแน่น

ของเหลว = 1.26 g / cm ³ที่ 20 ºC.

ไอน้ำ = 2.67 เท่าของอากาศ

ไอระเหยของมันหนักกว่าอากาศมากกว่าสองเท่าและของเหลวนั้นหนักกว่าน้ำ

ความดันไอ

279 mmHg ที่ 25 ° C

นี่คือความดันไอสูง

การละลาย

ละลายในน้ำได้เล็กน้อย: 2.16 g / L ที่ 25 ° C ละลายในคลอโรฟอร์ม ผสมกับเอทานอลเมทานอลอีเธอร์เบนซีนคลอโรฟอร์มและคาร์บอนเตตระคลอไรด์

คุณสมบัติทางเคมี

CS ₂ระเหยได้ง่ายที่อุณหภูมิห้องเนื่องจากจุดเดือดต่ำมากและความดันไอสูงมาก

คาร์บอนไดซัลไฟด์เป็นสารไวไฟมาก ไอระเหยของมันติดไฟได้ง่ายมากแม้จะใช้ความร้อนจากหลอดไฟฟ้าก็ตาม ซึ่งหมายความว่ามันทำปฏิกิริยากับออกซิเจนได้เร็วมาก:

CS ₂ + 3 O ₂ → CO ₂ + 2 ดังนั้น₂

ความจริงที่ว่ามันมีความดันไอสูงที่อุณหภูมิห้องทำให้การอยู่ใกล้เปลวไฟเป็นอันตราย

เมื่อถูกความร้อนจนสลายตัวจะระเบิดได้ง่ายปล่อยก๊าซพิษของซัลเฟอร์ออกไซด์ออกมา สูงกว่า 90 ° C จะติดไฟได้เอง

จะสลายตัวเมื่อเก็บไว้เป็นเวลานาน โจมตีทองแดงและโลหะผสม นอกจากนี้ยังทำปฏิกิริยากับพลาสติกยางและสารเคลือบบางชนิด

ทำปฏิกิริยาภายใต้เงื่อนไขบางประการกับน้ำกลายเป็น OCS carbonyl sulfide คาร์บอนไดออกไซด์ CO ₂และไฮโดรเจนไดซัลไฟด์ H ₂ S:

CS ₂ + H ₂ O → OCS + H ₂ S

CS ₂ + 2 H ₂ O → CO ₂ + 2 H ₂ S

ด้วยแอลกอฮอล์ (ROH) ในสารอัลคาไลน์ขนาดกลาง xanthates (RO-CS-SNa):

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

การได้รับ

คาร์บอนไดซัลไฟด์จัดทำขึ้นในเชิงพาณิชย์โดยการทำปฏิกิริยากำมะถันกับคาร์บอน กระบวนการนี้ดำเนินการที่อุณหภูมิ 750-900 ° C

C + 2 S → CS ₂

นอกจากนี้ยังสามารถใช้ก๊าซมีเทนหรือก๊าซธรรมชาติแทนถ่านหินและแม้กระทั่งใช้อีเทนโพรเพนและโพรพิลีนซึ่งในกรณีนี้ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 400-700 ° C โดยให้ผลผลิตสูง

นอกจากนี้ยังสามารถเตรียมได้โดยการทำปฏิกิริยาก๊าซธรรมชาติกับไฮโดรเจนซัลไฟด์ H ₂ S ที่อุณหภูมิสูงมาก

มีอยู่ในธรรมชาติ

CS ₂เป็นผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติที่มีอยู่ในบรรยากาศในปริมาณที่น้อยมาก (ร่องรอย) ผลิตด้วยแสงในผิวน้ำ

การกระทำของแสงแดดต่อสารประกอบบางอย่างที่มีอยู่ในน้ำทะเลเช่นซิสเทอีน (กรดอะมิโน) นำไปสู่การก่อตัวของคาร์บอนไดซัลไฟด์

คาร์บอนไดซัลไฟด์สามารถเกิดขึ้นได้จากการกระทำของแสงแดดกับสารประกอบอินทรีย์บางชนิดที่มีอยู่ในน้ำทะเล ผู้แต่ง: Pexels ที่มา: Pixabay

นอกจากนี้ยังปล่อยตามธรรมชาติในระหว่างการระเบิดของภูเขาไฟและพบได้ในปริมาณเล็กน้อยเหนือหนองน้ำ

โดยปกติเราจะสัมผัสกับการหายใจในสัดส่วนที่น้อยมากและมีอยู่ในอาหารบางชนิด นอกจากนี้ยังพบในควันบุหรี่

ในสิ่งแวดล้อมจะถูกย่อยสลายโดยแสงแดด บนพื้นดินจะเคลื่อนผ่านมัน จุลินทรีย์บางชนิดในดินสลายมัน

การประยุกต์ใช้งาน

ในอุตสาหกรรมเคมี

คาร์บอนไดซัลไฟด์เป็นสารประกอบทางเคมีที่สำคัญเนื่องจากใช้ในการเตรียมสารเคมีอื่น ๆ สามารถทำหน้าที่เป็นตัวกลางทางเคมี

นอกจากนี้ยังใช้เป็นตัวทำละลายในกระบวนการเช่นในการละลายฟอสฟอรัสกำมะถันซีลีเนียมโบรมีนไอโอดีนไขมันเรซินแว็กซ์แลคเกอร์และเหงือก

อนุญาตให้ผลิตผลิตภัณฑ์ยาและสารเคมีกำจัดวัชพืชและอื่น ๆ

ในการผลิตเรยอนและกระดาษแก้ว

ด้วย CS ₂จะมีการเตรียม xanthates ซึ่งเป็นสารประกอบที่ใช้ในการผลิตเรยอนและกระดาษแก้ว

เพื่อให้ได้ผ้าไหมเทียมหรือไหมสังเคราะห์เซลลูโลสจะเริ่มต้นซึ่งได้รับการบำบัดด้วยด่างและคาร์บอนไดซัลไฟด์ CS ₂และเปลี่ยนเป็นเซลลูโลสแซนเทตซึ่งละลายได้ในด่าง สารละลายนี้มีความหนืดจึงเรียกว่า "หนืด"

ลาย้เหนียวถูกบังคับผ่านรูเล็ก ๆ ในอ่างกรด ที่นี่เซลลูโลสแซนเททจะถูกเปลี่ยนกลับเป็นเซลลูโลสซึ่งไม่ละลายน้ำและมีเส้นยาวเป็นมันวาว

ด้ายหรือเส้นใยสามารถปั่นเป็นวัสดุที่เรียกว่าเรยอน

(1) เซลลูโลส + NaOH →อัลคาไล - เซลลูโลส

ROH + NaOH → RONa

(2) อัลคาไล - เซลลูโลส + คาร์บอนไดซัลไฟด์→เซลลูโลส xanthate

RONa + S = C = S → RO - C (= S) –SNa

(3) เซลลูโลส xanthate + กรด→เซลลูโลส (เส้นใย)

RO - C (= S) –SNa + กรด→ ROH

เสื้อผ้าที่ทำจากเรยอนซึ่งเป็นเส้นใยที่คาร์บอนไดซัลไฟด์มีส่วนร่วม Tobias "ToMar" Maier ที่มา: Wikimedia Commons

ถ้าเซลลูโลสตกตะกอนโดยส่งแซนเททผ่านช่องแคบ ๆ เซลลูโลสจะถูกสร้างใหม่ในรูปของแผ่นบาง ๆ ที่ประกอบเป็นกระดาษแก้ว นี่คือกลีเซอรอลอ่อนตัวและใช้เป็นฟิล์มป้องกันวัตถุ

กระดาษแก้วทำด้วยความช่วยเหลือของคาร์บอนไดซัลไฟด์ ผู้แต่ง: Hans Braxmeier ที่มา: Pixabay

ในการผลิตคาร์บอนเตตระคลอไรด์

คาร์บอนไดซัลไฟด์ทำปฏิกิริยากับคลอรีน Cl ₂เพื่อให้คาร์บอนเตตระคลอไรด์ CCl ₄ซึ่งเป็นตัวทำละลายที่ไม่ติดไฟที่สำคัญ

CS ₂ + 3 Cl ₂ → CCl ₄ + S ₂ Cl ₂

ในการใช้งานต่างๆ

คาร์บอนไดซัลไฟด์มีส่วนร่วมในการวัลคาไนซ์แบบเย็นของยางทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการผลิตยาฆ่าแมลงและใช้ในการสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาในอุตสาหกรรมน้ำมันและในการผลิตกระดาษ

Xanthates ที่เตรียมด้วย CS ₂ใช้ในการลอยแร่

ใช้โบราณ

CS ₂เป็นพิษสำหรับสิ่งมีชีวิต เดิมมันถูกใช้เพื่อทำลายศัตรูพืชเช่นหนูบ่างและมดโดยเทของเหลวลงในพื้นที่ปิดที่สัตว์เหล่านี้อาศัยอยู่ (โพรงและแอนตีล)

เมื่อใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ไอระเหยที่เป็นพิษที่หนาแน่นจะชะล้างสิ่งมีชีวิตใด ๆ ที่อยู่ในพื้นที่ จำกัด

นอกจากนี้ยังใช้เป็นยาถ่ายพยาธิสำหรับสัตว์และฆ่าตัวอ่อนแมลงหวี่จากท้องม้า

ในการเกษตรใช้เป็นยาฆ่าแมลงและไนมาติกไซด์ในการรมควันดินสำหรับการรมควันของเรือนเพาะชำยุ้งฉางไซโลและโรงธัญพืช รถรางเรือและเรือบรรทุกก็พ่น

ชาวนาในปี 1904 ฉีดพ่นสารคาร์บอนไดซัลไฟด์ลงบนดินเพื่อต่อสู้กับศัตรูพืชองุ่น Ölgemälde von Hans Pühringer, 1904 ที่มา: Wikimedia Commons

การใช้งานทั้งหมดเหล่านี้ไม่ได้รับอนุญาตเนื่องจากการติดไฟสูงและความเป็นพิษของ CS 2

ความเสี่ยง

CS ₂เป็นสารไวไฟสูง ปฏิกิริยาหลายอย่างอาจทำให้เกิดไฟไหม้หรือระเบิดได้ ส่วนผสมของไอระเหยกับอากาศสามารถระเบิดได้ เมื่อติดไฟจะก่อให้เกิดก๊าซที่ระคายเคืองหรือเป็นพิษ

ห้ามเทคาร์บอนไดซัลไฟด์ลงท่อระบายน้ำเนื่องจากส่วนผสมของ CS ₂และอากาศยังคงอยู่ในท่อซึ่งอาจทำให้เกิดการระเบิดได้หากจุดไฟโดยไม่ได้ตั้งใจ

ไอระเหยของมันจะติดไฟได้เองเมื่อสัมผัสกับประกายไฟหรือพื้นผิวที่ร้อน

คาร์บอนไดซัลไฟด์ระคายเคืองอย่างรุนแรงต่อดวงตาผิวหนังและเยื่อเมือก

หากสูดดมหรือกินเข้าไปจะมีผลต่อระบบประสาทส่วนกลางระบบหัวใจและหลอดเลือดดวงตาไตและตับอย่างรุนแรง นอกจากนี้ยังสามารถดูดซึมผ่านผิวหนังทำให้เกิดความเสียหายได้

อ้างอิง

1. หอสมุดแพทยศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกา (2020) คาร์บอนไดซัลไฟด์ กู้คืนจาก pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Mopper, K. และ Kieber, DJ (2002). โฟโตเคมีและการหมุนเวียนของคาร์บอนซัลเฟอร์ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ใน Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter. กู้คืนจาก sciencedirect.com.
3. เมเยอร์, ​​บี. (2520). การใช้กำมะถันและสารประกอบในอุตสาหกรรม คาร์บอนไดซัลไฟด์ ด้านซัลเฟอร์พลังงานและสิ่งแวดล้อม กู้คืนจาก sciencedirect.com.
4. โพฮานิช, RP (2012). ค. คาร์บอนไดซัลไฟด์. ในคู่มือของ Sittig เรื่องสารเคมีและสารก่อมะเร็งที่เป็นพิษและเป็นอันตราย (ฉบับที่หก) กู้คืนจาก sciencedirect.com.
5. Morrison, RT และ Boyd, RN (2002) เคมีอินทรีย์. พิมพ์ครั้งที่ 6. ศิษย์ฮอลล์.
6. Windholz, M. et al. (บรรณาธิการ) (2526) ดัชนีเมอร์ค สารานุกรมสารเคมียาและชีวภาพ ฉบับที่สิบ. Merck & CO., Inc.