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四氯化碳
無(wú)色有毒液體
四氯化碳（carbon tetrachloride），有機(jī)化合物，化學(xué)式CCl4。是一種無(wú)色有毒液體，能溶解脂肪、油漆等多種物質(zhì)，易揮發(fā)液體，具氯仿的微甜氣味。分子量153.84，在常溫常壓下密度1.595g/cm(20℃)，沸點(diǎn)76.8℃，蒸氣壓15.26kPa(25℃)，蒸氣密度5.3g/L。四氯化碳與水互不相溶，可與乙醇、乙醚、氯仿及石油醚等混溶。它不易燃，曾作為滅火劑，但因它在500攝氏度以上時(shí)可以與水反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳和有毒的光氣、氯氣和氯化氫氣體，加之它會(huì)加快臭氧層的分解，所以被停用。四氯化碳的用途被國(guó)家嚴(yán)格限制，僅限用于非消耗臭氧層物質(zhì)原料用途和特殊用途，作為萃取劑并不常用。
2017年10月27日，世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單初步整理參考，四氯化碳在2B類致癌物清單中。
基本信息
| 中文名 | 四氯化碳 |
| 警示術(shù)語(yǔ) | R：23/24/25-40-48/23-59-52/53 |
| 化學(xué)式 | CCl4 |
| 摩爾質(zhì)量 | 153.82 g·mol?1 |
| 外觀 | 無(wú)色液體 |
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編號(hào)系統(tǒng)
CAS號(hào)：56-23-5
MDL號(hào)：MFCD00000785
EINECS號(hào)：203-453-4
RTECS號(hào)：203-453-4
BRN號(hào)：1098295
PubChem號(hào)：24857387
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
外觀與性狀：無(wú)色透明揮發(fā)液體，具有特殊的芳香氣味。味甜。
相對(duì)密度（水=1）：1.595
相對(duì)蒸氣密度（空氣=1）：5.32
飽和蒸氣壓(kPa)：15.26(25℃)
燃燒熱(kJ/mol)：364.9
折射率 1.459-1.46
臨界溫度(℃)：283.2
臨界壓力(MPa)：4.558
辛醇/水分配系數(shù)的對(duì)數(shù)值：2.6
20℃時(shí)與水的界面張力(mN/m)：45.0
溶解性：微溶于水，易溶于多數(shù)有機(jī)溶劑。
相對(duì)密度（25℃，4℃）：1.5846
常溫折射率（n25）：1.4573
蒸氣壓（kPa,20oC）：11.9102
臨界密度（g·cm-3）：0.557
臨界體積（cm3·mol-1）：276
臨界壓縮因子：0.272
偏心因子：0.193
Lennard-Jones參數(shù)（A）：7.949
Lennard-Jones參數(shù)（K）：633.6
溶度參數(shù)(J·cm-3)0.5：17.577
van der Waals面積（cm2·mol-1）：7.280×109
van der Waals體積（cm3·mol-1）：52.300
氣相標(biāo)準(zhǔn)生成熱(焓)( kJ·mol-1) ：-95.8
氣相標(biāo)準(zhǔn)熵(J·mol-1·K-1) ：310.02
氣相標(biāo)準(zhǔn)生成自由能( kJ·mol-1)：-53.5
氣相標(biāo)準(zhǔn)熱熔(J·mol-1·K-1)：83.43
液相標(biāo)準(zhǔn)生成熱(焓)( kJ·mol-1)：-128.41
液相標(biāo)準(zhǔn)熵(J·mol-1·K-1) ：216.19
液相標(biāo)準(zhǔn)生成自由能( kJ·mol-1)：-60.50
液相標(biāo)準(zhǔn)熱熔(J·mol-1·K-1)：131.4
化學(xué)性質(zhì)
化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。具有令人愉快的氣味。有毒。不燃燒。高溫下可水解生成光氣；還原可得氯仿。
分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)
1、摩爾折射率：26.04
2、摩爾體積（cm3/mol）：90.6
3、等張比容（90.2K）：220.7
4、表面張力（dyne/cm）：35.2
5、極化率（10-24cm3）：10.32
計(jì)算化學(xué)數(shù)據(jù)
1.疏水參數(shù)計(jì)算參考值（XlogP）:2.8
2.氫鍵供體數(shù)量:0
3.氫鍵受體數(shù)量:0
4.可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量:0
5.互變異構(gòu)體數(shù)量:無(wú)
6.拓?fù)浞肿訕O性表面積0
7.重原子數(shù)量:5
8.表面電荷:0
9.復(fù)雜度:19.1
10.同位素原子數(shù)量:0
11.確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0
12.不確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0
13.確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0
14.不確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0
15.共價(jià)鍵單元數(shù)量:1
作用用途
曾廣泛用作溶劑、滅火劑、有機(jī)物的氯化劑、香料的浸出劑、纖維的脫脂劑、糧食的蒸煮劑、藥物的萃取劑、有機(jī)溶劑、織物的干洗劑，但是由于毒性及破壞臭氧層的關(guān)系現(xiàn)甚少使用并被限制生產(chǎn) ，很多用途也被二氯甲烷等所替代。也可用來(lái)合成氟氯代烷、尼龍7、尼龍9的單體；還可制三氯甲烷和藥物；金屬切削中用作潤(rùn)滑劑。
注意
危險(xiǎn)性
健康危害：高濃度該品蒸氣對(duì)粘膜有輕度刺激作用，對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻醉作用，對(duì)肝、腎有嚴(yán)重?fù)p害。急性中毒：吸入較高濃度該品蒸氣，最初出現(xiàn)眼及上呼吸道刺激癥狀。隨后可出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制和胃腸道癥狀。較嚴(yán)重病例數(shù)小時(shí)或數(shù)天后出現(xiàn)中毒性肝腎損傷。重者甚至發(fā)生肝壞死、肝昏迷或急性腎功能衰竭。吸入極高濃度可迅速出現(xiàn)昏迷、抽搐，可因室顫和呼吸中樞麻痹而猝死?？诜卸靖文I損害明顯。少數(shù)病例發(fā)生周圍神經(jīng)炎、眼球后視神經(jīng)炎。皮膚直接接觸可致?lián)p害。慢性中毒：神經(jīng)衰弱綜合征、肝腎損害、皮炎。
燃爆危險(xiǎn)：該品不燃，有毒。
急救措施
皮膚接觸：脫去污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。就醫(yī)。
眼睛接觸：提起眼瞼，用流動(dòng)清水或生理鹽水沖洗。就醫(yī)。
吸入：迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。
食入：飲足量溫水，催吐。洗胃。就醫(yī)。
消防措施
危險(xiǎn)特性：該品不會(huì)燃燒，但遇明火或高溫易產(chǎn)生劇毒的光氣和氯化氫煙霧。在潮濕的空氣中逐漸分解成光氣和氯化氫。
有害燃燒產(chǎn)物：光氣、氯化物。
滅火方法：消防人員必須佩戴過(guò)濾式防毒面具（全面罩）或隔離式呼吸器、穿全身防火防毒服，在上風(fēng)向滅火。
滅火劑：霧狀水、二氧化碳、砂土。
泄漏處理
應(yīng)急處理：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，并進(jìn)行隔離，嚴(yán)格限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防毒服。不要直接接觸泄漏物。盡可能切斷泄漏源。
小量泄漏：用活性炭或其它惰性材料吸收。
大量泄漏：構(gòu)筑圍堤或挖坑收容。噴霧狀水冷卻和稀釋蒸汽，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)人員，但不要對(duì)泄漏點(diǎn)直接噴水。用泵轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)Ｓ檬占鲀?nèi)，回收或運(yùn)至廢物處理場(chǎng)所處置。
注意事項(xiàng)
操作注意事項(xiàng)：密閉操作，加強(qiáng)通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴直接式防毒面具（半面罩），戴安全護(hù)目境，穿防毒物滲透工作服，戴防化學(xué)品手套。防止蒸氣泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。避免與氧化劑、活性金屬粉末接觸。搬運(yùn)時(shí)要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物。
儲(chǔ)存注意事項(xiàng)：儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫(kù)溫不超過(guò)30℃，相對(duì)濕度不超過(guò)80%。保持容器密封。應(yīng)與氧化劑、活性金屬粉末、食用化學(xué)品分開存放，切忌混儲(chǔ)。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料。
毒理學(xué)
急性毒性 ：LD50：2350mg/kg（大鼠經(jīng)口）；5070mg/kg（大鼠經(jīng)皮）；LC50：50400mg/m3，4小時(shí)（大鼠吸入）；人經(jīng)口29.5ml，死亡；人吸入320g/m3，5～10分鐘后死亡；人吸入150～200g/m3，1/2～1小時(shí)有生命危險(xiǎn)；人吸入15g/m3后5分鐘后眩暈、頭痛、失眠，脈率快；人吸入1～2g/m3，30分鐘后輕度惡心、頭痛，脈率和呼吸加快；人吸入0.6～0.7g/m3，可耐受3小時(shí)。
亞急性和慢性毒性：動(dòng)物吸入400ppm，7小時(shí)/天，5天/周，173天，部分動(dòng)物127天后全部死亡，肝腎腫大，肝脂肪變性，肝硬化，腎小管上皮退行性病變。
致突變性：微生物致突變：鼠傷寒沙門氏菌20ul/L。DNA損傷：小鼠經(jīng)口335umol/kg。
生殖毒性：大鼠經(jīng)口最低中毒劑量(TDL0)：2g/kg(孕7～8天)，引起植入后死亡率增加。大鼠經(jīng)口最低中毒劑量(TDL0)3619mg/kg(雄性，10天)，引起睪丸、附睪和輸精管異常。
致癌性：IARC致癌性評(píng)論：動(dòng)物陽(yáng)性，人類可疑。小鼠經(jīng)口1250mg/kg/日×78周，肝細(xì)胞癌發(fā)病率增高。
致畸性：大鼠吸入300～1000ppm/日(妊娠期6～15天)對(duì)胚胎有致畸作用；三代繁殖試驗(yàn)大鼠吸入50～400ppm，無(wú)胎毒和致畸作用。
污染來(lái)源：生產(chǎn)四氯化碳的有機(jī)化工廠、石油化工廠等企業(yè)都可能產(chǎn)生四氯化碳污染。四氯化碳用作油類、脂肪、真漆、假漆、硫磺、橡膠、蠟和樹脂的溶劑、冷凍劑、薰蒸劑、織物的干洗劑、金屬洗凈劑、殺蟲劑。也用于電子工業(yè)用清洗劑、油質(zhì)、香料的浸出劑、萃取劑等行業(yè)。四氯化碳常用于合成碳氟化合物，生產(chǎn)氯化有機(jī)化合物，半導(dǎo)體生產(chǎn)，制造氟里昂等行業(yè)。
生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)
1.生態(tài)毒性
LC50：27~125mg/L（96h）（藍(lán)鰓太陽(yáng)魚）；20.8~41.4mg/L（96h）（黑頭呆魚）；45mg/L（96h）（綠藻）
IC50：600mg/L（72h）（藻類）
2.生物降解性
好氧生物降解（h）：4032~8640
厭氧生物降解（h）：168~672
3.非生物降解性
空氣中光氧化半衰期（h）：1.60×104~1.60×105
一級(jí)水解半衰期（h）：7000
4.其他有害作用 四氯化碳屬高蓄積性物，在哺乳動(dòng)物的肝部可產(chǎn)生蓄積，對(duì)鮭魚可致肝癌。該物質(zhì)臭氧消耗潛能（ODP）為1.1，對(duì)大氣臭氧層破壞力特強(qiáng)。
制備方法
四氯化碳的生產(chǎn)方法較多，有甲烷熱氯化法、二硫化碳氯化法、聯(lián)產(chǎn)四氯乙烯法、光氣催化法、甲烷氧氯化法、高壓氯解法、甲醇?xì)渎然ǖ?。下列列舉了常用的兩種制法。
1．甲烷熱氯化法
甲烷與氯氣混合，在400-430℃下發(fā)生熱氯化反應(yīng)，制得粗品和副產(chǎn)鹽酸，粗品經(jīng)中和、干燥、蒸餾提純，得成品。原料消耗定額：天然氣（含甲烷98%）210m3、液氯2850kg/t。
四氯化碳
2．二硫化碳法
氯氣和二硫化碳以鐵作催化劑在90-100℃下反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)分餾、中和、精餾，得成品。該法投資少，產(chǎn)品易提純，但成本高，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。
2Cl2+CS2==Fe==CCl4+2S
上游原料
二硫化碳 甲醇 甲烷 氯氣 天然氣 燒堿 乙醇
安全信息
危險(xiǎn)標(biāo)志
T Toxic 有毒物品
NDangerous for the environment 危害環(huán)境的物品
安全術(shù)語(yǔ)
S23Do not breathe vapour.切勿吸入蒸汽。
S36/37Wear suitable protective clothing and gloves.穿戴適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)服和手套。
S45In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the label whenever possible.)若發(fā)生事故或感不適，立即就醫(yī)(可能的話，出示其標(biāo)簽)。
S59Refer to manufacturer / supplier for information on recovery / recycling. 參考制造商/供貨商提供的回收/再利用信息。
S61Avoid release to the environment. Refer to special instructions / safety data sheets. 避免釋放至環(huán)境中。參考特別說(shuō)明/安全數(shù)據(jù)說(shuō)明書。
風(fēng)險(xiǎn)術(shù)語(yǔ)
R23/24/25Toxic by inhalation, in contact with skin and if swallowed. 吸入、皮膚接觸及吞食有毒。
R40 Limited evidence of a carcinogenic effect. 少數(shù)報(bào)道有致癌后果。
R52/53Harmful to aquatic organisms, may cause long-term adverse effects in the aquatic environment.對(duì)水生生物有害，可能對(duì)水體環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期不良影響。
R59Dangerous to the ozone layer. 對(duì)臭氧層有危害。
毒性分析
毒性作用試驗(yàn)數(shù)據(jù) | |||||
編號(hào) | 毒性類型 | 測(cè)試方法 | 測(cè)試對(duì)象 | 使用劑量 | 毒性作用 |
1 | 急性毒性 | 吸入 | 人類 | 20 ppm | 1.胃腸道毒性——惡心、嘔吐 |
2 | 急性毒性 | 口服 | 成年女性 | 1800 mg/kg | 1.眼毒性——瞳孔縮小 2.行為毒性——昏迷 3.行為毒性——精神受到抑制 |
3 | 急性毒性 | 口服 | 成年男性 | 1700 mg/kg | 1.行為毒性——震顫 2.肺部、胸部或者呼吸毒性——其他變化 3.胃腸道毒性——其他變化 |
4 | 急性毒性 | 口服 | 成年男性 | 429 mg/kg | 1.心臟毒性——心率變化 2.肺部、胸部或者呼吸毒性——紫紺 3.腎、輸尿管和膀胱毒性——間質(zhì)性腎炎 |
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參考資料
[1]
氯氣的化學(xué)性質(zhì)和氯氣的化學(xué)反應(yīng)(2) · 酷KE網(wǎng)[引用日期2023-01-24]
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