Koldisulfid (CS2) – egenskaper, struktur och användning

Allt om koldisulfid (CS2): kemiska egenskaper, molekylstruktur, industrianvändning, risker och säkerhet — en tydlig och praktisk guide.

Koldisulfid, även känd som kolbisulfid, är en kemisk förening med den kemiska formeln CS₂. Den innehåller kol och svavel — inte fria joniska kol- och sulfidjoner — och kan formellt beskrivas med kol i oxidationstalet +4 och svavel i oxidationstalet -2. Molekylen är linjär och ofta formellt avbildad som S=C=S.

Struktur och bindningar

CS₂ är en kovalent, linjär molekyl (symmetri D∞h) där kol är bundet till två svavelatomer. En vanlig beskrivning är två dubbelbindningar (S=C=S), men elektronfördelningen kan också beskrivas med resonansstrukturer. Bindlängden C–S är ungefär 1,55 Å, vilket ligger i spannet för multipla bindningar mellan kol och svavel.

Fysiska och kemiska egenskaper

• Molekylvikt: cirka 76,14 g·mol⁻¹.
• Tillstånd: färglös, flyktig vätska vid rumstemperatur med karakteristisk söt, eterliknande lukt.
• Smältpunkt: cirka −111,6 °C.
• Kokpunkt: cirka 46,3 °C.
• Densitet: ungefär 1,26 g·cm⁻³ (vid 20 °C).
• Löslighet: dåligt löslig i vatten men bra lösningsmedel för många organiska ämnen, svavel och fosfor.
• Reaktivitet: lättantändlig och kan reagera med starka oxidationsmedel; kan sönderdelas vid upphettning eller i närvaro av vissa katalysatorer.

Framställning

Industriellt framställs koldisulfid främst genom upphettning av kol (t.ex. koks) med elementärt svavel vid höga temperaturer. Äldre metoder och laboratorieframställningar kan använda andra reaktanter, men den termiska syntesen är den vanligaste storskaliga vägen.

Användning

• Som lösningsmedel för svavel, fosfor och vissa polymertillverkningar.
• I den klassiska viscoseprocessen för framställning av rayon och cellulosaderivat (cellulosa xantogenat), där CS₂ används för att omvandla cellulosa till en löslig förening.
• Som reagens i organisk syntes för att framställa dithiokarbamater, tioeterar och andra svavelhaltiga föreningar.
• Historiskt använt i vissa bekämpningsmedel och industriella processer; många sådana användningsområden har minskat eller reglerats på grund av hälso- och miljörisker.

Hälsa- och säkerhetsrisker

Koldisulfid är både brandfarligt och giftigt. Ångor kan bilda explosiva blandningar med luft och brinner lätt. Vid inandning eller hudkontakt kan ämnet orsaka irritation, huvudvärk, yrsel, trötthet och i högre doser mer allvarliga effekter på centrala nervsystemet, hjärta, lever och njurar. Långvarig eller upprepad exponering kan ge kroniska neurologiska besvär.

Vid arbete med CS₂ rekommenderas följande grundläggande åtgärder:

• Användning i dragskåp och god allmänventilation.
• Explosionssäkra och gnistskyddade apparater samt jorda all utrustning för att undvika statisk uppladdning.
• Personlig skyddsutrustning: skyddshandskar, skyddsglasögon och lämpligt andningsskydd vid risk för exponering.
• Följ lokala föreskrifter för gränsvärden och arbetsrutiner.

Brandskydd och första hjälpen

• Vid brand: använd pulver, koldioxid eller skum som är lämpligt för organiska vätskor; vatten kan vara ineffektivt i vissa fall men används ofta för att kyla behållare.
• Vid inandning: flytta den drabbade till frisk luft och sök medicinsk hjälp vid symtom.
• Vid hud- eller ögonkontakt: spola noggrant med vatten i minst 15 minuter och sök vård vid ihållande besvär.

Miljö och avfallshantering

CS₂ är flyktigt och kan lätt spridas till luft vid utsläpp. Det bör hanteras som farligt avfall och samlas in för destruktion eller återvinning enligt gällande miljölagstiftning. Större spill måste begränsas, absorberas med inert material och hanteras av behörig avfallshanteringstjänst.

Sammanfattning

Koldisulfid (CS₂) är ett viktigt industriellt lösningsmedel och reagens med karakteristiska fysikaliska egenskaper (flyktig, låg kokpunkt). Ämnet har användbara kemiska egenskaper men innebär betydande risker för brand och hälsa, varför noggranna säkerhetsrutiner och korrekt avfallshantering är nödvändiga.

Sök med bokstav