Карбонилсульфид
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| ИЮПАК имена | |
| Систематическое название ИЮПАК Тиоксметанон | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| ЧЭБИ | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.006.674 |
| Номер ЕС |
|
| КЕГГ | |
ПабХим CID | |
| НЕКОТОРЫЙ | |
| Число | 2204 |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| COS | |
| Молярная масса | 60.075 g/mol |
| Появление | бесцветный газ |
| Запах | сульфидный |
| Плотность | 2,51 г/л |
| Температура плавления | -138,8 ° C (-217,8 ° F; 134,3 К) |
| Точка кипения | -50,2 ° C (-58,4 ° F; 223,0 К) |
| Критическая точка ( T , P ) | 101,85 ° C (215,3 ° F; 375,0 К), 58,03 стандартных атмосфер (5879,9 кПа; 852,8 фунтов на квадратный дюйм) [2] |
| 0,376 г/100 мл (0 °С) 0,125 г/100 мл (25 °С) | |
| Растворимость | очень растворим в KOH , CS 2 растворим в спирте , толуоле |
| −32.4 × 10 −6 см 3 /моль | |
| 0,65 Д | |
| Термохимия | |
Теплоемкость ( С ) | 41,5 Дж/(моль⋅К) |
Стандартный моляр энтропия ( S ⦵ 298 ) | 231,5 Дж/(моль⋅К) |
Стандартная энтальпия образование (Δ f H ⦵ 298 ) | −141,8 кДж/моль |
| Опасности | |
| СГС Маркировка : | |
    | |
| Опасность | |
| Х220 , Х280 , Х315 , Х319 , Х331 , Х335 | |
| P210 , P261 , P264 , P271 , P280 , P302+P352 , P304+P340 , P305+P351+P338 , P311 , P312 , P321 , P332+P313 , P337+P313 , P362 , P377 , P38 1 , П403 , П403+П233 , П405 , П410+П403 , П501 | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| Взрывоопасные пределы | 12–29% |
| Паспорт безопасности (SDS) | Карбонилсульфид MSDS |
| Родственные соединения | |
Родственные соединения | Углекислый газ Сероуглерод Карбонилселенид |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Карбонилсульфид — химическое соединение с линейной формулой О знак равно С знак равно S . Это бесцветный горючий газ с неприятным запахом . [ не проверено в теле ] Это линейная молекула, состоящая из карбонила, соединенного двойной связью с атомом серы. Карбонилсульфид можно считать промежуточным между диоксидом углерода и дисульфидом углерода , оба из которых изоэлектронны с ним по валентности .
возникновение
[ редактировать ]Карбонилсульфид является наиболее распространенным соединением серы, естественным образом присутствующим в атмосфере ( 0,5 ± 0,05 частей на миллиард) , поскольку он выбрасывается из океанов, вулканов и глубоководных жерл . Таким образом, это важное соединение в глобальном цикле серы . Измерения на Антарктиды ледяных кернах и в воздухе, захваченном снегом над ледниками ( фирновый воздух), дали подробную картину концентраций OCS с 1640 года по настоящее время и позволяют понять относительную важность антропогенных и неантропогенных источников этого газа. в атмосферу. [3] Некоторое количество карбонилсульфида, перенесенного в сульфатный слой стратосферы, окисляется до серной кислоты. [4] Серная кислота образует частицы, которые влияют на энергетический баланс из-за рассеяния света . [5] Длительное время жизни COS в атмосфере делает его основным источником стратосферных сульфатов, хотя диоксид серы, образующийся в результате вулканической активности, также может иметь большое значение. [5] Карбонилсульфид также удаляется из атмосферы наземной растительностью с помощью ферментов, связанных с поглощением углекислого газа при фотосинтезе, и путем гидролиза в океанских водах. [6] [7] [8] Подобные процессы потери ограничивают стойкость (или время жизни) молекулы COS в атмосфере несколькими годами.
Крупнейшие антропогенные источники выбросов карбонилсульфида включают его первичное использование в качестве промежуточного химического продукта и побочного продукта производства сероуглерода; однако он также выделяется из автомобилей и изнашиваемых шин . [9] угольные электростанции, коксовые печи , сжигание биомассы , переработка рыбы, сжигание мусора и пластмасс, производство нефти и производство синтетических волокон, крахмала и каучука. [10] Подсчитан средний общий мировой выброс карбонилсульфида в атмосферу. [ когда? ] около 3 миллионов тонн в год, из которых менее трети связано с деятельностью человека. [10] Это также значительная серосодержащая примесь во многих топливных газах , таких как синтез-газ , которые производятся из серосодержащего сырья. [11]
Карбонилсульфид присутствует в пищевых продуктах , таких как сыр и готовые овощи семейства капустных . Следы COS в природе присутствуют в зерне и семенах в диапазоне 0,05–0,1 мг/кг.
Карбонилсульфид наблюдался в межзвездной среде (см. также Список молекул в межзвездном пространстве ), в комете 67P. [12] и в атмосфере Венеры , где из-за сложности неорганического производства COS его считают возможным индикатором жизни. [13]
Реакции и применение
[ редактировать ]Карбонилсульфид используется в качестве промежуточного продукта при производстве тиокарбаматных гербицидов. [14]
Гидролизу карбонилсульфида способствуют катализаторы на основе хрома: [11]
- COS + H 2 O → CO 2 + H 2 S
Это превращение катализируется в растворе ферментами карбоангидразы у растений и млекопитающих. Из-за этого химического состава высвобождение карбонилсульфида из небольших органических молекул было идентифицировано как стратегия доставки сероводорода, который является газообразной сигнальной молекулой . [15] [16]
Обнаружено, что это соединение катализирует образование пептидов из аминокислот . Это открытие является продолжением эксперимента Миллера-Юри , и предполагается, что карбонилсульфид сыграл значительную роль в возникновении жизни . [17]
В экосистемной науке [18] все чаще используются для описания скорости фотосинтеза . [19] [20]
Синтез
[ редактировать ]Карбонилсульфид был впервые описан в 1841 году. [21] но, по-видимому, его ошибочно охарактеризовали как смесь углекислого газа и сероводорода . Карл фон Тан впервые охарактеризовал это вещество в 1867 году. Оно образуется при реакции угарного газа с расплавленной серой:
- СО + 1 / 8 С 8 → КОС
Эта реакция меняется на противоположную при температуре выше 1200 К (930 ° C; 1700 ° F).
Лабораторный синтез включает реакцию роданида калия и серной кислоты :
- KSCN + 2 H 2 SO 4 + H 2 O → KHSO 4 + NH 4 HSO 4 + COS
Полученный газ содержит значительное количество побочных продуктов и требует очистки. [22]
Гидролиз изотиоцианатов в растворе соляной кислоты также дает COS.
Токсичность
[ редактировать ]По состоянию на 1994 год существовала ограниченная информация об острой токсичности карбонилсульфида для людей и животных. [14] Высокие концентрации (более 1000 частей на миллион) могут вызвать внезапный коллапс, судороги и смерть от паралича дыхания. [10] [14] Сообщалось об отдельных смертельных случаях, практически без местного раздражения или обонятельного предупреждения. [14] В тестах на крысах 50% животных погибли при воздействии 1400 ppm COS в течение 90 минут или при 3000 ppm в течение 9 минут. [14] Ограниченные исследования на лабораторных животных также показывают, что длительное вдыхание низких концентраций (около 50 частей на миллион в течение периода до 12 недель) не влияет на легкие или сердце. [14]
Карбонилсульфид является потенциальным альтернативным фумигантом. [23] бромистому метилу и фосфину . Однако в некоторых случаях остатки на зерне приводят к привкусу, неприемлемому для потребителей, например, у ячменя, используемого для пивоварения.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Международный союз теоретической и прикладной химии (2005). Номенклатура неорганической химии (Рекомендации ИЮПАК 2005 г.). Кембридж (Великобритания): RSC – IUPAC . ISBN 0-85404-438-8 . п. 292. Электронная версия.
- ^ Лиде, Дэвид Р.; Кехиян, Генри В. (1994). Справочник CRC по теплофизическим и темохимическим данным (PDF) . ЦРК Пресс. п. 32.
- ^ Монцка, ЮАР; Айдын, М.; Баттл, М.; Батлер, Дж. Х.; Зальцман, Э.С.; Холл, BD; Кларк, AD; Мондил, Д.; Элкинс, Дж.В. (2004). «350-летняя история карбонилсульфида в атмосфере, полученная из воздуха антарктического фирна и воздуха, заключенного во льду» (PDF) . Журнал геофизических исследований . 109 (D18): 22302. Бибкод : 2004JGRD..10922302M . дои : 10.1029/2004JD004686 . S2CID 1261238 . Ид D22302.
- ^ Крутцен, П. (1976). «Возможное значение COS для сульфатного слоя стратосферы». Письма о геофизических исследованиях . 3 (2): 73–76. Бибкод : 1976GeoRL...3...73C . дои : 10.1029/GL003i002p00073 .
- ^ Перейти обратно: а б Сейнфельд, Дж. (2006). Химия и физика атмосферы . Лондон: Дж. Уайли. ISBN 978-1-60119-595-1 .
- ^ Кэмпбелл, Дж. Э.; Кармайкл, Греция; Чай, Т.; Мена-Карраско, М.; Тан, Ю.; Блейк, доктор медицинских наук; Блейк, Нью-Джерси; Вэй, ЮАР; Коллатц, Дж.Дж.; Бейкер, И.; Берри, Дж.А.; Монцка, ЮАР; Суини, К.; Шнор, Дж.Л.; Станье, Колорадо (2008). «Фотосинтетический контроль содержания карбонилсульфида в атмосфере в течение вегетационного периода» . Наука . 322 (5904): 1085–1088. Бибкод : 2008Sci...322.1085C . дои : 10.1126/science.1164015 . ПМИД 19008442 . S2CID 206515456 .
- ^ Чайник, Эй Джей; Кун, У.; фон Хобе, М.; Кессельмайер, Дж.; Андреа, Миссури (2002). «Глобальный баланс атмосферного карбонилсульфида: временные и пространственные изменения доминирующих источников и поглотителей» . Журнал геофизических исследований . 107 (D22): 4658. Бибкод : 2002JGRD..107.4658K . дои : 10.1029/2002JD002187 .
- ^ Монцка, ЮАР; Калверт, П.; Холл, BD; Элкинс, Дж.В.; Конвей, Ти Джей; Танс, ПП; Суини, К. (2007). «О глобальном распределении, сезонности и балансе атмосферного карбонилсульфида (COS) и некоторых сходствах с CO 2 ». Журнал геофизических исследований . 112 (D9): 9302. Бибкод : 2007JGRD..112.9302M . дои : 10.1029/2006JD007665 . Ид D09302.
- ^ Пос В., Беррешейн Б. (1993). «Износ автомобильных шин как источник атмосферных OCS и CS2». Письма о геофизических исследованиях . 1 (9): 815–818. Бибкод : 1993GeoRL..20..815P . дои : 10.1029/93GL00972 .
- ^ Перейти обратно: а б с «Карбонилсульфид CASRN: 463-58-1» . Банк данных об опасных веществах . Национальная медицинская библиотека.
- ^ Перейти обратно: а б Хиллер, Хайнц; Раймерт, Райнер; Маршнер, Фридеманн; Реннер, Ханс Иоахим; Болл, Уолтер; Супп, Эмиль; Брейц, Мирон; Либнер, Вальдемар; Шауб, Джордж; Хохгесанд, Герхард; Хигман, Кристофер; Кальтейер, Питер; Мюллер, Вольф-Дитер; Крибель, Манфред; Шлихтинг, Хольгер; Танцуй, Хайнер; Стоннер, Ханс Мартин; Кляйн, Гельмут; Хильзебейн, Вольфганг; Гронеманн, Вероника; Цвифельхофер, Уве; Альбрехт, Джон; Каупер, Кристофер Дж.; Дрисен, Ханс Эрхард (2006). «Газодобыча». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . дои : 10.1002/14356007.a12_169.pub2 . ISBN 3527306730 .
- ^ Блог Розетты. «ФЕЙЕРВЕРК ОМЕТА ПЕРЕД ПЕРИГЕЛИЕМ» . blogs.esa.int . Европейское космическое агентство . Проверено 11 августа 2015 г.
- ^ Лэндис, Джорджия (2003). «Астробиология: аргументы в пользу Венеры» (PDF) . Журнал Британского межпланетного общества . 56 (7–8): 250–254. Бибкод : 2003JBIS...56..250L .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж «Химическая сводка карбонилсульфида» . Агентство по охране окружающей среды США. 19 июля 2013 г.
- ^ Штайгер, Андреа К.; Пардью, Сибиле; Кевил, Кристофер Г.; Плут, Майкл Д. (15 июня 2016 г.). «Самовосжигающиеся тиокарбаматы обеспечивают доступ к триггерным донорам H 2 S и флуоресцентным зондам, заменяющим аналит» . Журнал Американского химического общества . 138 (23): 7256–7259. дои : 10.1021/jacs.6b03780 . ISSN 0002-7863 . ПМЦ 4911618 . ПМИД 27218691 .
- ^ Протошилл-Кребс, Г.; Вильгельм, К.; Кессельмайер, Дж. (1996). «Потребление карбонилсульфида (COS) карбоангидразой высших растений (CA)». Атмосферная среда . 30 (18): 3151–3156. Бибкод : 1996AtmEn..30.3151P . дои : 10.1016/1352-2310(96)00026-X .
- ^ Леман, Л.; Оргель, Л.; Гадири, MR (2004). «Карбонилсульфид-опосредованное пребиотическое образование пептидов». Наука . 306 (5694): 283–6. Бибкод : 2004Sci...306..283L . дои : 10.1126/science.1102722 . ПМИД 15472077 . S2CID 11819295 .
- ^ Чему карбонилсульфид учит нас о биосфере Земли на YouTube .
- ^ Кэмпбелл, Дж. Э.; Берри, Дж.А.; Зейбт, У.; Смит, С.Дж.; Монцка, ЮАР; Лонуа, Т.; Бельвизо, С.; Бопп, Л.; Лейн, М. (апрель 2017 г.). «Большой исторический рост мирового валового первичного производства на суше». Природа . 544 (7648): 84–87. Бибкод : 2017Natur.544...84C . дои : 10.1038/nature22030 . ОСТИ 1398774 . ПМИД 28382993 . S2CID 205255121 .
- ^ Якир, Дэн; Монцка, Стивен А.; Ури Дикен; Татаринов, Федор; Ротенберг, Эяль; Асаф, Дэвид (март 2013 г.). «Экосистемный фотосинтез, выведенный на основе измерений потока карбонилсульфида». Природа Геонауки . 6 (3): 186–190. Бибкод : 2013NatGe...6..186A . дои : 10.1038/ngeo1730 . ISSN 1752-0908 .
- ^ Куэрб, JP (1841 г.). «О сероуглероде». Журнал практической химии . 23 (1): 83–124. дои : 10.1002/prac.18410230105 .
- ^ Ферм Р.Дж. (1957). «Химия карбонилсульфида». Химические обзоры . 57 (4): 621–640. дои : 10.1021/cr50016a002 .
- ^ Варфоломей, Андрей; Харитос, Виктория (2005). «Обзор токсикологии карбонилсульфида, нового фумиганта для зерна». Пищевая и химическая токсикология . 43 (12): 1687–1701. дои : 10.1016/j.fct.2005.06.016 . ПМИД 16139940 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Бек, Монтана; Кауфман, Великобритания (1985). «COS и C 3 S 2 : открытие и химия двух важных неорганических соединений серы». Многогранник . 4 (5): 775–781. дои : 10.1016/S0277-5387(00)87025-4 .
- Дж. Эллиот Кэмпбелл; Юрген Кессельмайер; Дэн Якир; Джо А. Берри; Филипп Пейлен; Совер Бельвизо; Тимо Весала; Кадмиэль Масейк; Ульрике Зейбт; Хуэйлинь Чен; Мэри Э. Уилан; Тимоти В. Хилтон; Стивен А. Монцка; Макс Б. Беркельхаммер; Синикка Т. Леннарц; Ле Куай; Георг Вольфарт; Ютин Ван; Никола Дж. Блейк; Дональд Р. Блейк; Джеймс Стайнсайфер; Ян Бейкер; Стивен Ситч (2017). «Оценка нового понятия о том, сколько углерода поглощают растения» . ЭОС . 98 . дои : 10.1029/2017EO075313 . hdl : 10871/31921 .
- Своронос ПДН; Бруно Ти Джей (2002). «Сульфид карбонила: обзор его химии и свойств». Исследования в области промышленной и инженерной химии . 41 (22): 5321–5336. дои : 10.1021/ie020365n .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Карбонилсульфид и происхождение жизни
- Карбонилсульфид как потенциальный фумигант
- Карбонилсульфид в атмосфере
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|