Көмір дисульфиді: Қасиеттері мен қолданылуы

Кіріспе

1=Формуласы S=C=S болатын нейротоксикалық қосылыс

Тарих

1796 жылы неміс химигі Вильгельм Август Лампадиус (1772–1842) піритті ылғал көмірмен қыздыру арқылы көмір дисульфидін алғаш рет дайындады. Ол оны "сұйық күкірт" (flüssig Schwefel) деп атады. Көмір дисульфидінің құрамын 1813 жылы швед химигі Йонс Якоб Берзелиус (1779–1848) және швейцариялық-британдық химик Александр Марсе (1770–1822) бірлесіп анықтады. Олардың талдаулары CS2 эмпирикалық формуласына сәйкес болды.

Еріткіш

Көмір дисульфиді фосфор, күкірт, селен, бром, йод, майлар, шайырлар, резеңке және асфальтты ерітеді.

Жерден тыс

2024 жылдың наурыз айында Джеймс Уэбб ғарыш телескопы TOI 270 d шағын Нептун планетасының атмосферасында CS2 іздерін анықтаған болуы мүмкін.

Полимерлеу

CS2 фотолиз кезінде немесе жоғары қысымда полимерленіп, полимерді алғаш ашқан Перси Уильямс Бриджманның есімімен аталған "кар суль" немесе "Бриджманның қарасы" деп аталатын ерімейтін материал түзеді. Тритиокарбонат (S C(S) S) байланыстары полимердің тізбегінің бір бөлігін құрайды, ал полимер – жартылай өткізгіш.

Қолданылуы

Карбон дисульфидтің негізгі өнеркәсіптік қолданылу орындары, жылдық өндірістің 75% -ын пайдаланады, вискоза жіп және целлофан пленкасын жасау болып табылады. Көмір дисульфиді астық пен дәнді пісіру үшін, балабақшадағы өсімдіктерді, жаңа жемістерді сақтауда инсектицид ретінде, сондай-ақ жәндіктер мен нематодаларға қарсы топырақ дезинфектанты ретінде де қолданылады. Оны "құйрықтың тітіркенуі" (Barking dog) реакциясында қолдануға болады.

Денсаулыққа әсері

Көмір дисульфиді уланудың жедел және созылмалы түрлерімен байланысты, әртүрлі симптомдарға алып келеді. 500–3000 мг/м3 концентрациясы жедел және субжедел улануға себеп болады. Бұларға көбінесе неврологиялық және психикалық симптомдар жиынтығы жатады, ол сульфокарбоникалық энцефалопатия деп аталады. Симптомдары: жедел психоз (маникалық делирий, галлюцинациялар), параноиялық идеялар, тәбет жоғалту, асқазан-ішек және жыныстық бұзылыстар, полиневрит, миопатия және көңіл-күйдің өзгеруі (тітіркену және ашуды қоса алғанда). Төмен концентрацияларда байқалатын әсерлерге: неврологиялық проблемалар (энцефалопатия, психомоторлық және психологиялық бұзылыстар, полиневрит, жүйке өткізгіштігінің бұзылуы), есту қабілетінің нашарлауы, көру проблемалары (көздің күйуі, жарыққа реакцияның өзгеруі, көз ішілік қысымның жоғарылауы), жүрек проблемалары (жүрек ауруларынан өлім-жітімнің жоғарылауы, стенокардия, жоғары қан қысымы), репродуктивтік проблемалар (түсік тастаудың көбеюі, қозғалмайтын немесе деформацияланған сперматозоидтар) және иммундық жауаптың төмендеуі жатады. Көмір дисульфидіне кәсіби жолда ұшырау жүрек-қан тамырлары ауруларына, әсіресе инсультқа байланысты. 2000 жылы Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы (ДДСҰ) 100 мкг/м3 төменгі деңгейде денсаулыққа зиян келтіруі екіталай деп санайтын және осы деңгейді нұсқаулық ретінде белгіледі. Көмір дисульфиді 200 мкг/м3 жоғары деңгейде иіс сезіледі, ал ДДСҰ 20 мкг/м3 төмен сенсорлық шекті ұсынды. Көмір дисульфидінің 30 мг/м3 және одан жоғары концентрациядағы әсері денсаулыққа зиянды екені анықталған. 20–25 мг/м3 концентрациясында орталық нерв жүйесінің функциясындағы өзгерістер байқалды. Сондай-ақ, 10–15 жылға созылған 10 мг/м3 концентрациясында денсаулыққа зиян келтіретіні туралы хабарламалар бар, бірақ бұрынғы әсер ету деңгейлері туралы толық деректердің болмауы осы зиянның 10 мг/м3 концентрациясымен байланысын анықтауды қиындатады. Өлшенген 10 мг/м3 концентрациясы жалпы ортадағы 1 мг/м3 концентрациясына тең болуы мүмкін. Көмір қара және күкіртті қалпына келтіру өндірісінде қолданылады. Көмір дисульфидін өндіру кезінде күкірт сутегі де бөлінеді. Жапония мен Кореяда көмір қара өндірісінде 99% көмір дисульфидін жою үшін инсинераторлар қолданылады. Бір ерекшелік – лиоцелл процесін қолданатын раэон, ол басқа еріткішті пайдаланады; lc=yes көрсеткішінен кейін лиоцелл процесі вискоза процесінен қымбат болғандықтан кеңінен қолданылмайды. Купрамоний раэоны да көмір дисульфидін қолданбайды.

Carbon disulfide has been linked to both acute and chronic forms of poisoning, with a diverse range of symptoms. Concentrations of 500–3000 mg/m3 cause acute and subacute poisoning. These include a set of mostly neurological and psychiatric symptoms, called encephalopathia sulfocarbonica. Symptoms include acute psychosis (manic delirium, hallucinations), paranoic ideas, loss of appetite, gastrointestinal and sexual disorders, polyneuritis, myopathy, and mood changes (including irritability and anger). Effects observed at lower concentrations include neurological problems (encephalopathy, psychomotor and psychological disturbances, polyneuritis, abnormalities in nerve conduction), hearing problems, vision problems (burning eyes, abnormal light reactions, increased ophthalmic pressure), heart problems (increased deaths for heart disease, angina pectoris, high blood pressure), reproductive problems (increased miscarriages, immobile or deformed sperm), and decreased immune response. Occupational exposure to carbon disulfide is also associated with cardiovascular disease, particularly stroke. In 2000, the WHO believed that health harms were unlikely at levels below 100 μg/m3, and set this as a guideline level. Carbon disulfide can be smelled at levels above 200 μg/m3, and the WHO recommended a sensory guideline of below 20 μg/m3. Exposure to carbon disulfide is well established to be harmful to health in concentrations at or above 30 mg/m3. Changes in the function of the central nervous system have been observed at concentrations of 20–25 mg/m3. There are also reports of harms to health at 10 mg/m3, for exposures of 10–15 years, but the lack of good data on past exposure levels make the association of these harms with concentrations of 10 mg/m3 findings uncertain. The measured concentration of 10 mg/m3 may be equivalent to a concentration in the general environment of 1 mg/m3. carbon black, and sulfur recovery. Carbon disulfide production also emits hydrogen sulfide. Carbon black production in Japan and Korea uses incinerators to destroy about 99% of the carbon disulfide that would otherwise be emitted. One exception is rayon made using the lyocell process, which uses a different solvent; as of lc=yes the lyocell process is not widely used, because it is more expensive than the viscose process. Cuprammonium rayon also does not use carbon disulfide.

Тарихи және қазіргі тәуекел

Көмір дисульфидімен жұмыс істейтін өнеркәсіп қызметкерлері жоғары тәуекелге ұшырайды. Шығарындылар радон зауыттарының жанында тұратын адамдардың денсаулығына да зиян келтіруі мүмкін. 1900 жылдар шамасында көмір дисульфиді вулканизацияланған резеңке өндірісінде кеңінен қолданыла бастады. Жоғары концентрацияда әсер еткен кезде туындайтын психоз дереу байқалады (бұрынғы есептерге сәйкес, 6 айлық әсерден кейін де байқалуы мүмкін). Қазіргі вискоза процесін қолданатын өндірушілер өз қызметкерлеріне зиян тиюі туралы ешқандай ақпарат ұсырмайды.