Четыреххлористый углерод - Carbon tetrachloride
|
|||
Имена | |||
---|---|---|---|
Предпочтительное название IUPAC
Тетрахлорметан |
|||
Другие имена
Бензиформ
бензиноформ хлористый углерод углерод тет. Фреон-10 Хладагент-10 галон-104 метан четыреххлористого метил четыреххлористого perchloromethane Tetraform тетразол ТКХ |
|||
Идентификаторы | |||
3D модель ( JSmol )
|
|||
1098295 | |||
ЧЭБИ | |||
ЧЭМБЛ | |||
ChemSpider | |||
ECHA InfoCard | 100.000.239 | ||
Номер ЕС | |||
2347 | |||
КЕГГ | |||
PubChem CID
|
|||
Номер RTECS | |||
UNII | |||
Номер ООН | 1846 г. | ||
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|||
|
|||
|
|||
Характеристики | |||
C Cl 4 | |||
Молярная масса | 153,81 г / моль | ||
Появление | Бесцветная жидкость | ||
Запах | Сладкий запах хлороформа | ||
Плотность | |||
Температура плавления | -22,92 ° С (-9,26 ° F, 250,23 К) | ||
Точка кипения | 76,72 ° С (170,10 ° F, 349,87 К) | ||
Растворимость | Растворим в спирте , эфире , хлороформе , бензоле , нафте , CS 2 , муравьиной кислоте. | ||
журнал P | 2,64 | ||
Давление газа | 11,94 кПа при 20 ° C | ||
Константа закона Генри ( k H ) |
2,76 × 10 -2 атм · м 3 / моль | ||
−66,60 × 10 −6 см 3 / моль | |||
Теплопроводность | 0,1036 Вт / м · К (300 К) | ||
Показатель преломления ( n D )
|
1,4607 | ||
Вязкость | 0,86 мПа · с | ||
0 Д | |||
Состав | |||
Моноклиника | |||
Тетрагональный | |||
Тетраэдр | |||
0 Д | |||
Термохимия | |||
Теплоемкость ( C )
|
132,6 Дж / моль · К | ||
Стандартная мольная
энтропия ( S |
214,42 Дж / моль · К | ||
Std энтальпия
формации (Δ F H ⦵ 298 ) |
-139,3 кДж / моль | ||
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ˚)
|
−686 кДж / моль | ||
Опасности | |||
Паспорт безопасности |
См .: страницу данных ICSC 0024 |
||
Пиктограммы GHS | |||
Сигнальное слово GHS | Опасность | ||
H301 , H311 , H331 , H351 , H372 , H412 , H420 | |||
Р201 , Р202 , Р260 , Р261 , Р264 , Р270 , Р271 , Р273 , Р280 , Р281 , Р301 + 310 , P302 + 352 , Р304 + 340 , P308 + 313 , P311 , P312 , P314 , P321 , P322 , P330 , P361 , P363 , P403 + 233 , P405 , P501 | |||
NFPA 704 (огненный алмаз) | |||
точка возгорания | <982 ° С | ||
982 ° С (1800 ° F, 1255 К) | |||
Смертельная доза или концентрация (LD, LC): | |||
LD 50 ( средняя доза )
|
2350 мг / кг | ||
ЛК 50 ( средняя концентрация )
|
|||
LC Lo ( самый низкий опубликованный )
|
|||
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |||
PEL (Допустимо)
|
TWA 10 ppm C 25 ppm 200 ppm (максимум 5 минут за любые 4 часа) | ||
REL (рекомендуется)
|
Ca ST 2 частей на миллион (12,6 мг / м 3 ) [60 минут] | ||
IDLH (Непосредственная опасность)
|
200 частей на миллион | ||
Родственные соединения | |||
Другие анионы
|
Тетрафторид углерода Тетрабромид углерода Тетраиодид углерода |
||
Другие катионы
|
Тетрахлорид кремния Тетрахлорид германия Тетрахлорид олова Тетрахлорид свинца |
||
Родственные хлорметаны
|
Хлорметан Дихлорметан Хлороформ |
||
Страница дополнительных данных | |||
Показатель преломления ( n ), диэлектрическая проницаемость (ε r ) и т. Д. |
|||
Термодинамические
данные |
Фазовое поведение твердое тело – жидкость – газ |
||
УФ , ИК , ЯМР , МС | |||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). |
|||
проверить ( что есть ?) | |||
Ссылки на инфобоксы | |||
Четыреххлористый углерод , также известный под многими другими названиями (например, тетрахлорметан , также признана IUPAC , углерод Tet в индустрии чистоты , галон-104 в тушении пожара, и хладагент-10 в HVACR ) представляет собой органическое соединение с химической формулой CCl 4 . Это бесцветная жидкость со «сладким» запахом, который можно обнаружить при низких уровнях. Он практически не воспламеняется при более низких температурах. Раньше он широко использовался в огнетушителях в качестве прекурсора хладагентов и в качестве чистящего средства , но с тех пор его использование было прекращено из-за проблем, связанных с окружающей средой и безопасностью. Воздействие высоких концентраций четыреххлористого углерода (включая пары ) может повлиять на центральную нервную систему и вызвать дегенерацию печени и почек. Продолжительное воздействие может быть смертельным.
Характеристики
В молекуле четыреххлористого углерода четыре атома хлора расположены симметрично в виде углов в тетраэдрической конфигурации, соединенных с центральным атомом углерода одинарными ковалентными связями . Из-за этой симметричной геометрии CCl 4 неполярен. Газообразный метан имеет такую же структуру, поэтому четыреххлористый углерод превращается в галометан . В качестве растворителя он хорошо подходит для растворения других неполярных соединений, таких как жиры и масла. Он также может растворять йод . Он несколько летуч , выделяет пары с запахом, характерным для других хлорированных растворителей, чем-то похожим на запах тетрахлорэтилена, напоминающий запах мастерских химчисток .
Твердый тетрахлорметан имеет два полиморфа : кристаллический II ниже -47,5 ° C (225,6 K) и кристаллический I выше -47,5 ° C. При -47,3 ° C он имеет моноклинную кристаллическую структуру с пространственной группой C2 / c и постоянными решетки a = 20,3, b = 11,6, c = 19,9 (0,10 -1 нм), β = 111 °.
При удельном весе более 1 четыреххлористый углерод будет присутствовать в виде плотной жидкости в неводной фазе, если в окружающую среду будет разлито достаточное количество.
История и синтез
Четыреххлористый углерод был первоначально синтезирован французским химиком Анри Виктором Реньо в 1839 году путем реакции хлороформа с хлором, но теперь он в основном производится из метана :
- CH 4 + 4 Cl 2 → CCl 4 + 4 HCl
В производстве часто используются побочные продукты других реакций хлорирования , например, при синтезе дихлорметана и хлороформа . Высшие хлоруглероды также подвергаются «хлоринолизу»:
- С 2 Cl 6 + Cl 2 → 2 CCl 4
До 1950-х годов четыреххлористый углерод производился путем хлорирования сероуглерода при температуре от 105 до 130 ° C:
Производство четыреххлористого углерода резко сократилось с 1980-х годов из-за экологических проблем и снижения спроса на ХФУ , которые были получены из четыреххлористого углерода. В 1992 году производство в США / Европе / Японии оценивалось в 720 000 тонн.
Безопасность
Четыреххлористый углерод - один из самых сильных гепатотоксинов (токсичных для печени), настолько сильный, что он широко используется в научных исследованиях для оценки гепатопротекторных агентов. Воздействие высоких концентраций четыреххлористого углерода (включая пары ) может повлиять на центральную нервную систему и вызвать дегенерацию печени и почек, а продолжительное воздействие может привести к коме или смерти . Хроническое воздействие четыреххлористого углерода может вызвать повреждение печени и почек и привести к раку . См. Паспорта безопасности .
Воздействие тетрахлорметана на здоровье человека и окружающую среду было оценено в соответствии с REACH в 2012 году в контексте оценки вещества, проведенной Францией.
В 2008 году исследование обычных чистящих средств показало присутствие четыреххлористого углерода в «очень высоких концентрациях» (до 101 мг / м 3 ) в результате смешивания производителями поверхностно-активных веществ или мыла с гипохлоритом натрия (отбеливателем).
Тетрахлорметан также разрушает озоновый слой и является парниковым газом . Однако с 1992 года его атмосферные концентрации снижаются по причинам, описанным выше (см. Графики атмосферных концентраций в галерее ). CCl 4 имеет время жизни в атмосфере 85 лет.
При высоких температурах воздуха он разлагается или горит с образованием ядовитого фосгена .
Токсикологические исследования
Тетрахлорметан является подозреваемым канцерогеном для человека на основании достаточных доказательств канцерогенности в исследованиях на экспериментальных животных. Всемирная организация здравоохранения сообщает, что четыреххлористый углерод может вызывать гепатомы и гепатоцеллюлярные карциномы у мышей и крыс. Дозы, вызывающие опухоли печени, выше, чем дозы, вызывающие токсичность клеток. Международное агентство по изучению рака (IARC) классифицировало данное соединение в группе 2B , возможно канцерогенное для человека .
Использует
В органической химии четыреххлористый углерод служит источником хлора в реакции Аппеля .
Одно из специальных применений тетрахлорметана - коллекционирование марок , чтобы обнаруживать водяные знаки на почтовых марках, не повреждая их. Небольшое количество жидкости помещают на обратную сторону штампа в черный стакан или обсидиановый поднос. Тогда можно будет отчетливо увидеть буквы или рисунок водяного знака.
Историческое использование
Тетрахлорметан широко использовался в качестве растворителя для химической чистки , в качестве хладагента и в лавовых лампах . В последнем случае четыреххлористый углерод является ключевым ингредиентом, увеличивающим вес в остальном плавучий воск.
Растворитель
Когда-то он был популярным растворителем в органической химии, но из-за его неблагоприятного воздействия на здоровье сегодня он используется редко. Иногда его используют в качестве растворителя для инфракрасной спектроскопии , поскольку нет значительных полос поглощения выше 1600 см -1 . Поскольку четыреххлористый углерод не имеет атомов водорода, он исторически использовался в протонной ЯМР-спектроскопии . Помимо того, что он токсичен, его растворяющая способность невысока. Его использование в ЯМР-спектроскопии в значительной степени заменено дейтерированными растворителями . Использование четыреххлористого углерода для определения масла было заменено различными другими растворителями, такими как тетрахлорэтилен . Поскольку четыреххлористый углерод не имеет связей C – H, он не вступает в свободнорадикальные реакции . Это полезный растворитель для галогенирования элементарным галогеном или реагентом галогенирования, таким как N- бромосукцинимид (эти условия известны как бромирование Воля-Циглера ).
Пожаротушение
В 1910 году компания Pyrene Manufacturing Company из Делавэра подала патент на использование тетрахлорметана для тушения пожаров. Жидкость испарялась из-за высокой температуры сгорания и потушенного пламени - ранней формы газового пожаротушения . В то время считалось, что газ просто вытесняет кислород в области возле огня, но более поздние исследования показали, что газ фактически подавляет химическую цепную реакцию процесса горения.
В 1911 году Пирен запатентовал небольшой портативный огнетушитель, в котором использовалось это химическое вещество. Огнетушитель представлял собой латунный баллон со встроенным ручным насосом, который использовался для выпуска струи жидкости в сторону огня. Поскольку в контейнере не было давления, его можно было легко пополнить после использования. Тетрахлорметан подходит для жидкостных и электрических пожаров, а огнетушители часто переносятся на самолетах или автомобилях.
В первой половине 20-го века еще одним распространенным огнетушителем был одноразовый запечатанный стеклянный шар, известный как «огненная граната», наполненный либо четыреххлористым углеродом, либо соленой водой. Лампочку можно было бросить в основание пламени, чтобы погасить огонь. Тип четыреххлористого углерода также может быть установлен в подпружиненный настенный светильник с фиксатором на основе припоя . Когда припой расплавлялся под воздействием высокой температуры, пружина либо ломала шар, либо выбрасывала его из кронштейна, позволяя огнетушащему веществу автоматически рассеиваться в огне. Хорошо известным брендом была «Красная комета», которая производилась по-разному с другим противопожарным оборудованием в Денвере, штат Колорадо, компанией Red Comet Manufacturing Company с момента ее основания в 1919 году до закрытия производственных операций в начале 1980-х годов.
Хладагенты
До Монреальского протокола большие количества четыреххлористого углерода использовались для производства хлорфторуглеродных хладагентов R-11 ( трихлорфторметан ) и R-12 ( дихлордифторметан ). Однако эти хладагенты играют роль в разрушении озонового слоя, и их использование постепенно прекращается. Тетрахлорметан по-прежнему используется для производства менее разрушительных хладагентов. Четыреххлористый углерод, полученный из тяжелого хлора-37 , использовался для обнаружения нейтрино .
Галерея
использованная литература
внешние ссылки
- Международная карта химической безопасности 0024
- Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0107» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- «Тетрахлорид углерода (группа 2В)» . Международное агентство по изучению рака (IARC) - Обзоры и оценки . 71 : 401. 1999.
- Монография МАИР: «Тетрахлорметан»
- Токсикологический профиль тетрахлорметана
- Критерии гигиены окружающей среды для тетрахлорметана
- Паспорт безопасности вещества на тетрахлорметан в базе данных по опасным химическим веществам
- Профиль вещества на ntp.niehs.nih.gov
- ChemSub Online: четыреххлористый углерод