Сульфид углерода(IV) (сероуглерод) — химическое вещество, соединение серы с углеродом . Высший сульфид углерода с формулой CS ₂ .

Свойства

Чистый сероуглерод представляет собой бесцветную жидкость с приятным «эфирным» запахом. Технический продукт, полученный сульфидированием угля, имеет неприятный запах редьки . Молекула CS ₂ 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 .

${\displaystyle {\ce {CS2 + 3O2 -> CO2 + 2SO2}}}$

Подобно диоксиду углерода , CS ₂ является кислотным ангидридом (тиоангидридом) и при взаимодействии с некоторыми сульфидами может образовывать соли несуществующей (формальной) тиоугольной кислоты (Н ₂ СS ₃ ) — 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 :

${\displaystyle {\mathsf {PyCOCH_{3}+CS_{2}+2t{\text{-}}BuOK\rightarrow PyCOCH{\text{=}}C(S^{-}K^{+})_{2}+2t{\text{-}}BuOH}}}$

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

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

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

${\displaystyle {\mathsf {2R_{2}NH+CS_{2}\rightarrow [R_{2}NH_{2}^{+}][R_{2}NCS_{2}^{-}]}}}$

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 :

${\displaystyle {\mathsf {RONa+CS_{2}\rightarrow [Na^{+}][ROCS_{2}^{-}]}}}$

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

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

${\displaystyle {\mathsf {CS_{2}+3SO_{3}\rightarrow COS+4SO_{2}\uparrow }}}$

С оксидом хлора(I) образует фосген :

${\displaystyle {\mathsf {CS_{2}+3Cl_{2}O\rightarrow COCl_{2}\uparrow +2SOCl_{2}}}}$

Сероуглерод хлорируется в присутствии катализаторов до перхлорметилмеркаптана CCl ₃ SCl , использующегося в синтезе тиофосгена CSCl ₂ :

${\displaystyle {\mathsf {2CS_{2}+5Cl_{2}\rightarrow 2CCl_{3}SCl+S_{2}Cl_{2}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {CCl_{3}SCl{\xrightarrow[{}]{[H]}}CSCl_{2}+2HCl\uparrow }}}$

Избытком хлора сероуглерод хлорируется до четырёххлористого углерода :

${\displaystyle {\mathsf {CSCl_{2}+2Cl_{2}\rightarrow CCl_{4}+S_{2}Cl_{2}}}}$

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

${\displaystyle {\ce {CS2 + 3 AgF ->[CH3CN] CF3SAg + Ag2S}}}$

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

${\displaystyle {\mathsf {CS_{2}+2H_{2}O\rightarrow CO_{2}\uparrow +2H_{2}S\uparrow }}}$

Получение

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

${\displaystyle {\mathsf {CH_{4}+4S\rightarrow CS_{2}+2H_{2}S\uparrow }}}$

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/м ³ и максимально разовой 10 мг/м ³ , порог восприятия запаха сероуглерода может достигать 98 мг/м ³ . 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.

Примечания

Литература

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