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Xantato de etilo y sodio

El etilxantato de sodio ( SEXO ) [3] es un compuesto organosulfurado con la fórmula química CH 3 CH 2 OCS 2 Na . Es un polvo de color amarillo pálido, que normalmente se obtiene como dihidrato. El etilxantato de sodio se utiliza en la industria minera como agente de flotación . [4] Se obtiene como sal anhidra un xantato de etilo y potasio (KEX) , estrechamente relacionado .

Producción

De manera similar a la preparación de la mayoría de los xantatos , el etilxantato de sodio se puede preparar tratando etóxido de sodio con disulfuro de carbono : [5] CH 3 CH 2 ONa + CS 2 → CH 3 CH 2 OCS 2 Na
     

Propiedades y reacciones

El etilxantato de sodio es un polvo de color amarillo pálido. Sus soluciones acuosas son estables a pH alto si no se calientan. Se hidroliza rápidamente a un pH inferior a 9 a 25 °C. Es la base conjugada del ácido etilxántico , un ácido fuerte con p K a de 1,6 y p K b estimado en 12,4 para la base conjugada . [6] El etilxantato de sodio se adsorbe fácilmente en la superficie de muchos minerales de sulfuro, [2] un paso clave en la flotación de espuma .

Los xantatos son susceptibles a la hidrólisis y oxidación [7] a pH bajo:

C 2 H 5 OCS 2 Na + H + → C 2 H 5 OH + CS 2 + Na +

La oxidación da disulfuro de dietil dixantogeno :

4C 2 H 5 OCS 2 Na + 2H 2 O + O 2 → 2 (C 2 H 5 OCS 2 ) 2 + 4 NaOH

Detección

El etilxantato de sodio se puede identificar a través de picos de absorción óptica en los rangos infrarrojo (1179, 1160, 1115, 1085 cm −1 ) y ultravioleta (300 nm). Existen al menos seis métodos de detección química:

  1. El método yodométrico se basa en la oxidación a dixantógeno mediante yodo, y el producto se detecta con un indicador de almidón. Sin embargo, este método no es selectivo y sufre interferencias con otros productos químicos que contienen azufre. [8]
  2. El xantato se puede hacer reaccionar con un sulfato de cobre o tartrato de cobre dando como resultado un residuo de xantato de cobre que se detecta con yodo. Este método tiene la ventaja de ser insensible a las impurezas de sulfito, tiosulfato y carbonato. [9]
  3. En el método de detección ácido-base , se hace reaccionar una solución acuosa diluida de xantato con una gran cantidad de ácido clorhídrico 0,01 M , lo que produce disulfuro de carbono y alcohol, que se evalúan. El exceso de ácido y las impurezas se eliminan mediante filtración y valoración. [9]
  4. En el método argentométrico , el etilxantato de sodio se hace reaccionar con nitrato de plata en una solución diluida. El xantato de plata resultante se detecta con una solución acuosa de nitrato de hierro al 10% . Los inconvenientes de este método son el alto coste de la plata y el ennegrecimiento del xantato de plata por el nitrato de plata, lo que reduce la precisión de la detección. [9]
  5. En el método mercurimétrico , el xantato se disuelve en una solución acuosa al 40% de dimetilamina, seguido de calentamiento y valoración con o -hidroximercuribenzoato. El producto se detecta con ditiofluoresceína . [9]
  6. El método del ácido perclórico implica la disolución de xantato en ácido acético libre de agua . El producto se valora con ácido perclórico y se detecta con cristal violeta . [9]

El etilxantato de sodio también se puede cuantificar mediante gravimetría , pesando el residuo de xantato de plomo obtenido tras hacer reaccionar SEX con una solución al 10% de nitrato de plomo . También existen varios métodos de detección electroquímica , que se pueden combinar con algunas de las técnicas químicas anteriores. [9]

Aplicaciones

El etilxantato de sodio se utiliza en la industria minera como agente de flotación para la recuperación de metales, como cobre, níquel, plata u oro, así como sulfuros u óxidos de metales sólidos de lodos minerales . Esta aplicación fue introducida por Cornelius H. Keller en 1925. Otras aplicaciones incluyen defoliante , herbicida y aditivo para el caucho para protegerlo contra el oxígeno y el ozono. [10]

En 2000, Australia produjo hasta 10.000 toneladas de etilxantato de sodio e importó unas 6.000 toneladas, principalmente de China. [11] El material producido en Australia es el llamado 'etilxantato de sodio líquido' que se refiere a una solución acuosa al 40% del sólido. [12] Se obtiene tratando disulfuro de carbono con hidróxido de sodio y etanol. [13] Su densidad es 1,2 g/cm 3 y el punto de congelación es −6 °C. [14]

Seguridad

El etilxantato de sodio tiene una toxicidad oral y dérmica moderada en animales y es irritante para los ojos y la piel. [13] Es especialmente tóxico para la vida acuática y por lo tanto su eliminación está estrictamente controlada. [15] La dosis letal media para (ratones albinos macho, oral, solución al 10% a pH ~11) es de 730 mg/kg de peso corporal, y la mayoría de las muertes ocurren en el primer día. Los órganos más afectados fueron el sistema nervioso central, el hígado y el bazo . [dieciséis]

Desde 1993, el etilxantato de sodio está clasificado como una sustancia química existente prioritaria en Australia, lo que significa que su fabricación, manipulación, almacenamiento, uso o eliminación puede tener efectos adversos para la salud o el medio ambiente. Esta decisión se justificó por el uso generalizado del producto químico en la industria y su descomposición en gas disulfuro de carbono, tóxico e inflamable. De dos ejemplos de derrame de etilxantato de sodio en Australia, uno provocó la evacuación de 100 personas y la hospitalización de 6 trabajadores que estuvieron expuestos a los vapores. En otro accidente, los residentes en la zona del derrame se quejaron de dolor de cabeza, mareos y náuseas. [17] En consecuencia, durante las operaciones de manipulación de etil xantato de sodio de alto riesgo, las regulaciones australianas exigen que los trabajadores estén equipados con ropa protectora, guantes antiestáticos, botas y respiradores de cara completa o aparatos de respiración autónomos . [18]

Referencias

  1. ^ Informe abcdef 5 (1995) p. 5
  2. ^ ab Informe 5 (1995) p. 6
  3. ^ Caroline Cooper (23 de julio de 2010). Referencia de escritorio del químico orgánico. Prensa CRC. págs. 123 (Acrónimos y términos diversos utilizados en la descripción de moléculas orgánicas). ISBN 978-1-4398-1164-1. Consultado el 22 de febrero de 2011 .
  4. ^ Kathrin-Maria Roy (2005). "Xantatos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a28_423. ISBN 3527306730.
  5. ^ Ingram, G.; Toms, Licenciatura en Letras (1961). "Las reacciones del etilxantato de sodio con etanol y con agua". Revista de la Sociedad Química (reanudada) : 117–127. doi :10.1039/JR9610000117.
  6. ^ Millican, Robert J.; Sauers, Carol K. (1979). "Descomposición general de xantatos de alquilo catalizada por ácido". La Revista de Química Orgánica . 44 (10): 1664-1669. doi :10.1021/jo01324a018.
  7. ^ Informe 5 (1995) págs. 14-16
  8. ^ Informe 5 (1995) p. 8
  9. ^ Informe abcdef 5 (1995) p. 9
  10. ^ Informe 5 (1995), pág. 2, citando a Rao, RS, “Xanthates and Related Compounds”, Marcel Dekker, Nueva York, 1971 ISBN 0-8247-1563-2 y Keller, CH (1925) Patente estadounidense 1.554.216 "Concentración de oro, minerales de sulfuro y minerales de óxido de uranio por flotación de minerales y productos de plantas metalúrgicas" 
  11. ^ Informe 5 (2000) p. 1
  12. ^ Informe 5 (2000) p. 3
  13. ^ ab Informe 5s (2000) p. v
  14. ^ Informe 5 (2000) p. 7
  15. ^ Informe 5 (1995) págs. 43–45
  16. ^ Informe 5 (1995) p. 17
  17. ^ Informe 5 (1995) p. 1
  18. ^ Informe 5 (2000) p. vi

Bibliografía