Solfuro di carbonile

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Solfuro di carbonile
Carbonyl-sulfide-2D-dimensions.png
Modello CPK del solfuro di carbonile
Nome IUPAC
Solfuro di carbonile
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareCOS
Massa molecolare (u)60,07
Aspettogas incolore
Numero CAS463-58-1
Numero EINECS207-340-0
PubChem10039
SMILES
C(=O)=S
Proprietà chimico-fisiche
Densità (kg·m−3, in c.s.)2,72 g/L
Solubilità in acqua1,45 g/L
Temperatura di fusione−138,8 °C ( K)
Temperatura di ebollizione−50,2 °C ( K)
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)−142,1
ΔfG0 (kJ·mol−1)−169,3
S0m(J·K−1mol−1)231,5
C0p,m(J·K−1mol−1)41,5
Indicazioni di sicurezza
Temperatura di autoignizione250 °C[1]
Simboli di rischio chimico
facilmente infiammabile tossico a lungo termine
pericolo
Frasi H220 - 280 - 315 - 319 - 335
Consigli P210 - 261 - 305+351+338 - 311 - 410+403

Il solfuro di carbonile, è il composto di formula OCS, comunemente scritta come COS. È un gas tossico, inodore, incolore e infiammabile.

Cenni storici[modifica | modifica wikitesto]

Il solfuro di carbonile fu descritto per la prima volta nel 1841,[2] ma apparentemente fu scambiato per una miscela di diossido di carbonio e solfuro di idrogeno. Il primo a caratterizzare la sostanza fu Carl von Than nel 1867, che ottenne il composto per reazione tra monossido di carbonio e vapori di zolfo al calor rosso.[3][4]

Struttura e proprietà[modifica | modifica wikitesto]

Il solfuro di carbonile è un composto molecolare. In condizioni normali è un gas incolore e inodore. Campioni non puri hanno invece un odore sgradevole. La molecola risulta lineare, con una distanza C–O di 116 pm e una distanza C–S di 156 pm. COS può essere considerata una specie intermedia tra il diossido di carbonio e il disolfuro di carbonio; le tre specie hanno analoga configurazione elettronica nello strato di valenza.

Abbondanza e disponibilità[modifica | modifica wikitesto]

Il solfuro di carbonile è il composto solforato più abbondante nell'atmosfera, dove si trova con una concentrazione di 0,5 ± 0,05 ppb, di origine naturale in quanto emesso da oceani, vulcani e sorgenti idrotermali. Si tratta quindi di un composto significativo nel ciclo dello zolfo a livello globale. Misure condotte in Antartide sull'aria presente nel firn e sull'aria intrappolata nel ghiaccio hanno fornito una descrizione dettagliata della concentrazione del COS dal 1640 a oggi, permettendo di capire l'importanza relativa delle fonti antropogeniche e non-antropogeniche che contribuiscono al COS presente nell'atmosfera.[5] Parte del COS trasportato nella stratosfera viene ossidato ad acido solforico.[6] L'acido solforico forma un particolato che contribuisce ad aumentare l'albedo dell'atmosfera, ed è quindi rilevante per il problema del riscaldamento globale.[7] Il COS persiste per lungo tempo nell'atmosfera, ed è quindi la maggior fonte di solfato nella stratosfera, anche se il diossido di zolfo di origine vulcanica può contribuire significativamente.[7] Il solfuro di carbonile presente nell'atmosfera viene anche consumato dalla vegetazione terrestre tramite gli enzimi associati con l'assorbimento del diossido di carbonio durante la fotosintesi, e dalla idrolisi negli oceani.[8][9] Processi di questo tipo limitano la persistenza di una molecola di COS nell'atmosfera ad alcuni anni. Il rilascio antropogenico di COS è dovuto principalmente al suo uso come intermedio chimico e come sottoprodotto della sintesi di disolfuro di carbonio. Tuttavia, COS è rilasciato anche da automobili, centrali elettriche a carbone, combustione di biomassa, rifiuti e plastica, lavorazione del pesce, industrie petrolifere e produzione di fibre sintetiche, amido e gomma.[10] Il rilascio complessivo mondiale di COS nell'atmosfera è stato stimato in circa 3 milioni di tonnellate annue, di cui meno di un terzo è dovuto ad attività umane.[10] COS è anche un'impurezza significativa nel gas di sintesi. Il solfuro di carbonile è presente in alimenti come il formaggio e verdure della famiglia delle Brassicaceae. Tracce di COS sono naturalmente presenti nelle granaglie e nei semi in concentrazione 0,05–0,1 mg/kg. Il solfuro di carbonile è stato osservato nel mezzo interstellare e nell'atmosfera di Venere, dove è considerato indicatore di una possibilità di vita, data la difficoltà di produrre COS per via inorganica.[11]

Sintesi[modifica | modifica wikitesto]

Industrialmente il solfuro di carbonile si prepara ad alta temperatura in vari modi; la reazione più utilizzata è tra monossido di carbonio e zolfo elementare:[12]

CO + S → COS

La reazione s'inverte sopra i 1200 K (930 °C). In laboratorio la sintesi si può fare a partire da tiocianato di potassio e acido solforico. Il gas risultante contiene significative quantità di sottoprodotti e deve essere purificato.[3]

KSCN + 2H2SO4 + H2O → KHSO4 + NH4HSO4 + COS

Reattività[modifica | modifica wikitesto]

COS è una molecola stabile in condizioni normali. A circa 600 °C disproporziona formando diossido di carbonio e disolfuro di carbonio, mentre oltre 900 °C si dissocia in monossido di carbonio e zolfo:[12]

2COS → CO2 + CS2
COS → CO + S

In presenza di umidità e di basi si decompone formando diossido di carbonio e solfuro di idrogeno.[10][13]

In soluzione acquosa reagisce lentamente con idrossidi dei metalli alcalini formando il carbonato e il solfuro del metallo. Ad esempio:[12]

COS + 4NaOH → Na2CO3 + Na2S + 2H2O

Reagisce con il cloro formando fosgene e dicloruro di zolfo:[12]

COS + 2Cl2 → COCl2 + SCl2

Con ammoniaca forma urea e solfuro d'ammonio:[12]

COS + 4NH3 → (NH2)2CO + (NH4)2S

Il composto catalizza la formazione di peptidi a partire da amminoacidi. Questo risultato è una estensione dell'esperimento di Miller-Urey, ed è stato suggerito che il solfuro di carbonile abbia giocato un ruolo significativo nell'origine della vita.[14]

Applicazioni[modifica | modifica wikitesto]

Il solfuro di carbonile è usato come intermedio nella produzione di erbicidi tiocarbammati.[13] COS è un potenziale fumigante, alternativo a bromuro di metile e fosfina. In alcuni casi, tuttavia, residui su granaglie determinano un gusto inaccettabile per il consumo successivo.

Tossicità / Indicazioni di sicurezza[modifica | modifica wikitesto]

COS è un gas tossico e infiammabile, irritante per la pelle, occhi e vie respiratorie. A partire dal 1994, sono note alcune informazioni sulla tossicità acuta del solfuro di carbonile negli esseri umani e negli animali.[13] Concentrazioni elevate (> 1000 ppm) possono causare un collasso improvviso, convulsioni e morte per paralisi respiratoria.[10][13] Sono stati segnalati decessi occasionali, praticamente senza irritazione locale o avvertimento olfattivo.[13] Nei test con i topi, il 50% degli animali è morto quando esposto a 1.400 ppm di COS per 90 minuti, oppure a 3.000 ppm per 9 minuti.[13] Un numero limitato di studi su animali di laboratorio suggeriscono che l'inalazione continua con concentrazioni basse (~ 50 ppm per un massimo di 12 settimane) non pregiudica i polmoni o il cuore.[13]

Note[modifica | modifica wikitesto]

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

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