Cacbon Tetraclorua (CCl4) – học dễ hiểu

Cacbon Tetrachloride là gì?

Cacbon tetraclorua, còn được gọi là tetrachloromethane, là một hợp chất hữu cơ có công thức hóa học CCl4. Hợp chất này thường được phân loại là một hợp chất hữu cơ polyhalogenated vì nó bao gồm một nguyên tử carbon được gắn vào nhiều hơn một nhóm chức halogenua. Trong điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và áp suất, CCl4 tồn tại dưới dạng chất lỏng không màu phát ra mùi rất ngọt.

Trong quá khứ, hợp chất này đã được sử dụng rộng rãi trong các chất tẩy rửa. Nó cũng được sử dụng trong bình chữa cháy và được biết đến là tiền thân của một số chất làm lạnh. Tuy nhiên, việc sử dụng hợp chất này đã bị một số chính phủ loại bỏ do độc tính của nó. Việc hít phải một lượng lớn cacbon tetraclorua có thể gây tổn thương nghiêm trọng cho các cơ quan quan trọng như thận và gan. Nó cũng có thể có tác động tiêu cực đến hệ thần kinh trung ương (CNS). Hơn nữa, sự tiếp xúc kéo dài của con người với carbon tetrachloride thường dẫn đến tử vong.

Cacbon tetraclorua cũng được sử dụng rộng rãi như một tiền thân của chlorofluorocarbons (CFCs). Tuy nhiên, do lo ngại về môi trường, việc sản xuất hợp chất này đã chứng kiến sự sụt giảm mạnh kể từ những năm 1980. Tiếp xúc với cacbon tetraclorua được biết là gây hoại tử gan centrilobular. Trong cơ thể, hợp chất này được chuyển hóa thành gốc trichloromethyl, có tính phản ứng cao. Trichloromethyl này có thể tiếp tục gây tổn thương tế bào gan.

Cấu trúc của các phân tử CCl4

Các phân tử cacbon tetraclorua có hình học phân tử tứ diện trong đó nguyên tử carbon trung tâm được liên kết với bốn nguyên tử clo. Cấu trúc của các phân tử CCl4 được minh họa dưới đây.

Có thể lưu ý rằng bốn nguyên tử clo được đặt đối xứng ở mỗi góc xung quanh nguyên tử carbon trung tâm trong phân tử CCl4. Các liên kết giữa nguyên tử carbon và các nguyên tử clo là cộng hóa trị. Do hậu quả của hình học phân tử của hợp chất này, nó thể hiện các tính chất không phân cực. Có thể lưu ý rằng cấu trúc phân tử của CCl4 khá giống với CH4 (khí metan).

Tính chất của Cacbon Tetrachloride

• Một số tính chất vật lý và hóa học quan trọng của CCl4 được liệt kê dưới đây.
• Khối lượng mol của carbon tetrachloride là 153,81 gram mỗi nốt ruồi.
• Trong điều kiện tiêu chuẩn, hợp chất này tồn tại ở trạng thái lỏng. Nó có vẻ ngoài không màu và mùi ngọt ngào.
• Mật độ của hợp chất này (ở trạng thái lỏng của nó) tương ứng với 1,5867 gram trên một centimet khối.
• Điểm nóng chảy của cacbon tetraclorua là -22,93OC trong khi điểm sôi của hợp chất này tương ứng với 76,72OC.
• CCl4 không hòa tan nhiều trong nước. Ở nhiệt độ 25 độ C, độ hòa tan của carbon tetrachloride trong nước chỉ là 1 gram mỗi lít (xấp xỉ). Tuy nhiên, có thể lưu ý rằng hợp chất này hòa tan trong nhiều dung môi hữu cơ như chloroform, benzen, rượu, ete và axit formic.
• Cacbon tetraclorua kết tinh trong mạng tinh thể đơn lâm nghiệp.
• Hình học phối hợp của hợp chất này có hình tứ diện. Hình dạng phân tử của hợp chất này cũng là tứ diện. Có thể lưu ý rằng nguyên tử trung tâm trong kịch bản này là nguyên tử carbon.
• Công suất nhiệt hoặc công suất nhiệt của carbon tetrachloride là 132,6 Joules trên mỗi mol-Kelvin.
• Entropy mol tiêu chuẩn liên quan đến hợp chất hữu cơ này là 214,42 Joules trên mỗi nốt ruồi-Kelvin.

Các ứng dụng chính của Tetrachloromethane

Trước những năm 1980, ứng dụng chính của cacbon tetraclorua là sản xuất chlorofluorocarbons để làm lạnh. Nó cũng được sử dụng như một thành phần của bình chữa cháy và làm chất tẩy rửa. Tuy nhiên, các mối nguy hiểm sức khỏe liên quan đến hợp chất này và thiệt hại môi trường nghiêm trọng do chlorofluorocarbons gây ra (xem: sự cạn kiệt tầng ozone), việc sử dụng hợp chất này đã bị chính phủ của một số quốc gia loại bỏ. Tuy nhiên, hợp chất này được biết là có công dụng thích hợp khác, một số trong số đó được liệt kê dưới đây.

• Cacbon tetraclorua được sử dụng làm nguồn clo trong một phản ứng có tên được gọi là phản ứng Appel.
• Nó cũng được sử dụng để tiết lộ các hình mờ được đặt trên tem mà không gây ra bất kỳ thiệt hại nào cho tem trong quá trình này.
• Cacbon tetraclorua cũng được sử dụng như một thành phần trong sản xuất đèn dung nham.
• Trong lịch sử, CCl4 đã được sử dụng trong quang phổ PROTON NMR.

Các mối nguy hiểm sức khỏe liên quan đến CCl4

Carbon tetrachloride là một loại độc tố gan rất mạnh có thể gây tổn thương nghiêm trọng cho gan. Ở nồng độ đủ cao, hợp chất này cũng có thể làm hỏng hệ thần kinh trung ương (CNS). Tiếp xúc với CCl4 trong thời gian dài thường dẫn đến tử vong hoặc hôn mê. Tiếp xúc với hợp chất này cũng có liên quan đến ung thư và tổn thương thận.