Hloroforms - kas tas ir? Hloroforma iegūšana, iedarbība un pielietošana

Daudzu ķīmisko vielu atklāšana nebija tīša, bet nejauša, vielas īpašību sintēzē vai pētījumā. Tomēr daudzas no nejauši atklātajām vielām kļuva ļoti svarīgas, tās izmantoja ne tikai ķīmijā, bet arī medicīnā, rūpniecībā un citās jomās. Tikai šādām vielām ir hloroforms, kas tiks apspriests tālāk.

Nosaukums

Šīs vielas nosaukumam ir vairākas šķirnes. Galu galā, tāpat kā visi organiskie savienojumi, tas pakļaujas molekulu vispārīgās nomenklatūras likumiem, triviālajiem nosaukumiem un nosaukumiem, sākot no molekulas sastāva.

Tāpēc hloroformam ir vairāki nosaukuma varianti:

• Oglekļa trihlorīds;
• Hloroforma;
• Trihlormetāns.

Hloroforms: kas tas ir? Jūs varat saprast savienojuma nosaukumus, bet jūs varat uzskatīt molekulas ģeometrisko struktūru.

Molekulas struktūra

Hloroforma molekula sastāv no trim hlora atoma un viena ūdeņraža atoma, katrs atoms ir savienots ar centrālo oglekli. Faktiski trihlormetāna molekula ir produkts, kas radikāli aizvieto ūdeņraža atomus hlora atomu metāna molekulā noteiktu apstākļu ietekmē.

Šajā gadījumā visi C-CL savienojumi ir pilnīgi līdzvērtīgi, ļoti polari. C-H saite uz citu molekulā parādāmo saišu fona kļūst vēl polarizēta un kļūst ārkārtīgi neaizsargāta. Tāpēc molekulas tālākā apstrādē C-H saite ir viegli sadalīta un ūdeņradis tiek aizstāts ar citiem atomiem (piemēram, ar hloru, lai veidotu tetrahloroglekli).

Apsveriet, kā izskatās hloroforms. Formula ir šāda: CHCL _3. Konstrukcijas formula būs šāda:

Abas struktūras atspoguļo ķīmisko būtību, kas rodas hloroformā. Formula parāda, ka molekula ir pietiekami stabila, un reakcijai jāieiet smagi.

Fizikālās īpašības

Trichlorometāna fizikālās īpašības var raksturot šādi:

1. Normālos apstākļos (istabas temperatūra, normāls atmosfēras spiediens 100 kPa, mitrums nav augstāks par 80%), šī viela ir ļoti smaržīgs šķidrums, kuram nav krāsas. Hloroforma smarža ir pietiekami asa, smaga, aptveroša, tāpat kā ētera smarža. Garša ir salda, bet to nevar izmēģināt, jo tā ir ārkārtīgi toksiska.
2. Tas neizšķīst ūdenī, tas var izšķīdināt tikai dažādu veidu organiskos šķīdinātājus. Ar ūdeni tas var veidot mazu koncentrāciju (0,23%) šķīdumus.
3. Šī savienojuma viršanas temperatūra ir zemāka par ūdens temperatūru, aptuveni 62 ^° C.
4. Kušanas temperatūra ir strauji negatīva, -63,5 ^° C
5. Hloroforma blīvums ir lielāks par ūdens blīvumu un ir 1,483 g / cm ³ .
6. Vielas spēcīgais izteiktais toksiskums attiecībā uz ietekmi uz ķermeņa ietilpst narkotisko savienojumu grupā.

Izšķīdinot ūdenī, oglekļa trihlorīds var veidot azeotropiskos maisījumus. Šādā gadījumā hloroforms šķīdumā būs 97,5% un ūdens tikai 2,5%. Šāda šķīduma vārīšanās punkts ir zemāks nekā tīra trihlormetāna viršanas temperatūra un ir 52 ^° C.

Ķīmiskās īpašības

Tāpat kā visi metāna hlora atvasinājumi, hloroformam nav ķīmiskas aktivitātes. Tādēļ viņam raksturīgas tikai dažas reakcijas. Piemēram, apstrāde ar hlora molekulām visu metāna atvasinājumu tehnoloģiskās ražošanas procesā ar hlorēšanas palīdzību. Šim nolūkam tiek uzņemts šķidrais hloroforms, reakcijas notiek kā radikāls mehānisms, kas prasa ultravioletā starojuma klātbūtni kā obligātu stāvokli un gaismas kvantu.

CHCL ₃ + CL ₂ = CCL ₄ + HCL

Reakcijas vienādojums parāda, ka produkts ir pilnīgi ar hloru aizvietots metāna oglekļa tetrahlorīds. Šādas reakcijas ir viens no veidiem, kā ražot tetrahloroglekli rūpniecībā.

Arī ķīmiskās īpašības ietver azeotropisko maisījumu ar ūdeni, kuru hloroforms spēj ražot. Kas tas ir? Tas ir, ar kuru viršanas laikā šķīduma sastāvdaļas nemainās. Vārot šo maisījumu nevar iedalīt frakcijās.

Vēl viens reakcijas veids, kurā var ievadīt hloroformu, ir citu atomu vai funkcionālo grupu halogēna atomu aizvietošana. Piemēram, ja tas reaģē ar nātrija hidroksīda ūdens šķīdumu , tas veido nātrija acetātu:

Hloroforms + NaOH (ūdens šķīdums) = nātrija acetāts + nātrija hlorīds + ūdens

Turklāt būtībā nozīmīga reakcija ir hloroforma mijiedarbība ar amonjaku un kālija hidroksīdu (koncentrēts šķīdums), kā rezultātā šīs mijiedarbības rezultātā tiek veidots kālija cianīds.

Hloroforms + amonjaks + kālija hidroksīds = KCN + kālija hlorīds + ūdens

Hloroforma uzglabāšana

Tuvumā trichlormetāns sadalās ar bīstamu, indīgu produktu veidošanos:

Hloroforms = fosģēns + sālsskābe + hlora molekulā + karboksanhidrīds

Tādēļ hloroforma uzglabāšanas apstākļiem jābūt īpašiem - tumšā stikla pudeles ar blīvu stikla aizbāzni. Pudele pati jāuzglabā prom no saules gaismas.

Saņemšana

Hloroforma pagatavošanu veic vairākos veidos.

1. Daudzpakāpju metāna hlorēšanas process, kas rodas ar radikālu mehānismu ultravioletās gaismas un augstas temperatūras ietekmē. Tā rezultātā tiek ražots ne tikai hloroforms, bet arī trīs citi produkti: hlormetens, dihlormetāns un tetrahlorogleklis. Reakcija ir šāda:

CH ₄ + CL ₂ = CH ₃ CL + HCL - hlormetāns un hidrogēnhlorīda forma

CH ₃ CL + CL ₂ = CH ₂ CL ₂ + HCL - dichlormetāns un hidrogēnhlorīds

CH ₂ CL ₂ + CL ₂ = CHCL ₃ + HCL - trichlorometāns (hloroforms) un hlorūdeņradis

CHCL ₃ + CL ₂ = CCL ₄ + HCL - tetrahlormetāns un hidrogēnhlorīds

Tādā veidā trichlormetāns tiek sintezēts rūpniecībā.

2. Mijiedarbība starp balinātāju un etanolu. Šī ir laboratorijas metode.

3. Hloroforma ražošana ar elektrolīzi (elektriskās strāvas darbību) uz sārmu metālu hlorīdiem acetona vai etilspirta atmosfērā. Arī laboratorijas metode trichlorometāna iegūšanai.

Tīrīšana

Pēc hloroforma iegūšanas tas jātīra. Galu galā, ja to izmanto medicīniskiem nolūkiem, tad piemaisījumu saturs tajā ir vienkārši nepieņemams. Ja pieteikuma mērķi ir tehniski, ārējo vielu saturs būtu jāierobežo.

Var būt dažādi piemaisījumi, kas satur hloroformu. Kas tas ir? Kas tie ir?

• Etilspirts.
• Ūdeņraža hlorīds.
• Fosgēns.
• Hlors

No šiem piemaisījumiem hloroforma attīrīšanai ir divi galvenie veidi:

• Pareiza mazgāšana ar ūdeni, pēc tam žāvēšana (ļauj pilnīgi atbrīvoties no etanola);
• Trichlormetānu mazgā ar stipru skābi, tad ar spēcīgu sārmu, kam seko ūdens. Sekojošā apstrāde sastāv no žāvēšanas, izmantojot dehidrējošo aģentu - kalcija hlorīdu. Pēc tam materiāls tiek destilēts frakcionēšanas kolonnā.

Atklāšanas vēsture

Kada ir zināms hloroforms? Kas tas ir un kāpēc tā tika lietota pirms tam? Pamēģināsim saprast.

Pirmā minētā viela ir datēta ar 1831. gadu. Tad ķīmiķis Guthrie no Harbor saņēma trichlormetānu. Tomēr viņa mērķis nebija šī viela, tas bija veiksmīgs blakusprodukts. Ķīmiķis meklēja gumijas šķīdinātājus, eksperimentēja un nejauši saņēma hloroformu.

Tajā pašā gadā un gadu vēlāk divi zinātnieki, neatkarīgi viens no otra, eksperimentu rezultātā ieguvuši šo vielu. Tas ir Eustace Liebig (kurš ir devis milzīgu ieguldījumu ķīmijas attīstībā) un Eugen Subiber. Viņu uzdevums bija atrast anestēziju, un viņi to atrada. Patiesi, mēs uzzinājām par šo hloroforma efektu un sāka to izmantot vēlāk, tikai no 1840. gadiem.

Strukturālā formula un molekulas atomu mijiedarbība spēja 1834. gadā pētīt un veidot ķīmiķa zinātnieku Dumu. Viņš arī ierosināja un nostiprināja hloroformam tā nosaukumu, ko tas deva par skudru godu. Latīņu valodā ant ir izrunāts kā formiāts, un skudrskābe, kas atrodas šajos kukaiņos, var veidoties no hloroforma. Pamatojoties uz to, tika noteikts tā nosaukums.

Bioloģiskā iedarbība uz vienu cilvēku

Tas pamato to kā hloroforma anestēziju. Darbība uz vienu cilvēku ir ļoti specifiska, aptverot vairākas orgānu sistēmas.

Ietekmes pakāpe ir atkarīga no šādiem faktoriem:

• Ieelpojamas vielas koncentrācija;
• Lietošanas ilgums;
• Veids, kā iekļūt iekšā.

Ja tas ir tīrs, medicīnisks hloroforms, tad tā lietošana ir stingri dozēta precīzi un lokāli. Tādēļ no iespējamām kontrindikācijām tiek realizēti tikai daži. Ja mēs runājam par iztvaikoto hloroformu gaisā un cilvēka ieelpošanu, tad šī darbība ir daudz nopietnāka un kaitīgāka.

Tātad, ja jūs 10 minūšu laikā ieelpojat trihlormetānu, var rasties elpošanas ceļu tūska, plaušu krampji, klepus un rīkles pietūkums. Ja iedarbība neapstājas, saindēšanās nonāk nekavējoties. Nervu sistēma (gan smadzeņu, gan muguras smadzenes) tiks ietekmēta, iespējams letāls iznākums.

Arī hloroformam ir kaitīga ietekme uz aknām, gremošanas orgāniem un nierēm. Tās darbība ir īpaši destruktīva, ja jūs lietojat risinājumu iekšpusē. Tiek novērotas šādas organisma reakcijas uz hloroforma uzņemšanu:

• Reibonis;
• Vemšana un slikta dūša;
• Pastāvīgi galvassāpes;
• Nervu sistēmas depresija un, kā rezultātā, nogurums;
• Paaugstināta temperatūra;
• Alerģiskas izsitumi, ādas apsārtums.

Pētījumi un eksperimenti ar dažādiem dzīvniekiem parādīja šādus rezultātus:

1. Ilgstoša hloroforma uzņemšana iekšķīgi šķidruma veidā izraisa abortu, daudzu patoloģiju un nākamo paaudžu mutagēzi.
2. Dzīvojot hloroforma atmosfērā, dzīvnieki bija nomākti, ievērojami samazinājās vājums un dzīves ilgums.
3. Pamatojoties uz eksperimentiem ar pelēm, tika izdarīts secinājums par trihlormetāna kancerogenitāti.

Šādus rezultātus iegūst ķīmiķi un ārsti, pētot hloroforma ietekmi uz dzīvo organismu.

Pielietošana medicīnā

Pirmā norāde par šīs vielas medicīnisko lietojumu sakņojas 1847. gadā. Tad zinātnieks, ārsts, ķīmiķis Holmss Kuts vispirms ierosināja lietot hloroformu kā anestēziju. Ietekme uz cilvēku pozitīvi ietekmēja operācijas periodu - pilnīgu apziņas dezaktivāciju, sajūtu neesamību.

Tomēr vēlāk, kad pacients atguva apziņu, kļuva skaidrs, ka viņš neapturēja nelabumu, vemšanu. Vēlāk tika noteikti precīzāki šīs vielas lietošanas standarti, kas ļauj izvairīties no šādām sekām.

Svarīga loma hloroforma ievadīšanā medicīnā bija angļu akušieris Džeimss Simpsons. Tas bija tas, kurš pierādīja savienojuma pozitīvo vērtību un iedarbību piegādes procesā.

Tomēr laika gaitā parādījās jaunākas, drošākas un mūsdienīgākas anestēzijas metodes, nekā hloroforma. Tās lietošana medicīnā praktiski ir zaudējusi. Šodien tas tiek piemērots kā:

• Ziedu komponenti ārējai lietošanai;
• Kā papildu anestēzijas līdzeklis kombinācijā ar citām vielām un tikai ļoti mazā koncentrācijā;
• Kā pilieni, atvieglo slikta dūša un vemšana.

Rūpnieciskie pielietojumi

Nozare arī izmanto hloroformu. Tās pielietojums attiecas uz dažādiem ķīmiskiem sintēzes gadījumiem, kad tam tiek piešķirta šķīdinātāja, attaukošanas līdzekļa, galvenā vai papildu sastāvdaļa loma svarīgu vielu iegūšanā visās cilvēka darbības jomās.