Cloroform - ce este? Obținerea, acționarea și aplicarea cloroformului

Descoperirea multor substanțe chimice nu a fost intenționată, ci accidentală, în timpul sintezei sau studiului proprietăților unei substanțe. Cu toate acestea, multe dintre substanțele descoperite aleatoriu au devenit foarte importante, ele au fost utilizate nu numai în chimie, dar și în medicină, industrie și alte domenii. Numai pentru astfel de substanțe este cloroformul, care va fi discutat în continuare.

nume

Numele acestei substanțe are mai multe soiuri. La urma urmei, ca toți compușii organici, se supune legilor nomenclatorului general al moleculelor, al denumirilor și al numelui trivial, pornind de la compoziția moleculei.

Prin urmare, pentru cloroform există mai multe variante ale unui nume:

• triclorură de carbon;
• cloroform;
• triclormetan.

Cloroform: ce este? Se poate înțelege numele compușilor, dar se poate lua în considerare structura geometrică a unei molecule.

Structura moleculei

Molecula cloroform este formată din trei atomi de clor și un atom de hidrogen, fiecare atom este conectat la carbonul central. De fapt, o moleculă de triclorometan este un produs de substituție radicală a atomilor de hidrogen pentru atomii de clor într-o moleculă de metan sub influența anumitor condiții.

În acest caz, toate conexiunile C-CL sunt complet echivalente, puternic polar. Legătura CN pe fundalul altor legături care apar în moleculă devine și mai polarizată și devine extrem de vulnerabilă. Prin urmare, în prelucrarea ulterioară a moleculei, legătura C-H este ușor de spart și hidrogenul este înlocuit cu alți atomi (de exemplu, de asemenea clor pentru a forma tetraclorura de carbon).

Luați în considerare modul în care arată cloroformul. Formula are forma: CHCL_3. Formula structurală va avea următoarea formă:

Ambele structuri reflectă esența chimică pe care o poartă cloroformul. Formula indică faptul că molecula este suficient de stabilă și trebuie aplicate condiții severe pentru a intra în reacție.

Proprietăți fizice

Proprietățile fizice ale triclorometanului pot fi caracterizate după cum urmează:

1. În condiții normale (temperatura camerei, presiunea atmosferică normală de 100 kPa, umiditatea nu mai mare de 80%), această substanță este un lichid puternic miros care nu are culoare. Mirosul de cloroform este suficient de ascuțit, greu, înfășurat, ca mirosul de eter. Gustul este dulce, dar nu îl puteți încerca, pentru că este extrem de toxic.
2. În apă nu se dizolvă, se poate dizolva numai în diferite tipuri solvenți organici. Cu apă, poate forma soluții cu concentrație scăzută (0,23%).
3. Punctul de fierbere al acestui compus este mai mic decât cel al apei, aproximativ 62%⁰S.
4. Punctul de topire este puternic negativ, -63.5⁰S.
5. Densitatea cloroformului este mai mare decât densitatea apei și este de 1.483 g / cm³.
6. Caracterul puternic pronunțat al substanței în ceea ce privește efectul asupra corpului aparține grupului de compuși narcotici.

Când se dizolvă în apă, triclorura de carbon poate forma amestecuri azeotropice. În acest caz, cloroformul în soluție va fi 97,5%, iar apa doar 2,5%. Punctul de fierbere al unei astfel de soluții este mai mic decât cel al triclormetanului pur și este de 52⁰S.

Proprietăți chimice

Ca toți derivații de clor ai metanului, cloroformul nu prezintă activitate chimică. Prin urmare, există câteva reacții care sunt caracteristice pentru el. De exemplu, tratamentul cu molecule de clor în procesul de producție tehnologică a tuturor derivaților de metan prin clorurare. Pentru aceasta, se ia cloroform lichid, reacțiile se desfășoară ca un mecanism radical, necesită prezența radiației ultraviolete ca o condiție obligatorie și cuantele de lumină.

CHCI₃ + CL₂ = CCL₄ + HCL

Ecuația de reacție arată că produsul este complet tetraclorură de metan-carbon substituită cu clor. Astfel de reacții sunt o modalitate de a produce tetraclorură de carbon în industrie.

De asemenea, proprietățile chimice includ un amestec azeotropic cu apă, pe care cloroformul este capabil să îl producă. Ce este? Aceasta înseamnă că, la fierberea căruia componentele soluției nu suferă modificări. Prin fierbere, acest amestec nu poate fi împărțit în fracțiuni.

Un alt tip de reacție în care poate intra cloroformul este substituirea atomilor de halogen cu alți atomi sau cu grupări funcționale. De exemplu, prin reacția cu o soluție apoasă hidroxid de sodiu formează acetat de sodiu:

cloroform + NaOH (soluție apoasă) = acetat de sodiu + clorură de sodiu + apă

În plus, o reacție esențială semnificativă este interacțiunea cloroformului cu amoniac și hidroxid de potasiu (soluție concentrată), deoarece, ca rezultat al acestei interacțiuni cianură de potasiu.

Cloroform + amoniac + hidroxid de potasiu = KCN + clorură de potasiu + apă

Depozitarea cloroformului

În lumina triclormetanului se descompune prin formarea de produse periculoase, otrăvitoare:

Cloroform = fosgen + acid clorhidric + clor + moleculă + anhidridă carbonică

Prin urmare, condițiile de depozitare a cloroformului trebuie să fie speciale - sticle de sticlă întunecată cu dopuri dense din sticlă măcinată. Flaconul în sine trebuie depozitat departe de lumina soarelui.

recepție

Prepararea cloroformului se realizează în mai multe moduri.

1. Proces în mai multe etape de clorurare a metanului, care are loc printr-un mecanism radical, sub influența luminii ultraviolete și a temperaturii înalte. Aceasta are ca rezultat nu numai cloroformul, ci și alte trei produse: clorometan, diclormetan și tetraclorură de carbon. Reacția este după cum urmează:

CH₄ + CL₂ = CH₃CL + HCL - clorometan și acid clorhidric

CH₃CL + CL₂ = CH₂CL₂ + HCL - diclormetan și acid clorhidric

CH₂CL₂ + CL₂ = CHCL₃ + HCL - triclormetan (cloroform) și acid clorhidric

CHCI₃ + CL₂ = CCL₄ + HCL - tetraclormetan și acid clorhidric

În acest mod, triclormetanul este sintetizat în industrie.

2. Interacțiunea dintre înălbitor și etanol. Aceasta este o metodă de laborator.

3. Producția de cloroform prin electroliză (acțiunea unui curent electric) asupra clorurilor de metale alcaline într-o atmosferă de acetonă sau alcool etilic. De asemenea, o metodă de laborator pentru producerea triclorometanului.

curățenie

După ce se obține cloroformul, acesta trebuie curățat. La urma urmei, dacă este folosit în scopuri medicale, atunci conținutul de impurități din ea este pur și simplu inacceptabil. Dacă obiectivele cererii sunt tehnice, atunci conținutul de substanțe străine ar trebui să fie limitat.

Pot exista impurități diferite care conțin cloroform. Ce este? Ce sunt?

• Alcool etilic.
• Hidrogen clorhidric.
• Fosgen.
• Clor.

Există două modalități principale de purificare a cloroformului din aceste impurități:

• spalare abundenta cu apa urmata de uscare (permite eliminarea completa a etanolului);
• Triclormetanul este spălat cu un acid tare, apoi cu alcalii puternice, urmată de apă. Tratamentul ulterior constă în uscarea cu ajutorul unui agent de deshidratare - clorură de calciu. Materialul este apoi distilat într-o coloană de fracționare.

Istoria descoperirii

De când este cunoscut cloroformul? Ce este și de ce a fost folosit înainte? Să încercăm să înțelegem.

Primele mențiuni despre această substanță datează din 1831. Atunci chimistul Guthrie din Harbour a primit triclormetan. Cu toate acestea, scopul său nu a fost această substanță, a fost un produs secundar de succes. Chemistul căuta solvenți pentru cauciuc, experimentează și primește accidental cloroform.

În același an și un an mai târziu, doi oameni de știință, independent unul de celălalt, au obținut această substanță ca rezultat al experimentelor. Aceasta este Eustace Liebig (care a contribuit foarte mult la dezvoltarea chimiei) și Eugen Subiber. Sarcina lor era să găsească un anestezic și au găsit-o. Adevărat, am aflat despre acest efect al cloroformului și am început să îl folosim oarecum mai târziu, doar din anii 1840.

Formula structurală și interacțiunea atomilor din moleculă au reușit să studieze și să construiască în 1834 un chemist-om de știință Dumas. De asemenea, el a propus și a asigurat pentru cloroform numele pe care la dat în cinstea furnicilor. În latină, o furnică este pronunțată ca formiata și conținută în aceste insecte acidul formic este capabil să formeze din cloroform. Continuând de aici, numele său a fost determinat.

Efect biologic per persoană

Se justifică utilizarea acestuia ca un cloroform anestezic. Acțiunea pe persoană este foarte specifică, acoperind mai multe sisteme de bază ale organelor.

Gradul de impact depinde de factori precum:

• concentrația de substanță inhalată;
• durata de utilizare;
• mod de penetrare în interior.

Dacă este un cloroform medical pur, atunci utilizarea sa este strict dozată, precis și local. Prin urmare, din eventualele contraindicații, se realizează doar câteva. Dacă vorbim despre cloroformul evaporat în aer și despre inhalarea acestuia de către om, atunci acțiunea este mult mai gravă și mai periculoasă.

Deci, dacă inhalați triclormetanul timp de 10 minute, poate apărea un edem al tractului respirator, crampe pulmonare, tuse, umflarea gâtului. Dacă expunerea nu se oprește, otrăvirea va veni imediat. Sistemul nervos (atât creierul cât și măduva spinării) vor fi afectate, este posibil un rezultat fatal.

De asemenea, cloroformul exercită un efect dăunător asupra ficatului, a organelor digestive și a rinichilor. Acțiunea sa este deosebit de distructivă dacă luați soluția în interior. Următoarele reacții ale corpului la aportul de cloroform sunt observate:

• amețeli;
• vărsături și greață;
• dureri de cap persistente;
• depresia sistemului nervos și, ca rezultat, oboseală;
• temperatură ridicată;
• erupții alergice, roșeață a pielii.

Studiile și experimentele efectuate pe diferite animale au arătat următoarele rezultate:

1. Administrarea prelungită de cloroform pe cale orală sub formă de lichid provoacă avort, patologie multiplă și mutageneză a generațiilor viitoare.
2. În timpul vieții în atmosferă de cloroform, animalele erau deprimate, lenevia și longevitatea vieții lor au fost reduse semnificativ.
3. Pe baza experimentelor efectuate pe șoareci, sa ajuns la o concluzie privind carcinogenitatea triclorometanului.

Astfel de rezultate au fost obținute de către chimiști și medici în studierea efectului asupra organismelor vii de cloroform.

Aplicarea în medicină

Prima mențiune privind utilizarea acestei substanțe în scopuri medicale are înrădăcinată în 1847. Apoi, cercetătorul, medicul, chimistul Holmes Kut a fost primul care a folosit cloroformul ca anestezic. Efectul asupra persoanei pe care a avut-o în timpul operației a fost pozitiv - o deconectare completă a conștiinței, absența oricărei senzații.

Totuși, mai târziu, când pacientul și-a recăpătat conștiința, a devenit clar că el nu a oprit greața, vărsăturile. Ulterior, au fost stabilite standarde mai precise pentru utilizarea acestei substanțe, ceea ce a făcut posibilă evitarea unor astfel de consecințe.

Un rol important în introducerea cloroformului în medicină a fost jucat de obstetricianul englez James Simpson. Acesta a dovedit valoarea pozitivă și efectul compusului în timpul procesului de naștere.

Cu toate acestea, odată cu trecerea timpului, au apărut metode mai noi, mai sigure și mai moderne de anestezie decât cloroformul. Utilizarea sa în medicină a ajuns practic la zero. Astăzi se aplică sub forma:

• unguente pentru uz extern;
• ca anestezic suplimentar în combinație cu alte substanțe și numai în concentrații foarte mici;
• ca picături, ameliorarea grețurilor și a vărsăturilor.

Aplicații industriale

Industria utilizează, de asemenea, cloroform. Aplicarea sa se referă la diferite sinteze chimice, pentru care rolul de solvent, degresant, component principal sau suplimentar pentru obținerea substanțelor importante folosite în toate sferele activității umane îi este atribuit.