Chlorid uhličitý - CCl4

chlorid uhličitý

neboli tetrachlormethan, v technické hantýrce někdy označovaný tetrachlór, je bezbarvá kapalina sladkého éterického zápachu, prakticky nerozpustná ve vodě, zato dobře rozpustná v řadě organických rozpouštědel jako je methanol, ethanol, aceton, benzen, benzin aj.

Příprava

Tetrachlormethan se dá připravit přímou chlorací methanu působením chloru za zvýšené teploty, nebo lépe za působení ultrafialového záření podle souhrnné rovnice
CH4 + 4 Cl2 --> CCl4 + 4 HCl.
Tato reakce probíhá řetězově a ve čtyřech stupních, přičemž spouštěcím stupněm je tepelná disociace nebo fotodisociace molekulárního chloru Cl2 na dva chloridové radikály
Cl2 + h? --> 2 Cl·;
vzniklý vysoce reaktivní atomární chlor vytrhne z molekuly methanu vodík, se kterým vytvoří molekulu chlorovodíku a zanechá methylový radiál
Cl· + CH4 --> ·CH3 + HCl.
Methylový radikál atakuje další molekulu chloru za vzniku monochlormethanu a dalšího chloridového radikálu
·CH3 + Cl2 --> CH3Cl + Cl·.
Řetězová reakce pak probíhá postupně dále
CH3Cl + Cl· --> ·CH2Cl + HCl,
·CH2Cl + Cl2 --> CH2Cl2 + Cl·,
CH2Cl2 + Cl· --> ·CHCl2 + HCl,
·CHCl2 + Cl2 --> CHCl3 + Cl·,
CHCl3 + Cl· --> ·CCl3 + HCl,
·CCl3 + Cl2 --> CCl4 + Cl·.
Řetězová reakce může být ukončena tím, že se náhodně setkají a sloučí dva stejné nebo různé radikály, např.
Cl· + ·Cl --> Cl2,
H3C· + ·CH3 --> H3C—CH3,
H3C· + ·Cl --> CH3Cl,

ale také např.
H3C· + ·CH2Cl --> H3C—CH2Cl,
takže i když se chloruje čistý methan, mohou vznikat v reakční směsi také stopy chlorovaných vyšších uhlovodíků. Proto se touto reakcí získává pouze jako vedlejší produkt při výrobě dichlormethanu a trichlormethanu (chloroformu). Průmyslově se tetrachlormethan vyrábí většinou ze sirouhlíku a chloru
CS2 + 3 Cl2 --> CCl4 + S2Cl2.

Vlastnosti

Vzhledem k vysoké tetraedrické symetrii molekuly tetrachlormethanu (bodová grupa symetrie Td) nemá dipólový moment (je nepolární), přestože jednotlivé vazby C—Cl jsou značně polární. V důsledku toho je tetrachlormethan nerozpustný ve vodě, ale velice dobře naopak rozpouští jiné nepolární nebo málo polární látky, především tuky, oleje, pryskyřice atp. Chemicky je vcelku málo reaktivní, s kyslíkem prakticky nereaguje, je proto nehořlavý. Za vysokých teplot však s kyslíkem reaguje za vzniku fosgenu a chloru
2 CCl4 + O2 --> 2 COCl2 + 2 Cl2.
S některými anorganickými bromidy a jodidy, zejména hlinitými, reaguje tak, že v jeho molekule dojde k výměně chloru za těžší halogenidy, např.
3 CCl4 + 4 AlBr3 --> 3 CBr4 + 4 AlCl3,
resp.
3 CCl4 + 4 AlI3 --> 3 CI4 + 4 AlCl3.

Použití

Používá se jako rozpouštědlo v chemické laboratoři. Slouží také k přípravě alkylchloridů Apellovou reakcí z příslušných alkoholů za přítomnosti trifenylfosfanu. V minulosti se používal jako chladicí médium v chladicích systémech, při chemickém čištění látek a oděvů, k průmyslovému odmašťování předmětů, jako ředidlo v nátěrových hmotách, jako součást hnací látky v aerosolových bombičkách (zejména s nátěrovými hmotami) a také jako náplň hasicích přístrojů (tzv. tetrachlorové hasicí přístroje). Krátkou dobu se užíval i jako insekticidní prostředek proti škůdcům napadajícím zrní (obiloviny). V souvislosti s jeho zdraví škodlivými vlivy se jeho užití omezuje, v některých zemích (např. v USA) je jeho používání ve spotřebním zboží zakázáno. Dalším důvodem pro útlum jeho výroby a používání je stejný vliv na ozónovou vrstvu jako mají freony.

Fyziologické působení

Nadýchání par tetrachlomethanu ovlivňuje zejména centrální nerovový systém člověka. Způsobuje bolesti hlavy, halucinace, ospalost, žaludeční nevolnost a ve větším množství může způsobit i zvracení. Při vysokých koncentracích může způsobit i smrt. Dlouhodobé působení může způsobit chronické poruchy jater a ledvin. Škodlivé účinky se zbyšují při současném požití alkoholu. Do těla se může vstřebávat i pokožkou. Při zasažení očí způsobuje jejich podráždění. U laboratorních zvířat (krys) byla prokázána jeho karcinogenicita, tzn. že může vyvolat rakovinné bujení i u člověka, což však nebylo jednoznačně prokázáno.