Odpre glavni meni

Ogljikov tetraklorid

Ogljikov tetraklorid
Strukturna formula ogljikovega tetraklorid
Prostorsko zapolnjeni model ogljikovega tetraklorid
Ogljikov tetraklorid
IUPAC-ime ogljikov tetraklorid, tetraklorometan
Druga imena benziform, benzinoform, ogljikov klorid, halon-104, metan tetraklorid, perklorometan, tetraform, tetrasol
Identifikatorji
Številka CAS 56-23-5
PubChem 5943
EINECS število 200-262-8
UN število 1846
KEGG C07561
ChEBI 27385
RTECS število FG4900000
SMILES
InChI
ChemSpider 5730
Lastnosti
Molekulska formula CCl4
Molska masa 153,82 g mol−1
Videz brezbarvna tekočina
Vonj sladkoben, etru podoben vonj
Gostota 1,5867 g cm−3 (tekoč)

1,831 g cm−3 pri −186 °C (trden)
1,809 g cm−3 pri −80 °C (trden)

Tališče

-22,92 °C, 250 K, -9 °F

Vrelišče

76,72 °C, 350 K, 170 °F

Topnost (voda) 0,097 g/100 mL (0 °C)
0.081 g/100 mL (25 °C)
Topnost topen v etanolu, etru, kloroformu, benzenu, bencinu, ogljikovem disulfidu in mravljinčni kislini
log P 2.64
Parni tlak 11,94 kPa pri 20 °C
kH 2,76x10−2 atm·m3/mol
Lomni količnik (nD) 1,4607
Dipolni moment 0 D
Struktura
Kristalna struktura monoklinski
Oblika molekule tetraedrična
Termokemija
Standardna tvorbena
entalpija
ΔfHo298
-139,3 kJ/mol
Standardna molarna
entropija
So298
214,4 J/mol K
Specifična toplota, C 132,6 J/mol K
Nevarnosti
Varnostni list ICSC 0024
EU klasifikacija Hazard T.svg TDangerous for the Environment (Nature) N
EU Index 602-008-00-5
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
3
0
 
R-stavki R23/24/25, R40, R48/23, Predloga:R59, Predloga:R52/53
S-stavki (S1/2), (S23), S36/37, (S45), R59, (S61)
Plamenišče ni vnetljiv
LD50 2350 mg/kg
Sorodne snovi
Drugi kationi silicijev tetraklorid,
germanijev tetraklorid,
kositrov tetraklorid,
svinčev tetraklorid
Sorodno klorometani klorometan,
diklorometan,
kloroform
Sorodne snovi tetrafluorometan,
tetrabromometan,
tetrajodometan
Če ni navedeno drugače, podatki veljajo za
material v standardnem stanju (pri 25 °C, 100 kPa)

Ogljikov tetraklorid, znan tudi kot tetraklorometan in tetraklorogljik, je organska spojina s formulo CCl4. Nekateri viri ga uvrščajo med anorganske spojine.

V preteklosti se je pogosto uporabljal kot sredstvo za gašenje, hladilno sredstvo in topilo. Je brezbarvna tekočina s sladkobnim vonjem, ki je zaznaven že pri majhnih koncentracijah.

Zgodovina in sintezaUredi

Ogljikov tetraklorid je prvi sintetiziral francoski kemik Henri Victor Regnault leta 1839 z reakcijo kloroforma s klorom.[1] Sedaj se proizvaja predvsem s kloriranjem metana:

CH4 + 4 Cl2 → CCl4 + 4 HCl

Za proizvodnjo se pogosto uporabljajo stranski produkti drugih reakcij, na primer diklorometan in kloroform:

C2Cl6 + Cl2 → 2 CCl4

Do 1950. let se je proizvajal s kloriranjem ogljikovega disulfida pri temperaturi 105−130 °C:[2]

CS2 + 3Cl2 → CCl4 + S2Cl2

Proizvodnja ogljikovega trtraklorida je v 1980. letih začela močno upadati zaradi njegovega škodljivega vpliva na okolje in upadanja potreb po halogeniranih alkanih, ki se je proizvajali iz njega. Leta 1992 je bila proizvodnja ogljikovega tetraklorida v ZDA, Evropi in na Japonskem približno 720.000 ton. [2]

LastnostiUredi

V molekuli ogljikovega tetraklorida so štirje atomi klora razporejeni v oglišča tetraedra z ogljikovim atomom v središču. Atomi klora in ogljika so povezani z enojnimi kovalentnimi vezmi. Molekula je zaradi simetrije nepolarna. Ogljikov tetraklorid je dobro topilo za druge nepolarne spojine, maščobe, olja in celo jod. Njegovi hlapi imajo podoben vonj kot druga klorirana topila in je značilen za kemične čistilnice.

Trdni ogljikov tetraklorid ima dva polimorfa: kristalnega II pri temperaturah pod −47,5 °C in kristalnega I pri temperaturah nad −47,5 °C.[3] Pri −47,3 °C ima monoklinsko kristalno strukturo s prostorsko skupino C2/c in mrežnimi konstantami a = 2,03 Å, b = 1,16 Å, c = 1,99 Å in β = 111°.[4] Pri izlitju v naravno okolje se zaradi gostote, večje od gostote vode, obravnava kot težka faza, ki se ne meša z vodo.

UporabaUredi

V preteklostiUredi

V preteklosti se je ogljikov tetraklorid uporabljal za različne namene. Ko je postalo jasno, da škodljivo vpliva na zdravje, na primer da povzroča akutno odpoved jeter, so se namesto njega začeli uporabljati bolj varni proizvodi, na primer tetrakloroeten. Njegova poraba je začela padati že leta 1940, še vedno pa se je uporabljal kot pesticid za uničevanje žuželk v silosih za žito. Po letu 1970 so ga v ZDA že prepovedali.

Do podpisa Montrealskega sporazuma, ki je začel veljati 1. januarja 1989, se je še vedno uporabljal za proizvodnjo hladilnih sredstev R-11 (klorofluoroogljik) in R-12 (diklorodifluorometan), po tem datumu pa se je proizvodnja zaradi povzročanja ozonske luknje ustavila. Ogljikov tetraklorid se je uporabljal tudi za detekcijo nevtrinov.

Sedanja rabaUredi

Ogljkov tetraklorid je eden od najmočnejših strupov za jetra, zato se je na široko uporabljal za vrednotenje učinkov snovi za zaščito jeter.[5]

Pri nizkih temperaturah je praktično nevnetljiv. Pri visokih temperaturah v zraku tvori strupen fosgen. V organski kemiji se uporablja kot vir klora.

Ker nima nobene vezi C-H, težko reagira v radikalskih reakcijah, zato je primerno topilo za halogeniranje ali z elementarnim klorom ali s halogenirajočinmi agensi, na primer bromosukcinimidom.

V raziskovalni organski sintezni kemiji se še uporablja kot topilo, zaradi škodljivega vpliva na zdravje pa se ga poskuša nadomestiti z drugimi bolj varnimi topili. Včasih se uporablja tudi kot topilo v infrardeči spektroskopiji, ker nima značilnih absorpcijskih črt pri valovnih dolžinah, večjih od 1600 cm-1. Ker nima nobenega vodikovega atoma, se je v preteklosti uporabljal v protonski jedrski magnetni resonančni spektroskopiji. Zaradi strupenosti in slabih topilnih lastnosti[6] ga vedno bolj izpodrivajo devterirana topila. V analizah vsebnosti olj so ga zamenjala druga topila, na primer tetrakloroeten.

VarnostUredi

 
Vsebnost CCl4 v Zemljinem ozračju[7]

Izpostavljenost visokim koncentracijam ogljikovega trtraklorida, tudi hlapom, lahko poškoduje osrednji živčni sistem, degenerira jetra[5] in ledvica[8] in po daljši izpostavljenosti povzroči nezavest in smrt.[9] Stalna izpostavljenost lahko povzroči okvaro jeter[10][11] in ledvic in celo raka.[12]

Leta 2008 so naredili študijo običajnih gospodinjskih čistil in v njih odkrili "zelo visoke koncentracije" ogljikovega tetraklorida (do 110 mg/m3). V teh proizvodih je nastal zaradi dodajanje belila natrijevega hipoklorita v pralna sredstva in mila.[13]

Ogljikov tetraklorid se je zaradi možnega depresivnega in/ali disociativnega vpliva na osrednji živčni sistem tudi zlorabljal z vdihavanjem. Takšna uporaba predstavlja resno tveganje za zdravje in lahko povzroči vse omenjene okvare.

Ogljikov tetraklorid je tudi toplogredni plin[14] in ena od snovi, ki tanjšajo ozonski plašč.[15] Leta 1992<[7] je njegova vsebnost v ozračju zaradi vseh naštetih ukrepov začela padati. Življenjska doba ogljikovega tetraklorida z zraku je 85 let.[16]

SkliciUredi

  1. V. Regnault (1839). Sur les chlorures de carbone CCl et CCl2. Annales de Chimie et de Physique 70: 104-107. Annalen der Pharmacie 30 (3): 350–352. doi: 10.1002/jlac.18390300310.
  2. 2,0 2,1 M. Rossberg, W. Lendle, G. Pfleiderer, A. Tögel, E.-L. Dreher, E. Langer, H. Jaerts, P. Kleinschmidt, H. Strack, R. Cook, U. Beck, K.-A. Lipper, T.R. Torkelson, E. Löser, K.K. Beutel (2006). Chlorinated Hydrocarbons. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim. doi: 10.1002/14356007.a06_233.pub2.
  3. Carbon tetrachloride.
  4. F. Brezina, J. Mollin, R. Pastorek, Z. Sindelar (1986). Chemicke tabulky anorganickych sloucenin. SNTL.
  5. 5,0 5,1 W.F. Seifert, A. Bosma, A. Brouwer in drugi (januar 1994). Vitamin A deficiency potentiates carbon tetrachloride-induced liver fibrosis in rats. Hepatology 19 (1): 193–201. doi: 10.1002/hep.1840190129. PMID 8276355.
  6. W. Reusch. Introduction to Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. Virtual Textbook of Organic Chemistry. Michigan State University.
  7. 7,0 7,1 S.J. Walker, R. F. Weiss, P.K. Salameh (2000). Reconstructed histories of the annual mean atmospheric mole fractions for the halocarbons CFC-11, CFC-12, CFC-113 and carbon tetrachloride. Journal of Geophysical Research 105: 14285–96. Bibcode: 2000JGR...10514285W. doi: 10.1029/1999JC900273.
  8. K.K. Liu, Y. Kato, M. Yamazaki, O. Higuchi, T. Nakamura, Y. Sugiyama (april 1993). Decrease in the hepatic clearance of hepatocyte growth factor in carbon tetrachloride-intoxicated rats. Hepatology 17 (4): 651–60. doi: 10.1002/hep.1840170420. PMID 8477970.
  9. R.O. Recknagel, E.A. Glende, J.A. Dolak, R.L. Waller (1989). Mechanism of Carbon-tetrachloride Toxicity. Pharmacology Therapeutics 43 (43): 139–154. doi: 10.1016/0163-7258(89)90050-8.
  10. R.O. Recknagel (junij 1967). Carbon tetrachloride hepatotoxicity. Pharmacol. Rev. 19 (2): 145–208. PMID 4859860.
  11. Y. Masuda (oktober 2006). Learning toxicology from carbon tetrachloride-induced hepatotoxicity. Yakugaku Zasshi 126 (10): 885–99. doi: 10.1248/yakushi.126.885. PMID 17016019.
  12. A.S. Rood, P.D. McGavran, J.W. Aanenson, J.E. Till (avgust 2001). Stochastic estimates of exposure and cancer risk from carbon tetrachloride released to the air from the rocky flats plant. Risk Anal. 21 (4): 675–95. doi: 10.1111/0272-4332.214143. PMID 11726020.
  13. M. Odabasi (2008). Halogenated Volatile Organic Compounds from the Use of Chlorine-Bleach-Containing Household Products. Environmental Science & Technology 42 (5): 1445–51. Bibcode: 2008EnST...42.1445O. doi:10.1021/es702355u.
  14. W.J.F. Evans, E. Puckrin (1996). A measurement of the greenhouse radiation associated with carbon tetrachloride (CCl4). Geophysical Research Letters 23 (14): 1769–72. Bibcode: 1996GeoRL..23.1769E. doi: 10.1029/96GL01258.
  15. P. Fraser (1997). Chemistry of stratospheric ozone and ozone depletion. Australian Meteorological Magazine 46 (3): 185–193.
  16. K. Dow, T.E. Downing (2006). The Atlas of Climate Change. ISBN 978-0-520-25558-6.