사염화탄소 (CCl4) 구조, 특성, 용도, 독성



그 사염화탄소 그것은 에테르와 클로로포름의 냄새와 비슷한 약간 달콤한 냄새가 나는 무색의 액체입니다. 그것의 화학 공식은 CCl4, 그것은 증기가 공기보다 더 큰 밀도를 갖는 공유 결합 및 휘발성 화합물을 구성한다; 전기에 도움이되지 않으며 가연성이 없다..

그것은 대기, 강, 바다 및 해양 표면의 퇴적물에서 발견됩니다. 적 조류에 존재하는 사염화탄소는 동일한 유기체에 의해 합성된다고 생각됩니다.

대기에서 이것은 염소와 메탄의 반응에 의해 생성됩니다. 산업적으로 생산 된 사염화탄소는 주로 해수와 바다 경계면을 통해 대양에 유입됩니다. 그것의 대기 흐름 => 해양성은 1.4 x 1010 g / 년, 대기의 총 사염화탄소의 30 %에 해당.

색인

  • 1 주요 특징
  • 2 구조
  • 3 물리 화학적 특성
  • 4 용도
    • 4.1 화학 제조
    • 4.2 냉매 제조
    • 4.3 화재 진압
    • 4.4 청소
    • 4.5 화학 분석
    • 4.6 적외선 분광학 및 핵 자기 공명
    • 4.7 용제
    • 4.8 기타 용도
  • 5 독성
    • 5.1 간 독성 메커니즘
    • 5.2 신장계 및 중추 신경계에 대한 독성 영향
    • 5.3 인간 노출의 영향
    • 5.4 독성 상호 작용
  • 6 분자간 상호 작용
  • 7 참고

주요 특징

사염화탄소 C. 430 °, 400 ° C 사이의 온도에서 염소 가스와 반응하여 메탄을 메탄 열 염소화하여 산업적으로 제조된다 반응 동안, 염산의 부산물과 함께 조 생성물이 생성된다.

또한 이황화 탄소 법으로 공업 적으로 생산됩니다. 염소와 이황화 탄소는 철을 촉매로 사용하여 90 ~ 100 ℃에서 반응시킨다. 이어서, 원료 생성물을 분별, 중화 및 증류.

CCl4 지방, 오일, 바니시 등의 용매; 옷의 드라이 클리닝; 살충제, 농약 및 곰팡이 훈증 및 나일론 제조에 사용됩니다. 그러나, 그 큰 유용성에도 불구하고, 그 사용은 높은 독성으로 인해 부분적으로 배제되었습니다.

인체에서는 피부, 눈 및 호흡기에 독성 영향을줍니다. 그러나 가장 해로운 영향은 중추 신경계, 간 및 신장의 기능에 있습니다. 신장 손상은 아마 사염화탄소의 독성 작용에 의한 사망의 주요 원인 일 것입니다.

구조

이미지에서 사면체 기하학 인 사염화탄소의 구조를 볼 수 있습니다. Cl 원자 (녹색 구체)는 탄소 (검은 색 구체) 주변의 공간에서 4 면체.

또한 정사면체의 모든 정점이 동일하기 때문에 구조가 대칭이라는 점을 언급 할 필요가 있습니다. 즉, CCl 분자가 어떻게 회전하는지는 중요하지 않다.4, 그것은 항상 동일 할 것입니다. 그런 다음, CCl의 녹색 4 면체4 결과적으로 영구 쌍극자 모멘트가 없다는 것을 의미한다.

왜? 왜냐하면 C-Cl 결합은 C에 비해 Cl의 전기 음성도가 높기 때문에 극성이지만,이 순간들은 취소된다. 벡터 적으로. 따라서 무극성 염소화 유기 화합물.

탄소는 CCl에서 완전히 염소화되어있다.4, 높은 산화 (탄소는 염소와 최대 4 개의 결합을 형성 할 수 있음)와 동등합니다. 이 용매는 전자를 잃는 경향이 없으며, 비 양성자 성 (수소를 갖지 않음)이며, 이는 수송 수단 및 염소의 작은 저장을 나타냅니다..

물리 화학적 특성

수식

CCl4

분자량

153,81 g / mol.

외관

무색의 액체입니다. 그것은 단사 결정의 형태로 결정화된다..

냄새

다른 염소 처리 용제에 존재하는 특징적인 냄새를 나타냅니다. 냄새는 방향족이며 다소 달콤합니다. 테트라 클로로 에틸렌과 클로로포름의 냄새와 비슷합니다..

끓는점

170.1 ºF (76.8ºC)에서 760mmHg.

융점

-9 ° F (-23 ° C).

물에 대한 용해도

그것은 물에 잘 녹지 않습니다 : 25 ℃에서 1.16 mg / mL 및 20 ℃에서 0.8 mg / mL. 왜? 고도의 극성 분자 인 물은 무극성 인 사염화탄소에 대한 친화력을 "느끼지"않기 때문에.

유기 용제의 용해도

분자 구조의 대칭성으로 인해 사염화탄소는 비극성 화합물입니다. 따라서 알코올, 벤젠, 클로로포름, 에테르, 이황화 탄소, 석유 에테르 및 나프타와 혼화 성이있다. 마찬가지로 에탄올과 아세톤에도 용해된다..

밀도

액체 상태 : 68 ° F에서 1.59 g / ml, 20 ° C에서 1.594 g / ml.

고체 상태 : -186 ° C에서 1.831 g / ml 및 -80 ° C에서 1.809 g / ml.

안정성

일반적으로 불활성.

부식 작용

일부 형태의 플라스틱, 고무 및 코팅 공격.

점화 점

발화점이 982 ºC 미만임을 나타내는 매우 인화성이없는 것으로 간주됩니다.

자동 점화

982 ° C (1800 ° F; 1255 ° K).

증기 밀도

공기와 관련된 5.32는 1과 같은 기준값으로 취해진 다..

증기 압력

68 ° F에서 91 mmHg; 77 ºF에서 113 mmHg 및 25 ºC에서 115 mmHg.

분해

화재 발생시 염화물 및 포스겐, 강력한 독성 화합물. 마찬가지로, 동일한 조건 하에서 염화수소와 일산화탄소로 분해됩니다. 고온에서 물이 존재하면 염산.

점도

2.03 x 10-3 파스

악취 문턱

21.4 ppm.

굴절률 (ηD)

1,4607.

용도

화학 제조

-그것은 유기 염소의 제조에서 염소 화제 및 / 또는 용매로서 작용한다. 마찬가지로, 그것은 나일론의 제조에서 단량체로서 개입한다.

-고무 시멘트, 비누 및 살충제 제조시 용매로 사용.

-이것은 클로로 플루오로 카본 추진체 제조에 사용됩니다..

-이 할로겐화에 유용한 용매는 그래서 링크가없는 C-H는, 사염화탄소는 초등학교 할로겐 또는 할로겐 시약 N- 브로 모 숙신이 미드 등의 어느 하나를, 자유 라디칼 반응을 일으키지 않는다.

냉매 제조

그것은 클로로 플루오르 카본, 냉매 R-11 및 트리클로로 플루오로 메탄, 냉매 R-12의 생산에 사용되었습니다. 이 냉매는 오존층을 파괴하기 때문에 몬트리올 의정서의 권고에 따라 사용을 중단 할 것을 권고 한 이유입니다.

화재 진압

20 세기 초엽에 사염화탄소가 화합물의 특성에 따라 소화기로 사용되기 시작했습니다. 휘발성입니다. 그 증기는 공기보다 무겁다. 전기 전도체가 아니며 인화성이 거의 없습니다..

사염화탄소 가열시는, 연소 생성물을 덮는 공기 중의 산소를 분리하고 화재가 소멸 일으키는 무거운 수증기가된다. 기름 화재 및 가전 제품 퇴치에 적합합니다..

그러나, 500 ° C의 사염화탄소 이상의 온도에서 물을 생성 포스겐 독성 화합물과 반응 할 수 있으므로주의가 사용 중에 배기를 기울여야한다. 또한 금속성 나트륨과 폭발적으로 반응하여이 금속이 존재하는 화재에서의 사용을 피할 수 있습니다.

청소

사염화탄소는 가정에서 사용하기 위해 의류 및 기타 재료의 드라이 클리닝에 사용되었습니다. 또한, 금속의 공업용 탈지 제로 사용되며, 그리스 및 오일의 용해에 탁월합니다..

화학 분석

그것은 붕소, 브롬화물, 염화물, 몰리브덴, 텅스텐, 바나듐, 인 및 은의 검출에 사용됩니다..

적외선 분광학 및 핵 자기 공명

-사염화탄소는 1600 cm보다 큰 밴드에서 현저한 흡수를 가지지 않기 때문에 적외선 분광법에서 용매로 사용됩니다-1.

-그것은 핵 자기 공명의 용매로 사용되었는데 왜냐하면 수소를 가지고 있지 않기 때문에 기술을 방해하지 않았기 때문입니다 (그것은 비 양성자입니다). 그러나 독성 때문에 그리고 용제 동력이 낮기 때문에 사염화탄소는 중수 소화 된 용제로 대체되었습니다..

용제

비극성 화합물의 특성이 오일, 지방, 래커, 바니시, 왁스, 고무와 수지의 용매 제로 사염화탄소를 사용할 수있다. 요오드도 녹일 수있다..

기타 용도

-용암 램프의 중요한 구성 요소인데, 그 이유는 사염화탄소의 밀도 때문에 왁스에 무게가 추가되기 때문입니다.

-스탬프 수집가가 스탬프에 워터 마크를 표시하여 손상을주지 않고 사용함.

-곤충을 제거하기 위해 농약, 살균제 및 곡물 살포로 사용되었습니다..

-금속 절단 공정에서 윤활제로 사용됩니다..

-그것은 양에서 Fasciola hepatica로 인한 fasciolasis의 치료에서 구충제로 수의학에서 사용되어왔다..

독성

-사염화탄소는 호흡기, 소화기, 안구 및 피부 경로를 통해 흡수 될 수 있습니다. 뇌, 간 및 신장에 장기간 심각한 손상을 줄 수 있으므로 섭취 및 흡입은 매우 위험합니다..

-피부와의 접촉은 자극을 일으키고 장기적으로 피부염을 일으킬 수 있습니다. 눈에 닿으면 자극을 유발합니다..

간독성 메커니즘

간 손상을 일으키는 주요 기작은 산화 스트레스와 칼슘 항상성의 변화입니다..

산화 스트레스는 산화 공정을 제어, 반응성 산소 종의 생산과 세포 내 환원 환경을 생성하는 신체의 능력 사이의 불균형.

정상적인 산화 환원 상태의 불균형은 세포의 모든 구성 요소를 손상시키는 과산화물 및 자유 라디칼의 생성에 의한 독성 영향을 일으킬 수 있습니다.

사염화탄소가 대사되어 자유 라디칼 생성 : Cl3C. (라디칼 트리클로로 메틸) 및 Cl3COO. (라디칼 트리클로로 메틸 퍼 옥사이드). 이 자유 라디칼은 지방 과산화물을 생성하여 간 및 폐에 손상을줍니다..

유리기는 또한 간 세포의 원형질막의 파열을 일으킨다. 이것은 칼슘의 세포질 농도의 증가와 칼슘 격리의 세포 내 메커니즘의 감소를 가져온다.

칼슘의 세포 내 증가는 효소 phospholipase A를 활성화시킨다2 그것은 멤브레인의 인지질에 작용하여 그 영향을 악화시킨다. 또한, 호중구 및 간세포의 침윤이있다. ATP와 글루타티온의 세포 농도가 감소하여 효소의 불 활성화와 세포 사멸을 일으 킵니다..

신장계 및 중추 신경계의 독성 영향

사염화탄소의 독성 영향은 소변과 체수 축적의 감소와 함께 신장 시스템에서 나타납니다. 특히 폐에서 그리고 혈액에서 대사성 폐기물의 농도가 증가합니다. 이것은 죽음을 초래할 수있다..

중추 신경계의 수준에서 신경 충동의 축삭 전도가 관여합니다.

인간 노출 효과

짧은 기간

눈의 자극; 간, 신장 및 중추 신경계에 미치는 영향은 의식 상실로 이어질 수 있습니다..

장기간 지속

피부염 및 가능한 발암 작용.

독성 상호 작용

중독의 경우와 사염화탄소와 알코올 소비 사이의 연관성이 있습니다. 과도한 알코올 섭취로 인해 간 손상이 생겨 간경변을 일으키는 경우가 있습니다..

바르비 튜 레이트 (barbiturate)와 함께 사염화탄소의 독성이 증가한다는 것은 관찰 된 바있다..

예를 들어 신장 수준에서 바르비 투르 산염은 소변 배설을 감소 시키며, 바르비 투르 산염의 이러한 작용은 사염화탄소의 신장 기능에 대한 독성 효과와 유사합니다.

분자간 상호 작용

CCl4 그것은 녹색 사면체로 간주 될 수 있습니다. 다른 사람들과 어떻게 상호 작용합니까??

영원한 쌍극자 모멘트가없는 무극성 분자이므로 쌍극자 - 쌍극자 힘에 의해 상호 작용할 수 없습니다. 액체에서 분자를 함께 유지하기 위해 염소 원자 (사면체의 꼭지점)는 어떤 식 으로든 서로 상호 작용해야합니다. 그리고 그들은 런던의 분산 세력 덕분에 성공합니다.

Cl 원자의 전자 구름은 움직이며 짧은 순간 동안 풍부하고 빈약 한 전자 영역을 생성합니다. 즉, 즉석 다이폴을 생성합니다..

전자의 풍부한 영역 δ-는 이웃하는 분자의 Cl 원자가 분극화되게한다 : Clδ-δ+따라서, 2 개의 Cl 원자는 제한된 시간 동안 함께 유지 될 수있다.

그러나 수백만 개의 CCl 분자를 가지고있다.4, 상호 작용은 정상 상태에서 액체를 형성하기에 충분히 효과적이다..

또한, 각 C에 공유 결합 된 4 개의 Cl은 이들 상호 작용의 수를 상당히 증가시킨다. 순전히 76.8ºC의 비등점, 높은 비등점.

CCl의 비등점4 사면체가 다른 무극성 화합물 (144 ℃에서 끓는 자일 렌)과 비교하여 상대적으로 작기 때문에 더 높을 수 없다..

참고 문헌

  1. Hardinger A. Steven. (2017). 유기 화학 용어 설명 : 사염화탄소. 원본 주소 'chem.ucla.edu'
  2. 모든 Siyavula. (s.f.). 분자간 및 원자력 세력. 원본 주소 'siyavula.com'
  3. Carey F. A. (2006). 유기 화학 (여섯 번째 판). Mc Graw Hill.
  4. 위키 백과. (2018). 사염화탄소. 원본 주소 'en.wikipedia.org'
  5. PubChem. (2018). 탄소 테트라 클로라이드. 원본 주소 'pubchem.ncbi.nlm.nih.gov'
  6. 화학 도서. (2017). 사염화탄소. 원본 주소 'chemicalbook.com'