Хлороформ

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Структурна формула
Chloroform displayed.svg Chloroform-3D-balls.png
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, використані величини указані згідно системі 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 був уперше отриманий в 1831 році американцем Сем'юелем Гатрі,[3] німцем Юстусом Лібігом[4] та французом 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 («C4H2Ch6»[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 болей. 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]

Властивості[ред. | ред. код]

Фізичні властивості[ред. | ред. код]

Хлороформ — безбарвна, негорюча, летюча рідина з солодкуватим запахом. Він має більшу густину, ніж вода, ці дві рідини лише слабо змішуються. З підвищенням температури розчинність хлороформу у воді зменшується; у той же час розчинність води в хлороформі збільшується.[14]

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:[15]

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).:

Aceton Chloroform.svg

Можливість цієї реакції є однією з причин, чому відходи хлорованих й нехлорованих розчинників слід збирати в окремі контейнери.[16]

Використання[ред. | ред. код]

Хлороформ чудово розчиняє багато органічних матеріалів, але внаслідок його високої токсичності перевага все більлше 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,[17] що зумовило його широке використання. Синтез здійснюється шляхом взаємодії кальцієвої солі трихлорооцтової кислоти з важкою водою:[18]

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.[19]

Фізичні властивості хлороформу-d дещо відрізняються від недейтерованої сполуки:[20]

  • 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 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. In: Annalen der Pharmacie. Band 1, 1832, 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. R. M. Stephenson: Mutual Solubilities: Water-Ketones, Water-Ethers, and Water-Gasoline-Alcohols in J. Chem. Eng. Data 37 (1992), S. 80–95, doi:10.1021/je00005a024.
  15. I. M. Smallwood: Handbook of organic solvent properties. Arnold, London 1996, ISBN 0-340-64578-4, S. 142–143.
  16. Lutz Roth, Ursula Weller Gefährliche Chemische Reaktionen ISBN 3-609-73090-0 ecomed Sicherheit; 2005
  17. Complete list | Eurisotop. www.eurisotop.com. Процитовано 2020-01-05. 
  18. Preparation of chloroform-d, auf prepchem.com.
  19. Fulmer, Gregory R.; Miller, Alexander J. M.; Sherden, Nathaniel H.; Gottlieb, Hugo E.; Nudelman, Abraham; Stoltz, Brian M.; Bercaw, John E.; Goldberg, Karen I. (2010-05-10). NMR Chemical Shifts of Trace Impurities: Common Laboratory Solvents, Organics, and Gases in Deuterated Solvents Relevant to the Organometallic Chemist. Organometallics (en) 29 (9). с. 2176–2179. ISSN 0276-7333. doi:10.1021/om100106e. Процитовано 2020-01-05. 
  20. Chloroform-d. Sigma-Aldrich. Процитовано 2020-01-05.