הקסכלורואתן(HCE) היא אבקה גבישית חסרת צבע עם ריח כמו קמפור, נוסחה מולקולרית C2Cl6, CAS 67-72-1, בלתי מסיס במים ומסיס ברוב הממיסים האורגניים כגון אלכוהול, בנזן, כלורופורם ושמנים. זהו חומר אורגני, המשמש כחומר גלם לסינתזה אורגנית, ומסיר גז לאלומיניום וסגסוגותיו. זהו אחד הפחמימנים הכלורים הרעילים ביותר ויש לו השפעות רעילות על מערכת העצבים המרכזית של האדם. יציב, חייב להיות הרחק מחמצן חזק, אלקלי חזק, מתכת, ממוקם בסביבה של הימנעות ייבוש קל HCE יכול סובלימציה, נדיף בהדרגה באוויר; יציבות כימית, מגע עם מים בטמפרטורת החדר אינו מתפרק, בתמיסת חומצה או אלקלית אינו מגיב; תגובה עם אבץ כלוריד לייצור פחמן טטרכלוריד; HCE הופחת עם אבץ וחומצה גופרתית לייצור טטרכלורואתילן; פירוליזה בטמפרטורה גבוהה מייצרת פחמן טטרכלוריד, טטרכלורואתילן וגז כלור. הוא משמש בסינתזה אורגנית, רפואה וכו' הוא משמש גם כממס.
|
נוסחה כימית |
C2Cl6 |
|
מסה מדויקת |
234 |
|
משקל מולקולרי |
237 |
|
m/z |
236 (100.0%), 238 (79.9%), 234 (52.1%), 240 (34.1%), 242 (8.2%), 237 (2.2%), 239 (1.7%), 235 (1.1%), 244 (1.0%) |
|
|
|
נקודת התכה 183 – 185 מעלות ( ירידה ) ( ליט ) , נקודת רתיחה 186 מעלות , צפיפות : 2.091 גרם / מ"ל ב 25 מעלות ( ליט ) , צפיפות אדים 8.16 ( לעומת אוויר ) , לחץ אדים 0.4 מ"מ כספית ( מדד Re.fr 20 מדד 20 מדד פעיל 20 מעלות 20 ). ), נקודת הבזק 9 מעלות, תנאי אחסון 2-8 מעלות צלזיוס, מסיס באלכוהול, בנזן, כלורופורם, אתר. , גבישים או אבקה גבישית , צבע לבן , מסיסות מים 0.05 גרם לליטר ( 22 oC ) , Merck 14,4679 , BRN 1740341 , קבוע חוק הנרי 1.43, 2.81 ו- 5.31 ב- 10, 300 ו-Munz, 300, בהתאמה. 1987 ), סימן סחורה מסוכנת Xn, N, T, F , הובלת סחורות מסוכנות מס' UN 9037 , MLDi רעיל. v. בכלבים: 325 מ"ג/ק"ג (ברסום, סעד).
ההמצאה הנוכחית מתייחסת לאהקסכלורואתןתהליך סינתזה, הכולל את השלבים הבאים:
(1) הכניסו טטרכלוראתילן לקומקום הכלור, ואז הכנס לאט כלור נוזלי כדי לבצע תגובת הכלרה אטמוספרית;
(2) לאחר שהטמפרטורה מגיעה ל-80 ~ 90C, הגדל את זרימת הכלור ל-25 ~ 30 ק"ג לשעה, ושלוט על הטמפרטורה ב-105 ~ 110C למשך 3 ~ 8 שעות כדי להגיע לנקודת הסיום של הכלור, ואז עצור את זרימת הכלור ושמור אותו חם למשך 2 ~ 4 שעות כדי להשיג את תוצר ההכלה:
(3) המוצר הכלור מנוטרל על ידי תמיסת נתרן הידרוקסיד לשטיפת אלקלי ושכבות. הנוזל העליון נכנס למערכת השפכים לאחר שהיה ניטרלי, והנוזל התחתון נכנס למגבש;
(4) לאחר שהנוזל התחתון מתגבש במגבש בטמפרטורת החדר למשך 9 ~ 11 שעות, הוא עובר צנטריפוגה, מיובש ולאחר מכן מקורר באופן טבעי כדי להשיג את ההקסכלורואטן המוגמר. נוזל האם הצנטריפוגה מוחזר לקומקום הכלור לשימוש חוזר.
להמצאה היתרונות בכך שתהליך הסינתזה של ההמצאה יכול להפחית את מפגע הבטיחות הפוטנציאלי, את עוצמת העבודה ולהבטיח את תכולת המוצר.
מבנה מולקולרי ומאפיינים בסיסיים
הנוסחה הכימית שלהקסכלורואתןהוא C₂Cl₆. המבנה המולקולרי מורכב משני אטומי פחמן המחוברים בקשרים בודדים, כאשר כל אטום פחמן יוצר קשר עם שלושה אטומי כלור, וכתוצאה מכך נוצר מבנה Cl₃C-CCl₃ סימטרי. תצורה מולקולרית מאוד סימטרית זו מעניקה לה תכונות פיסיקליות וכימיות ייחודיות. בטמפרטורה ולחץ נורמליים, הקסכלורואתן מופיע כמוצק גבישי לבן או חסר צבע, בעל ריח מיוחד הדומה לקמפור. נקודת ההיתוך שלו היא 183-185 מעלות, נקודת הרתיחה שלו היא 186 מעלות (סובלימציה ישירה בלחץ אטמוספרי סטנדרטי), וצפיפותו היא 2.091 גרם/ס"מ³ (ב-25 מעלות), מה שמצביע על משקל מולקולרי גבוה יחסית וצפיפות.
יציבות ותגובתיות
Hexachloroethane מפגין יציבות כימית מצוינת תחת טמפרטורה ולחץ רגילים והוא מסווג כחומר שאינו- דליק. עם זאת, ליציבותו יש תנאי גבול ספציפיים:
פירוק-בטמפרטורה גבוהה
כאשר הטמפרטורה עולה על 300 מעלות, הקסכלורואתאן מתחיל להתפרק, ויוצר גזים רעילים ומאכלים, כולל פוסגן (COCl₂) ומימן כלורי (HCl). מאפיין זה דורש שליטה קפדנית על תנאי הסביבה במהלך עיבוד או אחסון בטמפרטורה- גבוהה.
תגובתיות עם מתכות
כאשר הקסכלורואתן בא במגע עם מתכות אלקליות (כגון נתרן ואשלגן) וחומרים מחמצנים חזקים (כגון חומצה חנקתית מרוכזת ואשלגן פרמנגנט), הוא עלול לעבור תגובות אלימות, ליצור כלורידים וכלורידי מתכת. בנוסף, הוא עלול לשחרר גז מימן כאשר הוא מגיב עם מתכות פעילות כמו אבץ ואבקת אלומיניום, דבר המהווה סכנת פיצוץ.
מסיסות בממיסים
Hexachloroethane מסיס מעט במים (ב-25 מעלות, המסיסות היא בערך 50 מ"ג/ליטר), אך הוא מסיס בקלות בממיסים אורגניים כגון אתנול, בנזן, כלורופורם ואתר. מאפיין מסיסות זה הופך אותו לבעל ערך בסינתזה אורגנית ובמיצוי תעשייתי.
מאפיינים תרמודינמיים והתנהגות טרנספורמציה שלבים
התנהגות טרנספורמציה פאזית של הקסכלורואתאן מציגה ייחודיות:
מאפייני סובלימציה: נקודת הרתיחה שלו קרובה לנקודת ההיתוך שלו (בהפרש של 1-2 מעלות בלבד), וכאשר הוא מחומם בלחץ אטמוספרי סטנדרטי, הוא הופך ישירות ממצב מוצק למצב גזי מבלי לעבור דרך השלב הנוזלי. מאפיין זה נותן לו יתרון בתהליכי זיקוק ואקום וטיהור סובלימציה.
לחץ אדים ותנודתיות: ב-20 מעלות, לחץ האדים הוא 0.21-0.4 מ"מ כספית, מה שמצביע על כך שיש לו תנודתיות בינונית בטמפרטורת החדר. יש לאחסן אותו בסביבה אטומה וחשוכה כדי למנוע חשיפה ארוכת טווח שעלולה להוביל לאובדן איכות.
קינטיקה של פירוק תרמי: תגובת הפירוק-בטמפרטורה הגבוהה עוקבת אחר מנגנון מורכב, ולפוסגן ולמימן כלורי המתקבלים יש רעילות וקורוזיביות חזקות. יש לטפל בתוצרי הפירוק בציוד מיוחד.
קשרים כימיים וכוחות בין-מולקולריים
לקשר C-Cl במולקולה של hexachloroethane אנרגיית קשר גבוהה (כ-339 קילו-ג'יי/מול), המעניקה למולקולה יציבות כוללת. הכוחות הבין-מולקולריים הם בעיקר כוחות ואן דר ואלס. בשל האלקטרושליליות החזקה של אטום הכלור, יש אינטראקציות דיפול- חלשות בין המולקולות. כוחות אלה משפיעים על מצבו הפיזי:
מבנה קריסטל
ההקסכלורואתןהמשקע מאתנול או אתר יוצר מחט לבנה אורתורומבית -כמו גבישים, כאשר המולקולות שבגבישים מסודרות במבנה קומפקטי באמצעות כוחות ואן דר ואלס.
התנהגות התכה
התכה דורשת התגברות על כוחות בין-מולקולריים, וכתוצאה מכך נקודת התכה גבוהה יחסית (183-185 מעלות), הקשורה למשקל המולקולרי (236.72 גרם/מול) ולסימטריה המולקולרית.
התנהגות כימית סביבתית
ההתנהגות הסביבתית שלהקסכלורואתןמונע על ידי התכונות הפיזיקליות והכימיות שלו:
ספיחת קרקע:נספג חזק בקרקע, עם קצב נדידה איטי, ועלול להישאר לאורך זמן ולזהם מי תהום.
חלוקת מים:מסיסות מים נמוכה (0.05 גרם/ליטר, 22 מעלות), אך נספג בקלות על חומר אורגני ונכנס לשרשרת המזון באמצעות הצטברות ביולוגית.
תחבורה אטמוספרית:תנודתיות בינונית, יכולה להתפזר דרך האטמוספרה וליצור זיהום למרחקים ארוכים.
התנהגות כימית ביישומים תעשייתיים
התכונות הכימיות של הקסכלורואתן תומכות ביישומי ריבוי הדומיינים שלו-:
זיקוק מתכות:כחומר דה-הגז בזיקוק של אלומיניום וסגסוגות אלומיניום, הוא עובר תגובת פירוק-בטמפרטורה גבוהה כדי להסיר מימן ותכלילים מהמתכת המותכת, ובכך לשפר את טוהר המתכת.
סינתזה אורגנית:כמגיב כלור בתגובות אורגניות ספציפיות, או כממס במערכות סינתזה מיוחדות.
יישומים צבאיים:משמש בפצצות עשן ומכשירי איתות, תוך ניצול תכונת הסובלימציה שלו כדי ליצור במהירות מסך עשן מתמשך.
תוספים פולימרים:שפר את עיכוב הלהבה ואת זיקת הצבע של פולימרים על ידי החדרה כימית של קבוצות פונקציונליות.
שיקולי בטיחות ורעילות
התכונות הכימיות שלהקסכלורואתןקשורים קשר הדוק לרעילות שלו:
רעילות חריפה
שאיפת ריכוזים גבוהים של אדים עלולה לגרום לעיכוב של מערכת העצבים המרכזית, ולהציג תסמינים כגון סחרחורת ובחילה.
השפעות כרוניות
חשיפה ארוכת טווח-עלולה להוביל לנזק לכבד ולכליות. ניסויים בבעלי חיים הראו נזק פוטנציאלי למערכת העצבים ולמערכת הרבייה.
סיכון סביבתי
לתוצרי הפירוק של פוסגן ומימן כלורי יש רעילות חריפה. תהליך פינוי הפסולת חייב להיות בפיקוח קפדני.
שאלות נפוצות
1. מדוע זה היה פעם הספקטר הכימי של "שדה קרב העשן"?
הקסכלורואתאן מעורבב עם אבקת אבץ היה פעם מרכיב הליבה של סוכני תבערה צבאיים. לאחר הבעירה, הוא ייצר פוסגן רעיל ביותר (COCl₂) וכלור סמיך המכיל עשן-. "מסך עשן שישה-כלורואתן", שהיה בשימוש נרחב במהלך מלחמת העולם השנייה, לא רק הסתיר את שדה הקרב אלא גם גרם נזק נסתר וארוך טווח למערכת הנשימה לחיילים חשופים, והפך למורשת אפורה בין סוכני לוחמה כימית מוקדמת לכלי נשק לא- קטלניים.
2. איך להפוך ל"אזמל הבלתי נראה" בפליאונטולוגיה?
בתהליך הכנת מאובנים נעשה שימוש בהקסכלורואתאן כממס לריכוך והסרת הסלע שמסביב. הצפיפות הגבוהה והתנודתיות הנמוכה שלו אפשרו טיפול מיקרו-תחריט במאובנים שבירים. עם זאת, בשל הרעילות שלו והנוכחות האפשרית של תרכובות כלור הרסניות, הוא הוחלף כעת בטכנולוגיות בטוחות יותר, המשמשות הערת אזהרה בהיסטוריה של אבולוציה של בטיחות במעבדה.
3. מדוע זה נחשב ל"יצירת סתירה" בתעשיית המתכות?
כחומר הסרת גז יעיל לאלומיניום וסגסוגתו נמס (משחרר כלור להסרת מימן), הקסכלורואתן משפר משמעותית את איכות המתכת. עם זאת, בטמפרטורות גבוהות, הוא מייצר בו-זמנית מימן כלורי מאכל מאוד וחומרים מקדימים לדיוקסינים. הטבע הכפול הזה של "מטאלורגיה נקייה" ו"זיהום רעיל" משקף את הדילמה האתית הטכנית שנשקלת זה מכבר בתהליכים תעשייתיים.
4. איך היא מתפקדת כ"קפסולת זמן אקלים" בחקר הקוטב?
בשל האינריות וההתמדה הכימית שלו, הקסאכלורואתן יכול להישאר באטמוספירה במשך כמה עשורים ומושקע בליבות קרח קוטביות באמצעות מחזור. ניתוח כימי מודרני של ליבות קרח יכול לאתר במדויק את המסלול ההיסטורי של פעילויות תעשייתיות ספציפיות ברחבי העולם מאמצע המאה ה-20 ועד לסוף המאה ה-20 על ידי זיהוי פסגות הריכוז שלה, והפך לאחד האינדיקטורים הפחות מוכרים לסמנים הגיאולוגיים של האנתרופוקן.
תגיות פופולריות: hexachloroethane cas 67-72-1, ספקים, יצרנים, מפעל, סיטונאי, קניה, מחיר, בתפזורת, למכירה