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四氯化碳(化學式:CCl4),也稱四氯甲烷或氯烷,常態下為無色液體。過去常用作滅火器中的滅火有機物質,也曾經是常用的冷卻劑。
四氯化碳 | |||
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IUPAC名 Tetrachloromethane 四氯甲烷 | |||
別名 | 氯烷、海龍104 | ||
識別 | |||
CAS號 | 56-23-5 | ||
PubChem | 5943 | ||
ChemSpider | 5730 | ||
SMILES |
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InChI |
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InChIKey | VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYAV | ||
UN編號 | 1846 | ||
EINECS | 200-262-8 | ||
ChEBI | 27385 | ||
RTECS | FG4900000 | ||
KEGG | C07561 | ||
性質 | |||
化學式 | CCl4 | ||
摩爾質量 | 153.82 g·mol⁻¹ | ||
外觀 | 無色液體 | ||
密度 | 1.5842 g/cm3 (液) 1.831 g.cm-3, -186 °C (固) | ||
熔點 | -22.92 °C (250 K) | ||
沸點 | 76.72 °C (350 K) | ||
溶解性(水) | 0.8 g/L, 25 °C | ||
log P | 2.64 | ||
蒸氣壓 | 11.94 kPa, 20 °C | ||
kH | 365 kJ.mol-1 (24.8°C) | ||
結構 | |||
晶體結構 | 單斜 | ||
分子構型 | 正四面體 | ||
危險性 | |||
歐盟危險性符號 | |||
警示術語 | R:R23/24/25-R40-R48/23-R59-R52/53 | ||
安全術語 | S:S1/2-S23-S36/37-S45-S59-S61 | ||
NFPA 704 | |||
閃點 | 不可燃 | ||
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
四氯化碳是一種無色透明的揮發性液體,具有特殊的芳香氣味,味甜。與乙醇、乙醚、氯仿、苯、二硫化碳、石油醚和多數揮發油等混溶。
在四氯化碳分子中,4個氯原子是由共價鍵以正四面體的結構分布碳原子的四周。因為其結構對稱,所以四氯化碳呈非極性,化學反應性呈惰性。甲烷也具有相同的結構,使四氯化碳成為鹵代甲烷。作為一種有機溶劑,它非常容易溶解其它非極性化合物,例如脂肪和油。它也能溶解碘。它在常溫下穩定,但是在高溫下會水解並放出光氣(COCl2):
在五氯化銻催化劑存在下,四氯化碳會與氟化氫反應,可以生成氟氯甲烷,如一氟三氯甲烷、二氟二氯甲烷,即氟利昂製冷劑。
在高溫下(> 200°C)與硫反應生成二硫化碳。
在無水氯化鋁催化作用下,四氯化碳與苯反應,生成三苯基氯甲烷。
在鐵或鐵鹽的催化作用下,加熱至330℃能促使四氯化碳氧化分解,生成光氣。
在加熱條件下,四氯化碳能與鹵鹽反應,生成其他四鹵化物,如四氯化碳與氟化銀、溴化鋁或碘化鋁反應,分別生成四氟化碳、四溴化碳或四碘化碳:
在微量氯化氫存在的條件下,四氯化碳與高氯酸銀作用,產生具有爆炸性的化合物三氯高氯酸甲烷(Cl3CClO4)。
固態四氯化碳有2種晶體:其中一種是在低於-47.5℃(225.6 K)時所形成的晶體II(crystalline II),另一種是在高於-47.5℃時所形成的晶體I(crystalline II)[2]。
在-47.3℃下它具有單斜晶系結構,空間群為C2 / c,晶格常數a=20.3,B =11.6,C =19.9(.10-1nm),β=111°。其密度比水大,是一種緻密的非水相液體[3]
四氯化碳最初是由法國化學家亨利·維克托·勒尼奧在1839年用氯仿與氯反應合成[4],但現在它主要由甲烷產生:
經常使用其他氯反應的副產物作為原料,例如利用二氯甲烷和氯仿:
在此之前,20世紀50年代,四氯化碳是在105至130℃的溫度下由氯化二硫化碳製得的:[5]
由於環境問題以及使用四氯化碳作為原料的氟氯化碳(CFCl)的需求下降,使得四氯化碳的產量自1980年代以來急劇下降。 截止1992年,在美國歐洲日本的產量大約為72萬噸。[5]
四氯化碳廣泛存在於大氣。河水、海水、海藻和海洋表層沉積物中,在海水中的濃度一般為ppb級。紅藻中的四氯化碳估計為生物自身所合成。南北兩半球大氣中四氯化碳的含量很接近,而且比按生產量估算出的進入環境的數量為高,這與大氣中氯與甲烷的作用有關。工業生產的四氯化碳主要通過海-空界面進入海洋,估計大氣→海洋通量為1.4×1010克/年,相當於大氣中四氯化碳總量的30%。四氯化碳可作為水團混合過程的示蹤物。[1]
毒性分級 | 中毒 |
急性毒性 | 口服-大鼠 LD50: 2350 mg/kg;口服-小鼠 LD50:8263 mg/kg |
刺激數據 | 皮膚-兔子 500 mg/24h 輕度;眼睛-兔子500 mg/24h 輕度 |
允許接觸限 | 中國25mg/m3;美國0.005mg/L[6] |
廢棄物處置方法:用焚燒法。廢料同其它燃料混合後焚燒,燃燒要充分,防止生成光氣。焚燒爐排氣中的鹵化氫通過酸洗滌器除去。此外,還應考慮用蒸餾法提純並回收四氯化碳。[1]
人體對四氯化碳毒性易感性差別很大。吸入高濃度的四氯化碳蒸氣後,可迅速出現昏迷、抽搐等急性中毒症狀,並可引發肺水腫、呼吸麻痹。稍高濃度吸入,有精神抑制、神志模糊、噁心、嘔吐、腹痛、腹瀉。中毒第2至4天呈現肝、腎損害徵象。嚴重時出現腹水、急性肝壞死和腎功能衰竭。少數可有心肌損害、心房顫動、心室早搏。經口服中毒,肝臟症狀明顯。慢性中毒表現為神經衰弱症候群及胃腸功能紊亂,少數可有肝腫大及肝功異常,腎功能損害罕見,視神經炎及周圍神經炎也為數很少。[1]
主要對神經系統及肝腎損害對症處理。口服中毒洗胃時,可先用液體石蠟或植物油溶解毒物,並嚴防吸入呼吸道。忌用腎上腺素及含乙醇的藥物,以防誘發室性顫動和病症加重。尤其要注意防治肝、腎功能衰竭。出現腎功能衰竭時,可作血液透析或腹膜透析治療。[1]
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