Karbonylsulfid - Carbonyl sulfide

Karbonylsulfid
Karbonylsulfid
Prostorový 3D model karbonylsulfidu
Jména
Názvy IUPAC
Oxid uhličitý[Citace je zapotřebí ]
Karbonylsulfid[1]
Oxidosulfidokarbon[1]
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEBI
ChemSpider
Informační karta ECHA100.006.674 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
  • 207-340-0
KEGG
UNII
UN číslo2204
Vlastnosti
COS
Molární hmotnost60,075 g / mol
Vzhledbezbarvý plyn
Zápachjako sirník
Hustota2,51 g / l
Bod tání −138,8 ° C (−217,8 ° F; 134,3 K)
Bod varu -50,2 ° C (-58,4 ° F; 223,0 K)
0,376 g / 100 ml (0 ° C)
0,125 g / 100 ml (25 ° C)
Rozpustnostvelmi rozpustný v KOH, CS2
rozpustný v alkohol, toluen
-32.4·10−6 cm3/ mol
0,65 D.
Termochemie
41,5 J / mol K.
231,5 J / mol K.
-141,8 kJ / mol
Nebezpečí
Bezpečnostní listBezpečnostní list karbonylsulfidu
Piktogramy GHSGHS02: HořlavýGHS04: Stlačený plynGHS06: ToxickýGHS07: Zdraví škodlivý
Signální slovo GHSNebezpečí
H220, H280, H315, H319, H331, H335
P210, P261, P264, P271, P280, P302 + 352, P304 + 340, P305 + 351 + 338, P311, P312, P321, P332 + 313, P337 + 313, P362, P377, P381, P403, P403 + 233, P405, P410 + 403, P501
NFPA 704 (ohnivý diamant)
Výbušné limity12-29%
Související sloučeniny
Související sloučeniny
Oxid uhličitý
Sirouhlík
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Karbonylsulfid je chemická sloučenina s lineární vzorec OCS. Za normálních okolností se jedná o chemický vzorec COS, který neimplikuje jeho strukturu, a je bezbarvý hořlavý plyn s nepříjemným zápach.[není ověřeno v těle ] Je to lineární molekula skládající se z a karbonyl skupina dvojitě vázané na atom síry. Karbonylsulfid lze považovat za meziprodukt oxid uhličitý a sirouhlík, z nichž oba jsou valenční isoelektronika s tím.

Karbonylsulfid se za přítomnosti vlhkosti a zásad rozkládá na oxid uhličitý a sirovodík.[2][3][4]

Bylo zjištěno, že tato sloučenina katalyzovat Formace peptidy z aminokyseliny. Toto zjištění je rozšířením Miller – Ureyův experiment a předpokládá se, že karbonylsulfid hrál významnou roli v původ života.[5]

Výskyt

Karbonylsulfid je nejhojnější sloučenina síry, která se přirozeně vyskytuje v atmosféře 0.5±0.05 ppb, protože je emitováno z oceánů, sopky a hlubinné průduchy. Jako takový je v celosvětovém měřítku významnou sloučeninou sírový cyklus. Měření na Antarktida ledová jádra a ze vzduchu zachyceného ve sněhu nad ledovci (firn ovzduší) poskytly podrobný obrázek o koncentracích OCS od roku 1640 do současnosti a umožňují pochopit relativní důležitost OCS antropogenní a neantropogenní zdroje tohoto plynu do atmosféry.[6] Nějaký karbonylsulfid, který je transportován do stratosférický síranová vrstva se oxiduje na kyselinu sírovou.[7] Kyselina sírová tvoří částice, které ovlivňují energetická bilance kvůli rozptyl světla.[8] Díky dlouhé atmosférické životnosti je COS hlavním zdrojem stratosférického síranu oxid siřičitý ze sopečné činnosti může být také významný.[8] Karbonylsulfid je také odstraňován z atmosféry suchozemskou vegetací pomocí enzymů spojených s absorpcí oxidu uhličitého během fotosyntézy a hydrolýzou ve vodách oceánu.[9][10] Procesy ztráty, jako jsou tyto, omezují perzistenci (nebo životnost) molekuly COS v atmosféře na několik let.

Mezi největší umělé zdroje uvolňování karbonylsulfidu patří jeho primární použití jako chemického meziproduktu a jako vedlejší produkt výroby sirouhlíku; uvolňuje se však také z automobilů a jejich opotřebení pneumatik,[11] uhelné elektrárny, koksovací pece, biomasa spalování, zpracování ryb, spalování odpadu a plastů, výroba ropy a výroba syntetických vláken, škrobu a gumy.[2] Průměrné celkové celosvětové uvolňování karbonylsulfidu do atmosféry se odhaduje na přibližně 3 miliony tun / rok, z nichž méně než jedna třetina souvisela s lidskou činností.[2] Je to také významná nečistota obsahující síru v syntetický plyn.

Karbonylsulfid je přítomen v potraviny, jako sýr a připraven zelenina z zelí rodina. Stopy COS jsou přirozeně přítomny v zrna a semena v rozmezí 0,05–0,1 mg · kg−1.

Karbonylsulfid byl pozorován v mezihvězdné médium (viz také Seznam molekul v mezihvězdném prostoru ), v kometa 67P[12] a v atmosféra Venuše kde je kvůli obtížnosti anorganické produkce COS považován za možný indikátor života.[13]

Aplikace

Karbonylsulfid se používá jako meziprodukt při výrobě thiokarbamátových herbicidů.[3] Karbonylsulfid je potenciální alternativou fumigant[14] na methylbromid a fosfin. V některých případech však rezidua na zrnu způsobují příchutě, které jsou pro spotřebitele nepřijatelné, např. ječmen používaný k vaření. Karbonylsulfid se snadno převádí na plynná signální molekula sirovodík podle uhličitá anhydráza enzymy v rostlinách a savcích. Kvůli této chemii bylo uvolňování karbonylsulfidu z malých organických molekul identifikováno jako strategie pro dodávání sirovodíku v různých biologických kontextech.[15] Ve vědě o ekosystému se karbonylsulfid stále častěji používá k popisu rychlosti fotosyntéza.[16]

Syntéza

Karbonylsulfid byl poprvé popsán v roce 1841,[17] ale byl zjevně nesprávně charakterizován jako směs oxidu uhličitého a sirovodík. Carl von Than poprvé charakterizoval látku v roce 1867. Tvoří se, když kysličník uhelnatý reaguje s roztavenou sírou. Tato reakce se obrátí výše 1200 K (930 ° C; 1700 ° F). Reakce zahrnuje laboratorní syntézu thiokyanát draselný a kyselina sírová. Výsledný plyn obsahuje významné množství vedlejších produktů a vyžaduje čištění.[18]

KSCN + 2 H
2TAK
4 + H
2Ó → KHSO
4 + NH
4HSO
4 + COS

Hydrolýza isothiokyanáty v kyselina chlorovodíková řešení také poskytuje COS.

Toxicita

Od roku 1994 existovaly omezené informace o akutní toxicitě karbonylsulfidu u lidí a zvířat.[3] Vysoké koncentrace (> 1 000 ppm) mohou způsobit náhlý kolaps, křeče a smrt na paralýzu dýchacích cest.[2][3] Byly hlášeny občasné úmrtí, prakticky bez lokálního podráždění nebo čichového varování.[3] V testech na krysách 50% zvířat zemřelo, když byli vystaveni 1400 ppm COS po dobu 90 minut nebo v 3000 ppm po dobu 9 minut.[3] Omezené studie s laboratorními zvířaty rovněž naznačují, že pokračující vdechování nízkých koncentrací (~ 50 ppm po dobu až 12 týdnů) nemá vliv na plíce nebo srdce.[3]

Reference

  1. ^ A b Mezinárodní unie pro čistou a aplikovanou chemii (2005). Nomenklatura anorganické chemie (Doporučení IUPAC 2005). Cambridge (Velká Británie): RSC –IUPAC. ISBN  0-85404-438-8. p. 292. Elektronická verze.
  2. ^ A b C d „Karbonylsulfid CASRN: 463-58-1“. Databáze nebezpečných látek. Národní lékařská knihovna.
  3. ^ A b C d E F G "Chemický souhrn pro karbonylsulfid". Americká agentura na ochranu životního prostředí. 19. 7. 2013.
  4. ^ Protoschill-Krebs, G .; Wilhelm, C .; Kesselmeier, J. (1996). "Spotřeba karbonylsulfidu (COS) vyšší karboanhydrázou rostlin (CA)". Atmosférické prostředí. 30 (18): 3151–3156. Bibcode:1996AtmEn..30.3151P. doi:10.1016 / 1352-2310 (96) 00026-X.
  5. ^ Leman L, Orgel L, Ghadiri MR (2004). „Prebiotická tvorba peptidů zprostředkovaná karbonylsulfidem“. Věda. 306 (5694): 283–6. Bibcode:2004Sci ... 306..283L. doi:10.1126 / science.1102722. PMID  15472077.
  6. ^ Montzka, S. A .; Aydin, M .; Battle, M .; Butler, J. H .; Saltzman, E. S .; Hall, B. D .; Clarke, A. D .; Mondeel, D .; Elkins, J. W. (2004). „350letá atmosférická historie karbonylsulfidu odvozená z antarktického vzduchu a vzduchu uvězněného v ledu“ (PDF). Journal of Geophysical Research. 109 (D18): 22302. Bibcode:2004JGRD..10922302M. doi:10.1029 / 2004JD004686. eid D22302.
  7. ^ Crutzen, P. (1976). "Možná důležitost COS pro sulfátovou vrstvu stratosféry". Dopisy o geofyzikálním výzkumu. 3 (2): 73–76. Bibcode:1976GeoRL ... 3 ... 73C. doi:10.1029 / GL003i002p00073.
  8. ^ A b Seinfeld, J. (2006). Atmosférická chemie a fyzika. London: J. Wiley. ISBN  978-1-60119-595-1.
  9. ^ Kettle, A. J .; Kuhn, U .; von Hobe, M .; Kesselmeier, J .; Andreae, M. O. (2002). „Globální rozpočet atmosférického karbonylsulfidu: Časové a prostorové variace dominantních zdrojů a propadů“. Journal of Geophysical Research. 107 (D22): 4658. Bibcode:2002JGRD..107,4658K. doi:10.1029 / 2002JD002187.
  10. ^ Montzka, S. A .; Calvert, P .; Hall, B. D .; Elkins, J. W .; Conway, T. J .; Tans, P. P .; Sweeney, C. (2007). „O globální distribuci, sezónnosti a rozpočtu atmosférického karbonylsulfidu (COS) a některých podobnostech s CO2". Journal of Geophysical Research. 112 (D9): 9302. Bibcode:2007JGRD..11209302M. doi:10.1029 / 2006JD007665. eid D09302.
  11. ^ Pos W, Berreshein B (1993). „Opotřebení automobilových pneumatik jako zdroj atmosférických OCS a CS2“. Dopisy o geofyzikálním výzkumu. 1 (9): 815–818. Bibcode:1993GeoRL..20..815P. doi:10.1029 / 93GL00972.
  12. ^ Blog společnosti Rosetta. „ZOBRAZENÍ FIREWORK OMET PŘED PERIHELIONEM“. blogs.esa.int. Evropská kosmická agentura. Citováno 11. srpna 2015.
  13. ^ Landis, G. A. (2003). „Astrobiologie: případ Venuše“ (PDF). Journal of the British Interplanetary Society. 56 (7–8): 250–254. Bibcode:2003JBIS ... 56..250L.
  14. ^ Bartholomaeus, Andrew; Haritos, Victoria (2005). "Přehled toxikologie karbonylsulfidu, nového fumigantu na zrno". Potravinová a chemická toxikologie. 43 (12): 1687–1701. doi:10.1016 / j.fct.2005.06.016. PMID  16139940.
  15. ^ Steiger, Andrea K .; Pardue, Sibile; Kevil, Christopher G .; Pluth, Michael D. (2016-06-15). „Samoimmolativní thiokarbamáty poskytují přístup ke spouštěné H.2S dárci a fluorescenční sondy pro výměnu analytu ". Journal of the American Chemical Society. 138 (23): 7256–7259. doi:10.1021 / jacs.6b03780. ISSN  0002-7863. PMC  4911618. PMID  27218691.
  16. ^ Yakir, Dan; Montzka, Stephen A .; Uri Dicken; Tatarinov, Fyodor; Rotenberg, Eyal; Asaf, David (březen 2013). "Ekosystémová fotosyntéza odvozená z měření toku karbonylsulfidu". Nature Geoscience. 6 (3): 186–190. Bibcode:2013NatGe ... 6..186A. doi:10.1038 / ngeo1730. ISSN  1752-0908.
  17. ^ Couërbe, J. P. (1841). „Ueber den Schwefelkohlenstoff“. Journal für Praktische Chemie. 23 (1): 83–124. doi:10.1002 / prac.18410230105.
  18. ^ Ferm R. J. (1957). "Chemie karbonylsulfidu". Chemické recenze. 57 (4): 621–640. doi:10.1021 / cr50016a002.

Další čtení

  • Beck, M. T .; Kauffman, G. B. (1985). „COS a C3S2: Objev a chemie dvou důležitých anorganických sloučenin síry “. Mnohostěn. 4 (5): 775–781. doi:10.1016 / S0277-5387 (00) 87025-4.
  • Svoronos P. D. N .; Bruno T. J. (2002). „Karbonylsulfid: Přehled jeho chemie a vlastností“. Výzkum průmyslové a inženýrské chemie. 41 (22): 5321–5336. doi:10.1021 / ie020365n.

externí odkazy