Le tétrachlorure de carbone - Carbon tetrachloride

Pour la chimiokine, voir CCL4 .
Le tétrachlorure de carbone
Formule développée du tétrachlorure
Tétrachlorure de carbone modèle remplissant l'espace
Le tétrachlorure de carbone
Noms
Nom IUPAC préféré
Tétrachlorométhane
Autres noms
benzinoforme
benzinoforme
chlorure de
carbone carbone tet.
Fréon-10
Réfrigérant-10
Halon-104
tétrachlorure de méthane tétrachlorure de
méthyle
perchlorométhane
Tetraform
Tetrasol
TCM
Identifiants
Modèle 3D ( JSmol )
1098295
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Carte d'information de l'ECHA 100.000.239 Modifiez ceci sur Wikidata
Numéro CE
2347
KEGG
CID PubChem
Numéro RTECS
UNII
Numéro ONU 1846
  • InChI=1S/CCl4/c2-1(3,4)5 ChèqueOui
    Clé : VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N ChèqueOui
  • InChI=1/CCl4/c2-1(3,4)5
    Clé : VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYAV
  • ClC(Cl)(Cl)Cl
Propriétés
C Cl 4
Masse molaire 153,81  g/mol
Apparence Liquide incolore
Odeur Odeur sucrée de type chloroforme
Densité
Point de fusion −22,92 °C (−9,26 °F; 250,23 K)
Point d'ébullition 76,72 °C (170,10 °F; 349,87 K)
Solubilité Soluble dans l' alcool , l' éther , le chloroforme , le benzène , le naphta , le CS 2 , l' acide formique
log P 2,64
La pression de vapeur 11,94  kPa à 20  °C
2,76×10 −2  atm·m 3 /mol
−66,60×10 −6  cm 3 /mol
Conductivité thermique 0,1036  W/m·K (300  K)
1.4607
Viscosité 0,86  mPa·s
0D
Structure
Monoclinique
tétragonale
tétraédrique
0  D
Thermochimie
132,6  J/mol·K
214,42  J/mol·K
Std enthalpie de
formation (Δ f H ⦵ 298 )
−139,3  kJ/mol
−686  kJ/mol
Dangers
Fiche de données de sécurité Voir : page de données
ICSC 0024
Pictogrammes SGH GHS06 : ToxiqueGHS07 : NocifGHS08 : Danger pour la santé
Mention d'avertissement SGH Danger
H301 , H311 , H331 , H351 , H372 , H412 , H420
P201 , P202 , P260 , P261 , P264 , P270 , P271 , P273 , P280 , P281 , P301 + 310 , P302 + 352 , P304 + 340 , P308 + 313 , P311 , P312 , P314 , P321 , P322 , P330 , P361 , P363 , P403+233 , P405 , P501
NFPA 704 (diamant de feu)
3
0
0
point de rupture <982  °C
982 °C (1 800 °F; 1 255 K)
Dose ou concentration létale (LD, LC) :
DL 50 ( dose médiane )
 2350  mg/kg
LC Lo (le plus bas publié )
NIOSH (limites d'exposition pour la santé aux États-Unis) :
PEL (Autorisé)
 TWA 10  ppm C 25  ppm 200  ppm (pic maximum de 5 minutes toutes les 4 heures)
REL (recommandé)
 Ca ST 2  ppm (12,6  mg/m 3 ) [60 minutes]
IDLH (Danger immédiat)
 200  ppm
Composés apparentés
Autres anions
Tétrafluorure de
carbone Tétrabromure de
carbone Tétraiodure de carbone
Autres cations
Tétrachlorure de silicium Tétrachlorure de
germanium Tétrachlorure d'
étain Tétrachlorure de
plomb
Chlorométhanes apparentés
 Chlorométhane
Dichlorométhane
Chloroforme
Page de données supplémentaires
Indice de réfraction ( n ),
Constante diélectrique (ε r ), etc.

Données thermodynamiques
 Comportement des phases
solide-liquide-gaz
UV , IR , RMN , MS
Sauf indication contraire, les données sont données pour les matériaux dans leur état standard (à 25 °C [77 °F], 100 kPa).
ChèqueOui vérifier  ( qu'est-ce que c'est   ?) ChèqueOui??N
Références de l'infobox

Le tétrachlorure de carbone , également connu sous de nombreux autres noms (tels que tétrachlorométhane , également reconnu par l'IUPAC , carbone tet dans l' industrie du nettoyage , Halon-104 dans la lutte contre les incendies et Réfrigérant-10 dans HVACR ) est un composé organique de formule chimique CCl 4 . C'est un liquide incolore avec une odeur "douce" qui peut être détectée à de faibles niveaux. Il n'est pratiquement pas inflammable à basse température. Il était autrefois largement utilisé dans les extincteurs , en tant que précurseur des réfrigérants et en tant qu'agent de nettoyage , mais a depuis été progressivement supprimé en raison de problèmes d'environnement et de sécurité. L'exposition à de fortes concentrations de tétrachlorure de carbone (y compris les vapeurs ) peut affecter le système nerveux central et dégénérer le foie et les reins. Une exposition prolongée peut être mortelle.

Propriétés

Dans la molécule de tétrachlorure de carbone , quatre atomes de chlore sont positionnés symétriquement sous forme de coins dans une configuration tétraédrique reliés à un atome de carbone central par des liaisons covalentes simples . En raison de cette géométrie symétrique, CCl 4 est non polaire. Le gaz méthane a la même structure, faisant du tétrachlorure de carbone un halométhane . En tant que solvant , il est bien adapté à la dissolution d'autres composés non polaires tels que les graisses et les huiles. Il peut également dissoudre l' iode . Il est quelque peu volatil , dégageant des vapeurs avec une odeur caractéristique des autres solvants chlorés, un peu similaire à l' odeur de tétrachloroéthylène rappelant les pressings .

Le tétrachlorométhane solide a deux polymorphes : cristallin II en dessous de -47,5 °C (225,6 K) et cristallin I au-dessus de -47,5 °C. À −47,3 °C, il a une structure cristalline monoclinique avec le groupe spatial C2/c et des constantes de réseau a = 20,3, b = 11,6, c = 19,9 (0,10 −1 nm), = 111°.

Avec une densité supérieure à 1, le tétrachlorure de carbone sera présent sous forme de liquide dense en phase non aqueuse si des quantités suffisantes sont déversées dans l'environnement.

Histoire et synthèse

Le tétrachlorure de carbone a été synthétisé à l'origine par le chimiste français Henri Victor Regnault en 1839 par réaction du chloroforme avec le chlore, mais il est maintenant principalement produit à partir de méthane :

CH 4 + 4 Cl 2 → CCl 4 + 4 HCl

La production utilise souvent des sous-produits d'autres réactions de chloration , tels que les synthèses de dichlorométhane et de chloroforme . Les chlorocarbures supérieurs sont également soumis à une « chlorinolyse » :

C 2 Cl 6 + Cl 2 → 2 CCl 4

Avant les années 1950, le tétrachlorure de carbone était fabriqué par chloration du disulfure de carbone à 105 à 130 °C :

CS 2 + 3 Cl 2 → CCl 4 + S 2 Cl 2

La production de tétrachlorure de carbone a fortement diminué depuis les années 1980 en raison de préoccupations environnementales et de la baisse de la demande de CFC , dérivés du tétrachlorure de carbone. En 1992, la production aux États-Unis/Europe/Japon était estimée à 720 000 tonnes.

Sécurité

Le tétrachlorure de carbone est l'une des hépatotoxines les plus puissantes (toxiques pour le foie), à ​​tel point qu'il est largement utilisé dans la recherche scientifique pour évaluer les agents hépatoprotecteurs. L'exposition à de fortes concentrations de tétrachlorure de carbone (y compris les vapeurs ) peut affecter le système nerveux central et dégénérer le foie et les reins, et une exposition prolongée peut entraîner le coma ou la mort . L'exposition chronique au tétrachlorure de carbone peut causer des dommages au foie et aux reins et entraîner le cancer . Voir fiches de données de sécurité .

Les effets du tétrachlorure de carbone sur la santé humaine et l'environnement ont été évalués sous REACH en 2012 dans le cadre de l'évaluation de la substance par la France.

En 2008, une étude de produits de nettoyage courants a révélé la présence de tétrachlorure de carbone à des « concentrations très élevées » (jusqu'à 101 mg/m 3 ) en raison du mélange par les fabricants de tensioactifs ou de savon avec de l'hypochlorite de sodium (eau de Javel).

Le tétrachlorure de carbone est également à la fois un appauvrissement de la couche d'ozone et un gaz à effet de serre . Cependant, depuis 1992, ses concentrations atmosphériques sont en baisse pour les raisons décrites ci-dessus (voir les graphiques des concentrations atmosphériques dans la galerie ). Le CCl 4 a une durée de vie atmosphérique de 85 ans.

À des températures élevées dans l'air, il se décompose ou brûle pour produire du phosgène toxique .

Études toxicologiques

Le tétrachlorure de carbone est suspecté d'être cancérigène pour l' homme sur la base de preuves suffisantes de cancérogénicité provenant d'études sur des animaux de laboratoire. Selon les rapports de l' Organisation mondiale de la santé , le tétrachlorure de carbone peut induire des hépatomes et des carcinomes hépatocellulaires chez la souris et le rat. Les doses induisant des tumeurs hépatiques sont supérieures à celles induisant une toxicité cellulaire. Le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) a classé ce composé dans le groupe 2B , possiblement cancérigène pour l'homme .

Les usages

En chimie organique , le tétrachlorure de carbone sert de source de chlore dans la réaction d'Appel .

Une utilisation spéciale du tétrachlorure de carbone est la philatélie , pour révéler les filigranes sur les timbres-poste sans les endommager. Une petite quantité de liquide est placée au dos d'un timbre, dans un plateau en verre noir ou en obsidienne. Les lettres ou le dessin du filigrane peuvent alors être vus clairement.

Utilisations historiques

Le tétrachlorure de carbone était largement utilisé comme solvant de nettoyage à sec , comme réfrigérant et dans les lampes à lave . Dans le dernier cas, le tétrachlorure de carbone est un ingrédient clé qui ajoute du poids à la cire autrement flottante.

Solvant

C'était autrefois un solvant populaire en chimie organique, mais, en raison de ses effets néfastes sur la santé, il est rarement utilisé aujourd'hui. Il est parfois utile comme solvant pour la spectroscopie infrarouge , car il n'y a pas de bandes d'absorption significatives au-dessus de 1600 cm -1 . Parce que le tétrachlorure de carbone n'a pas d'atomes d'hydrogène, il a été historiquement utilisé dans la spectroscopie RMN du proton . En plus d'être toxique, son pouvoir dissolvant est faible. Son utilisation en spectroscopie RMN a été largement supplantée par les solvants deutérés . L'utilisation du tétrachlorure de carbone dans la détermination de l'huile a été remplacée par divers autres solvants, tels que le tétrachloroéthylène . Parce qu'il n'a pas de liaisons C-H, le tétrachlorure de carbone ne subit pas facilement de réactions radicalaires . C'est un solvant utile pour les halogénations soit par l' halogène élémentaire, soit par un réactif d'halogénation tel que le N- bromosuccinimide (ces conditions sont connues sous le nom de bromation de Wohl-Ziegler ).

Extinction des incendies

Un extincteur en laiton au tétrachlorure de carbone pyrène
Un globe en verre de marque Red Comet ("grenade à feu") contenant du tétrachlorure de carbone

En 1910, la Pyrene Manufacturing Company du Delaware a déposé un brevet pour utiliser le tétrachlorure de carbone pour éteindre les incendies. Le liquide a été vaporisé par la chaleur de la combustion et des flammes éteintes, une forme précoce de suppression des incendies gazeux . À l'époque, on croyait que le gaz déplaçait simplement l'oxygène dans la zone près du feu, mais des recherches ultérieures ont révélé que le gaz inhibe en fait la réaction chimique en chaîne du processus de combustion.

En 1911, Pyrene a breveté un petit extincteur portatif qui utilisait le produit chimique. L'extincteur consistait en une bouteille en laiton avec une pompe à main intégrée qui servait à expulser un jet de liquide vers le feu. Comme le récipient n'était pas pressurisé, il pouvait facilement être rempli après utilisation. Le tétrachlorure de carbone convenait aux incendies liquides et électriques et les extincteurs étaient souvent transportés à bord d'avions ou de véhicules à moteur.

Dans la première moitié du 20e siècle, un autre extincteur courant était un globe en verre scellé à usage unique connu sous le nom de « grenade incendiaire », rempli de tétrachlorure de carbone ou d'eau salée. L'ampoule pouvait être jetée à la base des flammes pour éteindre le feu. Le type de tétrachlorure de carbone pourrait également être installé dans un luminaire mural à ressort avec une retenue à base de soudure . Lorsque la soudure fondait à haute température, le ressort brisait le globe ou le lançait hors du support, permettant à l'agent extincteur d'être automatiquement dispersé dans le feu. Une marque bien connue était la "Red Comet", qui était diversement fabriquée avec d'autres équipements de lutte contre les incendies dans la région de Denver, Colorado par la Red Comet Manufacturing Company depuis sa fondation en 1919 jusqu'à la fermeture des opérations de fabrication au début des années 1980.

Réfrigérants

Avant le Protocole de Montréal , de grandes quantités de tétrachlorure de carbone étaient utilisées pour produire les réfrigérants chlorofluorocarbonés R-11 ( trichlorofluorométhane ) et R-12 ( dichlorodifluorométhane ). Cependant, ces réfrigérants jouent un rôle dans l'appauvrissement de la couche d'ozone et ont été progressivement supprimés. Le tétrachlorure de carbone est encore utilisé pour fabriquer des réfrigérants moins destructeurs. Le tétrachlorure de carbone fabriqué à partir de chlore lourd -37 a été utilisé dans la détection des neutrinos .

Galerie

  • Concentrations moyennes hémisphériques et mondiales de CCl 4 (NOAA/ESRL).

  • Série chronologique des concentrations atmosphériques de CCl 4 (Walker et al. , 2000).

Les références

Liens externes