Tetrachlorometan

Tetrachlorometan, czterochlorek węgla – organiczny związek chemiczny z grupy halogenoalkanów, w pełni chlorowana pochodna metanu. Dawniej powszechnie stosowany jako tani rozpuszczalnik, szczególnie często używany przy ekstrakcji tłuszczów i innych związków organicznych z roślin, a także jako dodatek do środków czystości, rozpuszczalnik do farb i klejów (m.in. butaprenu). Do lat 80. XX wieku był stosowany jako środek gaśniczy w gaśnicach tetrowych. Stosowany także jako rozpuszczalnik w niektórych syntezach chemicznych.

Tetrachlorometan

Nazewnictwo Nomenklatura systematyczna (IUPAC) tetrachlorometan Inne nazwy i oznaczenia Stocka chlorek węgla(IV) inne tetrachlorek węgla, pot. tetra, daw. czterochlorek węgla, czterochlorometan
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	CCl4
Masa molowa	153,82 g/mol
Wygląd	bezbarwna, przezroczysta ciecz[1]
Identyfikacja
Numer CAS	56-23-5
PubChem	5943
SMILES ClC(Cl)(Cl)Cl
InChI InChI=1S/CCl4/c2-1(3,4)5 InChIKey VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N
Właściwości Gęstość 1,5965 g/cm³[1]; ciecz Rozpuszczalność w wodzie nierozpuszczalny[1] w innych rozpuszczalnikach etanol: bez ograniczeń[1] Temperatura topnienia −23 °C[2] Temperatura wrzenia 76–77 °C[1]
Budowa Typ hybrydyzacji i VSEPR sp³ – tetraedr Moment dipolowy 0 D
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2017-01-07] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI[3] Niebezpieczeństwo Zwroty H H301+H311+H331, H317[2] Zwroty P P261, P273, P280, P301+P310+P330, P403+P233, P502[2] Europejskie oznakowanie substancji oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI[3] Toksyczny (T) Groźny dla środowiska (N) Zwroty R R23/24/25, R40, R48/23, R59, R52/53 Zwroty S S1/2, S23, S36/37, S45, S59, S61 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła[4] 0 2 0   Numer RTECS FG4900000 Dawka śmiertelna LD50 2,35 g/kg (szczur, doustnie)[2] Stężenie śmiertelne LC50 8‰ (4 h, szczur)[2]
Podobne związki
Podobne związki	chlorometan, dichlorometan, trichlorometan, tetrafluorometan, tetrabromometan, tetrajodometan, tetrachloroeten
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Odkrycie

Został odkryty w 1840 roku przez francuskiego chemika Henriego Victora Regnault.

Zastosowanie

Obecnie użycie tetrachlorometanu jest zredukowane do minimum, a jego obrót w handlu jest ściśle reglamentowany. Wynika to z faktu, że uważa się go za niebezpieczny dla środowiska naturalnego. Opary działają toksycznie przez drogi oddechowe, w cieczy drażniąco działa na oczy, w kontakcie ze skórą i po połknięciu. Jest związkiem hepatotoksycznym – powoduje uszkodzenie komórek wątroby i w konsekwencji doprowadza do ostrego uszkodzenia wątroby. Stwarza poważne zagrożenie dla zdrowia w następstwie długotrwałego narażenia. Istnieją ograniczone dowody działania rakotwórczego. Działa szkodliwie na organizmy wodne. Może powodować długo utrzymujące się niekorzystne zmiany w środowisku wodnym. Podejrzewa się, że stwarza zagrożenie dla warstwy ozonowej (tzw. dziura ozonowa).

Stosowany jest nadal jako rozpuszczalnik w analizie chemicznej i w syntezie w skali laboratoryjnej. Ze względu na swoje właściwości, tetrachlorometan wraz z heksanem jest używany do wyznaczania gęstości kryształów nierozpuszczalnych w silnie niepolarnych rozpuszczalnikach.

Właściwości

Właściwości fizyczne

W temperaturze pokojowej jest to bezbarwna ciecz o słodkawym zapachu. Niepalny, słabo rozpuszczalny w wodzie, mieszalny z rozpuszczalnikami organicznymi (etanolem, benzenem, benzyną). Rozpuszcza oleje, tłuszcze, żywice i inne substancje lipofilowe. Jest to rozpuszczalnik wysoce niepolarny o dużej gęstości (1,59 g/cm³). Pod wpływem wyładowań elektrycznych lub wysokiej temperatury, w obecności tlenu powstaje z niego fosgen. Opary są kilkakrotnie cięższe od powietrza, co wykorzystywano w gaśnicach do dezaktywacji wolnych rodników w płomieniu i izolacji źródła ognia od dostępu powietrza.

Właściwości chemiczne

Czterochlorek węgla wykazuje lekkie własności utleniające. Np. w reakcji z diestrami H-fosfonianowymi przekształca je w chlorofosforany:

(RO)
2P(H)O + CCl
4 → (RO)
2P(Cl)O + CHCl
3

Powyższy proces stanowi podstawę metody Athertona-Todda otrzymywania amidofosforanów i triestrów fosforanowych^[5]:

(RO)
2P(H)O + CCl
4 + RNH
2 → [(RO)
2P(Cl)O] → (RO)
2P(NHR)O

(RO)
2P(H)O + CCl
4 + R
3N + R1
OH → [(RO)
2P(Cl)O] → (R1
O)(RO)
2PO

Czterochlorek węgla jest stosowany do syntezy chlorków alkilowych z alkoholi w tzw. reakcji Appela zachodzącej w obecności trifenylofosfiny. W przypadku chiralnych alkoholi drugorzędowych powstający chlorek ma przeciwną konfigurację absolutną asymetrycznego atomu węgla. Chiralne alkohole trzeciorzędowe ulegają reakcji z CCl
4 zgodnie z mechanizmem substytucji S_N1, dlatego otrzymuje się produkt jako mieszaninę racemiczną.

Otrzymywanie

Produkcja czterochlorku węgla polega na fotochemicznym, wyczerpującym chlorowaniu metanu w fazie gazowej w wysokiej temperaturze (ok. 400 °C):

CH
4 + 4Cl
2 → CCl
4 + 4HCl

Można go też otrzymać przez działanie chlorem na disiarczek węgla w obecności katalizatorów.

Zobacz też

• lista czynników chłodniczych

Przypisy

1. Farmakopea Polska X, Polskie Towarzystwo Farmaceutyczne, Warszawa: Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych, 2014, s. 4276, ISBN 978-83-63724-47-4.
2. Carbon tetrachloride (nr 289116) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski. [dostęp 2017-01-07]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
3. Tetrachlorometan, [w:] Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2017-01-07] (ang.).
4. Tetrachlorometan (nr 289116) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2017-01-07]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
5. F.R. Atherton. Some Aspects of the Organic Chemistry of Derivatives of Phosphorus Oxyacids. „Quarterly Review of the Chemical Society”. 3 (2), s. 146–159, 1949. DOI: 10.1039/QR9490300146.

Kontrola autorytatywna (rodzaj indywiduum chemicznego):

• LCCN: sh85020127
• GND: 4184864-0
• NDL: 00576051
• BNCF: 39013
• NKC: ph126618
• J9U: 987007283484905171
• LNB: 000315276

Encyklopedie internetowe:

• Britannica: science/carbon-tetrachloride
• SNL: karbontetraklorid
• Catalana: 0224705, 0146106
• DSDE: tetraklorkulstof