ANGLIES TETRACHLORIDAS (CCL4): STRUKTŪRA, SAVYBĖS, PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Anglies tetrachlorido yra bespalvis skystis, šiek tiek saldus kvapas, kaip eterio ir chloroformo kvapo. Jo cheminė formulė yra CCl ₄ , ir ji yra kovalentinis ir lakiųjų junginį, kurio garų yra didesnio tankio už orą; Tai nėra elektros laidininkas ir nedegus.

Jis randamas atmosferoje, upių vandenyje, jūroje ir jūros dugno nuosėdose. Manoma, kad raudonuosiuose dumbliuose esantis tetrachloridas yra sintetinamas to paties organizmo.

Šaltinis: commons.wikimedia.org

Atmosferoje jis susidaro reaguojant chlorui ir metanui. Pramoniniu būdu pagamintas tetrachlormetras patenka į vandenyną, pirmiausia per jūros ir oro sąsają. Manoma, kad jo atmosferos srautas => vandenyno kiekis bus 1,4 x 10 ¹⁰ g per metus, tai atitinka 30% viso atmosferoje esančio tetrachlorido.

Pagrindinės funkcijos

Anglies tetrachloridas gaminamas pramoniniu būdu termiškai chlorinant metaną. Metanas reaguoja su chloro dujomis, esant 400–430 ° C temperatūrai. Reakcijos metu susidaro nevalytas produktas, turintis druskos rūgšties šalutinį produktą.

Jis taip pat gaminamas pramoniniu būdu anglies disulfido metodu. Chloras ir anglies disulfidas reaguojami nuo 90 ° C iki 100 ° C temperatūroje, kaip katalizatorių naudojant geležį. Po to neapdorotas produktas frakcionuojamas, neutralizuojamas ir distiliuojamas.

CCl ₄ , be kita ko, buvo naudojamas daug kartų: riebalų, aliejų, lakų ir tt tirpiklis; sausas drabužių valymas; pesticidų, žemės ūkio fumigacija ir fungicidai bei nailono gamyba. Tačiau, nepaisant to, kad yra labai naudingas, jo naudojimas buvo iš dalies atsisakytas dėl didelio toksiškumo.

Žmonėms jis sukelia toksinį poveikį odai, akims ir kvėpavimo takams. Tačiau labiausiai kenksmingas poveikis pasireiškia veikiant centrinei nervų sistemai, kepenims ir inkstams. Inkstų pažeidimai yra pagrindinė mirčių, priskirtų dėl toksiško anglies tetrachlorido, priežastis.

Struktūra

Paveikslėlyje galite pamatyti anglies tetrachlorido, kuris yra tetraedrinės geometrijos, struktūrą. Atkreipkite dėmesį, kad Cl atomai (žaliosios sferos) yra orientuoti erdvėje aplink anglį (juodoji sfera) ir piešia tetraedrą.

Taip pat reikia paminėti, kad kadangi visi tetraedro viršūnės yra vienodos, struktūra yra simetriška; tai yra, nesvarbu, kaip pasukta CCl ₄ molekulė , ji visada bus ta pati. Kadangi žali CCl ₄ tetraedrai yra simetriški, gaunamas nuolatinis dipolio momentas.

Kodėl? Kadangi C-Cl ryšiai yra poliariški dėl didesnio Cl elektronegatyvumo C atžvilgiu, šie momentai vektoriškai panaikinami. Todėl tai yra apoliarus chloruotas organinis junginys.

Anglies yra pilnai chlorinti į CCL ₄ , kuris yra lygus aukštos oksidacijos (anglis gali sudaryti ne daugiau kaip keturis obligacijų su chloru). Šis tirpiklis nėra linkęs prarasti elektronų, yra aproto (neturi vandenilio) ir yra maža chloro transportavimo ir laikymo priemonė.

Fizinės ir cheminės savybės

Formulė

CCl ₄

Molekulinė masė

153,81 g / mol.

Fizinė išvaizda

Tai yra bespalvis skystis. Jis kristalizuojasi monoklininių kristalų pavidalu.

Kvapas

Jis turi būdingą kvapą, esantį kitiems chlorintiems tirpikliams. Kvapas yra aromatingas ir šiek tiek saldus, panašus į tetrachloretileno ir chloroformo kvapą.

Virimo taškas

170,1 ° F (76,8 ° C) esant 760 mmHg.

Lydymosi temperatūra

-9 ° F (-23 ° C).

Tirpumas vandenyje

Jis mažai tirpsta vandenyje: 1,16 mg / ml 25 ° C temperatūroje ir 0,8 mg / ml 20 ° C temperatūroje. Kodėl? Kadangi vanduo, labai poliarinė molekulė, „nejaučia“ giminingumo tetrapolichloridui, kuris yra nepolinis.

Tirpumas organiniuose tirpikliuose

Dėl savo molekulinės struktūros simetrijos anglies tetrachloridas yra nepolinis junginys. Todėl jis maišosi su alkoholiu, benzenu, chloroformu, eteriu, anglies disulfidu, naftos eteriu ir pirminiu benzinu. Taip pat jis tirpsta etanolyje ir acetone.

Tankis

Skystos būsenos: 1,59 g / ml 68 ° F ir 1,594 g / ml 20 ° C temperatūroje.

Kietos būsenos: 1,831 g / ml -186 ° C ir 1,809 g / ml -80 ° C temperatūroje.

Stabilumas

Paprastai inertiškas.

Ėsdinantis veiksmas

Reaguoja į kai kurias plastikų formas, gumas ir dangas.

užsidegimo vieta

Jis laikomas mažai degiu, o užsidegimo taškas yra žemesnis kaip 982 ºC.

Automatinis uždegimas

982 ° C (1800 ° F; 1255 K).

Garų tankis

5,32 - oro atžvilgiu, kaip pamatinė vertė lygi 1.

Garų slėgis

91 mmHg esant 68 ° F; 113 mmHg esant 77ºF ir 115 mmHg esant 25ºC.

Skilimas

Gaisro metu susidaro chloridas ir fosgenas, labai toksiškas junginys. Be to, tomis pačiomis sąlygomis jis suskyla į vandenilio chloridą ir anglies monoksidą. Esant vandeniui aukštoje temperatūroje, jis gali gaminti druskos rūgštį.

Klampumas

2,03 x 10 ^-3 Pa s

Kvapo slenkstis

21,4 ppm.

Lūžio rodiklis (

1.4607.

Programos

Chemijos gamyba

Gaminant organinį chlorą, jis veikia kaip chlorinantis ir (arba) tirpiklis. Panašiai kaip monomeras įsiterpia gaminant nailoną.

- Veikia kaip tirpiklis gaminant kaučiuko cementą, muilą ir insekticidus.

-Jis naudojamas gaminant svaidomąjį chlorfluorangliavandenilį.

- Kadangi jis neturi CH jungčių, anglies tetrachloridas nevyksta laisvųjų radikalų reakcijų, todėl jis yra naudingas tirpiklis halogenuojant tiek elementiniu halogenu, tiek halogeninimo reagentu, pavyzdžiui, N-bromosukcinimidu.

Šaltnešio gamyba

Jis buvo naudojamas gaminant chlorfluorangliavandenilį, šaltnešį R-11 ir trichlorfluormetaną, šaltnešį R-12. Šie šaltnešiai naikina ozono sluoksnį, todėl buvo rekomenduota nutraukti jų naudojimą pagal Monrealio protokolo rekomendacijas.

Gaisro slopinimas

XX amžiaus pradžioje anglies tetrachloridas buvo pradėtas naudoti kaip gesintuvas, remiantis junginio savybėmis: jis yra nestabilus; jo garai yra sunkesni už orą; tai nėra elektros laidininkas ir nėra labai degus.

Kai kaitinamas anglies tetrachloridas, jis virsta sunkiais garais, kurie uždengia degimo produktus, izoliuodami juos iš deguonies ore ir sukeldami ugnį. Jis tinka gesinti alyvos ir prietaisų gaisrus.

Tačiau aukštesnėje nei 500 ºC temperatūroje anglies tetrachloridas gali reaguoti su vandeniu ir sukelti fosgeną, toksišką junginį, todėl jo naudojimo metu reikia atkreipti dėmesį į vėdinimą. Be to, jis gali sprogiai reaguoti su metaliniu natriu, todėl gaisro, kurio metu yra šis metalas, reikia vengti naudoti.

Valymas

Anglies tetrachloridas ilgą laiką buvo naudojamas sausam drabužių ir kitų buitinių medžiagų valymui. Be to, jis naudojamas kaip pramoninis metalų nuriebalintojas, puikiai tirpinantis riebalus ir aliejų.

Cheminė analizė

Jis naudojamas borui, bromidui, chloridui, molibdenui, volframui, vanadiui, fosforui ir sidabrui aptikti.

Infraraudonųjų spindulių spektroskopija ir branduolinis magnetinis rezonansas

-Jis naudojamas kaip tirpiklis infraraudonųjų spindulių spektroskopijoje, nes anglies tetrachloridas neturi reikšmingos absorbcijos juostose, viršijančiose 1600 cm ^-1 .

-Jis buvo naudojamas kaip tirpiklis branduolinio magnetinio rezonanso srityje, nes jis netrukdė technikai, nes neturėjo vandenilio (jis yra aproto). Bet dėl ​​toksiškumo, nes mažai tirpstantis, anglies tetrachloridas buvo pakeistas deuterintais tirpikliais.

Tirpiklis

Nepolinio junginio savybė leidžia naudoti anglies tetrachloridą kaip tirpiklį aliejams, tepalams, lakams, lakams, gumos vaškams ir dervoms. Tai taip pat gali ištirpinti jodą.

Kiti naudojimo būdai

-Jis yra svarbus lavos lempų komponentas, nes dėl savo tankio anglies tetrachloridas padidina vaško svorį.

- Naudojamas antspaudų kolekcionierių, jis atidaro vandens ženklus ant antspaudų, nepadarydamas žalos.

-Jis buvo naudojamas kaip pesticidų ir fungicidų agentas ir grūdams fumiguojant, kad būtų pašalinti vabzdžiai.

-Metalo pjaustymo procese jis naudojamas kaip tepalas.

- Jis buvo naudojamas veterinarijoje kaip antihelmintikas gydant avių fasciolazę, kurią sukelia Fasciola hepatica.

Toksiškumas

- Anglies tetrachloridas gali būti absorbuojamas per kvėpavimo takus, virškinimo ir akis bei per odą. Nurijimas ir įkvėpimas yra labai pavojingi, nes jie gali smarkiai pažeisti smegenis, kepenis ir inkstus.

-Kontaktas su oda sukelia dirginimą ir ilgainiui gali sukelti dermatitą. Patekimas į akis sukelia dirginimą.

Hepatotoksiniai mechanizmai

Pagrindiniai kepenų pažeidimo mechanizmai yra oksidacinis stresas ir kalcio homeostazės pokyčiai.

Oksidacinis stresas yra pusiausvyra tarp reaktyviųjų deguonies rūšių gamybos ir organizmo sugebėjimo savo ląstelėse sukurti redukuojančią aplinką, kontroliuojančią oksidacinius procesus.

Dėl normalios redoksinės būklės disbalanso gali atsirasti toksinis poveikis, atsirandantis dėl peroksidų ir laisvųjų radikalų, kurie pažeidžia visus ląstelių komponentus.

Anglies tetrachlorido metabolizuojamas gaminti laisvuosius radikalus: Cl ₃ C ^. (trichlormetilas radikalas) ir Cl ₃ COO ^. (trichlormetilperoksido radikalas). Šie laisvieji radikalai sukelia lipoperoksidaciją, dėl kurios pažeidžiamos kepenys ir plaučiai.

Laisvieji radikalai taip pat sukelia kepenų ląstelių plazminės membranos skilimą. Dėl to padidėja citozolinė kalcio koncentracija ir sumažėja tarpląstelinis kalcio sekvestracijos mechanizmas.

Tarpląstelinis kalcio padidėjimas suaktyvina fosfolipazės A ₂ fermentą, kuris veikia fosfolipidus membranoje, apsunkindamas jų dalyvavimą. Be to, atsiranda neutrofilų infiltracija ir kepenų ląstelių sužalojimas. Mažėja ATP ir glutationo koncentracija ląstelėse, dėl ko fermentai tampa neveiklūs ir ląstelės žūva.

Toksiškas poveikis inkstų sistemai ir centrinei nervų sistemai

Toksiškas anglies tetrachlorido poveikis pasireiškia inkstų sistemoje, kai sumažėja šlapimo gamyba ir organizme kaupiasi vanduo. Ypač plaučiuose ir padidėjus metabolinių atliekų koncentracijai kraujyje. Tai gali sukelti mirtį.

Centrinės nervų sistemos lygiu yra nervinių impulsų aksoninis laidumas.

Poveikio žmonėms poveikis

Trumpa trukmė

Akių dirginimas; poveikis kepenims, inkstams ir centrinei nervų sistemai, dėl ko gali prarasti sąmonę.

Ilga trukmė

Dermatitas ir galimas kancerogeninis poveikis.

Toksiška sąveika

Yra ryšys tarp daugelio apsinuodijimų anglies tetrachloridu ir alkoholio vartojimo. Per didelis alkoholio vartojimas sukelia kepenų pažeidimus, kai kuriais atvejais sukeldamas kepenų cirozę.

Įrodyta, kad anglies tetrachlorido toksiškumas padidėja vartojant barbitūratus, nes jie turi tam tikrą panašų toksinį poveikį.

Pavyzdžiui, inkstų lygyje barbitūratai mažina šlapimo išsiskyrimą, šis barbitūratų poveikis yra panašus į toksišką anglies tetrachlorido poveikį inkstų funkcijai.

Tarpmolekulinės sąveikos

CCl ₄ gali būti laikomas žaliu tetraedru. Kaip jūs bendraujate su kitais?

Būdama apoliarinė molekulė, neturinti nuolatinio dipolio momento, ji negali sąveikauti per dipolio-dipolio jėgas. Norėdami išlaikyti savo molekules kartu skystyje, chloro atomai (tetraedros viršūnės) turi tam tikru būdu sąveikauti tarpusavyje; ir jie tai daro dėl Londono išsklaidymo pajėgų.

Cl atomų elektronų debesys juda ir trumpas akimirkas sukuria turtingas ir vargingas elektronų sritis; ty jie sukuria momentinius dipolius.

Dėl δ elektronų turtingos zonos kaimyninės molekulės Cl atomas tampa poliarizuotas: Cl ^{δ- δ +} Cl. Taigi du Cl atomai gali būti laikomi kartu ribotą laiką.

Bet kadangi yra milijonai CCl ₄ molekulių , sąveika tampa pakankamai efektyvi, kad normaliomis sąlygomis susidarytų skystis.

Be to, keturi Cl, kovalentiškai susieti su kiekvienu C, žymiai padidina šių sąveikų skaičių; tiek, kad verda esant 76,8ºC, aukštai virimo temperatūrai.

CCl ₄ virimo temperatūra negali būti aukštesnė, nes tetraedrai yra palyginti maži, palyginti su kitais apoliariniais junginiais (pvz., Ksilenu, kuris verda esant 144ºC).

Nuorodos

1. Hardingeris A. Stevenas. (2017 m.). Iliustruotas organinės chemijos žodynėlis: Anglies tetrachloridas. Atkurta iš: chem.ucla.edu
2. Visi Siyavula. (sf). Tarpmolekulinės ir interatominės jėgos. Atkurta iš: siyavula.com
3. Carey FA (2006). Organinė chemija. (Šeštas leidimas). Mc Graw Hill.
4. Vikipedija. (2018 m.). Anglies tetrachloridas. Atkurta iš: en.wikipedia.org
5. „PubChem“. (2018 m.). Anglies tetrachloridas. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Chemijos knyga. (2017 m.). Anglies tetrachloridas. Atkurta iš: chemicalbook.com