Qu’est-ce que le sulfure de carbonyle ?
Le sulfure de carbonyle est un composé inorganique dont la formule chimique est COS.
À température et pression ambiantes, il s’agit d’un gaz liquéfié incolore et relativement stable. Il possède des propriétés intermédiaires entre le dioxyde de carbone (CO2) et le disulfure de carbone (CS2). Il est naturellement présent avec le sulfure d’hydrogène dans les sources minérales et les panaches volcaniques.
Le sulfure de carbonyle n’est pas classé comme toxique ou inflammable en vertu de la loi sur la sécurité des gaz à haute pression, mais il est hautement toxique par inhalation à des concentrations élevées. Il est également considéré comme ayant un effet bactéricide sur les bactéries. En vertu de la loi sur la santé et la sécurité au travail, il s’agit d’une substance dangereuse qui doit être étiquetée avec son nom et d’autres informations.
Utilisations du sulfure de carbonyle
Le sulfure de carbonyle a des propriétés bactéricides et est utilisé comme matière première pour les insecticides, les produits pharmaceutiques et les herbicides, ainsi qu’en tant que matière première intermédiaire pour les produits agrochimiques.
Dans le passé, son utilisation était limitée à des expériences à petite échelle et comme intermédiaire dans la synthèse de carbonates d’alkyle. Ces dernières années cependant, il a attiré l’attention en tant que gaz de gravure à sec dans le processus de résistance multicouche des semi-conducteurs, et son utilisation est en augmentation. La demande augmente particulièrement aux États-Unis et à Taïwan, où se trouvent de nombreuses bases de fabrication de semi-conducteurs.
L’expérience de Miller-Urey a révélé que le sulfure de carbonyle est un catalyseur pour la synthèse de peptides à partir d’acides aminés et qu’il joue un rôle important dans l’origine de la vie. L’expérience Urey-Miller est l’un des premiers examens expérimentaux de l’évolution de la vie primitive et est connue comme la première démonstration de la théorie de l’évolution chimique.
Propriétés du sulfure de carbonyle
Le sulfure de carbonyle a un point de fusion de -138,8°C et un point d’ébullition de -50,2°C. En présence d’eau, il se décompose en sulfure d’hydrogène et en dioxyde de carbone.
Les informations sur la toxicité du sulfure de carbonyle n’ont été publiées qu’en 1994 ; à des concentrations supérieures à 1 000 ppm, il provoque la mort par convulsions soudaines et paralysie respiratoire, sans irritation ni odeur. Lors d’expériences sur des rats, la moitié d’entre eux sont morts en 90 minutes à 1 400 ppm et en 9 minutes à 3 000 ppm. En revanche, à des concentrations aussi faibles que 12 ppm, aucun effet sur le cœur ou les poumons n’a été constaté lors d’études animales menées pendant 12 semaines.
Structure du sulfonyle de carbonyle
La masse molaire du sulfure de carbonyle est de 60,07 g/mol et sa densité est de 2,51 g/L. Les atomes de soufre sont liés linéairement au groupe carbonyle ; la distance interatomique C=O est de 115,78 pm et la distance interatomique C=S est de 156,01 pm.
Autres informations sur le sulfure de carbonyle
1. Occurrence du sulfure de carbonyle
Dans la nature, le sulfure de carbonyle est émis par les volcans sous-marins. Il s’agit du composé de soufre le plus abondant dans l’atmosphère, avec une teneur d’environ 0,5 ppb. Le sulfure de carbonyle joue également un rôle important dans le cycle du soufre. Le sulfure de carbonyle qui atteint la stratosphère est oxydé pour produire de l’acide sulfurique. Il peut être décomposé en quelques années au sol par la photosynthèse des plantes et en mer par l’hydrolyse de l’eau de mer.
Le sulfure de carbonyle se trouve également dans le milieu interstellaire et dans l’atmosphère de Vénus. Il est présent en petites quantités dans les fromages et les légumes, ainsi que dans les graines et les céréales à raison d’environ 0,05-0,1 mg/kg.
Le sulfure de carbonyle est une impureté typique du soufre dans les gaz de synthèse. On pense qu’un tiers de ses rejets dans l’atmosphère est dû aux activités humaines. Les sources artificielles de sulfure de carbonyle sont des intermédiaires de synthèse chimique et des sous-produits de la production de disulfure de carbone. Il est également produit par l’incinération de déchets et de plastiques, ainsi que dans la fabrication de fibres synthétiques et d’amidon. Ils sont également produits par les centrales électriques au charbon, les véhicules à moteur, les raffineries de pétrole, les combustibles issus de la biomasse et les poissons cuits au four.
2. Synthèse du sulfure de carbonyle
Le sulfure de carbonyle a été synthétisé pour la première fois à partir de sulfure d’hydrogène et de dioxyde de carbone en 1841 ; les propriétés du sulfure de carbonyle ont été élucidées par Carl von Than (1867).
Le sulfure de carbonyle est formé par la réaction du soufre avec le monoxyde de carbone. Il peut être synthétisé en laboratoire à partir du sulfate de thiocyanate de potassium, mais les sous-produits doivent être éliminés. Le sulfure de carbonyle peut également être synthétisé par hydrolyse de l’isothiocyanate dans une solution d’acide chlorhydrique.