imported>Mister Pommeroy: /* Atmosphärenchemie */

2026-02-21T07:01:24Z

Atmosphärenchemie

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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:Carbonyl sulfide.svg|250px|Strukturformel von Carbonylsulfid]]
| Andere Namen = * Kohlenoxidsulfid
* Carbonoxysulfid
* COS
| Summenformel = COS
| CAS = {{CASRN|463-58-1}}
| EG-Nummer = 207-340-0
| ECHA-ID = 100.006.674
| PubChem = 10039
| ChemSpider = 9644
| Beschreibung = farbloses, übelriechendes Gas<ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Carbonylsulfid|ZVG=2280|CAS=463-58-1|Abruf=2021-01-08}}</ref>
| Molare Masse = 60,07 g·mol−1
| Aggregat = gasförmig
| Dichte = * 2,72 g·l−1 (0 °C, 1013 hPa)<ref name="GESTIS" />
* 1,18 g·cm−3 (flüssig am Siedepunkt)<ref name="GESTIS" />
| Schmelzpunkt = −138,81 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="GESTIS" />
| Siedepunkt = −50,2 °C<ref name="GESTIS" />
| Dampfdruck = 1,13 [[Pascal (Einheit)|MPa]] (20 °C)<ref name="GESTIS" />
| Löslichkeit = schlecht in Wasser (1,45 g·l−1)<ref name="GESTIS" />
| Brechungsindex = 1,24 (−87 °C)<ref name="CRC90_3_88">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Physical Constants of Organic Compounds|Kapitel=3|Startseite=88}}</ref>
| Quelle GHS-Kz = <ref name="GESTIS" />
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|02|04|06}}
| GHS-Signalwort = Gefahr
| H = {{H-Sätze|220|280|331}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|210|260|304+340+315|377|381|403|405}}
| Quelle P = <ref name="GESTIS" />
| MAK =
| Standardbildungsenthalpie = −142,0 kJ/mol<ref name="CRC90_5_20">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances|Kapitel=5|Startseite=20}}</ref>
}}

'''Carbonylsulfid''' ist ein farbloses, brennbares, giftiges Gas mit unangenehmem Geruch. Chemisch reines COS soll allerdings geruchlos sein.<ref name="Römpp">{{RömppOnline|ID=RD-11-01479|Name=Kohlenoxidsulfid|Abruf=2014-11-12}}</ref> Es spielt vor allem in der Atmosphärenchemie eine wichtige Rolle.

== Geschichte ==
Entdeckt wurde es 1867 vom ungarischen Chemiker [[Carl von Than]]. 1868 erhielt von Than für seine Arbeiten über die [[Ostwald-Koeffizient|Absorptionskoeffizienten]] von COS den [[Lieben-Preis]].

== Vorkommen ==
Carbonylsulfid entsteht vor allem in der Atmosphäre. Es kommt jedoch auch in [[Erdgas]], [[vulkan]]ischen Gasen, [[Biogas]] und als Nebenprodukt in der chemischen Industrie vor.<ref>ESPERE Klimaenzyklopädie: {{Webarchiv | url= http://www.atmosphere.mpg.de/enid/3__Gase_aus_Phytoplankton/-_Gase_aus_Seewasser_-_2_2pp.html | wayback = 20140523012150 | text = Gase aus Seewasser}}.</ref> Zum ersten Mal in einem [[Komet]]en wurde es bei der [[radioteleskop]]ischen Beobachtung von [[C/1996 B2 (Hyakutake)]] im Jahr 1996 gefunden.<ref>L. M. Woodney, J. McMullin, M. F. A’Hearn: ''Detection of OCS in comet Hyakutake (C/1996 B2).'' In: ''Planetary and Space Science.'' Bd. 45, Nr. 6, 1997, S. 717–719, [[doi:10.1016/S0032-0633(97)00076-7]].</ref>

== Gewinnung und Darstellung ==
Im Labor lässt sich Carbonylsulfid aus [[Kaliumthiocyanat]] und [[Schwefelsäure]] darstellen. Dabei entsteht neben [[Kaliumhydrogensulfat]] und [[Ammoniumhydrogensulfat]] auch gasförmiges COS mit verschiedenen Verunreinigungen wie [[Kohlendioxid]], [[Schwefeldioxid]], [[Schwefelwasserstoff]], [[Kohlenstoffdisulfid]], [[Formaldehyd]] und [[Blausäure]]. Es muss daher gereinigt werden.<ref name="Svoronos">P. D. N. Svoronos, T. J. Bruno: ''Carbonyl Sulfide: A Review of Its Chemistry and Properties.'' In: ''Ind. Eng. Chem. Res.'' 41, 2002, S. 5321–5336, [[doi:10.1021/ie020365n]].</ref>

:<math>\mathrm{KCNS + 2\,H_2SO_4 + H_2O \rightarrow KHSO_4 + NH_4HSO_4 + COS}</math>

Ein anderer Syntheseweg besteht in der Reaktion von Kohlenstoffmonoxid mit [[Schwefel]]dampf in glühenden Röhren:<ref name="Römpp" />

:<math>\mathrm{CO + S \longrightarrow COS}</math>

Eine weitere Möglichkeit zur Synthese von COS ist die unvollständige [[Oxidation]] eines stöchiometrischen Gemisches aus Kohlenstoff und Schwefel mit Sauerstoff gemäß folgender Reaktionsgleichung:<ref name="Breitmeier/Jung">[[Eberhard Breitmaier]], [[Günther Jung]]: ''Organische Chemie - Grundlagen, Verbindungsklassen, Reaktionen, Konzepte, Molekülstruktur, Naturstoffe, Syntheseplanung, Nachhaltigkeit.'' 7., überarb. Auflage. Georg Thieme Verlag, 2012, ISBN 978-3-13-541507-9, S. 436.</ref>
:<math>\mathrm{2 \ C + 2 \ S + O_2 \longrightarrow 2 \ COS}</math>

== Eigenschaften ==
[[Datei:Carbonyl-sulfide-2D-dimensions.png|mini|150px|links|Lineare Molekülstruktur mit Angabe der Bindungslängen.]]
Das Carbonylsulfid-[[Molekül]] hat eine lineare Struktur: Das [[Kohlenstoff]]atom ist jeweils über eine Doppelbindung mit [[Schwefel]] und [[Sauerstoff]] verknüpft. Es ist [[isoelektronisch|isovalenzelektronisch]] zu [[Kohlenstoffdioxid]] und [[Schwefelkohlenstoff]].
{{Absatz|links}}
Bei der Verbrennung an [[Luft]] entstehen [[Kohlenstoffdioxid]] und [[Schwefeldioxid]]:

:<math>\mathrm{2\ COS + 3\ O_2 \longrightarrow 2\ CO_2 + 2\ SO_2}</math>

Mit Wasser oder Wasserdampf [[Hydrolyse|hydrolysiert]] es zu Kohlenstoffdioxid und [[Schwefelwasserstoff]]:

:<math>\mathrm{COS + H_2O \longrightarrow CO_2 + H_2S}</math>

Carbonylsulfid hat eine [[Kritischer Punkt (Thermodynamik)|kritische Temperatur]] von 105,3 °C, einen kritischen Druck von 63,5 bar und ein kritisches Volumen von 0,1351 m3·kmol−1.<ref name="Svoronos" /> Die Verbindung bildet leicht entzündliche Gas-Luft-Gemische. Der [[Explosionsgrenze|Explosionsbereich]] liegt zwischen 6,5 Vol.-% (160 g/m3) als [[Explosionsgrenze|untere Explosionsgrenze]] (UEG) und 29 Vol.-% (730 g/m3) als [[Explosionsgrenze|obere Explosionsgrenze]] (OEG).<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes">E. Brandes, W. Möller: ''Sicherheitstechnische Kenngrößen.'' Band 1: ''Brennbare Flüssigkeiten und Gase.'' Wirtschaftsverlag NW – Verlag für neue Wissenschaft, Bremerhaven 2003.</ref>

== Atmosphärenchemie ==
[[Datei:COS Sources and Sinks.svg|mini|hochkant=1.3|COS-Quellen, -Senken und -Flüsse in terrestrischen Ökosystemen sowie der COS-Austausch zwischen Troposphäre und Stratosphäre und zwischen Vegetation und Boden]]
Carbonylsulfid ist ein die [[Aerosol]]bildung in der [[Erdatmosphäre|Atmosphäre]] (und so das Klima) beeinflussendes Gas und das dominierende schwefelhaltige Gas in der Atmosphäre. Grund dafür ist seine Langlebigkeit in der Atmosphäre.
Es wird wie [[Distickstoffmonoxid]] (Lachgas) in der [[Troposphäre]] nicht abgebaut und gelangt damit in die [[Stratosphäre]]. Dort wird es zu [[Sulfat]][[aerosol]]en umgewandelt, die Sonnenlicht in den [[Weltraum]] reflektieren und so zur Kühlung der [[Erde]] beitragen.<ref>Max-Planck-Institut für Chemie: {{Webarchiv | url= http://www.mpch-mainz.mpg.de/mpg/bilder/forschung/broschuere_2000.pdf | wayback = 20110406045720 | text = Faszination Forschung}}.</ref>

Gebildet wird es in der Natur vor allem durch die Einwirkung von Sonnenlicht auf schwefelhaltige organische Verbindungen (z. B. [[Dimethylsulfoxid]] und [[Kohlenstoffmonosulfid|CS]]) in den oberen Schichten der Ozeane (vor allem Küstengebiete). Carbonylsulfid entsteht auch durch die Oxidation von [[Kohlenstoffdisulfid]], das aus anthropogegen Quellen stammt. Kohlenstoffdisulfid wird etwa bei der Herstellung von Ruß und bei der [[Viskose]]produktion freigesetzt.<ref name="BlakeNJ">N. J. Blake u. a.: ''Carbonyl sulfide and carbon disulfide: Large‐scale distributions over the western Pacific and emissions from Asia during TRACE‐P.'' In: ''[[Journal of Geophysical Research|Journal of Geophysical Research: Atmospheres]].'' 109.D15, 2004, [[doi:10.1029/2003jd004259]].</ref>

== Verwendung ==
Carbonylsulfid wird zur [[Containerbegasung]] zur Bekämpfung von Schädlingen wie Mäusen und Ratten benutzt.<ref name="Römpp" /> In der organischen Synthese dient es zur Herstellung von [[Thiosäuren]], substituierten [[Thiazole]]n und [[Thiocarbamate]]n.<ref name="Römpp" />

== Biologische Bedeutung ==
Viele Pflanzen nehmen Carbonylsulfid am Tage als organische Schwefelquelle auf. Die Verbindung spielt auch bei der Bildung von Eiweißketten aus [[Aminosäure]]n eine Rolle und es wird angenommen, dass ihr eine wichtige Rolle bei der Entstehung des Lebens zukommt.

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4164527-3}}

[[Kategorie:Carbonylverbindung]]
[[Kategorie:Schwefel-Kohlenstoff-Verbindung]]
[[Kategorie:Heterokumulen]]

Carbonylsulfid - Versionsgeschichte

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