Karbonil-sulfid
| 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]
Pojavljivanje
[uredi | uredi izvor]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]
Primjena
[uredi | uredi izvor]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]
Sinteza
[uredi | uredi izvor]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]
- KSCN + 2 H2SO4 + H2O → KHSO4 + NH4HSO4 + COS
Hidroliza izotiocjanata u rastvoru hidrohlorne kiseline takođe daje COS.
Toksičnost
[uredi | uredi izvor]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]
Reference
[uredi | uredi izvor]- ^ a b c d "Carbonyl Sulfide CASRN: 463-58-1". Hazardous Substances Data Bank. National Library of Medicine.
- ^ a b c d e f g "Chemical Summary for Carbonyl Sulfide". U.S. Environmental Protection Agency. 19. 7. 2013.
- ^ Protoschill-Krebs, G.; Wilhelm, C.; Kesselmeier, J. (1996). "Consumption of carbonyl sulphide (COS) by higher plant carbonic anhydrase (CA)". Atmospheric Environment. 30 (18): 3151–3156. Bibcode:1996AtmEn..30.3151P. doi:10.1016/1352-2310(96)00026-X.
- ^ Leman L, Orgel L, Ghadiri MR (2004). "Carbonyl sulfide-mediated prebiotic formation of peptides". Science. 306 (5694): 283–6. Bibcode:2004Sci...306..283L. doi:10.1126/science.1102722. PMID 15472077.
- ^ 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). "A 350-year atmospheric history for carbonyl sulfide inferred from Antarctic firn air and air trapped in ice" (PDF). Journal of Geophysical Research. 109 (D18): 22302. Bibcode:2004JGRD..10922302M. doi:10.1029/2004JD004686. eid D22302.
- ^ Crutzen, P. (1976). "The possible importance of COS for the sulfate layer of the stratosphere". Geophysical Research Letters. 3 (2): 73–76. Bibcode:1976GeoRL...3...73C. doi:10.1029/GL003i002p00073.
- ^ a b Seinfeld, J. (2006). Atmospheric Chemistry and Physics. London: J. Wiley. ISBN 978-1-60119-595-1.
- ^ Kettle, A. J.; Kuhn, U.; von Hobe, M.; Kesselmeier, J.; Andreae, M. O. (2002). "Global budget of atmospheric carbonyl sulfide: Temporal and spatial variations of the dominant sources and sinks". Journal of Geophysical Research. 107 (D22): 4658. Bibcode:2002JGRD..107.4658K. doi:10.1029/2002JD002187.
- ^ Montzka, S. A.; Calvert, P.; Hall, B. D.; Elkins, J. W.; Conway, T. J.; Tans, P. P.; Sweeney, C. (2007). "On the global distribution, seasonality, and budget of atmospheric carbonyl sulfide (COS) and some similarities to CO2". Journal of Geophysical Research. 112 (D9): 9302. Bibcode:2007JGRD..11209302M. doi:10.1029/2006JD007665. eid D09302.
- ^ Pos W, Berreshein B (1993). "Automotive tire wear as a source for atmospheric OCS and CS2". Geophysical Research Letters. 1 (9): 815–818. Bibcode:1993GeoRL..20..815P. doi:10.1029/93GL00972.
- ^ Rosetta Blog. "OMET'S FIREWORK DISPLAY AHEAD OF PERIHELION". blogs.esa.int. European Space Agency. Pristupljeno 11. 8. 2015.
- ^ Landis, G. A. (2003). "Astrobiology: the Case for Venus" (PDF). Journal of the British Interplanetary Society. 56 (7–8): 250–254. Bibcode:2003JBIS...56..250L.
- ^ Bartholomaeus, Andrew; Haritos, Victoria (2005). "Review of the toxicology of carbonyl sulfide, a new grain fumigant". Food and Chemical Toxicology. 43 (12): 1687–1701. doi:10.1016/j.fct.2005.06.016. PMID 16139940.
- ^ Steiger, Andrea K.; Pardue, Sibile; Kevil, Christopher G.; Pluth, Michael D. (15. 6. 2016). "Self-Immolative Thiocarbamates Provide Access to Triggered H2S Donors and Analyte Replacement Fluorescent Probes". Journal of the American Chemical Society. 138 (23): 7256–7259. doi:10.1021/jacs.6b03780. ISSN 0002-7863. PMC 4911618. PMID 27218691.
- ^ Yakir, Dan; Montzka, Stephen A.; Uri Dicken; Tatarinov, Fyodor; Rotenberg, Eyal; Asaf, David (mart 2013). "Ecosystem photosynthesis inferred from measurements of carbonyl sulphide flux". Nature Geoscience. 6 (3): 186–190. Bibcode:2013NatGe...6..186A. doi:10.1038/ngeo1730. ISSN 1752-0908.
- ^ Couërbe, J. P. (1841). "Ueber den Schwefelkohlenstoff". Journal für Praktische Chemie. 23 (1): 83–124. doi:10.1002/prac.18410230105.
- ^ Ferm R. J. (1957). "The Chemistry of Carbonyl Sulfide". Chemical Reviews. 57 (4): 621–640. doi:10.1021/cr50016a002.
Dopunska literatura
[uredi | uredi izvor]- Beck, M. T.; Kauffman, G. B. (1985). "COS and C3S2: The Discovery and Chemistry of Two Important Inorganic Sulfur Compounds". Polyhedron. 4 (5): 775–781. doi:10.1016/S0277-5387(00)87025-4.
- Svoronos P. D. N.; Bruno T. J. (2002). "Carbonyl sulfide: A review of its chemistry and properties". Industrial & Engineering Chemistry Research. 41 (22): 5321–5336. doi:10.1021/ie020365n.
Vanjski linkovi
[uredi | uredi izvor]- Carbonyl sulfide and origins of life
- Carbonyl sulfide as a potential fumigant
- Carbonyl sulfide in the atmosphere
