Сероуглерод

Сероуглерод
Общие
Систематическое наименование	сульфид углерода​(IV)​
Традиционные названия	Сероуглерод
Хим. формула	CS2
Физические свойства
Состояние	бесцветная жидкость
Молярная масса	76.1 г/моль
Плотность	1.26 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	−111.6 °C
• кипения	46 °C
• разложения	300 °C
• самовоспламенения	90 °C
Энтальпия
• образования	89,41 (ж) кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
• в воде	(при 20 °C) 0.29 г/100 мл
Оптические свойства
Показатель преломления	1.6295
Структура
Кристаллическая структура	линейная
Дипольный момент	0 Д
Классификация
SMILES	S=C=S
RTECS	FF6650000
Безопасность
ЛД50	3188 мг/кг
Пиктограммы ECB
NFPA 704	4 3 0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Сероуглерод(сульфид углерода IV) CS₂ — соединение серы с углеродом.

Свойства

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

Сероуглерод токсичен, огнеопасен, имеет самый широкий диапазон концентрационных пределов взрываемости.

[math]\displaystyle{ \mathsf{CS_2 + 3O_2 \rightarrow CO_2\uparrow + 2SO_2\uparrow} }[/math]

Подобно диоксиду углерода, CS₂ является кислотным ангидридом и при взаимодействии с некоторыми сульфидами может образовывать соли тиоугольной кислоты (Н₂СS₃). При реакции с щелочами образуются соли дитиоугольной 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:

[math]\displaystyle{ \mathsf{PyCOCH_3 + CS_2 + 2t\text{-}BuOK \rightarrow PyCOCH\text{=}C(S^-K^+)_2 + 2t\text{-}BuOH} }[/math]

[math]\displaystyle{ \mathsf{PyCOCH\text{=}C(S^-K^+) + 2MeI \rightarrow PyCOCH\text{=}C(SMe)_2 + 2KI} }[/math]

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:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2R_2NH + CS_2 \rightarrow [R_2NH_2^+][R_2NCS_2^-]} }[/math]

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:

[math]\displaystyle{ \mathsf{RONa + CS_2 \rightarrow [Na^+][ROCS_2^-]} }[/math]

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

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

[math]\displaystyle{ \mathsf{CS_2 + 3SO_3 \rightarrow COS + 4SO_2\uparrow} }[/math]

С оксидом хлора(I) образует фосген:

[math]\displaystyle{ \mathsf{CS_2 + 3Cl_2O \rightarrow COCl_2\uparrow + 2SOCl_2} }[/math]

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

[math]\displaystyle{ \mathsf{2CS_2 + 5Cl_2 \rightarrow 2CCl_3SCl + S_2Cl_2} }[/math]

[math]\displaystyle{ \mathsf{CCl_3SCl \xrightarrow[]{[H]} CSCl_2 + 2HCl\uparrow} }[/math]

Избытком хлора сероуглерод хлорируется до четырёххлористого углерода:

[math]\displaystyle{ \mathsf{CSCl_2 + 2Cl_2 \rightarrow CCl_4 + S_2Cl_2} }[/math]

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

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

[math]\displaystyle{ \mathsf{CS_2 + 2H_2O \rightarrow CO_2\uparrow + 2H_2S\uparrow} }[/math]

Получение

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

[math]\displaystyle{ \mathsf{CH_4 + 4S \rightarrow CS_2 + 2H_2S\uparrow} }[/math]

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

Применение

Хорошо растворяет жиры, масла, смолы, каучук, используют как экстрагент; 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.

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

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2 (Даф-Мед). — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.