이황화 탄소

이황화 탄소(Carbon disulfide)는 탄소으로 구성된 화합물이다. 분자식CS2이다. 액체밀도가 높고 휘발성과 가연성이 강하다. 겨자 기름, 화산 가스, 원유에서 발견된다. 화합물을 태울 경우 발생할 수 있고, 화합물에 관련된 공정에서도 부산물로 발생할 수 있다. 독성이 매우 강하며 취급에 각별한 주의가 요구된다.

이황화 탄소
Carbon disulfide
Carbon-disulfide-3D-vdW.png
이름
IUPAC 이름
Methanedithione
별칭
Carbon bisulfide
식별자
3D 모델 (JSmol)
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.000.767
EC 번호
  • 200-843-6
KEGG
RTECS 번호
  • FF6650000
UNII
UN 번호 1131
성질
CS2
몰 질량 76.13 g·mol−1
겉보기 Colorless liquid
Impure: light-yellow
냄새 Chloroform (pure)
Foul (commercial)
밀도 1.539 g/cm3 (−186°C)
1.2927 g/cm3 (0 °C)
1.266 g/cm3 (25 °C)[1]
녹는점 −111.61 °C (−168.90 °F; 161.54 K)
끓는점 46.24 °C (115.23 °F; 319.39 K)
2.58 g/L (0 °C)
2.39 g/L (10 °C)
2.17 g/L (20 °C)[2]
0.14 g/L (50 °C)[1]
용해도 Soluble in alcohol, ether, benzene, oil, CHCl3, CCl4
formic acid에서의 용해도 4.66 g/100 g[1]
dimethyl sulfoxide에서의 용해도 45 g/100 g (20.3 °C)[1]
증기 압력 48.1 kPa (25 °C)
82.4 kPa (40 °C)[3]
−42.2·10−6 cm3/mol
1.627[4]
점도 0.436 cP (0 °C)
0.363 cP (20 °C)
구조
Linear
0 D (20 °C)[1]
열화학
75.73 J/(mol·K)[1]
151 J/(mol·K)[1]
88.7 kJ/mol[1]
64.4 kJ/mol[1]
1687.2 kJ/mol[3]
위험
GHS 그림문자 GHS02: FlammableGHS06: ToxicGHS08: Health hazard[4]
신호어 위험
H225, H315, H319, H361, H372[4]
P210, P281, P305+351+338, P314[4]
ICSC 0022
흡입 위험 Irritant; toxic
위험 Irritant
피부 위험 Irritant
NFPA 704 (파이어 다이아몬드)
Flammability code 4: Will rapidly or completely vaporize at normal atmospheric pressure and temperature, or is readily dispersed in air and will burn readily. Flash point below 23 °C (73 °F). E.g. propaneHealth code 3: Short exposure could cause serious temporary or residual injury. E.g. chlorine gasReactivity code 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no codeNFPA 704 four-colored diamond
4
3
0
인화점 −43 °C (−45 °F; 230 K)[1]
102 °C (216 °F; 375 K)[1]
폭발 한계 1.3–50%[5]
반수 치사량 또는 반수 치사농도 (LD, LC):
3188 mg/kg (rat, oral)
>1670 ppm (rat, 1 h)
15500 ppm (rat, 1 h)
3000 ppm (rat, 4 h)
3500 ppm (rat, 4 h)
7911 ppm (rat, 2 h)
3165 ppm (mouse, 2 h)[6]
4000 ppm (human, 30 min)[6]
NIOSH (미국 건강 노출 한계):
PEL (허용)
TWA 20 ppm C 30 ppm 100 ppm (30-minute maximum peak)[5]
REL (권장)
TWA 1 ppm (3 mg/m3) ST 10 ppm (30 mg/m3) [skin][5]
IDLH (직접적 위험)
500 ppm[5]
관련 화합물
관련 화합물
Carbon dioxide
Carbonyl sulfide
Carbon diselenide
달리 명시된 경우를 제외하면, 표준상태(25 °C [77 °F], 100 kPa)에서 물질의 정보가 제공됨.
아니오아니오 유효성 확인 (관련 정보 예아니오아니오)
정보상자 각주

성질편집

물리적 성질편집

상온에서는 굴절률이 큰 무색의 액체 상태로 존재한다. 녹는점은 -111°C, 끓는점은 46.3°C이다. 비열은 1.24cal이고 기화열은 8381cal, 용해도는 22°C의 물에 0.173ml/100ml이다. 무극성 분자이며 많은 탄화수소, 에탄올, 에테르, 벤젠, 사염화 탄소 등과 잘 섞인다. , , 아이오딘, 브로민과 많은 유기 화합물에 대해 좋은 용매로 작용한다.

화학적 성질편집

인화점이 상압에서 -30°C로 매우 낮다. 인화점압력이 낮거나 산소 성분이 많을 경우 더 떨어질 수 있다. 발화 범위공기 중에서 부피 백분율로 1.91~50.0%이다. 독성이 매우 강하다.

이황화 탄소가 관여하는 반응 중 대표적인 것은 다음과 같다.

  • 2 CS2·H2O 형태의 수화물을 만든다. 이 수화물은 -3°C에서 분해된다.
  • 이차 아민과 반응하여 다이티오카르밤산염을 만든다. 반응식의 예는 다음과 같다.
(C2H5)2NH + CS2 + NaOH(C2H5)2NCSSNa
  • 금속 황화물과 반응하여 트라이티오탄산염을 얻고, 이황화물과 반응시킬 경우 테트라티오탄산염을 얻을 수 있다. 반응식의 예는 각각 다음과 같다.
CS2 + CaS → CaCS3
CS2 + Na2S2 → Na2CS4

제법편집

가열된 탄소의 증기를 통과시키면 생성되나, 안전성 문제와 낮은 생산량으로 인하여 이 방법은 잘 사용되지 않는다. 주로 메테인을 원료로 하여 생산하는 방법으로 제조된다. 반응식은 다음과 같다.

CH4 + 1/8 S8 → CS2 + 2 H2S

용도편집

이황화 탄소의 용도는 대표적으로 다음과 같다.

이황화 탄소의 사용은 이황화 탄소의 큰 가연성과 독성으로 인해 감소되는 추세이다.

위험성편집

이황화 탄소는 이 매우 붙기 쉽고 독성도 매우 강해 취급에 각별한 주의를 요한다.

화재 위험편집

인화점이 매우 낮고, 발화 범위가 매우 넓다. 저장할 때는 화기가 없는 어두운 곳에 두며, 기밀용기를 사용하여야 한다. 가능한 25°C이하의 공간에 저장한다.

독성편집

이황화 탄소는 매우 강한 독성을 가진 화합물 중 하나이다. 이황화 탄소를 섭취하는 경우는 잘 일어나지 않으나, 10ml 정도의 섭취도 치명적일 수 있다. 주로 흡입을 통해서 몸속으로 흡수되는 일이 잦으나, 피부를 통해서도 흡수될 수 있고 이 경우 역시 중독을 일으킬 수 있다. 반복된 피부액체 이황화 탄소의 접촉은 염증이나 피부의 부스러짐을 야기할 수 있다. 장시간 동안 접촉할 경우 물집이나 2도, 3도 화상이 발생할 수 있다. 영구적인 간과 신장의 손상, 생식 불능, 신경 장애, 시각 장애, 정신병, 심장 혈관 이상 등이 일어날 수 있다.

다량의 이황화 탄소 증기에 노출될 경우 두통, 어지러움, 구역질, 구토 등을 일으킬 수 있으며 목숨에 지장을 줄 수도 있다. 30분 동안 노출될 경우 1150ppm의 이황화 탄소는 신체에 심각한 문제를 일으키며, 3210ppm에서는 목숨이 위험하며, 4815ppm에서는 치명적이다. 장시간, 또는 반복된 이황화 탄소 증기에 대한 노출은 중추신경계말초신경계에 문제를 일으킬 수 있다.

피부 접촉 시 발적과 화상이 일어날 수 있고, 피부가 부스러지거나 벗겨질 수 있다. 몇 분 동안 피부에 노출될 경우 2도 화상이 생길 수 있다. 증기가 존재할 경우 피부로 흡수될 수 있으며, 이 경우 흡입 시와 증상이 비슷하다.

급성 중독의 경우 흥분, 불안, 점막 자극, 구역질, 구토, 의식 불명, 경련 등이 일어날 수 있고 만성의 경우 감정의 불안, 환청, 떨림, 청력 장애, 시력 장애, 체중 감소등이 일어날 수 있다. 치료법에는 신선한 공기 또는 산소의 흡입, 설사약 투여 등이 있고 필요에 따라서는 브로민화물의 투여, 인공 호흡 등을 실시한다.

1980년대 레이온 제조 공장이었던 원진레이온에서 근로자들이 이황화탄소에 중독된 사건은 이후 노동 환경 운동에 큰 영향을 끼쳤다.

참고문헌편집

각주편집

  1. “Properties of substance: carbon disulfide”. 《chemister.ru》. 
  2. Seidell, Atherton; Linke, William F. (1952). 《Solubilities of Inorganic and Organic Compounds》. Van Nostrand. 
  3. Carbon disulfide in Linstrom, Peter J.; Mallard, William G. (eds.); NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg (MD), http://webbook.nist.gov (retrieved 2014-05-27).
  4. Sigma-Aldrich Co., Carbon disulfide. Retrieved on 2014-05-27.
  5. NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. “#0104”. 미국 국립 직업안전위생연구소 (NIOSH). 
  6. “Carbon disulfide”. 《Immediately Dangerous to Life and Health Concentrations (IDLH)》. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).