Dicloruro di dizolfo

Il dicloruro di dizolfo è un composto inorganico dello zolfo(I) e del cloro con formula S₂Cl₂.

La sua conformazione spaziale, come quella del difluoruro di dizolfo S₂F₂, è molto simile al perossido di idrogeno (a cui effettivamente somiglia), con i piani Cl₁-S-S e S-S-Cl₂ quasi ortogonali tra loro. Un raro isomero di dicloruro di dizolfo contenente S(II) e S(0) è S=SCl₂; questo isomero si forma transitoriamente quando il dicloruro di dizolfo è esposto a radiazioni UV.

Sintesi, proprietà di base, reazioni

Il dicloruro di dizolfo puro è un liquido giallo che "fuma" nell'aria umida a causa della reazione con l'acqua. Un'equazione idealizzata (ma complicata) è:

$16\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+16\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶8\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+32\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}+3\mathrm{S}{\phantom{A}}_8$

È prodotto dalla clorurazione parziale dello zolfo naturale. La reazione procede a delle velocità utilizzabili a temperatura ambiente. In laboratorio, il cloro gassoso viene condotto in un'ampolla contenente zolfo elementare. Quando si forma dicloruro di dizolfo, il contenuto diventa un liquido giallo dorato::

$\mathrm{S}{\phantom{A}}_8+4\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2⟶4\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2$ con $\mathrm{\Delta }\mathrm{H}\mathrm{=}\mathrm{-}\mathrm{5}\mathrm{8},\mathrm{2}\mathrm{k}\mathrm{J}/\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}$

L'eccesso di cloro produce dicloruro di zolfo (SCl₂), che fa sì che il liquido diventi meno giallo e più rosso-arancione:

$\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2\leftrightarrows 2\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2$ con $\mathrm{\Delta }\mathrm{H}\mathrm{=}\mathrm{-}\mathrm{4}\mathrm{0},\mathrm{6}\mathrm{k}\mathrm{J}/\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}$

La reazione è reversibile e il dicloruro di zolfo rilascia cloro per tornare al dicloruro di dizolfo. Quest'ultimo ha la capacità di sciogliere grandi quantità di zolfo, che riflette in parte la formazione di polisolfani:

$\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+n\mathrm{S}⟶\mathrm{S}{\phantom{A}}_{2+n}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2$

Il dicloruro di dizolfo può essere purificato per distillazione dallo zolfo elementare in eccesso.

Il dicloruro di dizolfo deriva anche dalla clorurazione del solfuro di carbonio (CS₂) come nella sintesi del tiofosgene.

Reazioni

Il dicloruro di dizolfo idrolizza in anidride solforosa e zolfo elementare. Se trattato con acido solfidrico (H₂S), si formano polisolfani come indicato nella seguente formula idealizzata:

$2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}+\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Reagisce con l'ammoniaca (NH₃) per dare eptasolfuro di immide (S₇NH) e relativi anelli S−N come $\mathrm{S}{\phantom{A}}_{8-x}(\mathrm{N}\mathrm{H}){\phantom{A}}_x$ con $\mathrm{x}\mathrm{=}\mathrm{2},\mathrm{3}$.

Applicazioni

Il dicloruro di dizolfo è stato utilizzato per introdurre legami C-S. In presenza di cloruro di alluminio (AlCl₃), il dicloruro di dizolfo reagisce con il benzene per dare difenil solfuro (C₆H₅)₂S):

$\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_6⟶(\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_5){\phantom{A}}_2\mathrm{S}+2\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}+\frac{1}{8}\mathrm{S}{\phantom{A}}_8$

Le aniline (1) reagiscono con il dicloruro di dizolfo in presenza di idrossido di sodio (NaOH] per dare sali di 1,2,3-benzoditiazolio (2) (reazione di Herz) che possono essere trasformati in orto-amminotiofenolati (3), queste specie sono precursori dei coloranti a base di tioindaco.

Viene anche utilizzato per preparare il gas mostarda, mediante reazione con etilene a 60 °C (processo Levinstein):

$\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{C}{\phantom{A}}_2\mathrm{H}{\phantom{A}}_4⟶(\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{C}{\phantom{A}}_2\mathrm{H}{\phantom{A}}_4){\phantom{A}}_2\mathrm{S}+\frac{1}{8}\mathrm{S}{\phantom{A}}_8$

Altri usi del dicloruro di dizolfo includono la produzione di coloranti allo zolfo, insetticidi e gomme sintetiche. Trova impiego anche nella vulcanizzazione a freddo delle gomme, come catalizzatore di polimerizzazione per oli vegetali e per l'indurimento di legni teneri.

Sicurezza e regolamentazione

Questa sostanza è elencata nell'Allegato 3 Parte B – Sostanze chimiche precursori della Convenzione sulle armi chimiche (CAC). Le strutture che producono e/o trasformano e/o consumano sostanze chimiche programmate possono essere soggette a controllo, meccanismi di segnalazione e ispezione da parte dell'Organizzazione per la proibizione delle armi chimiche (OPAC).

Voci correlate

• Difluoruro di dizolfo
• Dicloruro di zolfo

Collegamenti esterni

https://www.opcw.org/chemical-weapons-convention/annexes/annex-on-chemicals/schedule-3 Organizzazione per la proibizione delle armi chimiche
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/24807 Scheda PubChem