Хлороформ

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Структурна формула
Загальна інформація
Преференційна назва ІЮПАК Хлороформ
Систематична назва ІЮПАК Трихлорометан
Інші назви
Хімічна формула CHCl3
3D Структура (JSmol) Інтерактивне зображення


Зовнішні ідентифікатори / Бази даних
CAS 67-66-3
ECHA-ID 100.000.603
PubChem 6212
ChemSpider 5977
ChEBI 35255
EINECS 200-663-8
InChI 1S/CHCl3/c2-1(3)4/h1H
SMILES ClC(Cl)Cl


Властивості
Молярна маса 119.38 г·моль-1
Агрегатний стан

Рідина

Густина

1.48 г·см-3 (20 °C)[1]

Температура плавлення

-63 °C[1]

Температура кипіння

61 °C[1]

Тиск насиченої пари

209 гПа (20 °C)[1]

Розчинність

8 г·дм-3 (H2O, 20 °C)[1]

Дипольний момент

1.04(2) D (3.5·10−30 Кл·м)[2]

Термодинамічні властивості
ΔfH298

-134.1 кДж·моль-1

Безпека
Маркування згідно системі УГС

Небезпека

H-фрази H: H302, H331, H315, H319, H351, H361d, H336, H372
P-фрази P: P261, P281, P305+P351+P338, P311
LD50
  • 695 мг/кг (орально, пацюк)
  • >20000 мг/кг (дермально, кріль)
LC50

47.7 мг/дм3/4 год (інгалятивно, пацюк)

Наскільки це можливо, значення величин подані в одиницях системи SI. Якщо не вказано іншого, усі дані відносяться до стандартного стану.


Хлорофо́рм (англ. chloroform) — прозора, безбарвна, важча за воду летка рідина з характерним солодким запахом.

Історія[ред. | ред. код]

Карикатура: Вплив хлороформу на Джеймса Янга Сімпсона та його друзів

Хлороформ уперше отримали в 1831 році американець Сем'юелем Гатрі,[3] німець Юстусом Лібігом[4] та француз Ейженом Субейраном незалежно один від одного. Оскільки Гатрі був першим, хто описав цю сполуку, він фактично вважаєтьтся її відкривачем. Фізичні й хімічні властивості хлороформу, а також його молекулярну формулу («C4H2Cl6»[5] або C2H2Cl6[6]) вперше описав Жан-Батист Дюма в 1834 році. Саме Дюма дав цій сполуці, що Лібіг назвав «хлорованим вуглецем» назву «хлороформ».[7] У 1842 р. британський лікар Роберт Мортімер Гловер, а в 1847 р. французький фізіолог Марі Жан П'єр Флоренс і шотландський лікар й акушер Джеймс Янг Сімпсон[8] за результатами експерименту над тваринами визнали наркозні властивості хлороформу. А вже через рік, завдяки Сімпсону, хлороформ використовувався поруч із етером при полегшенні пологових болів. Друг Сімпсона, хірург і хімік Девід Уолді,[9] ймовірно, був першим, хто запропонував застосування хлороформу для хірургічної анестезії.

До речі, акушерську хлороформну анестезію критикувала англіканська церква. Багато священнослужителів вважали, що пологовий біль — справедливе покарання за гріх Єви, тобто Божа воля.[10] Великим проривом було застосування хлороформу до королеви Вікторії (тобто, голови англіканської церкви), коли вона народжувала свою восьму дитину. Нарешті, у 1853 році анестезія «à la reine» («королевська») стала найпоширенішою анестезією в Європі. Лише у 1890 р. через небажані побічні ефекти із частими смертельними наслідками хлороформної анестезії.[11]

Отримання[ред. | ред. код]

Вперше хлороформ було отримано дією хлорного вапна на ацетон у присутності сірчаної кислоти:

Сучасний промисловий метод отримання хлороформу полягає у поступовому хлоруванні метану при 400-500 °С:[12]

ΔrG = -106,9 кДж/моль

ΔrG = -102,2 кДж/моль

ΔrG = -96,4 кДж/моль

ΔrG = -78,7 кДж/моль

Отримані продукти розділяються шляхом дистиляції.

У лабораторії хлороформ можна отримати за допомогою галоформної реакції (взаємодією ацетона з гіпохлоритом натрію, хлороформ збирається знизу):[13]

Хлороформ також утворюється при декарбоксилюванні трихлороцтової кислоти, яке проходить при її нагріванні з лугами або амінами[14]:

Властивості[ред. | ред. код]

Фізичні властивості[ред. | ред. код]

Хлороформ — безбарвна, негорюча, летка рідина з солодкуватим запахом. Він має більшу густину, ніж вода, ці дві рідини лише слабко змішуються. З підвищенням температури розчинність хлороформу у воді зменшується; у той же час розчинність води в хлороформі збільшується.[15]

Розчинності хлороформу й води один в одному
Температура / °C) 0 9,5 19,6 29,5 39,3 49,2 59,2
Хлороформ у воді (масова частка / %) 1,02 0,93 0,82 0,79 0,74 0,77 0,79
Вода у хлороформі (масова частка / %) 0,0365 0,0527 0,0661 0,0841 0,1108 0,1353 0,1672

Хлороформ утворює азеотропні суміші з рядом розчинників. Склад азеотропів та їхні температури кипіння можна знайти в таблиці:[16]

Азеотропи з різними розчинниками
Розчинник вода метанол етанол 2-пропанол ацетон 2-бутанон діізопропіловий

етер

тетрагідрофуран метилацетат етилацетат н-гексан
Вміст хлороформу / % 97 87 93 96 78 17 36 66 77 28 83
Температура кипіння / °С 56 53 59 61 64 80 71 73 78 78 60

Хімічні властивості[ред. | ред. код]

В присутності лугів хлороформ утворює дихлорокарбени, які згодом можуть буди використані в реакціях циклопропанування. Реакція Фріделя-Крафтса між хлороформом і бензеном утворює трифенілметан.

У присутності кисню і світла хлороформ розпадаєтьтся, утворюючи фосген, хлор і хлорид водню. Тому комерційний хлороформ містить 0,5-1,0 % етанолу в якості стабілізатора, щоб нейтралізувати випадкові сліди фосгену. Інша небажана реакція хлороформу може протікати в присутності ацетону: ці дви речовини в результаті дуже бурхливої реакції утворюють 1,1,1-трихлоро-2-метил-2-пропанол (α,α,α-трихлоро-трет-бутанол).:

Можливість цієї реакції є однією з причин, чому відходи хлорованих й нехлорованих розчинників слід збирати в окремі контейнери.[17]

Використання[ред. | ред. код]

Хлороформ чудово розчиняє багато органічних матеріалів, але внаслідок його високої токсичності перевага все більше віддається дихлорометану. Промислове споживання хлороформу (до 90 %) наразі іде на виробництво монохлородіфлюорометану (фреон 22).

Дейтерохлороформ (CDCl3) один з найбільш вживаних розчинників для спектроскопії ядерного магнітного резонансу.

Токсичність[ред. | ред. код]

Рвотні позови, запаморочення, мігрень, втома — перші ознаки отруєння хлороформом. При подальшому впливі на організм, хлороформ викликає хвороби печінки і нирок, а у вагітних жінок можливі викидні. Негативно впливає на нервову систему. При вдиханні у великій кількості можлива зупинка дихання.

Хлороформ підозрюється в канцерогенності.

Дейтерохлороформ[ред. | ред. код]

Дейтерований хлороформ — один із типових розчинників в ЯМР спектроскопії.

Дейтерований хлороформ (емпірична формула: CDCl3, CAS-№: 865-49-6), який також називають дейтерохлороформом, використовується як розчинник в ядерній магнітно-резонансній спектроскопії (ЯМР); він є найдешевшим із дейтерованих розчинників,[18] що зумовило його широке використання. Синтез здійснюється шляхом взаємодії кальцієвої солі трихлороцтової кислоти з важкою водою:[19]

На 1H ЯМР спектрі хлороформ-d дає синглет із хімічним зсувом δ 7.26 ppm; на 13С ЯМР можна побачити триплет на δ 77 ppm.[20]

Фізичні властивості хлороформу-d дещо відрізняються від недейтерованої сполуки:[21]

  • Температура плавлення: -64 °C
  • Температура кипіння: 60,9 °C
  • Густина: 1.500 г/см3 (25 °С)
  • Коефіцієнт заломлення: 1.444 (20 °C)

Див. також[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. а б в г д Внесок про трихлорметан [Архівовано 2016-04-15 у Wayback Machine.] в базі даних GESTIS.
  2. David R. Lide (Ред.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90th Edition.
  3. Хлороформ на сайті Notable Names Database (англ.)
  4. Justus Liebig: Ueber die Verbindungen, welche durch die Einwirkung des Chlors auf Alkohol, Aether, ölbildndes Gas und Essiggeist entstehen // Annalen der Pharmacie. — 1832. — B. 1. — S. 182—230 (Хлороформ на «Google Books»).
  5. Jean-Baptiste-André Dumas: Recherches relatives à l'action du chlore sur l'alcool. In: L'Institut. Journal général des société et travaux scientifiques des la France et l’étranger. Band 2, (5. April) 1834, S. 106—108.
  6. Jean-Baptiste-André Dumas: Untersuchung über die Wirkung des Chlors auf den Alkohol. In: Annalen der Physik und Chemie. Neue Folge, Band 31, 1834, S. 650—673 (Оцифрований документ на сайті електронної бібліотеки Gallica).
  7. Albert Faulconer, Thomas Edward Keys: Chloroform. In: Foundations of Anesthesiology. 2 Bände, Charles C Thomas, Springfield (Illinois) 1965, Band 1, S. 442—481, hier: S. 442 f., 455—462.
  8. J. Y. Simpson: On a new anaesthetic agent, more efficient than sulphuric ether. In: Lancet. Band 2, (20. November) 1847, S. 549 f. (Хлороформ на «Google Books»).
  9. Ray J. Defalque, Amos J. Wright: The Discovery of Chloroform: Has David Waldie's Role Been Exaggerated? In: Anesthesiology. Band 114, Nr. 4, 2011, S. 1004—1005, doi:10.1097/ALN.0b013e31820ca94c.
  10. WDR1 — Stichtag 9. November 2007 — Vor 160 Jahren: Erste Entbindung mit Chloroform-Narkose. Abgerufen am 29. November 2017.
  11. Christoph Weißer: Chloroform. In: Werner E. Gerabek, Bernhard D. Haage, Gundolf Keil, Wolfgang Wegner (Hrsg.): Enzyklopädie Medizingeschichte. De Gruyter, Berlin 2005, ISBN 3-11-015714-4, S. 257.
  12. Barbara Elvers, ред. (2019). Ullmann's encyclopedia of industrial chemistry (вид. Sixth edition). Weinheim, Germany: Wiley-WCH. ISBN 978-3-527-30673-2. OCLC 751968805. 
  13. Chemgapedia: Synthese von Trichlormethan.
  14. XuMuK.ru - ХЛОРУКСУСНЫЕ КИСЛОТЫ - Химическая энциклопедия. xumuk.ru (російська). 
  15. R. M. Stephenson: Mutual Solubilities: Water-Ketones, Water-Ethers, and Water-Gasoline-Alcohols in J. Chem. Eng. Data[en] 37 (1992), S. 80–95, doi:10.1021/je00005a024.
  16. I. M. Smallwood: Handbook of organic solvent properties. Arnold, London 1996, ISBN 0-340-64578-4, S. 142–143.
  17. Lutz Roth, Ursula Weller Gefährliche Chemische Reaktionen ISBN 3-609-73090-0 ecomed Sicherheit; 2005
  18. Complete list | Eurisotop. www.eurisotop.com. Процитовано 5 січня 2020. 
  19. Preparation of chloroform-d, auf prepchem.com.
  20. Fulmer, Gregory R.; Miller, Alexander J. M.; Sherden, Nathaniel H.; Gottlieb, Hugo E.; Nudelman, Abraham; Stoltz, Brian M.; Bercaw, John E.; Goldberg, Karen I. (10 травня 2010). NMR Chemical Shifts of Trace Impurities: Common Laboratory Solvents, Organics, and Gases in Deuterated Solvents Relevant to the Organometallic Chemist. Organometallics (англ.). Т. 29, № 9. с. 2176–2179. doi:10.1021/om100106e. ISSN 0276-7333. Процитовано 5 січня 2020. 
  21. Chloroform-d. Sigma-Aldrich. Процитовано 5 січня 2020.