SCHWEFELKOHLENSTOFF (CS2): STRUKTUR, EIGENSCHAFTEN, VERWENDUNGEN, RISIKEN - CHEMIE - 2025

Der Schwefelkohlenstoff ist eine Verbindung, die durch Vereinigung eines Kohlenstoffatoms (C) und zweier Schwefelatome (S) gebildet wird. Seine chemische Formel lautet CS ₂ . Es ist eine farblose oder leicht gelbe Flüssigkeit mit einem unangenehmen Geruch aufgrund der darin enthaltenen Verunreinigungen (Schwefelverbindungen). Wenn es rein ist, riecht es weich und süß, ähnlich wie Chloroform oder Äther.

Es entsteht auf natürliche Weise durch die Einwirkung von Sonnenlicht auf organische Moleküle im Meerwasser. Darüber hinaus wird es in Sumpfgewässern produziert und zusammen mit anderen Gasen aus Vulkanen ausgestoßen.

Schwefelkohlenstoff CS ₂ . Verfasser: Benjah-bmm27. Quelle: Wikimedia Commons.

Schwefelkohlenstoff ist eine flüchtige Flüssigkeit und auch leicht entflammbar. Daher sollte er von Flammen und Funken oder Geräten, die sie produzieren können, ferngehalten werden, selbst von Glühbirnen.

Es hat die Fähigkeit, eine große Anzahl von Verbindungen, Materialien und Elementen wie Phosphor, Schwefel, Selen, Harzen, Lacken usw. aufzulösen. Daher findet es als Lösungsmittel Verwendung.

Es ist auch ein Vermittler bei verschiedenen industriellen chemischen Reaktionen, wie der Herstellung von Rayon oder Kunstseide.

Es muss mit Vorsicht und mit Schutzgeräten behandelt werden, da es sehr giftig und gefährlich ist.

Struktur

Schwefelkohlenstoff hat ein Kohlenstoffatom und zwei Schwefelatome an den Seiten.

Die Bindungen zwischen dem Kohlenstoffatom und den Schwefelatomen sind kovalent und doppelt, daher sind sie sehr stark. Das CS ₂ -Molekül hat eine lineare und symmetrische Struktur.

Lineare Struktur von Schwefelkohlenstoff CS ₂ . Schwarz = Kohlenstoff, Gelb = Schwefel. Verfasser: Benjah-bmm27. Quelle: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

- Schwefelkohlenstoff

- Schwefelkohlenstoff

- Dithiocarbonanhydrid

Eigenschaften

Körperlicher Status

Farblose bis gelbliche Flüssigkeit.

Molekulargewicht

76,15 g / mol

Schmelz- oder Erstarrungspunkt

-110,8 ° C.

Siedepunkt

46,0 ºC

Flammpunkt

-30 ºC (Methode mit geschlossenem Becher).

Selbstentzündungstemperatur

90 ° C.

Dichte

Flüssigkeit = 1,26 g / cm ³ bei 20 ° C.

Dampf = 2,67-mal so viel wie Luft.

Seine Dämpfe sind mehr als doppelt so schwer wie Luft und die Flüssigkeit ist schwerer als Wasser.

Dampfdruck

279 mmHg bei 25 ° C.

Dies ist ein hoher Dampfdruck.

Löslichkeit

In Wasser sehr schwer löslich: 2,16 g / l bei 25 ° C. Löslich in Chloroform. Mit Ethanol, Methanol, Ether, Benzol, Chloroform und Tetrachlorkohlenstoff mischbar.

Chemische Eigenschaften

CS ₂ verdampft leicht bei Raumtemperatur, da sein Siedepunkt sehr niedrig und sein Dampfdruck sehr hoch ist.

Schwefelkohlenstoff ist extrem entflammbar. Seine Dämpfe entzünden sich selbst bei Hitze einer elektrischen Glühbirne sehr leicht. Dies bedeutet, dass es sehr schnell mit Sauerstoff reagiert:

CS ₂ + 3 O ₂ → CO ₂ + 2 SO ₂

Die Tatsache, dass es bei Raumtemperatur einen hohen Dampfdruck hat, macht es gefährlich, sich in der Nähe einer Flamme zu befinden.

Wenn es zur Zersetzung erhitzt wird, kann es leicht explodieren und giftige Gase von Schwefeloxiden freisetzen. Oberhalb von 90 ° C entzündet es sich spontan.

Es zersetzt sich bei längerer Lagerung. Greift Kupfer und seine Legierungen an. Es reagiert auch mit einigen Kunststoffen, Kautschuken und Beschichtungen.

Reagiert unter bestimmten Bedingungen mit Wasser unter Bildung von OCS-Carbonylsulfid, CO ₂ -Kohlendioxid und H ₂ S- Schwefelwasserstoff :

CS ₂ + H ₂ O → OCS + H ₂ S.

CS ₂ + 2 H ₂ O → CO ₂ + 2 H ₂ S.

Mit Alkoholen (ROH) in alkalischem Medium bilden sich Xanthogenate (RO-CS-SNa):

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

Erhalten

Schwefelkohlenstoff wird kommerziell durch Umsetzen von Schwefel mit Kohlenstoff hergestellt. Das Verfahren wird bei Temperaturen von 750-900 ° C durchgeführt.

C + 2 S → CS ₂

Anstelle von Kohle können auch Methan oder Erdgas verwendet werden, und es wurden sogar Ethan, Propan und Propylen verwendet. In diesem Fall erfolgt die Reaktion bei 400 bis 700 ° C mit hoher Ausbeute.

Es kann auch hergestellt werden, indem Erdgas mit Schwefelwasserstoff H ₂ S bei einer sehr hohen Temperatur umgesetzt wird.

Präsenz in der Natur

CS ₂ ist ein Naturprodukt, das in sehr geringen Mengen (Spuren) in der Atmosphäre vorhanden ist. Es wird photochemisch in Oberflächengewässern hergestellt.

Die Einwirkung von Sonnenlicht auf bestimmte im Meerwasser vorhandene Verbindungen wie Cystein (eine Aminosäure) führt zur Bildung von Schwefelkohlenstoff.

Schwefelkohlenstoff kann durch Einwirkung von Sonnenlicht auf einige im Meerwasser vorhandene organische Verbindungen gebildet werden. Autor: Pexels. Quelle: Pixabay.

Es wird auch auf natürliche Weise bei Vulkanausbrüchen freigesetzt und kommt in geringen Mengen über Sümpfen vor.

Wir sind normalerweise der Atmung in sehr geringen Anteilen ausgesetzt und es ist in einigen Lebensmitteln vorhanden. Es ist auch in Zigarettenrauch enthalten.

In der Umwelt wird es durch Sonnenlicht zersetzt. Auf dem Boden bewegt es sich durch. Einige Mikroorganismen im Boden bauen es ab.

Anwendungen

In der chemischen Industrie

Schwefelkohlenstoff ist eine wichtige chemische Verbindung, da sie zur Herstellung anderer Chemikalien verwendet wird. Es kann als chemisches Zwischenprodukt wirken.

Es wird auch als Prozesslösungsmittel verwendet, um beispielsweise Phosphor, Schwefel, Selen, Brom, Jod, Fette, Harze, Wachse, Lacke und Gummis zu lösen.

Es ermöglicht unter anderem die Herstellung von pharmazeutischen Produkten und Herbiziden.

In der Rayon- und Cellophanproduktion

Mit CS ₂ werden Xanthogenate hergestellt, bei denen es sich um Verbindungen handelt, die bei der Herstellung von Rayon und Cellophan verwendet werden.

Um künstliche Seide oder Rayon zu erhalten, wird Cellulose gestartet, die mit Alkali und Schwefelkohlenstoff CS _{2 behandelt} und in in Alkali lösliches Cellulosexanthogenat umgewandelt wird. Diese Lösung ist viskos und wird daher als "viskos" bezeichnet.

Die Viskose wird durch sehr kleine Löcher in einem Säurebad gedrückt. Hier wird das Cellulosexanthogenat wieder in unlösliche Cellulose umgewandelt und es bilden sich lange, glänzende Fäden.

Die Fäden oder Filamente können zu einem Material gesponnen werden, das als Rayon bekannt ist.

(1) Cellulose + NaOH → Alkalicellulose

ROH + NaOH → RONa

(2) Alkalicellulose + Schwefelkohlenstoff → Cellulosexanthogenat

RONa + S = C = S → RO - C (= S) - SNa

(3) Cellulosexanthogenat + Säure → Cellulose (Filamente)

RO - C (= S) - SNa + Säure → ROH

Kleidungsstücke aus Rayon, einer Faser, an der Schwefelkohlenstoff beteiligt ist. Tobias "ToMar" Maier. Quelle: Wikimedia Commons.

Wenn die Cellulose ausgefällt wird, indem das Xanthogenat durch einen engen Schlitz geleitet wird, wird die Cellulose in Form dünner Schichten, aus denen das Cellophan besteht, regeneriert. Dieses wird mit Glycerin erweicht und als Schutzfolie für Gegenstände verwendet.

Cellophan wird mit Hilfe von Schwefelkohlenstoff hergestellt. Verfasser: Hans Braxmeier. Quelle: Pixabay.

Bei der Herstellung von Tetrachlorkohlenstoff

Schwefelkohlenstoff reagiert mit Chlor Cl ₂ unter Bildung von Tetrachlorkohlenstoff CCl ₄ , einem wichtigen nicht brennbaren Lösungsmittel.

CS ₂ + 3 Cl ₂ → CCl ₄ + S ₂ Cl ₂

In verschiedenen Anwendungen

Schwefelkohlenstoff ist an der Kaltvulkanisation von Kautschuken beteiligt, dient als Zwischenprodukt bei der Herstellung von Pestiziden und wird zur Erzeugung von Katalysatoren in der Ölindustrie und bei der Herstellung von Papier verwendet.

Mit CS ₂ hergestellte Xanthogenate werden bei der Mineralflotation verwendet.

Alte Verwendungen

CS ₂ ist ein Gift für lebende Organismen. Früher wurde es verwendet, um Schädlinge wie Ratten, Murmeltiere und Ameisen zu zerstören und die Flüssigkeit in jeden geschlossenen Raum zu gießen, in dem diese Tiere lebten (Höhlen und Ameisenhügel).

Bei Verwendung zu diesem Zweck löschten die dichten giftigen Dämpfe alle lebenden Organismen aus, die sich auf engstem Raum befanden.

Es wurde auch als Anthelminthikum für Tiere und zum Abtöten von Blowfly-Larven aus dem Magen von Pferden verwendet.

In der Landwirtschaft wurde es als Insektizid und Nematizid zur Begasung des Bodens, zur Begasung von Baumschulen, Getreidespeichern, Silos und Getreidemühlen eingesetzt. Eisenbahnwaggons, Schiffe und Lastkähne wurden ebenfalls besprüht.

Ein Bauer besprühte 1904 den Boden mit Schwefelkohlenstoff, um einen Schädling von Traubenpflanzen zu bekämpfen. Ölgemälde von Hans Pühringer, 1904. Quelle: Wikimedia Commons.

Alle diese Verwendungen waren aufgrund der hohen Entflammbarkeit und Toxizität von CS ₂ verboten .

Risiken

CS ₂ ist leicht entflammbar. Viele ihrer Reaktionen können Feuer oder Explosion verursachen. Gemische seiner Dämpfe mit Luft sind explosiv. Beim Entzünden entstehen reizende oder giftige Gase.

Schwefelkohlenstoff darf nicht in die Kanalisation gegossen werden, da eine Mischung aus CS ₂ und Luft in den Rohren verbleibt, die bei versehentlichem Entzünden eine Explosion verursachen kann.

Seine Dämpfe entzünden sich spontan bei Kontakt mit Funken oder heißen Oberflächen.

Schwefelkohlenstoff reizt Augen, Haut und Schleimhäute stark.

Beim Einatmen oder Verschlucken werden das Zentralnervensystem, das Herz-Kreislauf-System, die Augen, die Nieren und die Leber ernsthaft beeinträchtigt. Es kann auch über die Haut aufgenommen werden und Schäden verursachen.

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