二硫化碳

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介绍

二硫化碳 (CS2) 主要在工厂生产，因为这种气体在自然界中的含量不足以生产橡胶、人造丝等多种产品。但是，必须知道这种元素具有剧毒和易燃性；因此，在工厂作业时需要采取预防措施。

什么是二硫化碳？

二硫化碳是一种有机硫化合物，为无色液体。然而，在有机化学中，这种元素也被称为甲硫二酮。它是一种溶解溴、磷、碘、树脂等多种物质的溶剂。CS2的颜色为无色到浅黄色。这种液体具有剧毒，气味难闻，密度比水大，因此会沉入水中。然而，它主要用于纯化碳纳米管。它也作为浮选过程中的制造剂。

二硫化碳的性质

CS2的几个特性包括：分子量约为76.13 g/mol，密度为1.539 g/cm3，熔点为−111.61°C，沸点为46.24°C。该元素的闪点值为−22oF，不溶于水。

二硫化碳的生产

众所周知，$\mathrm{CS_{2}}$在自然界中并不广泛存在，因此需要进行生产，因为它具有相当大的商业价值。早期，$\mathrm{CS_{2}}$是在硫和木炭反应过程中产生的。后来，丙烷和乙烷也被用于$\mathrm{CS_{2}}$的生产。然而，近年来，反应是在高温下碳和硫元素之间进行的。

为了进行硫和木炭之间的反应，温度保持在750°C到900°C之间。此处采用如此高的温度是因为低反应性硫$\mathrm{(S_{2})}$分子转化为S原子以与碳反应。反应如下：

$$\mathrm{C\:+\:2S\:\rightarrow\:CS_{2}}$$

该反应被认为是吸热反应。CS2的生产过程不是节能过程，因此需要高温。生产CS2的最佳试剂是甲烷。反应表示为：

$$\mathrm{2CH_{4}\:+\:S_{8}\:\rightarrow\:2CS_{2}\:+\:4H_{2}S}$$

上述反应需要约600°C的温度。这种反应被称为烃-硫工艺，气味非常难闻。

二硫化碳的应用

$\mathrm{CS_{2}}$的应用包括生产四氯化碳，四氯化碳用于土壤消毒剂的制备。它还用于制造人造丝、电子真空管、樟脑、石油催化剂和农药中间体。它也用作许多行业的溶剂，包括橡胶制造业。

二硫化碳的反应

$\mathrm{CS_{2}}$有几种反应，例如，氧气与$\mathrm{CS_{2}}$反应生成二氧化碳和二氧化硫，如下所示：

$$\mathrm{CS_{2}\:+\:3O_{2}\:\rightarrow\:CO_{2}\:+\:2SO_{2}}$$

四氯化碳是由$\mathrm{CS_{2}}$的氯化产生的，而硫氢化钠在$\mathrm{CS_{2}}$存在下会产生三硫代碳酸盐。

健康危害

图2 - 二硫化碳的健康危害

“二硫化碳”作为“健康危害”，公共领域，来自Wikimedia

$\mathrm{CS_{2}}$的应用会导致在使用$\mathrm{CS_{2}}$的工厂工作的个人面临威胁。会产生一些问题，例如对个体中枢神经系统（CNS）的致命影响，影响肾脏和心血管系统。它还会影响眼睛、皮肤和肝脏，这需要工人采取预防措施。下表列出了其有害影响。

图3 - 显示健康危害的图表

结论

在本教程中，我们讨论了$\mathrm{CS_{2}}$的元素。我们讨论了$\mathrm{CS_{2}}$的制备过程、性质、反应和应用，以便更好地了解该元素的毒性。但是，在开始使用此类有毒元素进行工作之前，采取预防措施非常重要。

常见问题解答

1. 二硫化碳来自哪里？

二硫化碳是由地球表面产生的，并以非常有限的量排放到天然气中。排放是通过火山喷发或沼泽发生的。此外，微生物也会将二硫化碳产生到土壤中。然而，在商业上，二硫化碳是通过在高温下添加碳和硫来生产的。

2. 在二硫化碳中观察到的分子间力是什么？

二硫化碳中的分子间力是伦敦色散力。硫和碳元素具有相似的电负性，导致分子具有非极性性质，分子之间存在弱的伦敦色散力。

3. 二硫化碳是酸吗？请说明理由。

二硫化碳不是酸。在这里，碳原子使用其四个最外层电子与两个硫原子形成键。因此，碳的最外层轨道中没有空位来接受来自外部元素的电子，并且不能表现出酸性。