Тетрахлорметан

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}} Тетрахлорид углерода (четырёххло́ристый углеро́д, фрео́н-10, асорди́н, хладо́н-10) — хлорорганическое соединение с химической формулой CClШаблон:Sub, 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. ТоксиченШаблон:Переход, токсичность выражена существенно сильнее, чем у гомологичного тетрафторметана.

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 °CШаблон:Sfn.

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 хлораШаблон:Sfn.

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

$2\mathrm{C}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_4+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2$

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

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

$\mathrm{C}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+4\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

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

$\mathrm{C}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_4+6\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}⟶\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+4\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

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

$3\mathrm{C}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_4+4\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{X}{\phantom{A}}_3⟶4\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{C}\mathrm{X}{\phantom{A}}_4$

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:

$𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}𝖢𝗅\mathsf{+}𝖧𝖢𝗅$

$𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}𝖢𝗅\mathsf{+}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}𝖧𝖢𝗅$

$𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }𝖢𝖧𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}𝖧𝖢𝗅$

$𝖢𝖧𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }𝖢𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}𝖧𝖢𝗅$

Общая реакция:

$𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }𝖢𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖧𝖢𝗅$

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. Пары́ 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 или в военной технике 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 слойШаблон:Sfn.

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.

Литература

• Шаблон:ХЭ