Тіосечовина: властивості, формула, сфери застосування
Тіосечовина (тіокарбамід) – це тверда біла речовина, сформована кристалічними компонентами ромбічної сингонії. По суті, є діамідом тіовугільної кислоти. Смак має гіркий. За умови стрімкого нагрівання, досягаючи температури 180-182 °C, плавиться, а нагріваючись поступово і неспішно, розкладається. В таких середовищах, як вода, метиловий спирт і піридин, розчиненню піддається посередньо, в 50 % H2O розчині піридину розчиняється добре, в етоксиетані – погано. У бензолі та чотирихлористому вуглеці не розчинна.
Молярна маса – 76,12 г/моль, густина – 1,405 г/см3 (при 20 °C). Термовластивості: t плавлення – 176 °C, t розкладання – 200 °C. Формула: CH4N2S.
Реагування
Тіосечовина вступає в реакції зі значним переліком реактивів, унаслідок чого утворюються нові сполуки. У поєднанні з мінеральними кислотами вона приводить до формування солей, зі солями деяких металів, наприклад, цинку, нікелю, кобальту та ін. – сполук-комплексів, з низкою спиртів (фенілкарбінолом, альфафуранкарбінолом) при наявності соляної кислоти – S-алкілпохідних. Якщо забезпечити її взаємодію з оксиранами, сформуються тиїрани, з нітритами металів за участю кислот – родановоднева кислота чи формамідін дисульфід (залежно від рівня pH), з хлористим ацетилом – S-ацетилізотіосечовина. І це далеко не всі можливі реакції. На тіокарбамід можна діяти також такими матеріалами:
- дихлордисульфаном в метилтрихлориді (в результаті з’являється дигідрохлорид формамідінтрисульфіду);
- оксидом ртуті в H2O або ефірі (формується ціанамід);
- пероксидом водню за умови нейтральності середовища (на виході утворюється формамідінсульфонова кислота);
- альдегідами або кетонами (з’являються гідроксиалкілсечовини, які у випадку від’єднання від них води стають N-тіокарбамоїлімінами).
Заслуговують на увагу і реакції, що відбуваються при нагріванні цієї речовини. Якщо тривалий час підтримувати температуру 130 °C, то відбувається трансформація в тіоціаніт амонію. Досягнення 200 °C приводить до формування низки продуктів, серед яких: ціанамід, дисульфід вуглецю, нітрид водню та ін. Спільне нагрівання з лугами – основа для гідролізу до аміаку, дигідросульфіду і вуглекислоти, а помірний разом з ангідридом оцтової кислоти – для появи N-ацетилтіосечовини.
Також для цієї речовини характерна реакція S-арилювання (відбувається, якщо задіяти активовані арилгалогеніди/солі арилдіазонію).
Отримання
Для утворення тіосечовини, як правило, беруть тіоціановокислий амоній і перетворюють його в ізомер при t 170 °С. Але це не єдиний можливий спосіб синтезу цієї сполуки. Також отримати її можна, за класикою жанру, синтезуючи ціанат амонію за методом Велера. І ще один варіант: шляхом синтезу нітриду водню і вуглецю (IV) сульфіду. 98 % тіокарбамід при t 130 °С, яка впливає на нього тривалий час, стає знову роданідом амонію.
Застосування
Цей продукт користується популярністю в різних галузях. Розгляньмо основні з них.
У гірничодобувному напрямку, мабуть, найбільшою мірою, цінні хім. властивості тіокарбаміду. Тут він виконує роль флотаційного засобу для різних металів. Це також чудовий реагент, який приходить на допомогу в пошуках Bi, Re, Os і Ru. З його допомогою виготовляють синтетичні смоли і роз’єднують парафіни.
Особлива значимість відзначається в функціонуванні золотовидобувних комбінатів, де за допомогою зазначеного продукту здійснюють відновлення Au і Ag. Як саме? Смоли, що містять золото і срібло, десорбують. Тіосечовина здатна осадити золото при реалізації деяких реакцій: цементації (благородний метал витісняють за допомогою Pb, Al або Zn), осадженні лугом та електролізі з анодами, що не піддаються розчиненню. Найбільш інноваційним є останній процес. Коли сукупність багатьох компонентів проходить крізь регенерат постійного струму, відбувається відновлення на катоді золота і срібла.
Тіокарбамід задіюють в електролітичному блискучому золоченні (є складником одного з найпопулярніших електролітів для гальванозолочення). Крім того, він застосовується в хім. лудінні мідних виробів і деталей зі сплавів на основі цього металу. З його участю, а також із залученням нітрату свинцю і каустичного поташу, на PbS наносять напівпровідникову плівку при t 45-60 °C. Робочий розчин у цьому процесі характеризується разовим застосуванням. Роботу можуть утруднити такі фактори, як висока t і точні розмірні параметри моделей.
Не переоцінити значення тіосечовини і для сільського господарства. Це надцінне добриво неорганічної етимології і ефективний фунгіцид (засіб для боротьби з грибками рослин). Без нього часто не обходяться, якщо ґрунт сильно заражений нематодою картопляною (внесення в ґрунтовий шар здійснюють при перекопуванні). Якщо необхідно знезаразити посадковий матеріал, у тіосечовинному розчині, приготовленому в пропорції 5 г/л слід замочити бульби на ¾ доби. Навіть якщо бульби хворі, завдяки тіокарбаміду, вони стануть здоровими. До слова, похідні цієї речовини можуть застосовуватися додатково як гербіциди, зооциди та інсектициди.
Також водні розчини цього реактиву з концентрацією 500 міліграмів на кілограм здатні мінімізувати або гальмувати потемніння та мікробне псування плодів (діють більше на цвіль, менше на бактерії). Але, зверніть увагу, що застосування цього матеріалу в харчопромі, а відтак і введення його в будь-які продукти харчування, заборонене. Цей консервант є дуже сильним канцерогеном, здійснює велику токсичну дію на людський організм і блокує роботу щитоподібної залози. Хоча свого часу його використовували для запобігання передчасному псуванню цитрусових.
Де ще застосовують цей хімікат? У текстильному виробництві, металургійній індустрії, електронній промисловості, фармацевтичній галузі, медицині та ін. Без нього не обходиться органічний синтез (створення аліфатичних тіолів і гетероциклів). З нього виготовляють ліки, зокрема сульфідін. Він виступає непоганим інгібітором кислотних корозійних проявів на сталях.
Замість висновку. В якому б зі згаданих напрямків вам не знадобилося використовувати тіокарбамід, пам’ятайте: йому присвоєно шостий клас небезпеки, а допустима концентрація в повітряному просторі становить 0,3 мг/м. Використовуйте при роботі спецодяг, респіратор, окуляри та рукавиці. Зберігайте, перевозьте і застосовуйте цей продукт з обережністю, згідно з приписами технічної документації.
