Тетрахлорметан

Тетрахлорид углерода (четырёххлóристый углерóд, фреóн-10, асорди́н, 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.

Тетрахлорид углерода
Общие
Систематическое наименование	Тетрахлорметан, перхлорметан, хлорид углерода 4, тетрахлорид углерода
Сокращения	ЧХУ
Традиционные названия	четырёххлористый углерод, асордин
Хим. формула	CCl4
Рац. формула	CCl4
Физические свойства
Состояние	жидкость с неприятным запахом
Молярная масса	153,83 г/моль
Плотность	1,5954 (при 20 °C)
Поверхностное натяжение	26,43 ± 0,01 мН/м
Энергия ионизации	11,47 ± 0,01 эВ
Термические свойства
Температура
• плавления	−22,87 °C
• кипения	76,75 °C
• вспышки	не воспламеняется °C
Критическая точка	283,2 °C / 45 бар
Энтальпия
• образования	−139,3 (298 К) кДж/моль
Давление пара	91 ± 1 мм рт.ст. и 11,6 кПа
Химические свойства
Растворимость
• в воде	0,08 (25 °C)
Оптические свойства
Показатель преломления	1,4607 (20 °C, для D-линии натрия)
Структура
Дипольный момент	0 Д
Классификация
Рег. номер CAS	56-23-5
PubChem	5943
Рег. номер EINECS	200-262-8
SMILES	C(Cl)(Cl)(Cl)Cl
InChI	InChI=1S/CCl4/c2-1(3,4)5 VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N
RTECS	FG4900000
ChEBI	27385
Номер ООН	1846
ChemSpider	5730
Безопасность
Предельная концентрация	20 мг/м³
ЛД50	203 мг/кг (крысы, перорально)
Токсичность	токсичен
Пиктограммы ECB
NFPA 704	0 3 1
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Неагрессивен по отношению к алюминию и нержавеющей стали. Токсичен.

СвойстваПравить

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.

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):

${\text{CCl}}_4^{}+2{\text{H}}_2^{}\text{O}\stackrel{Fe}{\to }4\text{HCl}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->+{\text{CO}}_2^{}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\ce {CCl4 + 2H2O ->[Fe] 4HCl\, ^ + CO2 ^}}$ .

ПолучениеПравить

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:

$\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {CH_{4}+Cl_{2}\rightarrow CH_{3}Cl+HCl}}$ 

$\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {CH_{3}Cl+Cl_{2}\rightarrow CH_{2}Cl_{2}+HCl}}$ 

$\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{C}\mathsf{H}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {CH_{2}Cl_{2}+Cl_{2}\rightarrow CHCl_{3}+HCl}}$ 

$\mathsf{C}\mathsf{H}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{C}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {CHCl_{3}+Cl_{2}\rightarrow CCl_{4}+HCl}}$ 

Общая реакция:

$\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{C}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {CH_{4}+4Cl_{2}\rightarrow CCl_{4}+4HCl}}$ 

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

Основные сферы использованияПравить

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 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.

ТоксикологияПравить

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.

ЛитератураПравить

• Трегер Ю. А. Четыреххлористый углерод // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. Н. С. Зефиров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5: Триптофан — Ятрохимия. — С. 392—393. — 783 с. — 10 000 экз. — ISBN 5-85270-310-9.