四氯化碳

更新时间:2022-07-06

四氯化碳(carbon tetrachloride),有机化合物,化学式CCl4。是一种无色有毒液体,能溶解脂肪、油漆等多种物质,易挥发液体,具氯仿的微甜气味。分子量153.84,在常温常压下密度1.595g/cm(20℃),沸点76.8℃,蒸气压15.26kPa(25℃),蒸气密度5.3g/L。四氯化碳与水互不相溶,可与乙醇、乙醚、氯仿及石油醚等混溶。它不易燃,曾作为灭火剂,但因它在500摄氏度以上时可以与水反应,产生二氧化碳和有毒的光气、氯气和氯化氢气体,加之它会加快臭氧层的分解,所以被停用。四氯化碳的用途被国家严格限制,仅限用于非消耗臭氧层物质原料用途和特殊用途,作为萃取剂并不常用。2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,四氯化碳在2B类致癌物清单中。

基本信息

中文名四氯化碳
别名四氯甲烷海龙104
化学式CCl4
熔点-22.92 °C (250 K)
密度1.5842 g/cm3 (液)、1.831 g.cm-3, -186 °C (固)、1.809 g
水溶性0.8 g/L, 25 °C
沸点76.72 °C (350 K)
摩尔质量153.82 g·mol−1
外观无色液体
警示术语R:23/24/25-40-48/23-59-52/53
安全术语S:1/2-23-36/37-45-59-61
管制类型不管制
RTECSFG4900000
CAS号56-23-5
化学品类别有机物有机物--氯化物
SMILESC(Cl)(Cl)(Cl)Cl
储存方式密封或水封保存
IUPAC名Carbon tetrachloride Tetrachloromethane

编号系统

CAS号:56-23-5

MDL号:MFCD00000785

EINECS号:203-453-4

RTECS号:203-453-4

BRN号:1098295

PubChem号:24857387  

理化性质

物理性质

外观与性状:无色透明挥发液体,具有特殊的芳香气味。味甜。

相对密度(水=1):1.595

相对蒸气密度(空气=1):5.32

饱和蒸气压(kPa):15.26(25℃)

燃烧热(kJ/mol):364.9

折射率 1.459-1.46

临界温度(℃):283.2

临界压力(MPa):4.558

辛醇/水分配系数的对数值:2.6

20℃时与水的界面张力(mN/m):45.0

溶解性:微溶于水,易溶于多数有机溶剂。  

相对密度(25℃,4℃):1.5846

常温折射率(n25):1.4573

蒸气压(kPa,20ºC):11.9102

临界密度(g·cm-3):0.557

临界体积(cm3·mol-1):276

临界压缩因子:0.272

偏心因子:0.193

Lennard-Jones参数(A):7.949

Lennard-Jones参数(K):633.6

溶度参数(J·cm-3)0.5:17.577

van der Waals面积(cm2·mol-1):7.280×109

van der Waals体积(cm3·mol-1):52.300

气相标准生成热(焓)( kJ·mol-1) :-95.8

气相标准熵(J·mol-1·K-1) :310.02

气相标准生成自由能( kJ·mol-1):-53.5

气相标准热熔(J·mol-1·K-1):83.43

液相标准生成热(焓)( kJ·mol-1):-128.41

液相标准熵(J·mol-1·K-1) :216.19

液相标准生成自由能( kJ·mol-1):-60.50

液相标准热熔(J·mol-1·K-1):131.4  

化学性质

化学性质稳定。具有令人愉快的气味。有毒。不燃烧。高温下可水解生成光气;还原可得氯仿。  

分子结构数据

1、摩尔折射率:26.04

2、摩尔体积(cm3/mol):90.6

3、等张比容(90.2K):220.7

4、表面张力(dyne/cm):35.2

5、极化率(10-24cm3):10.32  

计算化学数据

1.疏水参数计算参考值(XlogP):2.8

2.氢键供体数量:0

3.氢键受体数量:0

4.可旋转化学键数量:0

5.互变异构体数量:无

6.拓扑分子极性表面积0

7.重原子数量:5

8.表面电荷:0

9.复杂度:19.1

10.同位素原子数量:0

11.确定原子立构中心数量:0

12.不确定原子立构中心数量:0

13.确定化学键立构中心数量:0

14.不确定化学键立构中心数量:0

15.共价键单元数量:1  

作用用途

曾广泛用作溶剂、灭火剂、有机物的氯化剂、香料的浸出剂、纤维的脱脂剂、粮食的蒸煮剂、药物的萃取剂、有机溶剂、织物的干洗剂,但是由于毒性及破坏臭氧层的关系现甚少使用并被限制生产   ,很多用途也被二氯甲烷等所替代。也可用来合成氟氯代烷、尼龙7、尼龙9的单体;还可制三氯甲烷和药物;金属切削中用作润滑剂。  

注意

危险性

健康危害:高浓度该品蒸气对粘膜有轻度刺激作用,对中枢神经系统有麻醉作用,对肝、肾有严重损害。急性中毒:吸入较高浓度该品蒸气,最初出现眼及上呼吸道刺激症状。随后可出现中枢神经系统抑制和胃肠道症状。较严重病例数小时或数天后出现中毒性肝肾损伤。重者甚至发生肝坏死、肝昏迷或急性肾功能衰竭。吸入极高浓度可迅速出现昏迷、抽搐,可因室颤和呼吸中枢麻痹而猝死。口服中毒肝肾损害明显。少数病例发生周围神经炎、眼球后视神经炎。皮肤直接接触可致损害。慢性中毒:神经衰弱综合征、肝肾损害、皮炎。

燃爆危险:该品不燃,有毒。  

急救措施

皮肤接触:脱去污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。就医。

眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

食入:饮足量温水,催吐。洗胃。就医。  

消防措施

危险特性:该品不会燃烧,但遇明火或高温易产生剧毒的光气和氯化氢烟雾。在潮湿的空气中逐渐分解成光气和氯化氢。

有害燃烧产物:光气、氯化物。

灭火方法:消防人员必须佩戴过滤式防毒面具(全面罩)或隔离式呼吸器、穿全身防火防毒服,在上风向灭火。

灭火剂:雾状水、二氧化碳、砂土。  

泄漏处理

应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防毒服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。

小量泄漏:用活性炭或其它惰性材料吸收。

大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。喷雾状水冷却和稀释蒸汽,保护现场人员,但不要对泄漏点直接喷水。用泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。  

注意事项

操作注意事项:密闭操作,加强通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴直接式防毒面具(半面罩),戴安全护目境,穿防毒物渗透工作服,戴防化学品手套。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、活性金属粉末接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不超过30℃,相对湿度不超过80%。保持容器密封。应与氧化剂、活性金属粉末、食用化学品分开存放,切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。  

毒理学

急性毒性 :LD50:2350mg/kg(大鼠经口);5070mg/kg(大鼠经皮);LC50:50400mg/m³,4小时(大鼠吸入);人经口29.5ml,死亡;人吸入320g/m³,5~10分钟后死亡;人吸入150~200g/m³,1/2~1小时有生命危险;人吸入15g/m³后5分钟后眩晕、头痛、失眠,脉率快;人吸入1~2g/m³,30分钟后轻度恶心、头痛,脉率和呼吸加快;人吸入0.6~0.7g/m³,可耐受3小时。

亚急性和慢性毒性:动物吸入400ppm,7小时/天,5天/周,173天,部分动物127天后全部死亡,肝肾肿大,肝脂肪变性,肝硬化,肾小管上皮退行性病变。

致突变性:微生物致突变:鼠伤寒沙门氏菌20ul/L。DNA损伤:小鼠经口335umol/kg。

生殖毒性:大鼠经口最低中毒剂量(TDL0):2g/kg(孕7~8天),引起植入后死亡率增加。大鼠经口最低中毒剂量(TDL0)3619mg/kg(雄性,10天),引起睾丸、附睾和输精管异常。

致癌性:IARC致癌性评论:动物阳性,人类可疑。小鼠经口1250mg/kg/日×78周,肝细胞癌发病率增高。

致畸性:大鼠吸入300~1000ppm/日(妊娠期6~15天)对胚胎有致畸作用;三代繁殖试验大鼠吸入50~400ppm,无胎毒和致畸作用。

污染来源:生产四氯化碳的有机化工厂、石油化工厂等企业都可能产生四氯化碳污染。四氯化碳用作油类、脂肪、真漆、假漆、硫磺、橡胶、蜡和树脂的溶剂、冷冻剂、薰蒸剂、织物的干洗剂、金属洗净剂、杀虫剂。也用于电子工业用清洗剂、油质、香料的浸出剂、萃取剂等行业。四氯化碳常用于合成碳氟化合物,生产氯化有机化合物,半导体生产,制造氟里昂等行业。  

生态学数据

1.生态毒性

LC50:27~125mg/L(96h)(蓝鳃太阳鱼);20.8~41.4mg/L(96h)(黑头呆鱼);45mg/L(96h)(绿藻)

IC50:600mg/L(72h)(藻类)

2.生物降解性

好氧生物降解(h):4032~8640

厌氧生物降解(h):168~672

3.非生物降解性

空气中光氧化半衰期(h):1.60×104~1.60×105

一级水解半衰期(h):7000

4.其他有害作用 四氯化碳属高蓄积性物,在哺乳动物的肝部可产生蓄积,对鲑鱼可致肝癌。该物质臭氧消耗潜能(ODP)为1.1,对大气臭氧层破坏力特强。  

制备方法

四氯化碳的生产方法较多,有甲烷热氯化法、二硫化碳氯化法、联产四氯乙烯法、光气催化法、甲烷氧氯化法、高压氯解法、甲醇氢氯化法等。下列列举了常用的两种制法。

1.甲烷热氯化法

甲烷与氯气混合,在400-430℃下发生热氯化反应,制得粗品和副产盐酸,粗品经中和、干燥、蒸馏提纯,得成品。原料消耗定额:天然气(含甲烷98%)210m3、液氯2850kg/t。

CH+4Cl===CCl+4HCl

2.二硫化碳法

氯气和二硫化碳以铁作催化剂在90-100℃下反应,反应产物经分馏、中和、精馏,得成品。该法投资少,产品易提纯,但成本高,设备腐蚀严重。

2Cl+CS==Fe==CCl+2S

上游原料

二硫化碳 甲醇 甲烷 氯气 天然气 烧碱 乙醇

安全信息

危险标志

T Toxic 有毒物品

NDangerous for the environment 危害环境的物品

安全术语

S23Do not breathe vapour.切勿吸入蒸汽。

S36/37Wear suitable protective clothing and gloves.穿戴适当的防护服和手套。

S45In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the label whenever possible.)若发生事故或感不适,立即就医(可能的话,出示其标签)。

S59Refer to manufacturer / supplier for information on recovery / recycling. 参考制造商/供货商提供的回收/再利用信息。

S61Avoid release to the environment. Refer to special instructions / safety data sheets. 避免释放至环境中。参考特别说明/安全数据说明书。

风险术语

R23/24/25Toxic by inhalation, in contact with skin and if swallowed. 吸入、皮肤接触及吞食有毒。

R40 Limited evidence of a carcinogenic effect. 少数报道有致癌后果。

R52/53Harmful to aquatic organisms, may cause long-term adverse effects in the aquatic environment.对水生生物有害,可能对水体环境产生长期不良影响。

R59Dangerous to the ozone layer. 对臭氧层有危害。

毒性分析


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