Phosgene

Phosgene là một hợp chất hữu cơ với công thức hóa học COCl₂. Một loại khí không màu, ở nồng độ thấp, mùi của nó giống như cỏ khô hoặc cỏ tươi.^[5]

Phosgene[1]
Tên khác	CG Carbon dichloride oxide Carbon oxychloride Chloroformyl chloride Dichloroformaldehyde Dichloromethanone Dichloromethanal
Nhận dạng
Số CAS	75-44-5
PubChem	6371
Số EINECS	200-870-3
ChEBI	29365
Số RTECS	SY5600000
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ ClC(Cl)=O
InChI	đầy đủ 1/CCl2O/c2-1(3)4
UNII	117K140075
Thuộc tính
Công thức phân tử	COCl2
Khối lượng mol	98.92 g/mol
Bề ngoài	khí không màu
Mùi	suffocating, like musty hay[2]
Khối lượng riêng	4,248 g/L (15 °C, gas) 1.432 g/cm³ (0 °C, liquid)
Điểm nóng chảy	−118 °C (155 K; −180 °F)
Điểm sôi	8,3 °C (281,4 K; 46,9 °F)
Độ hòa tan trong nước	phân hủy trong nước[3]
Độ hòa tan	hòa tan trong benzene, toluene, acetic acid phân hủy in alcohol và acid
Áp suất hơi	1.6 atm (20°C)[2]
MagSus	−48·10−6 cm³/mol
Cấu trúc
Hình dạng phân tử	Planar, trigonal
Mômen lưỡng cực	1.17 D
Các nguy hiểm
Phân loại của EU	T+
NFPA 704	0 4 1
Chỉ dẫn R	R26 R34
Chỉ dẫn S	(S1/2) S9 S26 S36/37/39 S45
Điểm bắt lửa	Không bắt lửa
PEL	TWA 0.1 ppm (0.4 mg/m³)[2]
LC50	500 ppm (human, 1 min) 340 ppm (rat, 30 min) 438 ppm (mouse, 30 min) 243 ppm (rabbit, 30 min) 316 ppm (guinea pig, 30 min) 1022 ppm (dog, 20 min) 145 ppm (monkey, 1 min)[4]
REL	TWA 0.1 ppm (0.4 mg/m³) C 0.2 ppm (0.8 mg/m³) [15-minute][2]
IDLH	2 ppm[2]
Các hợp chất liên quan
Hợp chất liên quan	Thiophosgene Formaldehyde Carbonic acid Urea Carbon monoxit Chloroformic acid
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). Y kiểm chứng (cái gì YN ?) Tham khảo hộp thông tin

Phosgene là một chất phản ứng công nghiệp có giá trị và là đơn vị khối xây dựng trong quá trình tổng hợp các dược phẩm và các hợp chất hữu cơ khác.

Ngoài sản xuất công nghiệp, một lượng nhỏ khí này xảy ra từ sự đổ vỡ và sự cháy của các hợp chất organochlorine, chẳng hạn như các chất được sử dụng trong các hệ thống làm lạnh.^[6] Chất này được đặt tên bằng cách kết hợp các từ Hy Lạp "phos" (sáng) and "genesis" (sinh ra); chứ không phải có nghĩa là nó có chứa phosphor (hay phosphine).

Phản ứng

COCl₂ có thể phản ứng với nước, tạo ra acid hydrochloric và carbon dioxide:

COCl₂ + H₂O → CO₂ + 2HCl

COCl₂ phản ứng với NH₃ tạo ra urea:

COCl₂ + 4NH₃ → (NH₂)₂CO + 2NH₄Cl

Cấu trúc phân tử và tính chất cơ bản

Phosgene là một phân tử phẳng theo dự đoán của lý thuyết VSEPR. Khoảng cách C=O là 1.18 Å, khoảng cách C−Cl là 1.74 Å và góc Cl−C−Cl là 111.8°.^[7] Đây là một trong những axit chloride đơn giản nhất, được chính thức bắt nguồn từ axit cacbonic.Điều chế

Trong công nghiệp, phosgene được sản xuất bằng cách để carbon monoxit tinh khiết và khí clo đi qua một lớp than hoạt tính xốp với vai trò chất xúc tác:^[6]

CO + Cl₂ → COCl₂ (ΔH_rxn = −107.6 kJ/mol)

Phản ứng là tỏa nhiệt, do đó lò phản ứng phải được làm mát. Thông thường, phản ứng được tiến hành giữa 50 và 150 °C. Nếu trên 200 °C, phosgene bị phân rã trở lại thành cacbon monoxit và clo, K_eq(300 K) = 0.05. Sản lượng thế giới của hợp chất này ước đạt 2,74 triệu tấn trong năm 1989.^[6]

Vì vấn đề an toàn, phosgene thường được sản xuất và tiêu thụ trong cùng một nhà máy, và để chứa nó các nhà máy áp dụng các biện pháp đặc biệt. Nó được liệt kê trong kế hoạch 3 của Công ước Vũ khí Hóa học: Tất cả các địa điểm sản xuất điều chế chất này trên 30 tấn / năm phải khai báo cho Tổ chức Cấm Vũ khí Hóa học.^[8] Mặc dù ít nguy hiểm hơn nhiều vũ khí hoá học khác, chẳng hạn như sarin, phosgene vẫn được coi là một vũ khí hóa học khả thi bởi vì sản xuất nó rất dễ dàng khi so sánh với các yêu cầu sản xuất vũ khí hoá học tiên tiến hơn về mặt kỹ thuật chẳng hạn như tác nhân thần kinh thế hệ đầu tiên.^[9]

Điều chế

Nhiệt phân diphosgene (trichloromethyl chlorocarbonat) thu được phosgene:

${\displaystyle {\ce {Cl-CO-OCCl3 ->[{t°}] 2COCl2}}}$

Sử dụng

Phosgene được dùng để sản xuất vàng ô,... theo phản ứng Friedel-Crafts.

Xem thêm

• Thảm họa Bhopal
• Formaldehyd

Tham khảo

1. Merck Index, 11th Edition, 7310.
2. “NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0504”. Viện An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Quốc gia Hoa Kỳ (NIOSH).
3. “PHOSGENE (cylinder)”. Inchem (Chemical Safety Information from Intergovernmental Organizations). International Programme on Chemical Safety and the European Commission.
4. “Phosgene”. Nguy hiểm ngay lập tức đến tính mạng hoặc sức khỏe. Viện An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Quốc gia Hoa Kỳ (NIOSH).
5. CBRNE - Lung-Damaging Agents, Phosgene ngày 27 tháng 5 năm 2009
6. Bản mẫu:Ullmann's
7. Nakata, M.; Kohata, K.; Fukuyama, T.; Kuchitsu, K. (1980). “Molecular Structure of Phosgene as Studied by Gas Electron Diffraction and Microwave Spectroscopy. The r_z Structure and Isotope Effect”. Journal of Molecular Spectroscopy. 83: 105–117. doi:10.1016/0022-2852(80)90314-8.
8. Annex on Implementation and Verification ("Verification Annex") Lưu trữ 2006-05-15 tại Wayback Machine.
9. https://itportal.decc.gov.uk/cwc_files/S2AAD_guidance.pdf Lưu trữ 2016-03-04 tại Wayback Machine.

Liên kết ngoài

• Davy's account of his discovery of phosgene
• International Chemical Safety Card 0007
• CDC - Phosgene - NIOSH Workplace Safety and Health Topic
• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
• U.S. CDC Emergency Preparedness & Response Lưu trữ 2005-10-17 tại Wayback Machine
• U.S. EPA Acute Exposure Guideline Levels
• Regime For Schedule 3 Chemicals And Facilities Related To Such Chemicals Lưu trữ 2006-05-15 tại Wayback Machine, OPCW website
• CBWInfo website Lưu trữ 2008-12-02 tại Wayback Machine
• Use of Phosgene in WWII and in modern-day warfare