Karbon tetraklorür

Özellikler

Karbon tetraklorür molekülünde, dört klor atomu, merkezi bir karbon atomuna tek kovalent bağlarla birleştirilmiş dört yüzlü konfigürasyonda köşeler simetrik olarak konumlandırılır. Bu simetrik geometriden dolayı, CCl₄ kutupsuzdur. Metan gazı, karbon tetraklorür yapan bir halometanla aynı yapıya sahiptir. Çözücü olarak, diğer polar olmayan bileşikleri ve yağları çözmek için çok uygundur. Ayrıca iyotu da çözebilir. Diğer klorlu çözücülerin karakteristik kokusu ile buharı vererek, biraz uçucu olup, kuru temizleme dükkânlarını anımsatan tetrakloretilen kokusuna biraz benzer.
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. 1'den büyük özgül ağırlığı olan karbon tetraklorür, ortamda yeterli miktarlarda dökülürse yoğun sulu olmayan bir faz sıvısı olarak bulunacaktır.

Kullanımı

Karbon tetraklorür, organik kimyada Appel reaskiyonunda bir klor kaynağı olarak görev yapmaktadır.

Tarihte kullanımı

Montreal Protokolünden kloroflorokarbon soğutucuları R-11 (trikloroflorometan) ve R-12'yi (diklorodiflorometan) üretmek için büyük miktarlarda karbon tetraklorür kullanılmıştı. Ancak, bu soğutucular ozon delinmesinde rol oynuyordu. Bu yüzden aşamalı olarak kaldırıldı. Bileşik, hâlen daha az yıkıcı olan soğutucuları üretmek için kullanılmaktadır. Ayrıca nötrinoların bulunmasında da kullanılmıştır.

Çözücü

Karbon tetraklorür, organik kimyada sık kullanılan bir çözücüydü. Ancak sağlık üzerindeki olumsuz etkileri nedeniyle kullanımı nadiren kullanılmaya başlandı. Önemli bir emici bandı > 1600 cm⁻¹ olmadığından bazen infrared spektroskopi için bir çözücü olarak kullanışlıdır. Hidrojen atomu içermediğinden önceden proton NMR spektroskopisinde kullanılmıştır. Zehirli olmasının yanında çözünme gücü de düşüktür. Yerini büyük ölçüde döteryumlu çözücüler almıştır. Petrol tayininde kullanılan çözücülerin yerini ise tetrakloroetilen gibi diğer çözücüler almıştır. Çünkü C-H bağı olmayan karbon tetraklorür, kolayca serbest radikal reaksiyonuna girmez. Elemental halojen veya N-bromosüksinimit gibi halojenleme reaktifleriyle halojenlemeler için kullanışlıdır (Bu koşullar Wohl-Ziegler Brominasyonu olarak bilinir).

Yangın söndürme

1910 yılında Delaware'in Pyrene İmalat Şirketi, yangın söndürmede kullanılması için karbon tetraklorürün patentini aldı. Sıvı, gazlı yangın sindiriminin ilk şekli olarak yanma ısısı ve sönmüş alevlerle buharlaştırıldı. O zamanlar, gazın 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. Söndürücü, ateşe doğru sıvı püskürtmek için kullanılan entegre bir el bombasına sahip pirinçten yapılmış şişeden oluşuyordu. Kap boşaltıldığında, kullanımdan sonra kolayca doldurulabiliyordu. Karbon tetraklorür, elektrik yangınları için uygundu. Söndürücüler genellikle uçak veya motorlu taşıtlarla taşınıyordu.
20. yüzyılın ilk yarısında diğer bir yaygın yangın söndürücü, karbon tetraklorür veya tuzlu su ile doldurulmuş "ateş bombası" olarak bilinen tek kullanımlık, sızdırmaz cam bir küreydi. Ateşi 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 ateşe dağılmasına izin verecekti. En çok bilinen marka "Red Comet"ti. Red Comet Manufacturing Company tarafından 1919'da kurulan imalat operasyonları 1980'lerin başında kapatılana dek, Colorado'daki Denver şehrinde çeşitli yangın söndürme ekipmanları ile çeşitli şekilde üretildi.

Diğer kullanımları

Karbon tetraklorür, soğutucu ve lava lambası olarak kullanıldığı gibi yaygın biçimde kuru temizleme çözeltisi olarak da kullanılmaktadır.
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

Karbon tetraklorür, en çok hepatotoksin (karaciğer için zehirli) potansiyeline sahip maddelerdendir. Hepatoprotektif ajanların değerlendirilmesi için bilimsel araştırmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bileşiğe yüksek derecede maruz kalındığında (buhar olarak) merkezi sinir sistemini etkileyebilir, karaciğer ve böbreklerde dejenerasyona neden olabilir. Ayrıca uzun süreli amruz kalındığında komaya veya ölüme yol abilir. Karbon tetraklorüre kronik olarak maruz kalma karaciğer ve böbrek hasarına, hatta kansere yol açabilir.
Karbon tetraklorürün çevre ve insan sağlığı üzerindeki etkileri, madde değerlendirmesi bağlamında 2012 yılında Fransa'da REACH kapsamına değerlendirilmiştir. Kayıt yaptıranlardan daha fazla bilgi istenmiş, saha sonra bu karar tersine çevrilmiştir.
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, yanlış kullanım sonucu teneffüs edilebilmektedir. Bunun olası depresan ve/veya merkezi sinir sistemi üzerinde çözülme gibi etkileri vardır. Bu şekilde karbon tetraklorür kullanımı, ciddi sağlık riskleri sunar ve yukarıda açıklanan toksik etkilere neden olabilir.
Bileşik, ayrıca ozon tabakasını ve sera gazını tüketmektedir. Ancak 1992 yılından beri, yukarıda açıklanan nedenlerle atmosferik konsantrasyonları düşüş göstermektedir. CCl₄, 85 yıllık bir atmosferik ömre sahiptir.
Havadaki yüksek sıcaklıklarda zehirli bir fosgen oluşturur.