Карбонилсульфид - это химическое соединение с линейной формулой OCS. Обычно обозначаемый как COS - это химическая формула, не подразумевающая его структуры, это бесцветный горючий газ с неприятным запахом . [ не подтверждено в организме ] Это линейная молекула, состоящая из карбонильной группы, связанной двойной связью с атомом серы. Карбонилсульфид можно рассматривать как промежуточное звено между диоксидом углерода и сероуглеродом , оба из которых изоэлектронны по валентности .
Имена | |
---|---|
Имена ИЮПАК | |
Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) | |
ЧЭБИ | |
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100,006,674 |
Номер ЕС |
|
КЕГГ | |
PubChem CID | |
UNII | |
Номер ООН | 2204 |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
Характеристики | |
COS | |
Молярная масса | 60,075 г / моль |
Появление | бесцветный газ |
Запах | сульфидоподобный |
Плотность | 2,51 г / л |
Температура плавления | -138,8 ° С (-217,8 ° F, 134,3 К) |
Точка кипения | -50,2 ° С (-58,4 ° F, 223,0 К) |
0,376 г / 100 мл (0 ° C) 0,125 г / 100 мл (25 ° C) | |
Растворимость | хорошо растворим в КОН , CS 2 растворим в спирте , толуоле |
-32,4 · 10 −6 см 3 / моль | |
0,65 D | |
Термохимия | |
Теплоемкость ( C ) | 41,5 Дж / моль К |
Стандартная мольная энтропия ( S | 231,5 Дж / моль К |
Std энтальпия формации (Δ F H ⦵ 298 ) | -141,8 кДж / моль |
Опасности | |
Паспорт безопасности | Карбонилсульфид MSDS |
Пиктограммы GHS | |
Сигнальное слово GHS | Опасность |
Положения об опасности GHS | H220 , H280 , H315 , H319 , H331 , H335 |
Меры предосторожности GHS | Р210 , Р261 , Р264 , Р271 , Р280 , Р302 + 352 , Р304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P311 , P312 , P321 , P332 + 313 , P337 + 313 , P362 , P377 , P381 , P403 , P403 + 233 , P405 , P410 + 403 , P501 |
NFPA 704 (огненный алмаз) | 3 4 1 |
Пределы взрываемости | 12–29% |
Родственные соединения | |
Родственные соединения | Двуокись углерода Дисульфид углерода |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
проверить ( что есть ?) | |
Ссылки на инфобоксы | |
Карбонилсульфид разлагается в присутствии влаги и оснований до двуокиси углерода и сероводорода . [2] [3] [4]
Обнаружено, что это соединение катализирует образование пептидов из аминокислот . Это открытие является продолжением эксперимента Миллера-Юри, и предполагается, что карбонилсульфид сыграл значительную роль в происхождении жизни . [5]
Вхождение
Карбонилсульфид является самым распространенным сернистым соединением, естественным образом присутствующим в атмосфере, при 0,5 ± 0,05 ppb , потому что он испускается из океанов, вулканов и глубоководных жерл . Таким образом, это важное соединение в глобальном цикле серы . Измерения ледяных кернов Антарктиды и воздуха, находящегося в ловушке снега над ледниками ( фирновый воздух), предоставили подробную картину концентраций OCS с 1640 года по настоящее время и позволяют понять относительную важность антропогенных и неантропогенных источников этого газа. в атмосферу. [6] Некоторое количество карбонилсульфида, которое переносится в стратосферный сульфатный слой, окисляется до серной кислоты. [7] Серная кислота образует частицы, которые влияют на энергетический баланс из-за рассеяния света . [8] Длительное время существования COS в атмосфере делает его основным источником стратосферного сульфата, хотя двуокись серы из-за вулканической активности также может быть значительной. [8] Карбонилсульфид также удаляется из атмосферы наземной растительностью с помощью ферментов, связанных с поглощением углекислого газа во время фотосинтеза, и путем гидролиза в океанских водах. [9] [10] [11] Подобные процессы потерь ограничивают стойкость (или время жизни) молекулы COS в атмосфере несколькими годами.
Крупнейшие искусственные источники выделения сульфида карбонила включают его первичное использование в качестве промежуточного химического продукта и побочного продукта производства сероуглерода; однако он также выделяется из автомобилей и их износа шин , [12] угольных электростанций, коксовых печей, сжигания биомассы , переработки рыбы, сжигания мусора и пластмасс, производства нефти и синтетических волокон, крахмала и резины. . [2] Средний общий мировой выброс карбонилсульфида в атмосферу оценивается примерно в 3 миллиона тонн в год, из которых менее одной трети связано с деятельностью человека. [2] Это также значительная серосодержащая примесь в синтез-газе .
Карбонилсульфид присутствует в пищевых продуктах , таких как сыр и готовые овощи из семейства капустных . Следы COS естественным образом присутствуют в зернах и семенах в диапазоне 0,05–0,1 мг · кг -1 .
Карбонилсульфид наблюдался в межзвездной среде (см. Также Список молекул в межзвездном пространстве ), в комете 67P [13] и в атмосфере Венеры , где из-за сложности неорганического образования COS он считается возможным индикатором. жизни. [14]
Приложения
Карбонилсульфид используется в качестве промежуточного продукта при производстве тиокарбаматных гербицидов. [3] карбонильного сульфида является потенциальной альтернативой фумиганта [15] , чтобы бромистого метила и фосфина . Однако в некоторых случаях остатки на зерне приводят к появлению неприемлемых для потребителей привкусов, например ячменя, используемого для пивоварения. Карбонильного сульфида легко превращают в газообразной сигнальной молекулы сероводорода путем карбоангидразы ферментов у растений и млекопитающих. Из-за этой химии высвобождение карбонилсульфида из небольших органических молекул было идентифицировано как стратегия доставки сероводорода в различных биологических контекстах. [16] В науке об экосистемах атмосферные исследования карбонилсульфида все чаще используются для описания скорости фотосинтеза . [17] [18]
Синтез
Карбонилсульфид был впервые описан в 1841 г. [19], но, очевидно, был неправильно охарактеризован как смесь диоксида углерода и сероводорода . Карл фон Тан впервые охарактеризовал это вещество в 1867 году. Оно образуется, когда окись углерода вступает в реакцию с расплавленной серой. Эта реакция реверсирует выше 1 200 К (930 ° С; 1 700 ° F). Лабораторный синтез включает реакцию тиоцианата калия и серной кислоты . Полученный газ содержит значительное количество побочных продуктов и требует очистки. [20]
- KSCN + 2 H
2ТАК
4+ H
2O → KHSO
4+ NH
4HSO
4 + COS
Гидролиз изотиоцианатов в растворе соляной кислоты также дает COS.
Токсичность
По состоянию на 1994 год имелось ограниченное количество информации об острой токсичности карбонилсульфида для человека и животных. [3] Высокие концентрации (> 1000 ppm) могут вызвать внезапный коллапс, судороги и смерть от паралича дыхания. [2] [3] Сообщалось о случайных смертельных случаях, практически без местного раздражения или обонятельного предупреждения. [3] В тестах на крысах 50% животных погибли при воздействии1400 частей на миллион COS в течение 90 минут или при3000 ppm в течение 9 минут. [3] Ограниченные исследования с лабораторными животными также показывают, что продолжающееся вдыхание низких концентраций (~ 50 ppm в течение до 12 недель) не влияет на легкие или сердце. [3]
Рекомендации
- ^ a b Международный союз чистой и прикладной химии (2005 г.). Номенклатура неорганической химии (Рекомендации ИЮПАК 2005 г.). Кембридж (Великобритания): RSC - IUPAC . ISBN 0-85404-438-8 . п. 292. Электронная версия.
- ^ а б в г «Карбонилсульфид CASRN: 463-58-1» . Банк данных по опасным веществам . Национальная медицинская библиотека.
- ^ Б с д е е г «Химическое резюме сульфида карбонила» . Агентство по охране окружающей среды США. 2013-07-19.
- ^ Protoschill-Krebs, G .; Вильгельм, С .; Кессельмайер, Дж. (1996). «Потребление карбонилсульфида (COS) карбоангидразой (CA) высших растений». Атмосферная среда . 30 (18): 3151–3156. Bibcode : 1996AtmEn..30.3151P . DOI : 10.1016 / 1352-2310 (96) 00026-X .
- ^ Леман Л., Оргель Л., Гадири М.Р. (2004). «Карбонилсульфид-опосредованное пребиотическое образование пептидов». Наука . 306 (5694): 283–6. Bibcode : 2004Sci ... 306..283L . DOI : 10.1126 / science.1102722 . PMID 15472077 .
- ^ Montzka, SA; Айдын, М .; Битва, М .; Батлер, JH; Зальцман, Е.С.; Холл, БД; Кларк, AD; Mondeel, D .; Элкинс, JW (2004). «350-летняя история содержания карбонилсульфида в атмосфере, полученная из антарктического фирнового воздуха и воздуха, заключенного во льду» (PDF) . Журнал геофизических исследований . 109 (D18): 22302. Bibcode : 2004JGRD..10922302M . DOI : 10.1029 / 2004JD004686 . eid D22302.
- ^ Крутцен, П. (1976). «Возможное значение COS для сульфатного слоя стратосферы». Письма о геофизических исследованиях . 3 (2): 73–76. Bibcode : 1976GeoRL ... 3 ... 73C . DOI : 10.1029 / GL003i002p00073 .
- ^ а б Сайнфельд, Дж. (2006). Химия и физика атмосферы . Лондон: Дж. Вили. ISBN 978-1-60119-595-1.
- ^ Кэмпбелл, Дж. Э .; Кармайкл, GR; Чай, Т .; Mena-Carrasco, M .; Tang, Y .; Блейк, Д.Р .; Блейк, штат Нью-Джерси; Vay, SA; Collatz, GJ; Бейкер, I .; Берри, JA; Montzka, SA; Суини, К .; Schnoor, JL; Станье, Колорадо (2008). «Фотосинтетический контроль атмосферного карбонилсульфида во время вегетационного периода». Наука . 322 (5904): 1085. Bibcode : 2008Sci ... 322.1085C . DOI : 10.1126 / science.1164015 .
- ^ Чайник, AJ; Kuhn, U .; фон Хобе, М .; Kesselmeier, J .; Андреэ, Миссури (2002). «Глобальный бюджет атмосферного карбонилсульфида: временные и пространственные вариации доминирующих источников и стоков» . Журнал геофизических исследований . 107 (D22): 4658. Bibcode : 2002JGRD..107.4658K . DOI : 10.1029 / 2002JD002187 .
- ^ Montzka, SA; Calvert, P .; Холл, БД; Элкинс, JW; Конвей, Т.Дж.; Загар, 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. Bibcode : 2007JGRD..11209302M . DOI : 10.1029 / 2006JD007665 . eid D09302.
- ^ Pos W., Berreshein B (1993). «Износ автомобильных шин как источник атмосферных OCS и CS2». Письма о геофизических исследованиях . 1 (9): 815–818. Bibcode : 1993GeoRL..20..815P . DOI : 10.1029 / 93GL00972 .
- ^ Блог Розетты. "ФЕЙЕРВЕРК ОМЕТА ВПЕРЕДИ ПЕРИГЕЛИОНА" . blogs.esa.int . Европейское космическое агентство . Дата обращения 11 августа 2015 .
- ^ Ландис, Джорджия (2003). «Астробиология: случай Венеры» (PDF) . Журнал Британского межпланетного общества . 56 (7–8): 250–254. Bibcode : 2003JBIS ... 56..250L .
- ^ Варфоломей, Андрей; Харитос, Виктория (2005). «Обзор токсикологии карбонилсульфида, нового зернового фумиганта». Пищевая и химическая токсикология . 43 (12): 1687–1701. DOI : 10.1016 / j.fct.2005.06.016 . PMID 16139940 .
- ^ Steiger, Andrea K .; Пардью, Сибиле; Кевил, Кристофер Дж .; Плут, Майкл Д. (15.06.2016). «Самозаменяющие тиокарбаматы обеспечивают доступ к инициированным донорам H 2 S и флуоресцентным зондам, заменяющим аналит » . Журнал Американского химического общества . 138 (23): 7256–7259. DOI : 10.1021 / jacs.6b03780 . ISSN 0002-7863 . PMC 4911618 . PMID 27218691 .
- ^ Кэмпбелл, Дж. Э .; Берри, JA; Seibt, U .; Смит, SJ; Montzka, SA; Launois, T .; Belviso, S .; Бопп, Л .; Лайне, М. (апрель 2017 г.). «Большой исторический рост глобального валового первичного производства суши». Природа . 544 (7648): 84–87. Bibcode : 2017Natur.544 ... 84С . DOI : 10.1038 / nature22030 .
- ^ Якир, Дан; Montzka, Стивен А .; Ури Дикен; Татаринов, Федор; Ротенберг, Эяль; Асаф, Дэвид (март 2013 г.). «Фотосинтез экосистемы, выведенный из измерений потока карбонилсульфида». Природа Геонауки . 6 (3): 186–190. Bibcode : 2013NatGe ... 6..186A . DOI : 10.1038 / ngeo1730 . ISSN 1752-0908 .
- ^ Couërbe, JP (1841). "Ueber den Schwefelkohlenstoff". Journal für Praktische Chemie . 23 (1): 83–124. DOI : 10.1002 / prac.18410230105 .
- ^ Ферм Р.Дж. (1957). «Химия карбонилсульфида». Химические обзоры . 57 (4): 621–640. DOI : 10.1021 / cr50016a002 .
дальнейшее чтение
- Beck, MT; Кауфман, ГБ (1985). «COS и C 3 S 2 : открытие и химия двух важных неорганических соединений серы». Многогранник . 4 (5): 775–781. DOI : 10.1016 / S0277-5387 (00) 87025-4 .
- Дж. Эллиотт Кэмпбелл; Юрген Кессельмайер; Дэн Якир; Джо А. Берри; Филипп Пейлин; Sauveur Belviso; Тимо Весала; Кадмиэль Масейк; Ульрике Зайбт; Хуйлинь 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 Стайншипер; Ян Бейкер; Стивен Ситч (2017). «Оценивая новый ключ к пониманию того, сколько углеродных растений потребляют» . EOS . 98 . DOI : 10.1029 / 2017EO075313 .
- Своронос ПДН; Бруно Т.Дж. (2002). «Карбонилсульфид: обзор его химии и свойств». Промышленные и инженерные химические исследования . 41 (22): 5321–5336. DOI : 10.1021 / ie020365n .
Внешние ссылки
- Карбонилсульфид и истоки жизни
- Карбонилсульфид как потенциальный фумигант
- Карбонилсульфид в атмосфере