Estrutura, propriedades, usos, riscos do dissulfeto de carbono (CS2)

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Robert Johnston

O dissulfeto de carbono É um composto formado pela união de um átomo de carbono (C) e dois átomos de enxofre (S). Sua fórmula química é CSdois. É um líquido incolor ou ligeiramente amarelado com um odor desagradável devido às impurezas que contém (compostos de enxofre). Quando puro, seu cheiro é suave e doce, semelhante ao clorofórmio ou éter..

Origina-se naturalmente da ação da luz solar sobre as moléculas orgânicas encontradas na água do mar. Além disso, é produzido em águas pantanosas e também expelido de vulcões junto com outros gases.

Dissulfeto de carbono CSdois. Autor: Benjah-bmm27. Fonte: Wikimedia Commons.

O dissulfeto de carbono é um líquido volátil e também altamente inflamável, portanto, deve ser mantido longe de chamas e faíscas ou dispositivos que possam produzi-los, até mesmo lâmpadas elétricas..

Tem a capacidade de dissolver um grande número de compostos, materiais e elementos, como fósforo, enxofre, selênio, resinas, lacas, etc. Portanto, ele encontra utilidade como um solvente.

É também um intermediário em várias reações químicas industriais, como a produção de rayon ou seda artificial.. 

Deve ser manuseado com cuidado e com instrumentos de proteção, pois é muito tóxico e perigoso.

Índice do artigo

  • 1 Estrutura
  • 2 Nomenclatura
  • 3 propriedades
    • 3.1 Estado físico
    • 3.2 Peso molecular
    • 3.3 Ponto de fusão ou solidificação
    • 3.4 Ponto de ebulição
    • 3,5 ponto de fulgor
    • 3.6 Temperatura de autoignição
    • 3.7 Densidade
    • 3.8 Pressão de vapor
    • 3.9 Solubilidade
    • 3.10 Propriedades químicas
  • 4 Obtendo
    • 4.1 Presença na natureza
  • 5 usos
    • 5.1 Na indústria química
    • 5.2 Na produção de rayon e celofane
    • 5.3 Na produção de tetracloreto de carbono
    • 5.4 Em várias aplicações
    • 5.5 Usos antigos
  • 6 riscos
  • 7 referências

Estrutura

O dissulfeto de carbono tem um átomo de carbono e dois átomos de enxofre em cada lado dele..

As ligações entre o átomo de carbono e os átomos de enxofre são covalentes e duplas, portanto muito fortes. A molécula CSdois tem uma estrutura linear e simétrica.

Estrutura linear do dissulfeto de carbono CSdois. Preto = carbono, amarelo = enxofre. Autor: Benjah-bmm27. Fonte: Wikimedia Commons.

Nomenclatura

- Dissulfeto de carbono

- Dissulfeto de carbono

- Anidrido ditiocarbono

Propriedades

Estado físico

Líquido incolor a amarelado.

Peso molecular

76,15 g / mol

Ponto de fusão ou solidificação

-110,8 ° C

Ponto de ebulição

46,0 ºC

Ponto de inflamação

-30 ºC (método de copo fechado).

Temperatura de autoignição

90 ° C

Densidade

Líquido = 1,26 g / cm3 a 20 ºC.

Vapor = 2,67 vezes maior do que o ar.

Seus vapores são duas vezes mais pesados ​​que o ar e o líquido é mais pesado que a água.

Pressão de vapor

279 mmHg a 25 ° C.

Esta é uma alta pressão de vapor.

Solubilidade

Muito ligeiramente solúvel em água: 2,16 g / L a 25 ° C. Solúvel em clorofórmio. Miscível com etanol, metanol, éter, benzeno, clorofórmio e tetracloreto de carbono.

Propriedades quimicas

O CSdois ele evapora facilmente à temperatura ambiente, pois seu ponto de ebulição é muito baixo e sua pressão de vapor é muito alta.

O dissulfeto de carbono é extremamente inflamável. Seus vapores se acendem com muita facilidade, mesmo com o calor de uma lâmpada elétrica. Isso significa que ele reage com o oxigênio muito rapidamente:

CSdois + 3 Odois → COdois + 2 SOdois

O fato de ter uma alta pressão de vapor em temperatura ambiente torna perigoso estar perto de uma chama.

Quando aquecido até a decomposição, pode explodir facilmente, emitindo gases tóxicos de óxido de enxofre. Acima de 90 ° C, ele se inflama espontaneamente.

Ele se decompõe quando armazenado por muito tempo. Ataca o cobre e suas ligas. Também reage com alguns plásticos, borrachas e revestimentos.

Reage sob certas condições com água, formando sulfeto de carbonila OCS, dióxido de carbono COdois e dissulfeto de hidrogênio HdoisS:

CSdois + HdoisO → OCS + HdoisS

CSdois + 2 hdoisO → COdois + 2 hdoisS

Com álcoois (ROH) em meio alcalino, forma xantatos (RO-CS-SNa):

CSdois + ROH + NaOH → HdoisO + RO-C (= S) -SNa

Obtendo

O dissulfeto de carbono é preparado comercialmente pela reação de enxofre com carbono. O processo é realizado a temperaturas de 750-900 ° C.

C + 2 S → CSdois

Em vez de carvão, também podem ser usados ​​metano ou gás natural, e até mesmo etano, propano e propileno têm sido usados, caso em que a reação ocorre a 400-700 ° C com alto rendimento..

Também pode ser preparado pela reação de gás natural com sulfeto de hidrogênio HdoisS em temperatura muito alta.

Presença na natureza

O CSdois é um produto natural presente na atmosfera em quantidades muito pequenas (vestígios). É produzido fotoquimicamente em águas superficiais.

A ação da luz solar sobre certos compostos presentes na água do mar, como a cisteína (um aminoácido), leva à formação de dissulfeto de carbono.

O dissulfeto de carbono pode ser formado pela ação dos raios solares sobre alguns compostos orgânicos presentes na água do mar. Autor: Pexels. Fonte: Pixabay.

Também é liberado naturalmente durante erupções vulcânicas e é encontrado em pequenas quantidades sobre pântanos..

Normalmente estamos expostos à respiração em proporções muito pequenas e está presente em alguns alimentos. Também é encontrado na fumaça do cigarro.

No meio ambiente é decomposto pela luz solar. No chão, ele se move através dele. Alguns microorganismos do solo o decompõem.

Formulários

Na industria quimica

O dissulfeto de carbono é um composto químico importante, pois é usado para preparar outros produtos químicos. Pode atuar como intermediário químico.

Também é usado como solvente de processo, por exemplo, para dissolver fósforo, enxofre, selênio, bromo, iodo, gorduras, resinas, ceras, lacas e gomas.

Permite a fabricação de fármacos e herbicidas, entre outros.

Na produção de rayon e celofane

Com o CSdois xantatos são preparados que são compostos usados ​​na fabricação de rayon e celofane.

Para obter seda artificial ou rayon, utiliza-se celulose, que é tratada com álcali e dissulfeto de carbono CSdois e é transformado em xantato de celulose, solúvel em álcali. Esta solução é viscosa e por isso é chamada de "viscosa".

A viscose é forçada através de orifícios muito pequenos em um banho de ácido. Aqui, o xantato de celulose é transformado de volta em celulose que é insolúvel e fios longos e brilhantes são formados..

Os fios ou filamentos podem ser fiados em um material conhecido como rayon.

(1) Celulose + NaOH → Celulose alcalina

ROH + NaOH → RONa

(2) Álcalis-celulose + dissulfeto de carbono → xantato de celulose

RONa + S = C = S → RO-C (= S) -SNa

(3) Xantato de celulose + ácido → celulose (filamentos)

RO-C (= S) -SNa + Ácido → ROH

Peças confeccionadas com rayon, fibra da qual participa o dissulfeto de carbono. Tobias “ToMar” Maier [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Fonte: Wikimedia Commons.

Se a celulose é precipitada pela passagem do xantato por uma fenda estreita, a celulose é regenerada na forma de folhas finas que compõem o celofane. Este é suavizado com glicerol e é usado como uma película protetora para objetos.

O celofane é feito com a ajuda de dissulfeto de carbono. Autor: Hans Braxmeier. Fonte: Pixabay.

Na produção de tetracloreto de carbono

Dissulfeto de carbono reage com cloro Cldois para dar tetracloreto de carbono CCl4, que é um importante solvente não combustível.

CSdois + 3 Cldois → CCl4 + SdoisCldois

Em várias aplicações

O dissulfeto de carbono participa da vulcanização a frio de borrachas, atua como intermediário na fabricação de pesticidas e é utilizado para gerar catalisadores na indústria do petróleo e na fabricação de papel..

Xantatos preparados com CSdois são usados ​​na flotação mineral.

Usos antigos

O CSdois é um veneno para organismos vivos. Anteriormente, era usado para destruir pragas como ratos, marmotas e formigas, despejando o líquido em qualquer espaço fechado em que esses animais vivessem (tocas e formigueiros).

Quando usados ​​para este propósito, os vapores tóxicos densos destruíram qualquer organismo vivo que estivesse no espaço confinado..

Também era usado como anti-helmíntico para animais e para eliminar larvas de mosca varejeira do estômago de cavalos..

Na agricultura era utilizado como inseticida e nematicida, para fumigar o solo, para fumigação de viveiros, celeiros, silos e moinhos de cereais. Vagões ferroviários, navios e barcaças também foram pulverizados.

Um fazendeiro em 1904 pulverizando o solo com dissulfeto de carbono para combater uma praga das videiras. Ölgemälde von Hans Pühringer, 1904 [GFDL 1.2 (http://www.gnu.org/licenses/old-licenses/fdl-1.2.html)]. Fonte: Wikimedia Commons.

Todos esses usos foram proibidos devido à alta inflamabilidade e toxicidade do CSdois.

Riscos

O CSdois é altamente inflamável. Muitas de suas reações podem causar incêndio ou explosão. As misturas de seus vapores com o ar são explosivas. Quando inflamado, ele produz gases irritantes ou tóxicos.

O dissulfeto de carbono não deve ser despejado nos ralos, pois uma mistura de CS permanece nos tubosdois e ar que pode causar uma explosão se inflamado acidentalmente.

Seus vapores se inflamam espontaneamente em contato com faíscas ou superfícies quentes.

O dissulfeto de carbono irrita gravemente os olhos, a pele e as membranas mucosas.

Se inalado ou ingerido, afeta gravemente o sistema nervoso central, o sistema cardiovascular, os olhos, os rins e o fígado. Também pode ser absorvido pela pele, causando danos.

Referências

  1. NÓS. Biblioteca Nacional de Medicina. (2020). Dissulfeto de carbono. Recuperado de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  2. Mopper, K. e Kieber, D.J. (2002). Fotoquímica e Ciclagem de Carbono, Enxofre, Nitrogênio e Fósforo. In Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter. Recuperado de sciencedirect.com.
  3. Meyer, B. (1977). Usos Industriais do Enxofre e Seus Compostos. Dissulfeto de carbono. Em Enxofre, Energia e Meio Ambiente. Recuperado de sciencedirect.com.
  4. Pohanish, R.P. (2012). C. Dissulfeto de carbono. No Handbook of Toxic and Hazardous Chemicals and Carcinogens (Sexta Edição). Recuperado de sciencedirect.com.
  5. Morrison, R.T. e Boyd, R.N. (2002). Química orgânica. 6ª Edição. Prentice-Hall.
  6. Windholz, M. et al. (editores) (1983). The Merck Index. An Encyclopedia of Chemicals, Drugs and Biologicals. Décima edição. Merck & CO., Inc.

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