ثاني كبريتيد الكربون (CS2): الهيكل ، الخصائص ، الاستخدامات ، المخاطر - كيمياء - 2026

في ثاني كبريتيد الكربون هو مركب يتكون من اتحاد ذرة كربون (C) وذرات الكبريت اثنين (S). صيغته الكيميائية هي CS ₂. وهو سائل عديم اللون أو أصفر قليلاً برائحة كريهة بسبب الشوائب التي يحتوي عليها (مركبات الكبريت). عندما يكون نقيًا ، تكون رائحته ناعمة وحلوة ، تشبه الكلوروفورم أو الأثير.

ينشأ بشكل طبيعي من تأثير ضوء الشمس على الجزيئات العضوية الموجودة في مياه البحر. علاوة على ذلك ، يتم إنتاجه في مياه المستنقعات ويتم طرده أيضًا من البراكين مع الغازات الأخرى.

ثاني كبريتيد الكربون CS ₂. المؤلف: Benjah-bmm27. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

ثاني كبريتيد الكربون هو سائل متطاير وقابل للاشتعال بشدة ، لذا يجب إبعاده عن اللهب والشرر أو الأجهزة التي يمكن أن تنتجها ، حتى المصابيح الكهربائية.

لديها القدرة على إذابة عدد كبير من المركبات والمواد والعناصر ، مثل الفوسفور ، والكبريت ، والسيلينيوم ، والراتنجات ، واللك ، إلخ. لذلك يجد فائدة كمذيب.

كما أنه وسيط في العديد من التفاعلات الكيميائية الصناعية ، مثل إنتاج الحرير الصناعي أو الحرير الصناعي.

يجب التعامل معها بحذر وباستخدام أدوات وقائية حيث أنها شديدة السمية وخطيرة.

بناء

يحتوي ثاني كبريتيد الكربون على ذرة كربون واحدة وذرتي كبريت على جانبيها.

الروابط بين ذرة الكربون وذرات الكبريت تساهمية ومزدوجة ، لذلك فهي قوية جدًا. جزيء CS ₂ له هيكل خطي ومتماثل.

الهيكل الخطي لثاني كبريتيد الكربون CS ₂. أسود = كربون ، أصفر = كبريت. المؤلف: Benjah-bmm27. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

التسمية

- ثاني كبريتيد الكربون

- ثاني كبريتيد الكربون

- أنهيدريد ديثيوكربون

الخصائص

الحالة الفيزيائية

سائل عديم اللون إلى مصفر.

الوزن الجزيئي الغرامي

76.15 جم / مول

نقطة الانصهار أو التصلب

-110.8 درجة مئوية

نقطة الغليان

46.0 درجة مئوية

نقطة مضيئة

-30 درجة مئوية (طريقة الكوب المغلق).

درجة حرارة الاشتعال الذاتي

90 درجة مئوية

كثافة

السائل = 1.26 جم / سم ³ عند 20 درجة مئوية.

البخار = 2.67 مرة من الهواء.

أبخرته أثقل مرتين من الهواء والسائل أثقل من الماء.

ضغط البخار

279 مم زئبق عند 25 درجة مئوية.

هذا ضغط بخار مرتفع.

الذوبان

قليل الذوبان في الماء: 2.16 جم / لتر عند 25 درجة مئوية. قابل للذوبان في الكلوروفورم. قابل للاختلاط مع الإيثانول والميثانول والأثير والبنزين والكلوروفورم ورابع كلوريد الكربون.

الخواص الكيميائية

يتبخر CS ₂ بسهولة في درجة حرارة الغرفة حيث أن نقطة غليانه منخفضة جدًا وضغط بخارها مرتفع جدًا.

ثاني كبريتيد الكربون قابل للاشتعال للغاية. تشتعل أبخرته بسهولة شديدة ، حتى مع حرارة المصباح الكهربائي. هذا يعني أنه يتفاعل مع الأكسجين بسرعة كبيرة:

CS ₂ + 3 O ₂ → CO ₂ + 2 SO ₂

حقيقة أن لديها ضغط بخار مرتفع في درجة حرارة الغرفة تجعل من الخطر أن تكون بالقرب من اللهب.

عند تسخينها للتحلل يمكن أن تنفجر بسهولة ، وتنبعث منها غازات سامة من أكاسيد الكبريت. فوق 90 ​​درجة مئوية تشتعل تلقائياً.

يتحلل عند تخزينه لفترة طويلة. يهاجم النحاس وسبائكه. يتفاعل أيضًا مع بعض المواد البلاستيكية والمطاط والطلاء.

يتفاعل تحت ظروف معينة مع الماء ، مكونًا كبريتيد الكربونيل OCS وثاني أكسيد الكربون CO ₂ وثاني كبريتيد الهيدروجين H ₂ S:

CS ₂ + H ₂ O → OCS + H ₂ S.

CS ₂ + 2 H ₂ O → CO ₂ + 2 H ₂ S

مع الكحوليات (ROH) في الأشكال القلوية المتوسطة xanthates (RO-CS-SNa):

CS ₂ + ROH + هيدروكسيد الصوديوم → H ₂ O + RO - C (= S) -SNa

الحصول

يتم تحضير ثاني كبريتيد الكربون تجاريًا عن طريق تفاعل الكبريت مع الكربون. تتم العملية في درجات حرارة 750-900 درجة مئوية.

C + 2 S → CS ₂

بدلاً من الفحم ، يمكن أيضًا استخدام الميثان أو الغاز الطبيعي ، كما تم استخدام الإيثان والبروبان والبروبيلين ، وفي هذه الحالة يحدث التفاعل عند 400-700 درجة مئوية مع إنتاجية عالية.

كما يمكن عن طريق تفاعل الغاز الطبيعي مع كبريتيد الهيدروجين H إعداد ₂ S في درجة حرارة عالية جدا.

الوجود في الطبيعة

CS ₂ منتج طبيعي موجود في الغلاف الجوي بكميات صغيرة جدًا (آثار). يتم إنتاجه ضوئيًا في المياه السطحية.

يؤدي تأثير أشعة الشمس على بعض المركبات الموجودة في مياه البحر مثل السيستين (حمض أميني) إلى تكوين ثاني كبريتيد الكربون.

يمكن أن يتكون ثاني كبريتيد الكربون عن طريق تأثير أشعة الشمس على بعض المركبات العضوية الموجودة في مياه البحر. المؤلف: Pexels. المصدر: Pixabay.

كما يتم إطلاقه بشكل طبيعي أثناء الانفجارات البركانية ويوجد بكميات صغيرة فوق المستنقعات.

نتعرض عادة لاستنشاقه بنسب صغيرة جدًا وهو موجود في بعض الأطعمة. يوجد أيضًا في دخان السجائر.

في البيئة تتحلل بأشعة الشمس. على الأرض يتحرك من خلاله. بعض الكائنات الحية الدقيقة في التربة تكسرها.

التطبيقات

في الصناعة الكيميائية

ثاني كبريتيد الكربون مركب كيميائي مهم حيث يتم استخدامه لتحضير مواد كيميائية أخرى. يمكن أن يكون بمثابة وسيط كيميائي.

كما أنه يستخدم كمذيب للعملية على سبيل المثال لإذابة الفوسفور والكبريت والسيلينيوم والبروم واليود والدهون والراتنجات والشموع واللك واللثة.

يسمح بتصنيع المنتجات الصيدلانية ومبيدات الأعشاب ، من بين أمور أخرى.

في إنتاج الحرير الصناعي والسلوفان

مع CS ₂ ، يتم تحضير xanthates ، وهي مركبات تستخدم في صناعة الحرير الصناعي والسلوفان.

للحصول على الحرير الصناعي أو الرايون ، يتم البدء في السليلوز ، والذي يتم معالجته بالقلويات وثاني كبريتيد الكربون CS ₂ ويتحول إلى زانثات السليلوز ، القابل للذوبان في القلويات. هذا المحلول لزج ولذلك يسمى "لزج".

يُدفع الفسكوز من خلال ثقوب صغيرة جدًا في الحمام الحمضي. هنا يتم تحويل زانثات السليلوز مرة أخرى إلى سليلوز غير قابل للذوبان وتتشكل خيوط طويلة لامعة.

يمكن غزل الخيوط أو الخيوط في مادة تعرف باسم الرايون.

(1) السليلوز + هيدروكسيد الصوديوم → القلويات السليلوز

ROH + NaOH → رونا

(2) القلوي السليلوز + ثاني كبريتيد الكربون → زانثات السليلوز

RONa + S = C = S → RO - C (= S) –SNa

(3) زانثات السليلوز + حمض → السليلوز (خيوط)

RO - C (= S) –SNa + حمض → ROH

الملابس المصنوعة من الحرير الصناعي ، وهي ألياف يشارك فيها ثاني كبريتيد الكربون. توبياس "ToMar" ماير. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

إذا تم ترسيب السليلوز عن طريق تمرير الزانثات عبر فتحة ضيقة ، يتم تجديد السليلوز على شكل صفائح رقيقة تشكل السيلوفان. يتم تليينه بالجلسرين ويستخدم كغشاء واقٍ للأشياء.

السيلوفان مصنوع بمساعدة ثاني كبريتيد الكربون. المؤلف: هانز براكسمير. المصدر: Pixabay.

في إنتاج رابع كلوريد الكربون

يتفاعل ثاني كبريتيد الكربون مع الكلور Cl ₂ ليعطي رابع كلوريد الكربون CCl ₄ ، وهو مذيب مهم غير قابل للاحتراق.

CS ₂ + 3 Cl ₂ → CCl ₄ + S ₂ Cl ₂

في تطبيقات مختلفة

يشارك ثاني كبريتيد الكربون في الفلكنة الباردة للمطاط ، ويعمل كوسيط في تصنيع مبيدات الآفات ، ويستخدم لتوليد المحفزات في صناعة النفط وفي صناعة الورق.

تستخدم Xanthates المحضرة بـ CS ₂ في التعويم المعدني.

الاستخدامات القديمة

CS ₂ هو سم للكائنات الحية. في السابق كانت تستخدم لتدمير الآفات مثل الجرذان والمارموط والنمل ، وصب السائل في أي مكان مغلق تعيش فيه هذه الحيوانات (الجحور وتلال النمل).

عند استخدامها لهذا الغرض ، قضت الأبخرة السامة الكثيفة على أي كائن حي كان في المكان الضيق.

كما تم استخدامه كطارد للديدان للحيوانات ولقتل يرقات الذبابة من معدة الخيول.

في الزراعة ، تم استخدامه كمبيد حشري ومبيد للنيماتودا ، في تبخير التربة ، لتبخير المشاتل ومخازن الحبوب والصوامع ومطاحن الحبوب. كما تم رش عربات السكك الحديدية والسفن والصنادل.

مزارع عام 1904 يرش التربة بثاني كبريتيد الكربون لمكافحة آفة نبات العنب. Ölgemälde von Hans Pühringer ، 1904. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

تم حظر جميع هذه الاستخدامات بسبب القابلية العالية للاشتعال والسمية لـ CS ₂.

المخاطر

CS ₂ سريع الاشتعال. العديد من ردود أفعالهم يمكن أن تسبب حريقًا أو انفجارًا. مخاليط أبخرتها مع الهواء قابلة للانفجار. عند الاشتعال ، ينتج غازات مزعجة أو سامة.

يجب عدم سكب ثاني كبريتيد الكربون في المصارف ، حيث أن خليطًا من CS ₂ وبقايا الهواء في الأنابيب يمكن أن تسبب انفجارًا إذا اشتعلت عن طريق الصدفة.

تشتعل أبخرةها تلقائيًا عند ملامستها للشرر أو الأسطح الساخنة.

يتسبب ثاني كبريتيد الكربون في تهيج شديد للعينين والجلد والأغشية المخاطية.

إذا تم استنشاقه أو ابتلاعه ، فإنه يؤثر بشكل خطير على الجهاز العصبي المركزي وجهاز القلب والأوعية الدموية والعينين والكلى والكبد. يمكن أيضًا امتصاصه من خلال الجلد مما يسبب الضرر.

المراجع

1. المكتبة الوطنية الأمريكية للطب. (2020). ثاني كبريتيد الكربون. تعافى من pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Mopper ، K. and Kieber ، DJ (2002). الكيمياء الضوئية ودورة الكربون والكبريت والنيتروجين والفوسفور. في الكيمياء الحيوية للمادة العضوية البحرية الذائبة. تعافى من sciencedirect.com.
3. ماير ، ب. (1977). الاستخدامات الصناعية للكبريت ومركباته. ثاني كبريتيد الكربون. في الكبريت والطاقة والبيئة. تعافى من sciencedirect.com.
4. Pohanish ، RP (2012). جيم ثاني كبريتيد الكربون. في دليل Sittig للمواد الكيميائية والمواد المسببة للسرطان السامة والخطرة (الطبعة السادسة). تعافى من sciencedirect.com.
5. موريسون ، آر تي وبويد ، آر إن (2002). الكيمياء العضوية. الطبعة السادسة. برنتيس هول.
6. ويندهولز ، إم وآخرون. (محررون) (1983). مؤشر ميرك. موسوعة المواد الكيميائية والأدوية والبيولوجية. الطبعة العاشرة. شركة Merck & CO.، Inc.