Karbon tetraklorür

Karbon tetraklorür, karbon(IV) klorür ya da tetraklorometan (Türkçedeki eski adı: dört klorlu karbon), formülü CCl4 olan bileşik. Düşük seviyelerde bile tespit edilebilen tatlı kloroform gibi bir kokuya sahip, yanıcı olmayan, ağır bir sıvıdır. Eskiden soğutucu gazların üretiminde, lav lambalarında, temizlik malzemesi olarak ve yangın söndürücülerde yaygın olarak kullanılmıştır, ancak zehirli olmasının anlaşılması üzerine yerine daha güvenli maddeler kullanılmaya başlanmıştır. 2010 yılında, ozon tabakasının delinmesinde rol oynadığı için karbon tetraklorürün büyük ölçekli üretimi birçok ülkede yasaklanmıştır. Karbon tetraklorür karaciğer için aşırı zehirlidir. Buharlarına uzun süreli maruz kalınması ölümle sonuçlanabilir. == Tarihi ve sentezi == Karbon tetraklorür ilk olarak Michael Faraday tarafından 1820'de etilenin klorlanmasıyla sentezlediği ve "karbon perklorür" adını verdiği hekzakloroetanın termal ayrışmasıyla sentezlendi, Faraday bulduğu bu sıvıya "karbon protoklorür" ismini verdi.Searches in Chemistry and Physics, Michael Faraday (1859) Karbon tetraklorür günümüzde esas olarak metan ve klordan üretilmektedir: :Cl2 \+ hν → 2 Cl·; : Cl· + CH4 → ·CH3 \+ HCl. : ·CH3 \+ Cl2 → CH3Cl + Cl·. : CH3Cl + Cl· → ·CH2Cl + HCl, : ·CH2Cl + Cl2 → CH2Cl2 \+ Cl·, : CH2Cl2 \+ Cl· → ·CHCl2 \+ HCl, : ·CHCl2 \+ Cl2 → CHCl3 \+ Cl·, : CHCl3 \+ Cl· → ·CCl3 \+ HCl, : ·CCl3 \+ Cl2 → CCl4 \+ Cl·. Üretimde çoğunlukla diklorometan ve kloroform sentezleri gibi diğer klorlama reaksiyonlarının yan ürünleri kullanılır. Daha yüksek klorokarbonlar da "klorinoliz"e tâbi tutulur: :C2Cl6 \+ Cl2 → 2 CCl4 1950'lerden önce karbon tetraklorür, karbondisülfürün 105 ile 130 °C'de klorlanmasıyla üretildi: :CS2 \+ 3Cl2 → CCl4 \+ S2Cl2 Karbon tetraklorür üretimi, çevresel kaygılar ve karbon tetraklorürden türetilen CFC'ler için azalmış talep nedeniyle 1980'lerden beri hızla geriledi. 1992'de ABD/Avrupa/Japonya'daki üretim 720.000 ton olarak tahmin edildi.Manfred Rossberg, Wilhelm Lendle, Gerhard Pfleiderer, Adolf Tögel, Eberhard-Ludwig Dreher, Ernst Langer, Heinz Jaerts, Peter Kleinschmidt, Heinz Strack, Richard Cook, Uwe Beck, Karl-August Lipper, Theodore R. Torkelson, Eckhard Löser, Klaus K. Beutel, "Chlorinated Hydrocarbons" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2006 Wiley-VCH, Weinheim. == Özellikler == === Kimyasal özellikleri === Bir karbon tetraklorür molekülünde, dört klor atomu, merkezî bir karbon atomuna tek kovalent bağlarla birleştirilmiş dört yüzlü konfigürasyonda köşeler simetrik olarak konumlandırılır. Metan ile aynı tetrahedral yapıya sahiptir. Bu simetrik geometriden dolayı, CCl4 apolardır. Karbon atomunun yükseltgenme seviyesi +4'tür. Molekül ağırlığının %7,81'i karbon, %92,19'u klordur. === Fiziksel özellikleri === Diğer klorlu çözücülerin karakteristik kokusuna sahiptir, yani kuru temizleme dükkânlarını anımsatan tetrakloroetilen kokusuna benzer. Çözücü olarak, diğer apolar bileşikleri ve yağları çözmek için çok uygundur. Ayrıca iyotu ve kloru da çözebilir. Katı tetraklorometan, iki polimorfa sahiptir: −47.5 °C'nin (225.6 K) altındaki kristal II ve −47.5 °C'nin üstündeki kristal I. −47.3 °C'de, C2/c uzay grubuna ve a = 20.3, b = 11.6, c = 19.9 (.10−1 nm), β = 111° olan örgülü monoklinik kristal yapıya sahiptir.F. Brezina, J. Mollin, R. Pastorek, Z. Sindelar. Chemicke tabulky anorganickych sloucenin (Chemical tables of inorganic compounds). SNTL, 1986. 1'den büyük özgül ağırlığı olan karbon tetraklorür, çevreye büyük miktarlarda dökülürse "yoğun, sulu olmayan bir faz sıvısı" olarak kabul edilir. == Kullanımı == Karbon tetraklorür, organik kimyada Appel reaksiyonunda bir klor kaynağı olarak kullanılır; karbon tetraklorür, bir alkil klorür üretmek için trifenilfosfin ve bir alkol ile tepkimeye sokulur, alkolün deprotonasyonu ile bir alkoksit ve kloroform ortaya çıkar. küçükresim|Appel reaksiyonu mekanizması === Tarihî kullanımları === küçükresim|Karbon tetraklorür içeren leke çıkarıcı reklamı, Almanya, 1912 Montreal Protokolünden önce kloroflorokarbon (CFC) soğutucular R-11 (trikloroflorometan) ve R-12'yi (diklorodiflorometan) üretmek için büyük miktarlarda karbon tetraklorür kullanılmıştı. Ancak, bu soğutucular ozon tabakasının delinmesinde rol oynuyordu ve bu yüzden aşamalı olarak kaldırıldılar. Bileşik, hâlen daha az zararlı olan soğutucuları üretmek için kullanılmaktadır. Ayrıca nötrinoların bulunmasında da kullanılmıştır. ==== İlaç olarak==== 1921'de Maurice Crowther Hall, kancalı kurt için bir tedavi olarak olası kullanımı açısından güvenliğini test etmek için karbon tetraklorür içti. Hall hafif yan etkiler bildirdi. 1922'den başlayarak, saf karbon tetraklorür kapsülleri Merck tarafından Necatorina (Neo-necatorina, Necatorina ve Seretin) adı altında pazarlandı. Necatorina, insanlarda paraziter hastalıklara karşı ilaç olarak kullanılmıştır. Bu ilaç en yaygın olarak Latin Amerika ülkelerinde ve Türkiye'de kullanılıyordu.Tropical Diseases Bulletin (1927) UK: Bureau of Hygiene and Tropical Diseases.Taeger, H. (2013) Die Klinik der entschädigungspflichtigen Berufskrankheiten. Germany: Springer Berlin Heidelberg. O dönemlerde karbon tetraklorürün toksisitesinin iyi anlaşılmaması nedeniyle, gelişen herhangi bir yan etki, kapsüllerdeki olası safsızlıklara atfediliyordu. Tropical Diseases Bulletin (1925) UK: Bureau of Hygiene and Tropical Diseases. ==== Anestezik ==== Karbon tetraklorür, 19. yüzyılın ortalarında İngiltere'de kısa bir süre için uçucu anestezik ve yoğun âdet ağrıları ve baş ağrıları için analjezik olarak kullanılmıştır."The Tetrachloride of Carbon as an Anaesthetic", Dr. Protheroe Smith, British Journal of Dental Science and Prosthetics (1867). UK: J. P. Segg & Company, page 302 1864'te Kloroforma daha güvenli bir alternatif olarak tanıtıldı."A New Anaesthetic", British Journal of Dental Science and Prosthetics (1867). UK: J. P. Segg & Company, page 239 Aralık 1865'te, kloroformun insanlar üzerindeki anestezik etkilerini keşfetmekle tanınan İskoç doğum uzmanı James Young Simpson, anestezik olarak karbon tetraklorür ile deneyler yaptı.Notes on the anaesthetic properties of the Bichloride of Carbon by Arthur Ernest Sansom, Transactions of the Obstetrical Society of London. (1867) UK: Longmans, Green and Company. Simpson, kloroforma benzerliğinden dolayı bileşiğe "Klorokarbon" adını verdi. Deneyleri, iki kadının vajinasına karbon tetraklorür enjekte etmeyi içeriyordu. Simpson bir miktar karbon tetraklorür içerek bunun "bir kloroform kapsülü yutmakla aynı etkiye" sahip olduğunu açıkladı.Pages 170-173, "Anaesthetic and Sedative Properties of Bichloride of Carbon, or Chlorocarbon" (December 1865),Simpson, J. Y. (1871). Anaesthesia, Hospitalism, Hermaphroditism, and a Proposal to Stamp Out Small- pox and Other Contagious Diseases. UK: Adam and Charles Black. Karbon tetraklorür, kloroformdan daha güçlü bir anestezik etkiye sahiptir, bu nedenle daha az bir miktar gerektirir. Kokusu, "kloroformdan daha hoş" ve "ayva benzeri"; tadı hoş olarak tanımlanmıştır. Anestezik kullanım için karbon tetraklorür, karbon disülfürün klorlanmasıyla elde edilirdi. Çoğu doğum yapan kadın olmak üzere en az 50 hastada kullanılmıştır."The Tetrachloride of Carbon as an Anaesthetic", Dr. Protheroe Smith, British Journal of Dental Science and Prosthetics (1867). UK: J. P. Segg & Company, page 260 Anestezi sırasında, karbon tetraklorür bazı hastalarda şiddetli kas kasılmalarına ve kalp üzerinde olumsuz etkilere neden olmuş, kloroform veya eter ile anesteziye devam edilmek zorunda kalınmıştır. Bu tür bir kullanım deneyseldi ve karbon tetraklorürün anestezik kullanımı hiçbir zaman popülerlik kazanmadı. ==== Çözücü ==== Karbon tetraklorür, organik kimyada sık kullanılan bir çözücüydü. Ancak sağlık ve çevre üzerindeki fazlasıyla olumsuz etkileri nedeniyle kullanımı kısıtlanmıştır. Önemli bir emici bandı (>1600 cm−1) olmadığından bazen kızılötesi spektroskopisi için bir çözücü olarak kullanışlıdır. Hidrojen atomu içermediğinden önceden proton NMR spektroskopisinde kullanılmıştır. Zehirli olmasının yanında çözme gücü de düşüktür. Yerini büyük ölçüde döterokloroform gibi döteryumlu çözücüler almıştır. Genel kullanımda ve kuru temizlemede ise yerini tetrakloroetilen gibi daha güvenli diğer çözücüler almıştır. C-H bağı olmayan karbon tetraklorür, kolayca serbest radikal reaksiyonuna girmez. Elemental halojen veya N-bromosüksinimid gibi halojenleme reaktifleriyle halojenlemeler için kullanışlıdır (Bu koşullar Wohl-Ziegler Brominasyonu olarak bilinir). ==== Yangın söndürme ==== küçükresim|160px|sol|Pirinçten yapılmış, karbon tetraklorürlü Pyrene yangın söndürücü 1910 yılında Delaware'den Pyrene İmalat Şirketi, yangın söndürmede kullanılması için karbon tetraklorürün patentini aldı., Alınma tarihi: 5 Nisan 1910. O zamanlar, karbon tetraklorür buharlarının sadece yangının yakınındaki oksijenin yerini aldığı düşünülüyordu, ama daha sonraki araştırmalarda aslında gazın yanma işleminin kimyasal zincir reaksiyonunu engellediği anlaşıldı. 1911 yılında Pyrene, kimyasal madde kullanan küçük, taşınabilir bir söndürücünün patentini aldı., Alınma tarihi: 7 Ocak 1911. Söndürücü, ateşe doğru sıvı püskürtmek için kullanılan entegre bir el bombası benzeri bir mekanizmaya sahip pirinçten yapılmış şişeden oluşuyordu. Kap boşaltıldığında, kullanımdan sonra kolayca tekrar doldurulabiliyordu. Karbon Tetraklorür iletken olmadığı için elektrik yangınları için uygundu. Bu yangın söndürücüler genellikle uçak veya motorlu taşıtlarla taşınıyorum. Bununla birlikte, 1920 gibi erken bir tarihte, kimyasalın kapalı bir alanda yangınla mücadele etmek için kullanıldığında ölüme sebep olduğu bilinmekteydi. 20\. yüzyılın ilk yarısında diğer bir yaygın yangın söndürücü, karbon tetraklorür veya tuzlu su ile doldurulmuş "yangın bombası" olarak bilinen tek kullanımlık, sızdırmaz cam bir küreydi. Yangını söndürmek için alevlerin altına atılabiliyordu. Karbon tetraklorür doldurulmuş olanlar, ayrıca lehim esaslı sınırlama ile yaylı duvara da monte edilebiliyordu. Lehim, yüksek ısı ile eritildiğinde yay ya küreyi atacak ya da brakete fırlatılarak söndürücü maddenin otomatik olarak yangına dağılmasına izin verecekti. En çok bilinen marka "Red Comet"ti. 1919'da kurulan Red Comet Manufacturing Company tarafından 1980'lerin başında kapatılana dek, Colorado'daki Denver şehrinde çeşitli yangın söndürme ekipmanları ile çeşitli şekilde üretildi. küçükresim|160px|sol|Red Comet markalı bir "yangın bombası". Karbon tetraklorür –23 °C'de donduğundan, bu yangın söndürücüler, donma noktasını düşürmek için yalnızca %89-90 karbon tetraklorür ve %10 trikloroetilen (e.n. -85 °C) veya kloroform (e.n. –63 °C) içeriyordu. %10 trikloroetilen içeren söndürücüler, dengeleyici olarak %1 karbon disülfür içeriyordu.Hazards of Carbon Tetrachloride Fire Extinguishers: Recommended Practices Number 3. USA, The Council, 1967. Page 14 === Diğer kullanımları === Karbon Tetraklorür, geçmişte soğutucu ve lav lambası sıvısı olarak kullanıldığı gibi yaygın biçimde kuru temizleme çözücüsü olarak da kullanılmaktaydı. Karbon tetraklorür, özel olarak pul toplarken posta pullarına zarar vermeden filigranları ortaya çıkarmada kullanılıyordu. Küçük bir miktar sıvı, siyah bir cam veya obsidyen tepsi üzerinde oturan bir pulun arkasına yerleştiriliyordu. Daha sonra filigranın harfleri veya tasarımı açıkça görülebiliyordu. == Güvenlik == küçükresim|225px|sol|CCl4'ün atmosfer konsantrasyonlarının zaman serileri (Walker et al., 2000). Karbon tetraklorür, en çok hepatotoksin (karaciğer için zehirli) potansiyeline sahip maddelerdendir. Hepatoprotektif (karaciğeri koruyan) ajanların geliştirilmesi için bilimsel araştırmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bileşiğe yüksek derecede maruz kalındığında (buhar olarak) merkezî sinir sistemini etkileyebilir, karaciğer ve böbreklerde dejenerasyona neden olabilir. Ayrıca uzun süreli maruz kalındığında komaya veya ölüme yol açabilir. Karbon tetraklorüre kronik olarak maruz kalma karaciğer ve böbrek hasarına, hatta kansere yol açabilir. 2008 yılında ortak temizlik ürünleri üzerine yapılan bir araştırmada, üreticilerin yüzey aktif maddeler veya sodyum hipokloritin (çamaşır suyu) ile sabunun karıştırılması sonucu "çok yüksek konsantrasyonlarda" (101 mg/m³'e kadar) karbon tetraklorüre rastlanmıştır. Diğer birçok uçucu madde gibi karbon tetraklorür de yanlış kullanım sonucu teneffüs edilebilmektedir. Bunun olası merkezî sinir sistemi (MSS) üzerinde baskılayıcı etkileri vardır. Bu şekilde karbon tetraklorür kullanımı, ciddi sağlık riskleri sunar ve yukarıda açıklanan toksik etkilere neden olabilir. Bileşik, ayrıca ozon tabakasına zarar vermekte ve bir sera gazı gibi davranmaktadır. CCl4, 85 yıllık bir atmosferik ömre sahiptir.The Atlas of Climate Change (2006) by Kirstin Dow and Thomas E. Downing ISBN 978-0-520-25558-6 2010 yılında, ozon tabakasına zararlı olduğu gerekçesiyle karbon tetraklorürün üretimi dünya çapında yasaklanmış olsa da, sonraki yıllarda hâlâ atmosfere Doğu Asya'dan (özellikle Çin'in doğu kesimlerindeki sanayi bölgelerinden) karbon tetraklorür salınımı olduğu ve yasak sonrası atmosferdeki CCl4 miktarında azalma olmadığı tespit edilmiştir. Havada yüksek sıcaklıklarda zehirli bir gaz olan fosgene dönüşebildiğinden, yangın söndürücülerde kullanıldığı dönemlerde zehirlenme vakaları olmuştur. ==Popüler kültür== *Karbon tetraklorür, Peter Parker'ın (Örümcek Adam) özel ağ sıvı formülünde bir bileşen olarak, salisilik asit, toluen, sodyum tetraborat, silika jel, metanol, potasyum karbonat, etil asetat ve "BHA" ile birlikte listelenmiştir. https://thedirect.com/article/marvel-official-mcu-spider-man- web-fluid-formula * Lost In Space isimli bilim kurgu dizisinin Return From The Outer Space (1965) bölümünde bir çocuk, paralel evrenden beslenme amaçlı karbon tetraklorür alırken görülür. * Avustralyalı YouTuber Tom de Prinse, Explosions&Fire; ve Extractions&Ire; kanallarında, 2019 yılında çektiği videolarında eski bir yangın söndürücüden karbon tetraklorür çıkarması ve daha sonra onunla deneyler yapması ile ünlenmiş ve kimyasalın sosyal medyada (özellikle Reddit) hayran kitlesi olmuştur. Kanalın sahibi Tom daha sonra kanalının merch'inde karbon tetraklorür temalı tasarımlar kullanmıştır. * Ramones'un Carbona Not Glue isimli şarkısında anlatıcı, karbon tetraklorür içeren bir leke çıkarıcı olan Carbona buharlarını çekmenin yapıştırıcı çekmeye kıyasla daha iyi "kafa yaptığını" söylemektedir. ==Notlar== == Kaynakça == == Dış bağlantılar == * * *IARC Monografi: "Karbon Tetraklorür" *Karbontetraklorürün toksikolojik profili *Karbontetraklorürün çevresel sağlık kriterleri *Tehlikeli Kimyasal Veri Tabanında Karbon Tetraklorür MSDS *Oxford Üniversitesi'nde MSDS *ntp.niehs.nih.gov sitesinde madde profili *ChemSub Online: Karbon tetraklorür Kategori:Halometanlar Kategori:İnorganik karbon bileşikleri Kategori:Ametal halojenürler Kategori:Klorürler Kategori:Sera gazları Kategori:Tehlikeli hava kirleticileri Kategori:Soğutucu gazlar Kategori:IARC grubu 2B kanserojenler Kategori:Kuru temizleme Kategori:Kloroalkanlar Kategori:Halojenli çözücüler