Тетрахлорметан


Тетрахлорид углерода (четырёххлóристый углерóд, фреóн-10, асордин, хладóн-10) — хлорорганическое соединение с химической формулой CCl4, галогеноалкан, бесцветная тяжёлая жидкость, по запаху напоминающая хлороформ (при сравнительно высокой концентрации имеет неприятный запах хлора). Негорюч и невзрывоопасен. Плохо растворяется в воде, смешивается с большинством органических растворителей.

Неагрессивен по отношению к алюминию и нержавеющей стали. Токсичен.

Свойства

Тяжёлая бесцветная жидкость, имеющая резкий сладковатый запах. Молярная масса составляет 153,83 г/моль, плавится при −22,96 °C, кипит при 76,7 °C. Образует азеотроп с водой, в котором его содержится 95,9 %, имеющий температуру кипения 66°C.

Тетрахлорметан химически инертен и не реагирует с воздухом, устойчив к воздействию света. При нагревании с водой до 250 °C происходит гидролиз: при недостатке воды образуется фосген, при избытке — хлор. В условиях нагрева до 500 °C превращается в смесь тетрахлорэтилена и гексахлорэтана с выделением свободного хлора.

При окислении кислородом на никелевом катализаторе при 250°С превращается в фосген:

2 CCl 4 + O 2 ⟶ 2 COCl 2 + 2 Cl 2 {displaystyle {ce {2CCl4 + O2 -> 2COCl2 + 2Cl2}}}

Не реагирует с концентрированной серной кислотой, но взаимодействует с олеумом с образованием фосгена. Может быть восстановлен до хлороформа цинком и до метана металлами восьмой группы.

Гидролизуется водой при комнатной температуре в присутствии катализатора (Fe):

CCl 4 + 2 H 2 O ⟶ CO 2 + 4 HCl {displaystyle {ce {CCl4 + 2H2O -> CO2 + 4HCl}}}

В кипящей концентрированной щёлочи превращается в две соли — карбонат и хлорид:

CCl 4 + 6 NaOH ⟶ Na 2 CO 3 + 4 NaCl + 3 H 2 O {displaystyle {ce {CCl4 + 6NaOH -> Na2CO3 + 4NaCl + 3H2O}}}

В реакции с галогенидами (бромидом или иодидом) алюминия происходит обмен галогенами — основной способ получения тетрабромметана и тетраиодметана:

3 CCl 4 + 4 AlX 3 ⟶ 4 AlCl 3 + 3 CX 4 {displaystyle {ce {3CCl4 + 4AlX3 -> 4AlCl3 + 3CX4}}}

Получение

В промышленности тетрахлорметан производят хлорированием, например, метана или хлорметана, нагревая их смесь с хлором до температуры 400—500 °C. При этой температуре происходит серия химических реакций, постепенно превращающих метан или метилхлорид в соединения с большим содержанием хлора:

C H 4 + C l 2 → C H 3 C l + H C l {displaystyle {mathsf {CH_{4}+Cl_{2} ightarrow CH_{3}Cl+HCl}}} C H 3 C l + C l 2 → C H 2 C l 2 + H C l {displaystyle {mathsf {CH_{3}Cl+Cl_{2} ightarrow CH_{2}Cl_{2}+HCl}}} C H 2 C l 2 + C l 2 → C H C l 3 + H C l {displaystyle {mathsf {CH_{2}Cl_{2}+Cl_{2} ightarrow CHCl_{3}+HCl}}} C H C l 3 + C l 2 → C C l 4 + H C l {displaystyle {mathsf {CHCl_{3}+Cl_{2} ightarrow CCl_{4}+HCl}}}

Общая реакция:

C H 4 + 4 C l 2 → C C l 4 + 4 H C l {displaystyle {mathsf {CH_{4}+4Cl_{2} ightarrow CCl_{4}+4HCl}}}

Результатом процесса является смесь, состоящая из метилхлорида, дихлорметана, хлороформа и тетрахлорметана. Разделение веществ осуществляется ректификацией.

Основные сферы использования

Применяется как растворитель (жиров, смол, каучука и др.), для получения фреонов. С переменным успехом применялся как экстрагент, а также в медицинской практике.

Тетрахлорметан квалификации «эвс» используется для анализа водных сред на нефтепродукты методом инфракрасной спектроскопии.

Тетрахлорметан с 1930-х годов широко использовался в качестве наполнителя ручных и стационарных огнетушителей для военной, авиационной и другой техники (так называемый «тетрахлорный огнетушитель», в том числе с ручным приводом насоса), особенно до широкого распространения углекислотных, фреоновых и порошковых систем. Пары и продукты разложения тетрахлоруглерода не поддерживают горения, как тушащий агент он имеет много достоинств: жидкий при нормальных условиях, легко испаряется, при этом значительно охлаждая зону горения, неэлектропроводен, не требует для хранения сосудов высокого давления, не вызывает коррозии медных и лужёных сосудов, относительно инертен к обрабатываемым поверхностям (для использования в холодное время требуется добавка низкозамерзающих растворителей). Однако из-за токсичности продуктов разложения в гражданских системах применения не получил. Ручное тушение пожара в машине требовалось выполнять в противогазах — при попадании тетрахлоруглерода на горячие поверхности происходила химическая реакция частичного замещения хлора атмосферным кислородом с образованием фосгена — сильнодействующего ядовитого вещества удушающего действия.

Ранее применялся в качестве хладагента, но был запрещён к использованию для этой цели Монреальским протоколом 1987 года из-за разрушающего воздействия на озоновый слой.

Токсикология

Ядовит как в жидком, так и парообразном виде. При ингаляционном отравлении вызывает токсический отёк лёгких и острую эмфизему.

При попадании в организм выводится довольно быстро и уже через 48 ч не обнаруживается. Метаболизируется до хлороформа и диоксида углерода.



Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru ©
При цитировании информации ссылка на сайт обязательна.
Копирование материалов сайта ЗАПРЕЩЕНО!