四氯化碳的性质与作用

2022/11/30 9:07:06
四氯化碳(化学式:CCl4),也称四氯甲烷或氯烷,常态下为无色液体。过去常用作灭火器中的灭火无机物质,也曾经是常用的冷却剂。可与醇、醚、石油醚、石脑油、冰醋酸、二硫化碳、氯代烃混溶。在氯代甲烷中,毒性最强。 

Carbon tetrachloride.jpg

性质

四氯化碳是一种无色透明的挥发性液体,具有特殊的芳香气味,味甜。与乙醇、乙醚、氯仿、苯、二硫化碳、石油醚和多数挥发油等混溶。

在四氯化碳分子中,4个氯原子是由共价键以正四面体的结构分布碳原子的四周。因为其结构对称,所以四氯化碳呈非极性,化学反应性呈惰性。甲烷也具有相同的结构,使四氯化碳成为卤代甲烷。作为一种有机溶剂,它非常容易溶解其它非极性化合物,例如脂肪和油。它也能溶解碘。它在常温下稳定,但是在高温下会水解并放出光气(COCl2):

CCl4+H2O→COCl2+2HCl

在五氯化锑催化剂存在下,四氯化碳会与氟化氢反应,可以生成氟氯甲烷,如一氟三氯甲烷、二氟二氯甲烷,即氟利昂制冷剂。

CCl4+HF→CCl3F+HCl

CCl4+2HF→CCl2F2+2HCl

在高温下(> 200°C)与硫反应生成二硫化碳。

CCl4+6S→CS2+2S2Cl2

在无水氯化铝催化作用下,四氯化碳与苯反应,生成三苯基氯甲烷。

在铁或铁盐的催化作用下,加热至330℃能促使四氯化碳氧化分解,生成光气。

2CCl4+O2→2COCl2+2Cl2

在加热条件下,四氯化碳能与卤盐反应,生成其他四卤化物,如四氯化碳与氟化银、溴化铝或碘化铝反应,分别生成四氟化碳、四溴化碳或四碘化碳:

4AgF+CCl4→CF4+4AgCl

4AlBr3+3CCl4→3CBr4+4AlCl3

4AlI3+3CCl4→3CI4+4AlCl3

在微量氯化氢存在的条件下,四氯化碳与高氯酸银作用,产生具有爆炸性的化合物三氯高氯酸甲烷(Cl3CClO4)。

CCl4+AgClO4→Cl3CClO4+AgCl

固态四氯化碳有2种晶体:其中一种是在低于-47.5℃(225.6 K)时所形成的晶体II(crystalline II),另一种是在高于-47.5℃时所形成的晶体I(crystalline II)。

在-47.3℃下它具有单斜晶系结构,空间群为C2 / c,晶格常数a=20.3,B =11.6,C =19.9(.10-1nm),β=111°。其密度比水大,是一种致密的非水相液体。

作用

四氯化碳主要用作生产氟利昂F11和F12的原料,用作灭火剂、有机物氯化剂、香料浸出剂、干洗去污剂、谷物熏蒸剂等;

可用作药物的萃取剂、织物的干洗剂;

也可用来合成氟里昂、尼龙7、尼龙9的单体;

可制三氯甲烷和药物;金属切削中用作润滑剂;

分析中用作脂肪、树脂、树胶等不燃性溶剂。提取带色的各种金属和某些络合物的二苯硫代偶氮肼羰化合物;

检定硼、溴、钙、铜、碘和镍。测定硼、溴、氯、钼、磷、银、钨和钒。香花和种子的油质浸出剂。有机微量分析测定氯的标准。电子工业清洗剂。

危害性

毒性分级    中毒    

急性毒性    口服-大鼠 LD50: 2350 mg/kg;口服-小鼠 LD50:8263 mg/kg    

刺激数据    皮肤-兔子 500 mg/24h 轻度;眼睛-兔子500 mg/24h 轻度    

允许接触限    中国25mg/m3;美国0.005mg/L 

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