Nombres | |||
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Nombre IUPAC preferido Tetraclorometano | |||
Otros nombres Benzinoformo Carbono (IV) Cloruro Carbono Tet Carboneum Tetrachloratum / Carbonei tetrachloridum Carboneum Chloratum / Carbonei chlorurum Cloruro de carbono Freón-10 Halón-104 Metano Tetracloruro Tetracloruro de metilo Necatorina Perclorometano Refrigerante -10 Tetrachloretum Carbonicum Tetraclorocarbono Tetraform Tetrasol | |||
Identificadores | |||
Modelo 3D ( JSmol ) |
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Abreviaturas | CTC, TCM, PCM, R-10 | ||
1098295 | |||
EBICh | |||
Química biológica | |||
Araña química | |||
Tarjeta informativa de la ECHA | 100.000.239 | ||
Número CE |
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2347 | |||
BARRIL | |||
Identificador de centro de PubChem |
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Número RTECS |
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UNIVERSIDAD | |||
Número de la ONU | 1846 | ||
Panel de control CompTox ( EPA ) |
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Propiedades | |||
CCl4 | |||
Masa molar | 153,81 g·mol −1 | ||
Apariencia | Líquido incoloro | ||
Olor | olor parecido al cloroformo | ||
Densidad |
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Punto de fusión | -22,92 °C (-9,26 °F; 250,23 K) | ||
Punto de ebullición | 76,72 °C (170,10 °F; 349,87 K) | ||
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Solubilidad | Soluble en alcohol , éter , cloroformo , benceno , nafta , CS2 , ácido fórmico . | ||
registro P | 2.64 | ||
Presión de vapor | 11,94 kPa a 20 °C | ||
Constante de la ley de Henry ( k H ) | 2,76×10 −2 atm·m3 / mol | ||
−66,60×10 −6 cm3 / mol | |||
Conductividad térmica | 0,1036 W/m·K (300 K) [1] | ||
Índice de refracción ( n D ) | 1.4607 | ||
Viscosidad | 0,86 mPa·s [2] | ||
0 D | |||
Estructura | |||
Monoclínico | |||
Tetragonal | |||
Tetraédrico | |||
0 D | |||
Termoquímica | |||
Capacidad calorífica ( C ) | 132,6 J/mol·K | ||
Entropía molar estándar ( S ⦵ 298 ) | 214,39 J/mol·K | ||
Entalpía estándar de formación (Δ f H ⦵ 298 ) | −95,6 kJ/mol | ||
Energía libre de Gibbs (Δ f G ⦵ ) | −87,34 kJ/mol [3] | ||
Peligros | |||
Seguridad y salud en el trabajo (SST/OHS): | |||
Principales peligros | extremadamente tóxico para el hígado y los riñones, potencial carcinógeno ocupacional, nocivo para la capa de ozono | ||
Etiquetado SGA : | |||
Peligro | |||
H301 , H302 , H311 , H331 , H351 , H372 , H412 , H420 | |||
P201 , P202 , P260 , P261 , P264 , P270 , P271 , P273 , P280 , P281 , P301+P310 , P302+P352 , P304+P340 , P308+P313 , P311 , P312 , P314 , P321 , P322 , P330 , P361 , P363 , P403+P233 , P405 , P501 , P502 | |||
NFPA 704 (rombo cortafuegos) | |||
punto de inflamabilidad | ininflamable | ||
Dosis o concentración letal (LD, LC): | |||
LD 50 ( dosis media ) | 7749 mg/kg (oral, ratón); 5760 mg/kg (oral, conejo); 2350 mg/kg (oral, rata) [5] | ||
LC 50 ( concentración media ) |
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LC Lo ( valor más bajo publicado ) |
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NIOSH (límites de exposición a la salud en EE. UU.): | |||
PEL (Permisible) | TWA 10 ppm C 25 ppm 200 ppm (pico máximo de 5 minutos en 4 horas) [4] | ||
REL (recomendado) | Ca ST 2 ppm (12,6 mg/m 3 ) [60 minutos] [4] | ||
IDLH (Peligro inmediato) | 200 ppm [4] | ||
Ficha de datos de seguridad (FDS) | ICSC 0024 | ||
Compuestos relacionados | |||
Otros aniones | Tetrafluoruro de carbono Tetrabromuro de carbono Tetrayoduro de carbono | ||
Otros cationes | Tetracloruro de silicio Tetracloruro de germanio Tetracloruro de estaño Tetracloruro de plomo | ||
Clorometanos relacionados | Clorometano Diclorometano Triclorometano | ||
Página de datos complementarios | |||
Tetracloruro de carbono (página de datos) | |||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para los materiales en su estado estándar (a 25 °C [77 °F], 100 kPa). |
El tetracloruro de carbono , también conocido por muchos otros nombres (como carbono tet para abreviar y tetraclorometano , también reconocido por la IUPAC ), es un compuesto químico con la fórmula química CCl 4 . Es un líquido no inflamable, denso e incoloro con un olor "dulce" similar al cloroformo que se puede detectar en niveles bajos. Anteriormente se usaba ampliamente en extintores de incendios , como precursor de refrigerantes , como antihelmíntico y como agente de limpieza , pero desde entonces se ha eliminado gradualmente debido a preocupaciones ambientales y de seguridad. La exposición a altas concentraciones de tetracloruro de carbono puede afectar el sistema nervioso central y degenerar el hígado y los riñones. La exposición prolongada puede ser fatal.
En la molécula de tetracloruro de carbono , cuatro átomos de cloro están posicionados simétricamente como esquinas en una configuración tetraédrica unidos a un átomo de carbono central por enlaces covalentes simples . Debido a esta geometría simétrica, CCl4 es no polar. El gas metano tiene la misma estructura, lo que convierte al tetracloruro de carbono en un halometano . Como disolvente , es muy adecuado para disolver otros compuestos no polares como grasas y aceites. También puede disolver yodo . Es volátil y emite vapores con un olor característico de otros disolventes clorados, algo similar al olor del tetracloroetileno que recuerda a las tintorerías .
El tetraclorometano sólido tiene dos polimorfos : cristalino II por debajo de -47,5 °C (225,6 K) y cristalino I por encima de -47,5 °C. [7] A -47,3 °C tiene una estructura cristalina monoclínica con un grupo espacial C2/c y constantes reticulares a = 20,3, b = 11,6, c = 19,9 (0,10 -1 nm), β = 111°. [8]
Con una gravedad específica mayor a 1, el tetracloruro de carbono estará presente como un líquido denso en fase no acuosa si se derraman cantidades suficientes en el medio ambiente.
A pesar de ser generalmente inerte, el tetracloruro de carbono puede experimentar diversas reacciones. El hidrógeno o un ácido en presencia de un catalizador de hierro pueden reducir el tetracloruro de carbono a cloroformo, diclorometano, clorometano e incluso metano. [9] Cuando sus vapores pasan a través de un tubo al rojo vivo, el tetracloruro de carbono se declora a tetracloroetileno y hexacloroetano . [10]
El tetracloruro de carbono, cuando se trata con HF , produce diversos compuestos como triclorofluorometano (R-11), diclorodifluorometano (R-12), clorotrifluorometano (R-13) y tetrafluoruro de carbono con HCl como subproducto:
Este fue uno de los principales usos del tetracloruro de carbono, ya que el R-11 y el R-12 se usaban ampliamente como refrigerantes.
Una solución alcohólica de hidróxido de potasio lo descompone en cloruro de potasio y carbonato de potasio en agua: [11]
Cuando una mezcla de tetracloruro de carbono y dióxido de carbono se calienta a 350 grados C, se produce fosgeno: [12]
La reacción con sulfuro de hidrógeno produce tiofosgeno : [13]
La reacción con trióxido de azufre produce fosgeno y cloruro de pirosulfurilo: [13]
La reacción con anhídrido fosfórico produce fosgeno y cloruro de fosforilo : [13]
El tetracloruro de carbono reacciona con óxido de zinc seco a 200 grados Celsius para producir cloruro de zinc , fosgeno y dióxido de carbono : [12]
El tetracloruro de carbono fue sintetizado originalmente en 1820 por Michael Faraday , quien lo llamó "protocloruro de carbono", mediante la descomposición del hexacloroetano ("percloruro de carbono") que sintetizó mediante la cloración del etileno . [14] [15] El protocloruro de carbono se ha identificado anteriormente erróneamente como tetracloroetileno porque se puede obtener con la misma reacción del hexacloroetano. Más tarde, en el siglo XIX, se utilizó el nombre "protocloruro de carbono" para el tetracloroetileno, y el tetracloruro de carbono se llamó "bicloruro de carbono" o "percloruro de carbono". Henri Victor Regnault desarrolló otro método para sintetizar tetracloruro de carbono a partir de cloroformo , cloroetano o metanol con exceso de cloro en 1839. [16]
Kolbe fabricó tetracloruro de carbono en 1845 haciendo pasar cloro sobre disulfuro de carbono a través de un tubo de porcelana. [16] Antes de la década de 1950, el tetracloruro de carbono se fabricaba mediante la cloración del disulfuro de carbono a una temperatura de entre 105 y 130 °C: [17]
Pero ahora se produce principalmente a partir de metano :
La producción suele utilizar subproductos de otras reacciones de cloración , como las de la síntesis de diclorometano y cloroformo . Los clorocarbonos superiores también se someten a este proceso denominado "clorinólisis":
La producción de tetracloruro de carbono ha disminuido drásticamente desde la década de 1980 debido a preocupaciones ambientales y a la menor demanda de CFC , que se derivaban del tetracloruro de carbono. En 1992, la producción en los Estados Unidos, Europa y Japón se estimó en 720.000 toneladas. [17]
El tetracloruro de carbono fue descubierto junto con el clorometano y el cloroformo en océanos , algas marinas y volcanes . [18] Las emisiones naturales de tetracloruro de carbono son demasiado pequeñas en comparación con las de fuentes antropogénicas; por ejemplo, el volcán Momotombo en Nicaragua emite tetracloruro de carbono a un flujo de 82 gramos por año, mientras que las emisiones industriales globales fueron de 2 × 10 10 gramos por año. [19]
Se encontró tetracloruro de carbono en las algas rojas Asparagopsis taxiformis y Asparagopsis armata . [20] Se detectó en ecosistemas del sur de California, lagos salados de la estepa de Kalmykian y una hepática común en Chequia. [19]
A altas temperaturas en el aire, se descompone o se quema para producir fosgeno venenoso . Este era un problema común cuando se utilizaba tetracloruro de carbono como extintor de incendios: [21] Se han reportado muertes debido a su conversión en fosgeno. [22]
El tetracloruro de carbono es un carcinógeno humano sospechoso según evidencia suficiente de carcinogenicidad de estudios en animales de experimentación. [23] La Organización Mundial de la Salud informa que el tetracloruro de carbono puede inducir carcinomas hepatocelulares (hepatomas) en ratones y ratas. Las dosis que inducen tumores hepáticos son más altas que las que inducen toxicidad celular. [24] La Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC) clasificó este compuesto en el Grupo 2B , " posiblemente carcinógeno para humanos ". [25] El tetracloruro de carbono es una de las hepatotoxinas (tóxicas para el hígado) más potentes, tanto que se usa ampliamente en la investigación científica para evaluar agentes hepatoprotectores. [26] [27] La exposición a altas concentraciones de tetracloruro de carbono (incluido el vapor) puede afectar el sistema nervioso central y degenerar el hígado [27] y los riñones, [28] y la exposición prolongada puede provocar coma o muerte. [29] La exposición crónica al tetracloruro de carbono puede causar daño hepático [30] [31] y renal y podría resultar en cáncer . [32] [33]
El consumo de alcohol aumenta los efectos tóxicos del tetracloruro de carbono y puede causar daños más graves a los órganos, como insuficiencia renal aguda , en los bebedores empedernidos. Las dosis que pueden causar toxicidad leve en los no bebedores pueden ser fatales para los bebedores. [34]
Los efectos del tetracloruro de carbono sobre la salud humana y el medio ambiente se evaluaron en el marco de REACH en 2012 en el contexto de la evaluación de sustancias por parte de Francia. [35]
En 2008, un estudio de productos de limpieza comunes encontró la presencia de tetracloruro de carbono en "concentraciones muy altas" (hasta 101 mg/m 3 ) como resultado de la mezcla de surfactantes o jabón por parte de los fabricantes con hipoclorito de sodio (blanqueador). [36]
El tetracloruro de carbono también es un gas que daña la capa de ozono [37] y que produce un efecto invernadero . [38] Sin embargo, desde 1992 [39] sus concentraciones atmosféricas han ido disminuyendo por las razones descritas anteriormente (véanse los gráficos de concentración atmosférica en la galería). El CCl 4 tiene una vida atmosférica de 85 años. [40]
En química orgánica , el tetracloruro de carbono sirve como fuente de cloro en la reacción de Appel .
El tetracloruro de carbono elaborado a partir de cloro-37 pesado se ha utilizado en la detección de neutrinos .
El tetracloruro de carbono se utilizó ampliamente como solvente para limpieza en seco , como refrigerante y en lámparas de lava . [41] En el último caso, el tetracloruro de carbono es un ingrediente clave que agrega peso a la cera que de otro modo sería flotante.
Uno de los usos especiales del tetracloruro de carbono era en la filatelia , para revelar las marcas de agua de los sellos postales sin dañarlos. Se coloca una pequeña cantidad del líquido en el reverso de un sello, sobre una bandeja de vidrio negro o de obsidiana. De esta manera, las letras o el diseño de la marca de agua se pueden ver claramente. Hoy en día, esto se hace en mesas iluminadas sin utilizar tetracloruro de carbono.
Al ser un buen disolvente para muchos materiales (como la grasa y el alquitrán), el tetracloruro de carbono se utilizó ampliamente como líquido de limpieza durante casi 70 años. No es inflamable ni explosivo y no deja ningún olor en el material limpiado, a diferencia de la gasolina , que también se utilizaba para la limpieza en esa época. Se utilizó como una alternativa "segura" a la gasolina. Se comercializó por primera vez como Katharin , en 1890 [42] o 1892 [43] y como Benzinoformo más tarde.
En la década de 1940 se recomendaba el uso de tetracloruro de carbono para limpiar periódicamente los cartuchos de las máquinas de escribir en oficinas. [44]
El tetracloruro de carbono fue el primer disolvente clorado que se utilizó en la limpieza en seco y se utilizó hasta la década de 1950. [45] Tenía las desventajas de ser corrosivo para el equipo de limpieza en seco y causar enfermedades entre los operadores de limpieza en seco, y fue reemplazado por tricloroetileno , tetracloroetileno [45] y metilcloroformo (tricloroetano). [46]
El tetracloruro de carbono también se utilizó como alternativa a la gasolina en champús secos desde principios de 1903 hasta la década de 1930. Varias mujeres se habían desmayado por sus vapores mientras se lavaban el cabello en las peluquerías, y los peluqueros a menudo usaban ventiladores eléctricos para eliminar los vapores. En 1909, la hija de un baronet , Helenora Elphinstone-Dalrymple (de 29 años), murió después de que le lavaran el cabello con tetracloruro de carbono. [47] [48]
Se supone que el tetracloruro de carbono todavía se utilizaba como disolvente de limpieza en seco en Corea del Norte en 2006. [49]
El tetracloruro de carbono se utilizó brevemente como anestésico inhalatorio volátil y analgésico para dolores menstruales intensos y dolores de cabeza a mediados del siglo XIX. [50] Sus efectos anestésicos se conocían ya en 1847 o 1848. [51] [52]
Fue introducido como una alternativa más segura al cloroformo por el Doctor Protheroe Smith en 1864. [53] En diciembre de 1865, el obstetra escocés que descubrió los efectos anestésicos del cloroformo en humanos, James Young Simpson , había experimentado con tetracloruro de carbono como anestésico. [54] Simpson nombró al compuesto "clorocarbono" por su similitud con el cloroformo. Sus experimentos implicaron inyectar tetracloruro de carbono en las vaginas de dos mujeres. Simpson consumió tetracloruro de carbono por vía oral y lo describió como teniendo "el mismo efecto que tragar una cápsula de cloroformo". [55]
Debido a la mayor cantidad de átomos de cloro (en comparación con el cloroformo) en su molécula, el tetracloruro de carbono tiene un efecto anestésico más fuerte que el cloroformo y requiere una cantidad menor. [50] Su acción anestésica se comparó con el éter , en lugar del cloroformo relacionado. [54] Es menos volátil que el cloroformo, por lo tanto, era más difícil de aplicar y necesitaba agua tibia para evaporarse. [54] Su olor ha sido descrito como "afrutado", [54] parecido al membrillo [56] y "más agradable que el cloroformo", [50] y tenía un "sabor agradable". [54] El tetracloruro de carbono para uso anestésico se hizo mediante la cloración del disulfuro de carbono . Se utilizó en al menos 50 pacientes, de los cuales la mayoría eran mujeres en trabajo de parto. [57] Durante la anestesia, el tetracloruro de carbono ha causado contracciones musculares violentas y efectos negativos en el corazón en algunos pacientes que tuvieron que ser sustituidos con cloroformo o éter. [54] [58] Tal uso era experimental y el uso anestésico del tetracloruro de carbono nunca ganó popularidad debido a su potencial toxicidad.
El médico veterinario Maurice Crowther Hall (1881-1938) descubrió en 1921 que el tetracloruro de carbono era increíblemente eficaz como antihelmíntico para erradicar la anquilostomiasis por ingestión. En uno de los ensayos clínicos del tetracloruro de carbono, se probó en criminales para determinar su seguridad para su uso en seres humanos. [59] A partir de 1922, Merck comercializó cápsulas de tetracloruro de carbono puro con el nombre de Necatorina (las variantes incluyen Neo-necatorina y Necatorine ). Necatorina se usaba como medicamento contra enfermedades parasitarias en humanos. Este medicamento se usaba con mayor frecuencia en países latinoamericanos . [60] [61] Su toxicidad no se comprendía bien en ese momento y los efectos tóxicos se atribuyeron a las impurezas de las cápsulas en lugar del propio tetracloruro de carbono. [62] Debido a la toxicidad del tetracloruro de carbono, el tetracloroetileno (que también fue investigado por Hall en 1925) reemplazó su uso como antihelmíntico en la década de 1940. [63]
Alguna vez fue un disolvente popular en química orgánica, pero debido a sus efectos adversos para la salud, rara vez se usa hoy en día. [26] A veces es útil como disolvente para espectroscopia infrarroja , porque no hay bandas de absorción significativas por encima de 1600 cm −1 . Debido a que el tetracloruro de carbono no tiene átomos de hidrógeno, se utilizó históricamente en espectroscopia de RMN de protones . Además de ser tóxico, su poder de disolución es bajo. [64] Su uso en espectroscopia de RMN ha sido reemplazado en gran medida por disolventes deuterados (principalmente deuterocloroformo ). El uso de tetracloruro de carbono en la determinación de aceite ha sido reemplazado por varios otros disolventes, como el tetracloroetileno . [26] Debido a que no tiene enlaces C–H, el tetracloruro de carbono no experimenta fácilmente reacciones de radicales libres . Es un disolvente útil para halogenaciones ya sea por el halógeno elemental o por un reactivo de halogenación como la N -bromosuccinimida (estas condiciones se conocen como bromación de Wohl-Ziegler ). [ cita requerida ]
Entre 1902 y 1908, los extintores a base de tetracloruro de carbono comenzaron a aparecer en Estados Unidos, años después que en Europa. [42]
En 1910, la Pyrene Manufacturing Company de Delaware presentó una patente para utilizar tetracloruro de carbono para extinguir incendios. [65] El líquido se vaporizaba por el calor de la combustión y extinguía las llamas, una forma temprana de extinción de incendios mediante gases . En ese momento se creía que el gas desplazaba el oxígeno en el área cercana al incendio, pero investigaciones posteriores descubrieron que el gas inhibía la reacción química en cadena del proceso de combustión. [ cita requerida ]
En 1911, Pyrene patentó un extintor pequeño y portátil que utilizaba este producto químico. [66] El extintor consistía en una botella de latón con una bomba manual integrada que se utilizaba para expulsar un chorro de líquido hacia el fuego. Como el recipiente no estaba presurizado, se podía rellenar fácilmente después de su uso. [67] El tetracloruro de carbono era adecuado para incendios líquidos y eléctricos y los extintores se solían llevar en aviones o vehículos de motor. Sin embargo, ya en 1920 hubo informes de muertes causadas por el producto químico cuando se utilizó para combatir un incendio en un espacio confinado. [22]
En la primera mitad del siglo XX, otro extintor de incendios común era un globo de vidrio sellado de un solo uso, una "granada de fuego", llena de tetracloruro de carbono o agua salada. La bombilla se podía arrojar a la base de las llamas para apagar el fuego. El tipo de tetracloruro de carbono también se podía instalar en un accesorio de pared accionado por resorte con un dispositivo de retención a base de soldadura . Cuando la soldadura se derretía por el calor alto, el resorte rompía el globo o lo lanzaba fuera del soporte, lo que permitía que el agente extintor se dispersara automáticamente en el fuego. [68]
Una marca conocida de granada incendiaria fue la "Red Comet", que fue fabricada junto con otros equipos contra incendios en el área de Denver, Colorado, por la Red Comet Manufacturing Company desde su fundación en 1919 hasta que las operaciones de fabricación se cerraron a principios de los años 1980. [69] [ enlace muerto ]
Como el tetracloruro de carbono se congela a -23 °C, los extintores contendrían sólo un 89-90% de tetracloruro de carbono y un 10% de tricloroetileno ( pf -85 °C) o cloroformo (pf -63 °C) para reducir el punto de congelación de la mezcla extintora a temperaturas tan bajas como -45 °C. Los extintores con 10% de tricloroetileno contendrían un 1% de disulfuro de carbono como estabilizador. [42]
Antes del Protocolo de Montreal , se utilizaban grandes cantidades de tetracloruro de carbono para producir los refrigerantes clorofluorocarbonados R-11 ( triclorofluorometano ) y R-12 ( diclorodifluorometano ). Sin embargo, estos refrigerantes contribuyen a la destrucción de la capa de ozono y se han ido eliminando gradualmente. El tetracloruro de carbono todavía se utiliza para fabricar refrigerantes menos destructivos. [ cita requerida ]
El tetracloruro de carbono se utilizó ampliamente como fumigante para matar plagas de insectos en granos almacenados. [70] Se empleaba en una mezcla conocida como 80/20, que era 80% de tetracloruro de carbono y 20% de disulfuro de carbono . [71] La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos prohibió su uso en 1985. [72]
Otra mezcla de preparación fumigante de tetracloruro de carbono contenía acrilonitrilo . El tetracloruro de carbono redujo la inflamabilidad de la mezcla. Los nombres comerciales más comunes para la preparación fueron Acritet , Carbacryl y Acrylofume . [73] La preparación más común, Acritet , se preparó con 34 por ciento de acrilonitrilo y 66 por ciento de tetracloruro de carbono. [74] [75]
Robert Higginbotham, un cantante de blues y jazz que actuaba bajo el nombre de Tommy Tucker, murió el viernes en el College Hospital de Newark. El Sr. Higginbotham, que vivía en East Orange, Nueva Jersey, tenía 48 años. ... Originario de Springfield, Ohio, había vivido en East Orange durante 17 años. Era un corredor de bienes raíces con licencia y había sido un boxeador aficionado cuando era joven.