Karbonil-sulfid | |
---|---|
Općenito | |
Hemijski spoj | Karbonil-sulfid |
Druga imena | IUPAC ime:Ugljik-oksid sulfid Karbonil sulfid Oksidosulfidokarbon |
Molekularna formula | COS |
CAS registarski broj | 463-58-1 |
InChI | 1/COS/c2-1-3 |
Kratki opis | Bezbojni plin sulfidnog mirisa |
Osobine1 | |
Molarna masa | 60,075 g/mol |
Agregatno stanje | Plin |
Gustoća | 2,51 g/L |
Tačka topljenja | −138,8 |
Tačka ključanja | −50,2 |
Rastvorljivost | 0,376 g/100 mL (0 °C) 0.125 g/100 mL (25 °C); Vrlo rastvorljiv u KOH, CS2 alkoholu, toluenu |
Dipolni moment | 0,65 D |
1 Gdje god je moguće korištene su SI jedinice. Ako nije drugačije naznačeno, dati podaci vrijede pri standardnim uslovima. |
Karbonil-sulfid je hemijski spoj s linearnom formulom OCS. Obično je napisan kao COS, sa hemijskom formulom koja ne podrazumijeva njegovu strukturu. To je bezbojan i zapaljiv plin neugodnog mirisa. Ima linearnu molekulu koja se sastoji od karbonil grupe sa dvostrukom vezom na atom sumpora. Karbonil-sulfid može se smatrati posrednim između ugljik-dioksida i ugljik-disulfida, a oba su s izoelektronskom valencijom.
Karbonil-sulfid se razgrađuje u prisutnosti vlage i baze, na ugljik-dioksid i vodik-sulfid.[1][2][3]
Otkriveno je da ovaj spoj katalizira stvaranje peptida iz aminokiselina. Ovo je otkriće produžetak Miller-Urey eksperimenta i sugerira se da je karbonil-sulfid imao značajnu ulogu u porijeklu života.[4]
Karbonil-sulfid je najzastupljeniji sumporni spoj koji je prirodno prisutan u atmosferi, pri 0,5 ul = ppb, jer se emitira iz okeana, vulkan i dubokih morskih otvora. Kao takav, značajan je spoj u globalnom ciklusu sumpora. Mjerenja na Antarktiku, u ledenom jezgru i iz zarobljenog zraka u snijegu iznad glečera (firn zraka) pružila su detaljnu sliku koncentracija OCS, od 1640. do danas i omogućavaju razumijevanje relativne važnosti antropogenih i neantropogenih izvora ovog plina za atmosferu.[5] Nešto karbonil-sulfida koji se transportira u sloj stratosfernog sulfata oksidira u sumpornu kiselinu.[6] Sumporna kiselina formira čestice koje utiču na energetsku ravnotežu zahvaljujući raspršivanju svjetlosti.[7] Dugi atmosferski vijek COS-a čini ga glavnim izvorom stratosferskih sulfata,iako sumpor-dioksid iz vulkanske aktivnosti također može biti značajan.[7] Karbonil-sulfid se također uklanja iz atmosfere enzimima kopnene vegetacije, povezanim sa unosom ugljik-dioksida tokom fotosinteze i hidrolizom u okeanskim vodama.[8][9] Procesi gubitka, poput ovih, ograničavaju postojanost (ili životni vijek) molekula COS u atmosferi na nekoliko godina.
Najveći vještački izvori oslobađanja karbonil-sulfida uključuju njegovu primarnu upotrebu kao hemijskog intermedijara i kao nusprodukta proizvodnje ugljik-sulfida. Međutim, oslobađa se i iz automobila i njihovog trošenja guma,[10] elektrana na ugalj, peći za koksovanje, izgaranja biomase, prerade ribe, izgaranja otpada i plastike, proizvodnje nafte i sintetskih vlakana, škroba i gume.[1] Prosječno ukupno otpuštanje karbonil-sulfida u atmosferu u svijetu procjenjuje se na oko 3 miliona tona godišnje, od čega se manje od jedne trećine odnosi na ljudska aktivnost.[1] To je također značajna nečistoća koja sadrži sumpor u sintezi plina.
Karbonil-sulfid prisutan je u hrani, kao što je sir i pripremanom povrću porodice kupusnjača (Brassicaceae), a prirodno je prisutan u zrnima sjemenki u rasponu od 0,05–0,1 mg/kg−1.
Karbonil-sulfid je zapažen u međuzvjezdanom mediju (vidi takođe Lista molekula u međuzvezdnom prostoru), u kometi 67P[11] i u atmosferi Venere, gdje se zbog poteškoće u proizvodnji neorganskog COS-a smatra potencijalnim pokazateljem života.[12]
Karbonil-sulfid koristi se kao intermedijer u proizvodnji herbicida tiokarbamata.[2] Potencijalna je alternativa fumigantima[13] do metil-bromida i fosfina. U nekim slučajevima, međutim, ostaci na zrnu rezultiraju aromama neprihvatljivim za potrošače, npr. ječam koji se koristi za previranje. Karbonil-sulfid se lahko pretvara u plinovite signalne molekule vodik-sulfida, enzimima ugljik-anhidraza u biljkama i sisarima. Zbog ove hemije, oslobađanje karbonil-sulfida iz malih organskih molekula identificirano je kao strategija za isporuku sumporovodika u različitim biološkim kontekstima.[14] In ecosystem science, carbonyl sulfide is increasingly often being used to describe the rate of the photosynthesis.[15]
Karbonilsulfid prvi put opisan je1841.,[16] ali je naizgled pogrešno određen kao mješavina ugljik-dioksida i vodik-sulfida. Carl von Than supstancu je prvi put okarakterisao 1867. Nastaje kada ugljik-monoksid reagira sa rastopljenim sumporom. Ova se reakcija pokreće iznad 1.200 K . Laboratorijska sinteza povlači za sobom reakciju kalij-tiocijanata i sumporne kiseline. Nastali plin sadrži značajne količine nusprodukata i potrebno je pročišćavanje.[17]
Hidroliza izotiocjanata u rastvoru hidrohlorne kiseline takođe daje COS.
Od 1994. godine postojale su ograničene informacije o akutnoj toksičnosti karbonil-sulfida kod ljudi i životinja.[2] Visoke koncentracije (> 1000 ppm) mogu izazvati nagli kolaps, konvulzije i smrt od respiratorne paralize.[1][2] Zabilježeni su povremeni smrtni slučajevi, gotovo bez lokalne iritacije ili neugodnog upozorenja.[2] U testovima na pacovima, 50% životinja je uginulo kada su bili izloženi 1.400 ppm COS-a u trajanju od 90 minuta ili na 3.000 ppm 9 minuta.[2] Ograničena ispitivanja sa laboratorijskim životinjama takođe ukazuju na nastavak udisanja niskih koncentracija (~ 50 ppm za više do 12 sedmica) ne utiče na pluća i srce.[2]