कार्बन टेट्राक्लोराइड (CCl4) संरचना, गुण, उपयोग, विषाक्तता

कार्बन टेट्राक्लोराइड यह एक बेरंग तरल है, थोड़ा मीठा गंध के साथ, ईथर और क्लोरोफॉर्म की गंध के समान है। इसका रासायनिक सूत्र CCl है₄, और यह एक सहसंयोजक और वाष्पशील यौगिक का गठन करता है, जिसकी वाष्प वायु की तुलना में अधिक घनत्व वाली होती है; यह बिजली के लिए अनुकूल नहीं है और न ही यह ज्वलनशील है.

यह वायुमंडल, नदियों के पानी, समुद्र और समुद्री सतह के तलछट में पाया जाता है। यह माना जाता है कि लाल शैवाल में मौजूद कार्बन टेट्राक्लोराइड एक ही जीव द्वारा संश्लेषित होता है.

वायुमंडल में यह क्लोरीन और मीथेन की प्रतिक्रिया से उत्पन्न होता है। मुख्य रूप से समुद्री वायु इंटरफेस के माध्यम से मुख्य रूप से उत्पादित कार्बन टेट्राक्लोराइड महासागर में प्रवेश करता है। यह अनुमान लगाया गया है कि इसका वायुमंडलीय प्रवाह => महासागरीय 1.4 x 10 है¹⁰ जी / वर्ष, वायुमंडल के कुल कार्बन टेट्राक्लोराइड के 30% के बराबर.

सूची

• 1 मुख्य विशेषताएं
• 2 संरचना
• 3 भौतिक और रासायनिक गुण
• 4 उपयोग
  • 4.1 रासायनिक विनिर्माण
  • ४.२ रेफ्रिजरेंट का निर्माण
  • ४.३ अग्नि का दमन
  • 4.4 सफाई
  • 4.5 रासायनिक विश्लेषण
  • 4.6 इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी और परमाणु चुंबकीय अनुनाद
  • 4.7 सॉल्वेंट
  • 4.8 अन्य उपयोग
• 5 विषाक्तता
  • 5.1 हेपेटोटॉक्सिक तंत्र
  • 5.2 गुर्दे की प्रणाली और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र पर विषाक्त प्रभाव
  • 5.3 मानव प्रदर्शन के प्रभाव
  • 5.4 जहरीली बातचीत
• 6 इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन
• 7 संदर्भ

मुख्य विशेषताएं

कार्बन टेट्राक्लोराइड का उत्पादन औद्योगिक रूप से मीथेन के थर्मल क्लोरीनीकरण द्वारा किया जाता है, जिसमें मीथेन को क्लोरीन गैस के साथ 400 ° C और 430 ° C के बीच के तापमान पर प्रतिक्रिया दी जाती है। प्रतिक्रिया के दौरान एक कच्चा उत्पाद उत्पन्न होता है, जिसमें हाइड्रोक्लोरिक एसिड का उपोत्पाद होता है.

यह कार्बन डाइसल्फ़ाइड विधि द्वारा औद्योगिक रूप से भी उत्पादित किया जाता है। एक उत्प्रेरक के रूप में लोहे का उपयोग करते हुए, 90 ° C से 100 ° C के तापमान पर क्लोरीन और कार्बन डाइसल्फ़ाइड पर प्रतिक्रिया होती है। फिर, कच्चे उत्पाद को अंशांकन, बेअसर और आसवन के अधीन किया जाता है.

CCl₄ दूसरों के बीच कई उपयोग किए गए हैं: वसा, तेल, वार्निश, आदि का विलायक; कपड़े की सूखी सफाई; कीटनाशक, कृषि और कवकनाशी धूमन और नायलॉन निर्माण में। हालांकि, इसकी बड़ी उपयोगिता के बावजूद, उच्च विषाक्तता के कारण इसके उपयोग को आंशिक रूप से खारिज कर दिया गया है.

मनुष्यों में, यह त्वचा, आंखों और श्वसन पथ पर विषाक्त प्रभाव उत्पन्न करता है। लेकिन इसका सबसे हानिकारक प्रभाव केंद्रीय तंत्रिका तंत्र, यकृत और गुर्दे के कामकाज में होता है। कार्बन टेट्राक्लोराइड की विषाक्त क्रिया के लिए जिम्मेदार मौत का मुख्य कारण शायद किडनी की क्षति है.

संरचना

छवि में आप कार्बन टेट्राक्लोराइड की संरचना देख सकते हैं, जो टेट्राहेड्रल ज्यामिति है। ध्यान दें कि सीएल परमाणु (हरे रंग के गोले), टेट्राहेड्रॉन को खींचकर कार्बन (काला गोला) के चारों ओर अंतरिक्ष में उन्मुख होते हैं।.

इसके अलावा, यह ध्यान देने योग्य है कि क्योंकि टेट्राहेड्रोन के सभी कोने समान हैं, संरचना सममित है; अर्थात्, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि CCl अणु को कैसे घुमाया जाता है₄, हमेशा ऐसा ही रहेगा। फिर, CCl के हरे टेट्राहेड्रोन के बाद से₄ सममित है, जिसके परिणामस्वरूप एक स्थायी द्विध्रुवीय क्षण की अनुपस्थिति है.

क्यों? क्योंकि सी के संबंध में सीएल-क्लो बांड, सीएल के अधिक इलेक्ट्रोनगेटिविटी के कारण ध्रुवीय हैं, इन क्षणों को रद्द कर दिया गया था vectorially. इसलिए, यह एक एपोलर क्लोरीनयुक्त कार्बनिक यौगिक है.

CCl में कार्बन पूरी तरह से क्लोरीनयुक्त होता है₄, एक उच्च ऑक्सीकरण के बराबर क्या है (कार्बन क्लोरीन के साथ अधिकतम चार बांड बना सकता है)। यह विलायक इलेक्ट्रॉनों को खोना नहीं है, यह एकप्रतिकारक है (इसमें हाइड्रोजेन नहीं है), और यह परिवहन और क्लोरीन के छोटे भंडारण के साधन का प्रतिनिधित्व करता है।.

भौतिक और रासायनिक गुण

सूत्र

सीसीएल₄

आणविक भार

153,81 ग्राम / मोल.

शारीरिक रूप

यह एक रंगहीन तरल है। यह मोनोक्लिनिक क्रिस्टल के रूप में क्रिस्टलीकृत होता है.

गंध

अन्य क्लोरीनयुक्त सॉल्वैंट्स में मौजूद विशेषता गंध को प्रस्तुत करता है। टेट्राक्लोरोथीलीन और क्लोरोफॉर्म की गंध के समान गंध सुगंधित और कुछ मीठा होता है.

क्वथनांक

170.1 toF (76.8 )C) से 760 mmHg.

गलनांक

-9F (-23ºC).

पानी में घुलनशीलता

यह पानी में खराब घुलनशील है: 1.16 mg / mL 25 andC पर और 0.8 mg / mL 20ºC पर। क्यों? क्योंकि पानी, एक अत्यधिक ध्रुवीय अणु, कार्बन टेट्राक्लोराइड के लिए एक आत्मीयता "महसूस" नहीं करता है, जो कि अपोलर है.

कार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशीलता

इसकी आणविक संरचना की समरूपता के कारण, कार्बन टेट्राक्लोराइड एक गैर-ध्रुवीय यौगिक है। इसलिए, यह अल्कोहल, बेंजीन, क्लोरोफॉर्म, ईथर, कार्बन डाइसल्फ़ाइड, पेट्रोलियम ईथर और नेफ्था के साथ गलत है। इसी तरह, यह इथेनॉल और एसीटोन में घुलनशील है.

घनत्व

तरल अवस्था में: 68 ° F पर 1.59 g / ml और 20 ° C पर 1.594 g / ml.

ठोस अवस्था में: 1.831 g / ml पर -186 1.C और 1.809 g / ml पर -80 31C.

स्थिरता

आम तौर पर जड़ता.

संक्षारक कार्रवाई

प्लास्टिक, घिसने और कोटिंग्स के कुछ रूपों को संलग्न करता है.

इग्निशन पॉइंट

इसे बहुत ज्वलनशील नहीं माना जाता है, यह प्रज्वलन बिंदु को 982 .C से कम दर्शाता है.

ऑटो इग्निशन

982 ° C (1800 ° F; 1255 K).

वाष्प का घनत्व

हवा के संबंध में 5.32, संदर्भ मूल्य के रूप में 1 के बराबर लिया जाता है.

भाप का दबाव

68 मिमी एफ पर 91 मिमीएचजी; 113 mmHg 77 andF पर और 115 mmHg 25 77C पर.

सड़न

आग रूपों की उपस्थिति में क्लोराइड और फॉस्जीन, दृढ़ता से विषाक्त यौगिक। इसी तरह, उन्हीं स्थितियों के तहत यह हाइड्रोजन क्लोराइड और कार्बन मोनोऑक्साइड में विघटित होता है। उच्च तापमान पर पानी की उपस्थिति में, यह हाइड्रोक्लोरिक एसिड का कारण बन सकता है.

चिपचिपापन

2.03 x 10^-3 पा · स

गंध दहलीज

21.4 पीपीएम.

अपवर्तक सूचकांक (ηD)

1.4607.

अनुप्रयोगों

रासायनिक विनिर्माण

-यह कार्बनिक क्लोरीन के निर्माण में क्लोरीजिंग एजेंट और / या विलायक के रूप में कार्य करता है। इसी तरह, यह नायलॉन के निर्माण में एक मोनोमर के रूप में हस्तक्षेप करता है.

-रबर सीमेंट, साबुन और कीटनाशक के निर्माण में एक विलायक के रूप में कार्य करता है.

-इसका उपयोग क्लोरोफ्लोरोकार्बन प्रोपेलेंट के निर्माण में किया जाता है.

-सी-एच बांड नहीं होने से, कार्बन टेट्राक्लोराइड मुक्त मूलक प्रतिक्रियाओं से नहीं गुजरता है, इसलिए यह हैलोजन के लिए एक उपयोगी विलायक है, या तो एक मौलिक हैलोजन या एक हैलोजन अभिकर्मक, जैसे कि एन-ब्रोमिनेसिनाइड।.

रेफ्रिजरेटर का निर्माण

इसका उपयोग क्लोरोफ्लोरोकार्बन, सर्द आर -11 और ट्राइक्लोरोफ्लोरोमेथेन, सर्द आर -12 के उत्पादन में किया गया था। ये रेफ्रिजरेंट ओज़ोन परत को नष्ट करते हैं, यही कारण है कि उन्होंने मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल की सिफारिशों के अनुसार, उनके उपयोग को रोकने की सिफारिश की थी.

आग का दमन

20 वीं शताब्दी की शुरुआत में, कार्बन टेट्राक्लोराइड को आग बुझाने वाले यंत्र के रूप में इस्तेमाल किया जाने लगा, जो यौगिक के गुणों के एक सेट पर आधारित है: यह अस्थिर है; इसकी वाष्प हवा से भारी होती है; यह एक विद्युत चालक नहीं है और यह बहुत ज्वलनशील नहीं है.

गर्म होने पर, कार्बन टेट्राक्लोराइड एक भारी वाष्प बन जाता है, जो दहन के उत्पादों को कवर करता है, उन्हें हवा में मौजूद ऑक्सीजन से अलग करता है और आग का कारण बनता है। यह तेल की आग और उपकरणों का मुकाबला करने के लिए उपयुक्त है.

हालांकि, 500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर, कार्बन टेट्राक्लोराइड पानी के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है, जिससे फॉसजीन, एक विषाक्त यौगिक होता है, इसलिए उपयोग के दौरान वेंटिलेशन पर ध्यान देना चाहिए। इसके अलावा, यह धात्विक सोडियम के साथ विस्फोटक रूप से प्रतिक्रिया कर सकता है, इस धातु की उपस्थिति के साथ आग में इसके उपयोग से बचा जा सकता है.

सफाई

कार्बन टेट्राक्लोराइड का उपयोग घर में उपयोग के लिए कपड़े और अन्य सामग्रियों की सूखी सफाई में किया गया है। इसके अलावा, इसका उपयोग धातुओं के औद्योगिक क्षयकारी के रूप में किया जाता है, जो तेल और तेल को भंग करने के लिए उत्कृष्ट है.

रासायनिक विश्लेषण

इसका उपयोग बोरॉन, ब्रोमाइड, क्लोराइड, मोलिब्डेनम, टंगस्टन, वैनेडियम, फास्फोरस और चांदी का पता लगाने के लिए किया जाता है.

अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी और परमाणु चुंबकीय अनुनाद

-यह अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी में विलायक के रूप में प्रयोग किया जाता है, क्योंकि कार्बन टेट्राक्लोराइड बैंड में महत्वपूर्ण अवशोषण नहीं होता है> 1600 सेमी^-1.

-इसका उपयोग परमाणु चुंबकीय अनुनाद में एक विलायक के रूप में किया गया था, क्योंकि यह तकनीक में हस्तक्षेप नहीं करता था क्योंकि इसमें हाइड्रोजन नहीं था (यह अनुत्पादक है)। लेकिन इसकी विषाक्तता के कारण, और क्योंकि इसकी विलायक शक्ति कम है, कार्बन टेट्राक्लोराइड को विलेयित सॉल्वैंट्स द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है।.

पतली

एक गैर-ध्रुवीय यौगिक होने की विशेषता कार्बन टेट्राक्लोराइड को तेल, वसा, लाख, वार्निश, रबर वैक्स और रेजिन के लिए विलायक के रूप में उपयोग करने की अनुमति देती है। यह आयोडीन को भी भंग कर सकता है.

अन्य उपयोग

-यह लावा लैंप में एक महत्वपूर्ण घटक है, क्योंकि इसकी घनत्व के कारण कार्बन टेट्राक्लोराइड मोम में वजन जोड़ता है.

-स्टाम्प कलेक्टरों द्वारा उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह नुकसान पहुंचाए बिना टिकटों पर वॉटरमार्क का खुलासा करता है.

-कीटों को खत्म करने के लिए इसका इस्तेमाल कीटनाशक, फफूंदनाशक और अनाज के छिड़काव में किया जाता है.

-धातु काटने की प्रक्रिया में इसका उपयोग स्नेहक के रूप में किया जाता है.

-यह पशु चिकित्सा में fasciolasis के उपचार में एक कृमिनाशक के रूप में इस्तेमाल किया गया है, भेड़ में Fasciola hepatica के कारण होता है.

विषाक्तता

-कार्बन टेट्राक्लोराइड को श्वसन, पाचन, नेत्र और त्वचा के रास्ते के माध्यम से अवशोषित किया जा सकता है। अंतर्ग्रहण और साँस लेना बहुत खतरनाक है क्योंकि वे मस्तिष्क, जिगर और गुर्दे को लंबे समय तक गंभीर नुकसान पहुंचा सकते हैं.

-त्वचा के संपर्क में जलन पैदा होती है और लंबे समय में यह एक जिल्द की सूजन का कारण बन सकता है। जबकि आंखों के संपर्क में आने से जलन होती है.

हेपेटोटॉक्सिक तंत्र

जिगर की क्षति का कारण बनने वाले मुख्य तंत्र ऑक्सीडेटिव तनाव और कैल्शियम होमोस्टेसिस का परिवर्तन हैं।.

ऑक्सीडेटिव तनाव प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों के उत्पादन और शरीर की क्षमता के बीच असंतुलन को कम करने के लिए एक असंतुलन पैदा करता है, जो उनकी कोशिकाओं के भीतर होता है, जो ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है.

सामान्य रेडॉक्स स्थिति में असंतुलन पेरोक्साइड और मुक्त कणों के उत्पादन से विषाक्त प्रभाव पैदा कर सकता है जो कोशिकाओं के सभी घटकों को नुकसान पहुंचाते हैं।.

कार्बन टेट्राक्लोराइड मुक्त कणों का उत्पादन मेटाबोलाइज्ड है: Cl₃सी^. (रैडिकल ट्राइक्लोरोमेथाइल) और सीएल₃सीओओ^. (रैडिकल ट्राइक्लोरोमेथाइलेपरोक्साइड)। ये फ्री रेडिकल्स लिपोपरोक्सीडेशन पैदा करते हैं, जिससे लीवर और फेफड़ों को भी चोट लगती है.

मुक्त कण भी यकृत कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली के टूटने का कारण बनते हैं। यह कैल्शियम की साइटोसोलिक एकाग्रता में वृद्धि और कैल्शियम अनुक्रम के इंट्रासेल्युलर तंत्र में कमी का उत्पादन करता है.

कैल्शियम की इंट्रासेल्युलर वृद्धि एंजाइम फॉस्फोलिपेज़ ए को सक्रिय करती है₂ यह झिल्ली के फॉस्फोलिपिड पर कार्य करता है, इसके प्रभाव को बढ़ाता है। इसके अलावा, न्यूट्रोफिल और हेपैटोसेलुलर चोट की घुसपैठ है। एटीपी और ग्लूटाथियोन की सेलुलर एकाग्रता में कमी होती है जो एंजाइमी निष्क्रियता और कोशिका मृत्यु का कारण बनती है.

वृक्क प्रणाली और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में विषाक्त प्रभाव

मूत्र और शरीर के पानी के संचय में कमी के साथ गुर्दे की प्रणाली में कार्बन टेट्राक्लोराइड के विषाक्त प्रभाव प्रकट होते हैं। विशेष रूप से फेफड़ों में और रक्त में चयापचय अपशिष्ट की एकाग्रता में वृद्धि। इससे मौत हो सकती है.

केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के स्तर पर, तंत्रिका आवेगों के अक्षीय प्रवाहकत्त्व की भागीदारी होती है.

मानव प्रदर्शन के प्रभाव

छोटी अवधि

आंखों की जलन; जिगर, गुर्दे और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र पर प्रभाव, चेतना की हानि हो सकती है.

लंबी अवधि

जिल्द की सूजन और संभव कार्सिनोजेनिक कार्रवाई.

विषाक्त बातचीत

कार्बन टेट्राक्लोराइड और शराब की खपत के साथ नशा के कई मामलों के बीच एक संबंध है। अत्यधिक शराब का सेवन यकृत को नुकसान पहुंचाता है, कुछ मामलों में यकृत सिरोसिस का उत्पादन करता है.

यह देखा गया है कि कार्बन टेट्राक्लोराइड की विषाक्तता बार्बिटुरेट्स के साथ बढ़ जाती है, क्योंकि इनमें कुछ समान विषाक्त प्रभाव होते हैं.

उदाहरण के लिए, गुर्दे के स्तर पर, बारबेट्यूरेट्स मूत्र के उत्सर्जन को कम करते हैं, बार्बिटुरेट्स की यह क्रिया गुर्दे के कार्य पर कार्बन टेट्राक्लोराइड के विषाक्त प्रभाव के समान होती है।.

इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन

CCl₄ इसे हरे रंग का टेट्राहेड्रॉन माना जा सकता है। यह दूसरों के साथ कैसे बातचीत करता है?

एक एपोलर अणु होने के नाते, स्थायी द्विध्रुवीय क्षण के बिना, यह द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय बलों द्वारा बातचीत नहीं कर सकता है। तरल में अपने अणुओं को एक साथ रखने के लिए, क्लोरीन परमाणु (टेट्राहेड्रा के कोने) को किसी तरह से एक दूसरे के साथ बातचीत करना चाहिए; और वे लंदन के फैलाव बलों के लिए धन्यवाद करने में सफल रहे.

Cl परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक बादल चलते हैं, और संक्षिप्त क्षणों के लिए, इलेक्ट्रॉनों के अमीर और गरीब क्षेत्रों को उत्पन्न करते हैं; यही है, वे तुरंत डिपोल उत्पन्न करते हैं.

इलेक्ट्रॉनों का समृद्ध क्षेत्र causes- एक पड़ोसी अणु के Cl परमाणु को ध्रुवीकरण करने का कारण बनता है: Cl^δ-δ+Cl। इस प्रकार, दो Cl परमाणुओं को सीमित समय के लिए एक साथ रखा जा सकता है.

लेकिन, लाखों CCl अणु होते हैं₄, सामान्य परिस्थितियों में एक तरल बनाने के लिए बातचीत पर्याप्त प्रभावी हो जाती है.

इसके अलावा, चार सी को प्रत्येक सी से सहसंयोजक रूप से जोड़ा जाता है, जिससे इन इंटरैक्शन की संख्या बढ़ जाती है; इतना, कि यह 76.8ºC, एक उच्च क्वथनांक पर उबलता है.

CCl का क्वथनांक₄ यह अधिक नहीं हो सकता क्योंकि टेट्राहेड्रा अन्य एपोलर यौगिकों की तुलना में अपेक्षाकृत छोटा है (जैसे कि xylene, जो 144ºC पर उबलता है).

संदर्भ

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