Méthanethiol

Méthanethiol
Identification
Synonymes	mercaptan méthylique mercaptométhane thiométhane Sulfhydrate de méthyle
No CAS	74-93-1
No ECHA	100.000.748
No CE	200-822-1
FEMA	2716
SMILES	CS PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1/CH4S/c1-2/h2H,1H3
Apparence	gaz incolore à l'odeur caractéristique.
Propriétés chimiques
Formule	CH4S  [Isomères] CH3-SH
Masse molaire	48,107 ± 0,006 g/mol C 24,97 %, H 8,38 %, S 66,66 %,
pKa	10,4
Moment dipolaire	1,52 ± 0,08 D
Propriétés physiques
T° fusion	−123 °C
T° ébullition	6 °C
Solubilité	dans l'eau à 20 °C : 23 g·l-1
Masse volumique	0,9 g·cm-3 équation : $\rho =1.9323/0.28018^{(1+(1-T/469.95)^{0.28523})}$ Masse volumique du liquide en kmol·m-3 et température en kelvins, de 150,18 à 469,95 K. Valeurs calculées : 0,8621 g·cm-3 à 25 °C. T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3) 150,18 −122,97 21,564 1,03742 171,5 −101,65 21,09033 1,01463 182,16 −90,99 20,84845 1,003 192,82 −80,33 20,60297 0,99119 203,48 −69,68 20,35365 0,97919 214,13 −59,02 20,10025 0,967 224,79 −48,36 19,84249 0,9546 235,45 −37,7 19,58005 0,94198 246,11 −27,04 19,31258 0,92911 256,77 −16,38 19,03969 0,91598 267,43 −5,72 18,76094 0,90257 278,09 4,94 18,47581 0,88885 288,75 15,6 18,18372 0,8748 299,41 26,26 17,884 0,86038 310,07 36,92 17,57586 0,84556 T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3) 320,72 47,57 17,25836 0,83028 331,38 58,23 16,93041 0,81451 342,04 68,89 16,59066 0,79816 352,7 79,55 16,23749 0,78117 363,36 90,21 15,86884 0,76343 374,02 100,87 15,48214 0,74483 384,68 111,53 15,074 0,7252 395,34 122,19 14,63989 0,70431 406 132,85 14,17346 0,68187 416,66 143,51 13,66542 0,65743 427,31 154,16 13,10115 0,63028 437,97 164,82 12,45535 0,59921 448,63 175,48 11,67666 0,56175 459,29 186,14 10,62419 0,51112 469,95 196,8 6,897 0,33181
T° d'auto-inflammation	693 K (420 °C)
Point d’éclair	−18 °C
Limites d’explosivité dans l’air	3,9–21,8 %vol
Pression de vapeur saturante	à 26,1 °C : 202 kPa équation : $P_{vs}=exp(54.15+{\frac {-4337.7}{T}}+(-4.8127)\times ln(T)+(4.5000E-17)\times T^{6})$ Pression en pascals et température en kelvins, de 150,18 à 469,95 K. Valeurs calculées : 201 202,87 Pa à 25 °C. T (K) T (°C) P (Pa) 150,18 −122,97 3,1479 171,5 −101,65 60,27 182,16 −90,99 198,18 192,82 −80,33 562,6 203,48 −69,68 1 412,31 214,13 −59,02 3 195,67 224,79 −48,36 6 619,34 235,45 −37,7 12 710,82 246,11 −27,04 22 864,61 256,77 −16,38 38 864,58 267,43 −5,72 62 879,6 278,09 4,94 97 434,58 288,75 15,6 145 363,12 299,41 26,26 209 750,97 310,07 36,92 293 880,97 T (K) T (°C) P (Pa) 320,72 47,57 401 189,95 331,38 58,23 535 247,42 342,04 68,89 699 764,13 352,7 79,55 898 637,61 363,36 90,21 1 136 040,5 374,02 100,87 1 416 557,52 384,68 111,53 1 745 377,71 395,34 122,19 2 128 550,84 406 132,85 2 573 320,65 416,66 143,51 3 088 553,45 427,31 154,16 3 685 289,42 437,97 164,82 4 377 455,99 448,63 175,48 5 182 800,48 459,29 186,14 6 124 124,68 469,95 196,8 7 230 900
Point critique	72,3 bar, 196,85 °C
Thermochimie
Cp	équation : $C_{P}=(115300)+(-263.23)\times T+(0.60412)\times T^{2}$ Capacité thermique du liquide en J·kmol-1·K-1 et température en kelvins, de 150,18 à 298,15 K. Valeurs calculées : 90,52 J·mol-1·K-1 à 25 °C. T (K) T (°C) Cp $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$ Cp $({\tfrac {J}{kg\times K}})$ 150,18 −122,97 89 390 1 858 160 −113,15 88 649 1 843 164 −109,15 88 379 1 837 169 −104,15 88 068 1 831 174 −99,15 87 788 1 825 179 −94,15 87 538 1 820 184 −89,15 87 319 1 815 189 −84,15 87 129 1 811 194 −79,15 86 970 1 808 199 −74,15 86 841 1 805 204 −69,15 86 742 1 803 209 −64,15 86 673 1 802 214 −59,15 86 635 1 801 219 −54,15 86 627 1 801 224 −49,15 86 649 1 801 T (K) T (°C) Cp $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$ Cp $({\tfrac {J}{kg\times K}})$ 229 −44,15 86 701 1 802 234 −39,15 86 783 1 804 238 −35,15 86 871 1 806 243 −30,15 87 008 1 809 248 −25,15 87 175 1 812 253 −20,15 87 372 1 816 258 −15,15 87 599 1 821 263 −10,15 87 857 1 826 268 −5,15 88 145 1 832 273 −0,15 88 463 1 839 278 4,85 88 811 1 846 283 9,85 89 189 1 854 288 14,85 89 598 1 862 293 19,85 90 037 1 872 298,15 25 90 520 1 882 équation : $C_{P}=(40.307)+(-3.6753E-3)\times T+(1.8400E-4)\times T^{2}+(-1.7596E-7)\times T^{3}+(5.0137E-11)\times T^{4}$ Capacité thermique du gaz en J·mol-1·K-1 et température en kelvins, de 100 à 1 500 K. Valeurs calculées : 51,3 J·mol-1·K-1 à 25 °C. T (K) T (°C) Cp $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$ Cp $({\tfrac {J}{kg\times K}})$ 100 −173,15 41 609 865 193 −80,15 45 256 941 240 −33,15 47 757 993 286 12,85 50 525 1 050 333 59,85 53 606 1 114 380 106,85 56 870 1 182 426 152,85 60 181 1 251 473 199,85 63 624 1 323 520 246,85 67 074 1 394 566 292,85 70 412 1 464 613 339,85 73 743 1 533 660 386,85 76 957 1 600 706 432,85 79 961 1 662 753 479,85 82 861 1 722 800 526,85 85 571 1 779 T (K) T (°C) Cp $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$ Cp $({\tfrac {J}{kg\times K}})$ 846 572,85 88 029 1 830 893 619,85 90 334 1 878 940 666,85 92 429 1 921 986 712,85 94 282 1 960 1 033 759,85 95 984 1 995 1 080 806,85 97 507 2 027 1 126 852,85 98 848 2 055 1 173 899,85 100 092 2 081 1 220 946,85 101 242 2 105 1 266 992,85 102 316 2 127 1 313 1 039,85 103 404 2 149 1 360 1 086,85 104 535 2 173 1 406 1 132,85 105 738 2 198 1 453 1 179,85 107 128 2 227 1 500 1 226,85 108 748 2 261
Propriétés électroniques
1re énergie d'ionisation	9,44 ± 0,005 eV (gaz)
Précautions
SGH
Danger H220, H331 et H410 H220 : Gaz extrêmement inflammable H331 : Toxique par inhalation H410 : Très toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme
SIMDUT
A, B1, D1A, A : Gaz comprimé tension de vapeur absolue à 50 °C = 480 kPa B1 : Gaz inflammable limite inférieure d'inflammabilité = 3,9 % D1A : Matière très toxique ayant des effets immédiats graves Transport des marchandises dangereuses : classe 2.3 Divulgation à 1,0 % selon la liste de divulgation des ingrédients
NFPA 704
4 4 0
Inhalation	Vapeurs toxiques à hautes doses
Peau	Peut provoquer des dermatoses
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le méthanethiol, ou méthylmercaptan est un composé organosulfuré de formule chimique CH₃SH. C'est un gaz incolore de la famille des thiols dont l'odeur rappelle celle du chou pourri. Il s'agit d'une substance naturelle que l'on peut trouver dans le sang, le cerveau et d'autres tissus, animaux ou humains. Le méthanethiol est également émis par les déjections animales et les flatulences, et on en trouve aussi dans certains aliments comme les noix et le fromage. C'est une des principales substances responsables de la mauvaise haleine.

Produit naturel

Le méthanethiol est un produit de la décomposition de la matière organique des marais et est également présent dans le gaz naturel de certaines régions des États-Unis, dans la houille et certains pétroles non raffinés. Il a également été détecté sur Mars dans des échantillons prélevés dans le cratère Gale et dont le contenu organique évoque le kérogène terrestre.

À la surface de l'eau de mer, le méthanethiol est le produit principal de la décomposition du métabolite diméthylsulfoniopropionate (DMSP) des algues. Il semblerait que les bactéries marines récupèrent la plupart de leurs protéines soufrées via la décomposition du DMSP et l'incorporation du méthanethiol et non pas par les sulfates. Pourtant ces dernières sont bien plus concentrés dans l'eau de mer (28 nM contre environ 0,3 nM pour le méthanethiol). Les bactéries d'environnements oxiques et anoxiques peuvent également convertir le méthanethiol en diméthylsulfide (DMS), bien que la plupart du DMS en surface de l'eau de mer soit en réalité produit par d'autres mécanismes. Le DMS et le méthanethiol peuvent tous deux être utilisés par certains microorganismes comme substrats pour la méthanogenèse de certains sédiments anoxiques.

Le méthanethiol est un acide faible : son pKa est d'environ 10,4. Cette propriété lui permet de réagir avec les métaux dissous dans des solutions aqueuses. Les conséquences environnementales de ces interactions dans l'eau de mer ou douce restent néanmoins à encore étudier.

Consignes de sécurité

Les fiches de sécurité françaises classifient le méthanethiol comme extrêmement inflammable et nocif. Il est toxique à hautes concentrations par inhalation et affecte le système nerveux central en provoquant des maux de tête, des nausées et une irritation du système respiratoire. Son odeur permet néanmoins en principe d'éviter toute intoxication, mais il peut provoquer une dermatose avec la peau. Il est donc recommandé de laver abondamment la peau et les yeux en cas de contact à de fortes concentrations. Le méthanethiol est plus dense que l'air et a tendance à s'accumuler dans les endroits confinés.

Lorsque le méthanethiol brûle, il dégage du dioxyde de carbone, mais aussi des gaz toxiques et corrosifs comme le dioxyde de soufre. Il faut également éviter de le laisser en contact avec des oxydants.

En France, ainsi qu'aux États-Unis, en Allemagne et en Grande-Bretagne, la VME (Valeur Moyenne d'Exposition pour 8 heures) est de 0,5 ppm. La CL50 pour 1 heure (Concentration Létale 50 %) est de 1 350 ppm.

Enfin, le méthanethiol est considéré comme toxique pour les organismes aquatiques et dangereux dans l'eau potable.

Utilisation

Le méthanethiol est principalement utilisé comme odorant en tant qu'additif dans le propane et le gaz naturel, ces derniers gaz étant souvent inodores. L'odeur du méthanethiol permet de détecter une fuite, car il se vaporise très vite et se sent en très faibles quantités.

Dans le cas du propane, on ajoute le méthanethiol liquide au propane liquide lors de l'opération de raffinage. Le méthanethiol reste à la concentration désirée lorsque le propane est acheminé par pipe-line et stocké. Les cuves de propane sont en général conçues pour que ce soit du gaz et non pas du liquide qui sorte. Or le point d'ébullition du méthanethiol étant plus élevé que celui du propane (et sa pression de vapeur plus faible), il se concentre davantage dans la cuve tandis que celle-ci se vide. C'est pourquoi même des fuites d'une cuve presque vide émettent l'odeur caractéristique.

Dans le cas du gaz naturel, le méthanethiol est injecté dans le réseau de distribution, en général quelques kilomètres avant le point d'utilisation. Les équipements servant à injecter le méthanethiol ainsi que les bonbonnes se situent en général au compteur principal, à l'extérieur de beaucoup de villes.

À cause de sa réactivité, il arrive que le méthanethiol parte du gaz avant de pouvoir atteindre le point d'utilisation, ou après une fuite. Il peut en effet réagir avec les métaux des tuyaux, notamment quand ceux-ci sont corrodés, et peut s'agglutiner aux poussières. Il y a déjà eu des explosions lors de fuites souterraines non détectées, car le méthanethiol du gaz avait été filtré par la terre.

Le méthanethiol est également utilisé dans l'industrie des polymères, ainsi qu'en tant que précurseur dans la fabrication de pesticides. Il sert aussi comme additif dans les carburants des avions à réaction. Il est également produit par décomposition des produits boisés lors de la fabrication du papier.

Asperges

Du méthanethiol est produit lors de la digestion de l'asperge. Il est responsable d'un changement notable de l'odeur de l'urine dans les 15 minutes après la consommation d'asperges. Cependant, la capacité à sentir cette odeur est un trait génétique.

Impact chimioclimatique

Le méthanethiol représente la plus grande part du soufre biogénique marin émis par le microplancton à la surface de l'océan. Ce volatile (peu exploré du fait de sa forte réactivité) augmente le taux d’aérosols sulfatés au-dessus de l’océan Austral. Leur capacité à réfléchir le rayonnement solaire a un effet localement bénéfique, atténuant l'effet délétère des gaz à effet de serre sur le climat, et ce d'autant plus qu’il augmente la durée de vie et le transport du sulfure de diméthyle.

Voir aussi

• Thiol (Mercaptan)
• Éthanethiol
• 1-Butanethiol
• Butyl séléno-mercaptan