二硫化碳

二硫化碳

二硫化碳是一種無色液體。實驗室用的純的二硫化碳有類似氯仿的芳香甜味,但是通常不純的工業品因為混有其他硫化物(如羰基硫等)而變為微黃色,並且有令人不愉快的爛蘿蔔味。它可溶解硫單質。二硫化碳用於製造人造絲、殺蟲劑、促進劑等,也用作溶劑。

基本信息

理化性質

物理性質

外觀與性狀:無色或淡黃色透明液體,有刺激性氣味,易揮發
熔點:-140.9℃
密度:1.26g/cm3
相對蒸氣密度(空氣=1):2.64
沸點:46.5℃
穩定性:穩定
分子式:CS2
相對分子質量:76.14
飽和蒸氣壓(28℃時):53.32kPa
燃燒熱:1030.8kJ/mol
臨界溫度:279℃
臨界壓力:7.90MPa
辛醇/水分配係數的對數值:1.86,1.93,2.16
閃點:-30℃
爆炸上限(體積分數):60.0
引燃溫度:90℃
爆炸下限(體積分數):1.0

溶解度
溫度(℃) 二硫化碳在水中(g) 水在二氧化硫中(g)
0 0.242 ——
10 0.230 0.0086
20 0.210 0.012
30 0.185 0.017
40 0.111 0.022

化學性質

基本熱化學性質
性質 數值 單位 溫度(K) 參考文獻 狀態
熱 容 Cp 77.8 J/(mol·K) 293
l(液態,下同)
74.89 J/(mol·K) 294.81
l
76.02 J/(mol·K) 297.43
l
78.99 J/(mol·K) 298
l
76.1 J/(mol·K) 301.2
l
標準焓 Ho298.15 116.94 kJ/mol 298.15
g(氣態,下同)
117.1 kJ/mol 298.15
g
89.41 kJ/mol 298.15
l
標準熵 Ho298.15 151 J/(mol·K) 298.15
l
安托因蒸氣壓計算式
log( P) = A - B/(C+ t) 其中: Cp = 蒸氣壓 (bar); t= 溫度 (℃)
溫度範圍 A B C 適用範圍/℃ 狀 態
276.74~353.08 6.85145 1122.500 236.46 -10~160 g

光譜圖

紅外光譜

紅外光譜圖紅外光譜圖

譜峰列表
序號 峰位(cm^-1) 透過率(%) 半峰寬(cm^-1) 峰差(%)
1 385 17 29 18
2 1496 9 124 90
3 2134 47 43 51

質譜圖

質譜圖質譜圖

合成方法

天然氣法

以甲烷和硫磺為原料,反應溫度500~700℃,催化劑矽酸甲烷單程轉化率可達90%,生成的副產硫化氫用克勞斯(Claus)法使其轉變為硫循環使用。其化學方程式為:

CH4+4S=CS2+2H2S2H2S+3O2=2SO2+2H2OSO2+2H2S=3S+2H2O

木炭硫黃法

二硫化碳二硫化碳
根據不同的加熱方式,可分為外熱式鐵甑法內熱式電爐法兩類。一般採用三相電爐法。
電爐法將木炭於800℃直接焙燒除去水分和有機物後間斷加入電爐,熔融硫黃連續加入電爐內與灼紅木炭在1000℃左右進行反應,生成的二硫化碳經除硫、冷凝得到粗製品,再經精餾、冷凝,製得二硫化碳成品。其化學反應方程式為:
C+2S→CS2

純化方法

對二硫化碳純度要求不高的實驗,在二硫化碳中加入少量無水氯化鈣乾燥幾小時,在水浴55℃~65℃下加熱蒸餾、收集。如需要製備較純的二硫化碳,在試劑級的二硫化碳中加入0.5%高錳酸鉀水溶液洗滌三次。除去硫化氫再用汞不斷振盪以除去硫。最後用2.5%硫酸汞溶液洗滌,除去所有的硫化氫(洗至沒有惡臭為止),再經無水氯化鈣乾燥,蒸餾收集。

用途

常用用途

二硫化碳二硫化碳
主要作為製造黏膠纖維、玻璃的原材料。用二硫化碳生產的黃原酸鹽供作冶金工業的礦石浮選劑。用於生產農用殺蟲劑。橡膠工業硫化時,可作為氯化硫的溶劑。用它製造氨處理系統中設備和管路的防腐蝕劑。也是檢驗伯胺、仲胺及α-胺基酸、測折射率、色譜分析用的溶劑。也用於從亞麻仁、橄欖果實、獸骨、皮革和羊毛中提取油脂。用作航空的潤滑劑。二硫化碳是殺菌劑稻瘟靈、克菌丹、代森錳鋅、代森鋅、代森銨、福美雙、福美鋅、福美甲胂等的中間體,也是人造纖維的原料、橡膠硫化促進劑。二硫化碳是生產人造絲、賽璐玢、四氯化碳、農藥殺菌劑、橡膠助劑的原料;在生產油脂、蠟、樹脂、橡膠和硫磺等產品時,二硫化碳是優良的溶劑;可用作羊毛去脂劑、衣服去漬劑、金屬浮選劑、油漆和清漆的脫膜劑、航空煤油添加劑等。

治療酗酒

在攝取乙醇大約五到十分鐘後,(乙醇上癮者)便會經歷長達三十分鐘甚至數小時的”宿醉反應”,症狀包括:皮膚潮紅、心臟速度加快、呼吸急促、噁心、嘔吐、劇烈頭痛、視覺障礙、精神錯亂、姿勢暈厥以及循環衰竭。在正常的代謝途徑中,乙醇在肝臟內被乙醇脫氫酶分解成乙醛,隨之再被乙醛脫氫酶分解成毒性較弱的甲酸,而阻斷此代謝途徑的方法便是透過妨礙中間階段的乙醛脫氫酶。若在沒有二硫化碳的影響下攝取乙醇,則乙醛在血液中的濃度可為原本(同樣的乙醇攝取量,不受二硫化碳影響的正常代謝途徑)的5至10倍,又乙醛為造成宿醉的主要原因之一,二硫化碳的衍生物即因此造成酒精攝取後更立即且不舒服的反應。二硫化碳不應在攝取乙醇後的十二小時內使用,此外,人們對於二硫化碳反應並不會隨著使用量、使用次數而有所減少,越長時間使用,二硫化碳的反應越強。當二硫化碳漸漸開始被消化道吸收,消失於體內時,二硫化碳所帶來的效果將會持續大約兩個星期,因此在醫學倫理中規定患者必須詳細了解二硫化碳對酒精的反應。一份發表於2006年的九年研究結果發現,處方用二硫化碳和其相關化合物碳酸胺類(calciumcarbimide)的配合使用可以得到50%的戒斷率。使用二硫化碳的衍生物的戒斷治療中,存在最重要的問題為:二硫化碳的產品不能降低患者對於乙醇的渴望,而這帶來了問題:患者的低依從性。公元1986年,Fuller做了經典的研究:追蹤長期酗酒的患者一年。經過追蹤結果統計後發現,服用了的患者與只接受諮詢服務的患者,戒斷率並沒有明顯的不同。因為在研究中,僅有百分之二十服用患者,在藥物治療中有良好的依從性。而改善依從性的方法有:將二硫化碳植入真皮中讓它持續在真皮中釋放12周,再配合監控衍生物的使用(例如,藉由用藥者的配偶來達到監督效果)。儘管到了二十世紀末,二硫化碳衍生物還是最普遍用來治療酗酒的方式,但如今已被一種由那曲酮和抗酒癮劑(一種麩胺酸的致效劑)結合而成的新藥物給取代。

治療癌症

當二硫化碳和金屬組成一複合體,會形成蛋白酶體的抑制劑,且表現出抑制蛋白酶體的一新途徑。一針對肝癌而使用二硫化碳和葡萄糖酸銅的臨床測試在美國猶他州進行,而另一個在以色列進行的臨床測試則是針對二硫化碳。

注意事項

危險性概述

健康危害:二硫化碳是損害神經和血管的毒物。急性中毒:輕度中毒有頭暈、頭痛、眼及鼻黏膜刺激症狀;中度中毒尚有酒醉表現;重度中毒可呈短時間的興奮狀態,繼之出現譫妄、昏迷、意識喪失,伴有強直性及陣攣性抽搐。可因呼吸中樞麻痹而死亡。嚴重中毒後可遺留神衰綜合徵,中樞和周圍神經永久性損害。慢性中毒:表現有神經衰弱綜合徵,植物神經功能紊亂,多發性周圍神經病,中毒性腦病。眼底檢查:視網膜微動脈瘤,動脈硬化,視神經萎縮。
燃爆危險:該品極度易燃,具刺激性。

急救措施

皮膚接觸:立即脫去污染的衣著,用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫。
眼睛接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。
吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。
食入:飲足量溫水,催吐。就醫。

消防措施

二硫化碳報警器二硫化碳報警器
危險特性:極易燃,其蒸氣能與空氣形成範圍廣闊的爆炸性混合物。接觸熱、火星、火焰或氧化劑易燃燒爆炸。受熱分解產生有毒的硫化物煙氣。與鋁、、鉀、氟、、疊氮化物等反應劇烈,有燃燒爆炸危險。高速衝擊、流動、激盪後可因產生靜電火花放電引起燃燒爆炸。其蒸氣比空氣重,能在較低處擴散到相當遠的地方,遇火源會著火回燃。
有害燃燒產物:一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫。
滅火方法:噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場移至空曠處。處在火場中的容器若已變色或從安全泄壓裝置中產生聲音,必須馬上撤離。滅火劑:霧狀水、泡沫、乾粉、二氧化碳、砂土

泄漏應急處理

應急處理:迅速撤離泄漏污染區人員至安全區,並進行隔離,嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防靜電工作服。不要直接接觸泄漏物。儘可能切斷泄漏源。防止流入下水道、排洪溝等限制性空間。
小量泄漏:用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。
大量泄漏:構築圍堤或挖坑收容。噴霧狀水或泡沫冷卻和稀釋蒸汽、保護現場人員。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內,回收或運至廢物處理場所處置。

操作處置與儲存

操作注意事項:密閉操作,局部排風。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具(半面罩),戴化學安全防護眼鏡,穿防靜電工作服,戴橡膠耐油手套。遠離火種、熱源,工作場所嚴禁吸菸。使用防爆型的通風系統和設備。防止蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑、胺類、鹼金屬接觸。灌裝時應控制流速,且有接地裝置,防止靜電積聚。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。
儲存注意事項:在室溫下易揮發,因此容器內可用水封蓋表面。儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。保持容器密封。應與氧化劑、胺類、鹼金屬、食用化學品分開存放,切忌混儲。採用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。

物質毒性

毒性作用試驗數據
編號 毒性類型 測試方法 測試對象 使用劑量 毒性作用
1 急性毒性 吸入 人類 4000 ppm/30M 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值
2 急性毒性 吸入 人類 2000 ppm/5M 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值
3 急性毒性 未知 男性 186 mg/kg 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值
4 急性毒性 口服 齧齒動物- 大鼠 1200 mg/kg 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值
5 急性毒性 吸入 齧齒動物- 大鼠 25 gm/m3/2H 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值
6 急性毒性 口服 齧齒動物- 鼠 2780 mg/kg 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值
7 急性毒性 吸入 齧齒動物- 鼠 10 gm/m3/2H 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值
8 急性毒性 口服 齧齒動物- 兔 2550 mg/kg 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值
9 急性毒性 口服 齧齒動物- 豚鼠 2125 mg/kg 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值
10 急性毒性 腹腔注射 齧齒動物- 豚鼠 400 mg/kg 1.肝毒性—— 肝臟變性
11 急性毒性 吸入 哺乳動物- 未指定 2000 ppm/5M 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值
12 多次劑量 口服 齧齒動物- 大鼠 5055 mg/kg/4W-I 1.心臟毒性—— 心律失常(包括在傳導的變化) 2.心臟毒性——脈衝 3.營養和代謝系統毒性——體重減輕或體重增加下降
13 多次劑量 吸入 齧齒動物- 大鼠 10 mg/m3/5H/13W-I 1.大腦毒性——其他退化 2.內分泌毒性——其他變化 3.生化毒性——神經遞質多巴胺傳遞異常
14 多次劑量 吸入 齧齒動物- 大鼠 2000 ppm/4H/2W-I 1.行為毒性——心理、生理變化 2.慢性病相關毒性——死亡
15 多次劑量 吸入 齧齒動物- 大鼠 114 mg/m3/8H/20W-I 1.腎、輸尿管和膀胱毒性——包括急性毒性腎功能衰竭,急性毒性腎小管壞死 2.血液毒性——脾變化 3.慢性病相關毒性——死亡
16 多次劑量 吸入 齧齒動物- 大鼠 800 ppm/6H/12W-I 1.營養和代謝系統毒性——體重減輕或體重增加下降 2.生化毒性——抑制轉氨酶活性 3.生化毒性——抑制其他酶活性
17 多次劑量 吸入 齧齒動物- 大鼠 1500 mg/m3/5H/26W-I 1.生化毒性——抑制磷酸酶 2.生化毒性——抑制其他酶活性 3.生化毒性——新陳代謝、血液運輸異常
18 多次劑量 吸入 齧齒動物- 大鼠 800 mg/m3/5H/1Y-I 1.生化毒性——抑制磷酸酶 2.生化毒性——抑制其他酶活性
19 多次劑量 吸入 齧齒動物- 大鼠 100 mg/m3/17W-I 1.心臟毒性——冠狀心臟變化 2.血管毒性——血管結構變化
20 多次劑量 吸入 齧齒動物- 大鼠 500 ppm/24H/25W-C 1.周圍神經毒性——傳入神經異常 2.周圍神經毒性——傳出神經異常 3.營養和代謝系統毒性——體重減輕或體重增加下降
21 多次劑量 吸入 齧齒動物- 大鼠 800 ppm/6H/15W-I 1.大腦毒性——中樞神經系統異常 2.營養和代謝系統毒性——體重減輕或體重增加下降
22 多次劑量 腹腔注射 齧齒動物- 大鼠 3 mg/kg/3D-I 1.脊髓神經毒性——其他脊髓退行性改變
23 多次劑量 腹腔注射 齧齒動物- 大鼠 6475 mg/kg/4W-I 1.大腦毒性——其他退行性改變 2.行為毒性——嗜睡 3.行為毒性——激動
24 多次劑量 腹腔注射 齧齒動物- 大鼠 5600 mg/kg/35D-I 1.心臟毒性——其他變化 2.血管毒性——血管結構變化 3.血液毒性——血清中成分的變化(如TP,膽紅素,膽固醇)
25 多次劑量 口服 齧齒動物- 鼠 5512 mg/kg/5D-I 1.內分泌毒性——胸腺重量的變化 2.營養和代謝系統毒性——體重減輕或體重增加下降 3.慢性病相關毒性——死亡
26 多次劑量 吸入 齧齒動物- 鼠 114 mg/m3/8H/20W-I 1.胃腸道毒性——其他變化 2.營養和代謝系統毒性——體重減輕或體重增加下降 3.慢性病相關毒性——死亡
27 多次劑量 吸入 哺乳動物- 狗 1250 mg/m3/8H/11W-
  • 大腦毒性——無明顯變化
  • 2.眼毒性——無明顯變化 3.心臟毒性——心電圖改變
    28 多次劑量 吸入 靈長目動物- 猴 1200 mg/m3/6H/20W-I 1.內分泌毒性——高血糖 2.血液毒性——血清中成分的改變(例如TP,膽紅素,膽固醇)
    29 多次劑量 吸入 靈長目動物- 猴 160 ppm/6H/36D 1.眼毒性——無明顯變化
    30 多次劑量 口服 齧齒動物- 25298 mg/kg/26W-I 1.心臟毒性——心臟重量的變化 2.內分泌毒性——高血糖 3.免疫系統毒性——免疫細胞和免疫活性物質減少
    31 突變毒性 細菌- 鼠傷寒沙門氏菌 100 uL/plate
    32 突變毒性 人類 淋巴 8 mg/L
    33 突變毒性 人類淋巴 10200 ug/L
    34 生殖毒性 吸入 男人 40 mg/m3,male 91 week(s) pre-mating 1.生殖毒性生殖毒性——生精功能(包括遺傳物質,精子形態,精子活力和計數)下降
    35 生殖毒性 口服 齧齒動物- 大鼠 2 mg/kg,female 6-15 day(s) after conception 1.生殖毒性生殖毒性——胎兒毒性(除了死亡,例如,胎兒發育不良)
    36 生殖毒性 吸入 齧齒動物- 大鼠 200 mg/m3/24H,female 1-21 day(s) after conception 1.生殖毒性生殖毒性——胚胎植入前的死亡率增加
    37 生殖毒性 吸入 齧齒動物- 大鼠 10 mg/m3/8H,female 1-22 day(s) after conception 1.生殖毒性生殖毒性——眼鏡/耳朵發育異常 2.生殖毒性生殖毒性——新生兒活力異常
    38 生殖毒性 吸入 齧齒動物- 大鼠 100 mg/m3/8H,female 1-22 day(s) after conception 1.生殖毒性生殖毒性——新生兒體重增加緩慢
    39 生殖毒性 吸入 齧齒動物- 大鼠 100 mg/m3/8H,female 1-21 day(s) after conception 1.生殖毒性生殖毒性——胎兒死亡 2.生殖毒性生殖毒性——顱面發育異常(包括鼻,舌) 3.生殖毒性生殖毒性——發育異常
    40 生殖毒性 吸入 齧齒動物- 大鼠 30 ug/m3/8H,female 1-22 day(s) after conception 1.生殖毒性生殖毒性——新生兒行為異常
    41 生殖毒性 吸入 齧齒動物- 大鼠 600 ppm/6H,male 50 day(s) pre-mating 1.生殖毒性生殖毒性- ——生精功能(包括遺傳物質,精子形態,精子活力和計數)下降 2.生殖毒性生殖毒性——前列腺,睪丸,考伯氏腺,其他性腺功能異常
    42 生殖毒性 吸入 齧齒動物- 鼠 2000 mg/m3/2H,female 1-21 day(s) after conception 1.生殖毒性生殖毒性——胚胎植入前的死亡率增加 2.生殖毒性生殖毒性——產仔數下降
    43 生殖毒性 吸入 齧齒動物- 鼠 10 mg/m3/2H,female 3 week(s) pre-mating 1.生殖毒性生殖毒性——生育能力下降
    44 生殖毒性 口服 齧齒動物- 兔 350 mg/kg,female 6-19 day(s) after conception 1.生殖毒性生殖毒性——植入後死亡率增加
    45 生殖毒性 口服 齧齒動物- 兔 2100 mg/kg,female 6-19 day(s) after conception 1.生殖毒性生殖毒性——其他發育異常

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