Sulfuro de carbonilo

Sulfuro de carbonilo es el compuesto químico con la fórmula lineal OCS. Es un gas inflamable incoloro y de olor desagradable. Es una molécula lineal que consta de un doble enlace de carbonilo a un átomo de azufre. Se puede considerar que el sulfuro de carbonilo es un intermediario entre el dióxido de carbono y el disulfuro de carbono, los cuales son de valencia isoelectrónica con él.

Ocurrencia

El sulfuro de carbonilo es el compuesto de azufre más abundante presente de forma natural en la atmósfera, con un 0,5±0.05 ppb, porque se emite desde océanos, volcanes y respiraderos de aguas profundas. Como tal, es un compuesto importante en el ciclo global del azufre. Las mediciones realizadas en los núcleos de hielo de la Antártida y en el aire atrapado en la nieve sobre los glaciares (primer aire) han proporcionado una imagen detallada de las concentraciones de OCS desde 1640 hasta la actualidad y permiten comprender la importancia relativa de las fuentes antropogénicas y no antropogénicas de este gas. a la atmósfera. Parte del sulfuro de carbonilo que se transporta a la capa de sulfato estratosférico se oxida a ácido sulfúrico. El ácido sulfúrico forma partículas que afectan el equilibrio energético debido a la dispersión de la luz. La larga vida atmosférica del COS lo convierte en la principal fuente de sulfato estratosférico, aunque el dióxido de azufre procedente de la actividad volcánica también puede ser importante. El sulfuro de carbonilo también es eliminado de la atmósfera por la vegetación terrestre mediante enzimas asociadas con la absorción de dióxido de carbono durante la fotosíntesis y por hidrólisis en las aguas del océano. Procesos de pérdida como estos limitan la persistencia (o vida útil) de una molécula de COS en la atmósfera a unos pocos años.

Las mayores fuentes artificiales de liberación de sulfuro de carbonilo incluyen su uso principal como intermediario químico y como subproducto de la producción de disulfuro de carbono; sin embargo, también se libera en los automóviles y el desgaste de sus neumáticos, en las centrales eléctricas alimentadas con carbón, en los hornos de coque, en la combustión de biomasa, en el procesamiento de pescado, en la combustión de desechos y plásticos, en la fabricación de petróleo y en la fabricación de fibras sintéticas, almidón y caucho. La liberación media total mundial de sulfuro de carbonilo a la atmósfera se ha estimado en unos 3 millones de toneladas por año, de las cuales menos de un tercio estaba relacionada con la actividad humana. También es una importante impureza que contiene azufre en muchos gases combustibles, como el gas de síntesis, que se producen a partir de materias primas que contienen azufre.

El sulfuro de carbonilo está presente en alimentos como el queso y las verduras preparadas de la familia de las coles. Hay trazas de COS presentes de forma natural en cereales y semillas en un rango de 0,05 a 0,1 mg/kg.

Se ha observado sulfuro de carbonilo en el medio interestelar (ver también Lista de moléculas en el espacio interestelar), en el cometa 67P y en la atmósfera de Venus, donde, debido a la dificultad de producir COS de forma inorgánica, se considera un posible indicador. de vida.

Reacciones y aplicaciones

El sulfuro de carbonilo se utiliza como intermediario en la producción de herbicidas de tiocarbamato.

La hidrólisis del sulfuro de carbonilo es promovida por catalizadores a base de cromo:

COS + H₂O → CO₂ + H₂S

Esta conversión es catalizada en solución por enzimas anhidrasa carbónica en plantas y mamíferos. Debido a esta química, la liberación de sulfuro de carbonilo de pequeñas moléculas orgánicas se ha identificado como una estrategia para liberar sulfuro de hidrógeno, que es una molécula de señalización gaseosa.

Se ha descubierto que este compuesto cataliza la formación de péptidos a partir de aminoácidos. Este hallazgo es una extensión del experimento de Miller-Urey y se sugiere que el sulfuro de carbonilo jugó un papel importante en el origen de la vida.

En la ciencia de los ecosistemas, se utilizan cada vez más para describir la tasa de fotosíntesis.

Síntesis

El sulfuro de carbonilo se describió por primera vez en 1841, pero aparentemente se caracterizó erróneamente como una mezcla de dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno. Carl von Than caracterizó por primera vez la sustancia en 1867. Se forma cuando el monóxido de carbono reacciona con azufre fundido:

CO + 1/8 S₈ → COS

Esta reacción se invierte por encima de 1200 K (930 °C; 1700 °F).

Una síntesis de laboratorio implica la reacción de tiocianato de potasio y ácido sulfúrico:

KSCN + 2 H₂Así que...₄ + H₂O → KHSO₄ + NH₄HSO₄ + COS

El gas resultante contiene cantidades significativas de subproductos y requiere purificación.

La hidrólisis de isotiocianatos en una solución de ácido clorhídrico también produce COS.

Toxicidad

En 1994, existía información limitada sobre la toxicidad aguda del sulfuro de carbonilo en humanos y animales. Altas concentraciones (superiores a 1000 ppm) pueden provocar colapso repentino, convulsiones y muerte por parálisis respiratoria. Se han reportado muertes ocasionales, prácticamente sin irritación local ni aviso olfativo. En pruebas con ratas, el 50% de los animales murieron cuando se expusieron a 1400 ppm de COS durante 90 minutos, o a 3000 ppm durante 9 minutos. Estudios limitados con animales de laboratorio también sugieren que la inhalación continua de concentraciones bajas (alrededor de 50 ppm durante un máximo de 12 semanas) no afecta a los pulmones ni al corazón.

El sulfuro de carbonilo es un posible fumigante alternativo al bromuro de metilo y la fosfina. En algunos casos, sin embargo, los residuos en el grano dan como resultado sabores que son inaceptables para los consumidores, como en la cebada utilizada para elaborar cerveza.