కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్

Question: కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ యొక్క ఆకృతి ఏమిటి ?


కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ ద్రవరూపంలో ఉన్న కర్బన సమ్మేళనం.ఒక కార్బన్ పరమాణువు కార్బన్, నాలుగు పరమాణువుల క్లోరిన్తో సంయోగం చెందటం వలన కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ ఏర్పడినది. కార్బన్ టెట్రా క్లోరైడ్ యొక్క మరో IUPAC పేరు టెట్రా క్లోరోమిథేన్. ఈ పేరే కాకుండా బెంజిఫార్మ్, బెంజినో ఫార్ం, కార్బన్ క్లోరైడ్, కార్బన్ టేట్, ఫ్రియాన్-10, రెఫ్రిజెంట్-10, హాలోన్-10, మిథేన్ టెట్రా క్లోరైడ్ అని పలు పేర్లతో కూడా పిలుస్తారు. ఈ కర్బన ద్రవ సమ్మేళనం యొక్క రసాయన ఫార్ములా CCl4 .
భౌతిక లక్షణాలు
కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ రంగులేని, ఈథర్ వంటి తియ్యటి వాసన కలిగిన ద్రావణి. కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ యొక్క అణుభారం 153.81 గ్రాములు/మోల్. సాధారణ ఉష్ణోగ్రత, పీడనం వద్ద ద్రవ కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ యొక్క సాంద్రత 1.5867 గ్రాములు/సెం.మీ3.ఘనీభవించిన కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ సాంద్రత – 186°C వద్ద 1.831 గ్రాములు/సెం.మీ3, మరియు 80°C వద్ద సాంద్రత 1.809 గ్రాములు/సెం.మీ3. టెట్రాక్లోరైడ్ యొక్క ద్రవీభవన స్థానం −22.92°C (−9.26°F; 250.23K, మరియు బాష్పీభవన స్థానం 76.72°C (170.10°F; 349.87K) . కార్బన్ టెట్రా క్లోరై నీటిలో కరుగదు.ఆల్కహాల్, ఈథర్, క్లోరోఫారం, బెంజేన్, నాప్తా, కార్బన్ సల్ఫైడ్ మరియు ఫార్మిక్ ఆమ్లాలలో కరుగుతుంది. బాష్ప వత్తిడి (vapor pressure) 11.94 కిలో పాస్కాల్స్ 20 °Cవద్ద.వక్రీభవన సూచిక 1.4607.
చరిత్ర-సంశ్లేషణ
1839 లో మొదటగా హెన్రీ విక్టర్ రేగ్నాల్ట్ అను ఫ్రెంచి రసాయన శాస్త్రవేత్త కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్‌ను ఉత్పత్తి చేసాడు.క్లోరోఫారం ద్రావణాన్నిక్లోరిన్ వాయువుతో చర్య జరిపించి ఉత్పత్తి చేసాడు[3].వర్తమానంలో కార్బన్ టెట్రా క్లోరైడ్ నుమిథేన్ నుండి ఉత్పత్తి చెయ్యుచున్నారు.
CH4 + 4 Cl2 → CCl4 + 4 HCl
క్లోరినేసను రసాయనచర్యలో ఉపఉత్పత్తిగా కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ లభిస్తుంది. ఉదాహరణకు క్లోరినేసన్ విధానంలో డై క్లోరో మిథేన్, మరియు క్లోరోఫారంలను సంశ్లేషణ చెయ్యునపుడు కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ ఉపఉత్పత్తిగా లభించును.హైయ్యర్ హైడ్రోకార్బన్‌ల క్లోరినోలిసిస్ (chlorinolysis) వలన కూడా కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడు ఏర్పడుతుంది.
C2Cl6 + Cl2 → 2 CCl4
1950కి ముందు, కార్బన్ డైసల్ఫైడ్‌ను 105-130°C వద్ద క్లోరినేసన్ చేసి కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్‌ను ఉత్పత్తి చేసెవారు[4]
CS2 + 3Cl2 → CCl4 + S2Cl2
పరిసర వాతావరణ పరిరక్షణ పై అవగాహన పెరగటంతో, మరియు కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడు నుండి ఉత్పత్తి చెయ్యబడు CFC (క్లోరోఫ్లోరోకార్బన్) ల వినియోగం తగ్గిపోవటంతో 1980 నుండి కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ ఉత్పత్తి చాలా గణనీయంగా తగ్గిపోయింది. 1992 లో అమెరికా సంయుక్త రాష్ట్రాలు, యూరోప్, జపానులలో 0.72 మిలియను టన్నుల కార్బన్ మొనాక్సైడ్ ఉత్పత్తి చేసారు[4].
అణు లక్షణాలు
కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ అణువు చతుష్కోణ సౌష్టవం కలిగిఉంది. అణువు యొక్క నిర్మాణంలో కేంద్రంలో కార్బన్ పరమాణువు ఉండగా, నాలుగు మూలలలో నలుగు క్లోరైడ్ పరమాణువులు ఉండి,
ఒకే సమయోజనీయ బంధంతో, కార్బన్‌తో బంధంను ఏర్పరచుకొని ఉండును. కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ ఒక అదృవ (non –polar ) ద్రవం.మిథేన్ వాయువు వంటి అణునిర్మాణాన్ని కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ కలిగి ఉన్నందున, ఇది ఒక హెలో మిథేన్. అదృవ ద్రావణిగా కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ ఇతర అదృవ సమ్మేళనాలను, కొవ్వులను, మరియు నూనెలను కరిగించు కరిగించు కొను స్వభావాన్ని (ద్రావణియత) కలిగి ఉంది.అయోడిన్ మూలకం కూడా కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్‌లో కరుగుతుంది. కార్బన్ తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్దనే త్వరగా భాష్పికరణ (volatile ) చెందు ధర్మంకలిగి, టెట్రా క్లోరోఇథైలిన్ వంటి వాసన కలిగి ఉండును.
ఘన కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ రెండు బహురూప స్థితులను (polymorphs) లను కలిగి ఉన్నది, మైనస్ 47.5°C కన్న ఉష్ణోగ్రత వద్ద స్పటికరూపం IIలోను, అంతకన్నా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతలో స్పటిక రూపంI లోను ఉండును.
−47.3°C వద్ద కార్బన్ టెట్రా క్లోరైడ్ స్పేస్ గ్రూప్ C2/c తో మోనోక్లినిక్ స్పటికసౌష్టవం కలిగి ఉండును. ఆస్థితిలో అల్లిక స్థిరాంకాలు a =20.3, b = 11.6, c = 19.9 (.10−1nm) , β = 111°లుగా కలిగి ఉండును.
ఉపయోగాలు
కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్‌ను కనుగొన్న ప్రారంభంలో పలు రసాయన పదార్థాలలో ఉత్పత్తిలో, మరియు ఇతరమైన వాటిలో వివిధ రకాలుగా వాడినప్పటికి, క్రమంగా వాతావరణ పరంగా, ఆరోగ్య పరంగా కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్, మరియు
వాటి ఉత్పత్తులగురించి అవగాహన పెరిగే కొలది, ఈ సమ్మేళనపదార్థ వాడాకాన్ని పూర్తిగా తగ్గించం, కొండొకచో వాడకం పై పాక్షికంగాను, పూర్తిగాను నిషేధం విధించడం మొదలైనది.ఈ సమ్మేళనం వాడకం వలన ఆరోగ్య పరంగా ముఖ్యంగా ఫులిమినంట్ హేపటిక్ నెర్క్రోసిస్ (fulminant hepatic necrosis) కు కారణం అని తెలియడంతో, దీనికి ప్రత్యామ్నాయముగా టెట్రా క్లోరోఇథైలిన్ వంటిదాన్ని కనుగొన్న తరువాత 1940 నుండి
కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడు వాడకం తగ్గినది. 1970 వరకు క్రిమినాశనిగా వాడినప్పటికీ, సంయుక్త రాష్టాలలో దీనిని క్రిమిసంహారిణిగా వాడటం పై నిషేధం విధించినది.
మోంట్రియల్ ప్రోటోకాల్‌కు ముందు, భారీ ప్రమాణంలో కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడు నుండి పెద్ద మొత్తంలో క్లోరో ఫ్లోరోకార్బన్ (CFC) సమ్మేళనాలు అయినటువంటి శీతజనకం (refrigerant ) R-11 (ట్రై క్లోరోఫ్లోరో మిథేన్) , మరియు R-12 (డై క్లోరో ఫ్లోరోమిథేన్) లను ఉత్పత్తి చేసెడివారు.అయితే ఈ రకపు శీతజనకాలు, ఓజోన్ గాఢత తగ్గించి, ప్రభావం చూపించడంతో క్రమంగా వీటి ఉత్పత్తిని నిలిపివేశారు.అయినప్పటికీ ఇప్పటికి తక్కువ హానికరమైన శీతల కరణిలుతయారు చెయ్యుటకు కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ ను ఉపయోగిస్తున్నారు.
neutrinos (విద్యుతు పరంగా తటస్థఎలక్ట్రికల్ పార్టికిల్) ను గుర్తించుటకై కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ ను ఉపయోగిస్తారు.
వర్తమాన ఇతర ఉపయోగాలు
కార్బన్ టెట్రా క్లోరైడ్ హేపటోటాక్సిన్ (కాలేయం పై దుష్పలితాలుచూపించు విషకారి) కావడం వలన, దీనిని శాస్త్ర పరిశోధనలో కాలేయరక్షిత కారకాలను (hepatoprotective agents.) కనుగొను పరిశోధనలలో ఉపయోగిస్తున్నారు.
తక్కువ ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితులలో కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ దహన శీలి కాదు.గాలిలో ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతలో విషయుతమైన ఫాస్ జీన్ (phosgene) ను ఏర్పరచును.ఆపిల్ ప్రక్రియ (Appel reaction.) లో కార్బన్ టెట్రా క్లోరైడ్ ను క్లోరిన్ ను ఉత్పత్తి చెయ్యుటకై ఉపయోగిస్తారు.
కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ అణువులో C-H బంధం (కార్బన్ –హైడ్రోజన్ బంధం) లేనందున, ఈ సమ్మేళనం అంత త్వరగా, సులభంగా ఫ్రీ రాడికల్ చర్య చెందదు. అందువల్ల హలోజేనేసన్ (halogenations) కై ద్రావణిగా, మూలక హలోజనుతో లేదా N-bromosuccinimide వంటి హలోజనేసన్ కారకాలతో ఉపయోగిస్తారు.
సింథెటిక్/మానవ కల్పిత/కృత్తిమ రసాయన శాస్త్ర పరిశోధనలో కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్‌నుమొదట ద్రావణిగా ఉపయోగించేవారు, కాని దీని వాడకం వలన ఆరోగ్య పరమైన ఇబ్బందులు రావడం వలన వాడటం నిలిపి వేశారు. సాధారణ రసాయన శాస్త్ర పరమైన వాడకంలో కుడా ప్రత్నామ్యాయంగా వేరే ద్రావణుల వాడకం ప్రారంభమైనది.
కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్‌ను పరాణుకిరణ స్పెక్ట్రోస్కోపి (infrared spectroscopy) లో ద్రావణిగా కొన్ని సందర్భాలలో ఉపయోగిస్తున్నారు .
కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్‌లో ఎటువంటి హైడ్రోజన్ పరమాణువులు లేనందున దీనిని ప్రోటాన్ ఎం.ఎం.ఆర్. స్పెక్ట్రో స్కోపిలో ఉపయోగించేవారు.కాని ఇది విషకారి కావడం, దీని ద్రావణీయత శక్తి తక్కువగా ఉండటం వలన, దీని స్థానాన్ని deuterated solvents తో భర్తీ చేయ్యడమైంది.ప్రస్తుతం నూనె లను గుర్తించు ప్రయోగాలలో/పరీక్షలలో కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్‌కు బదులుగా టెట్రా క్లోరోఇథైలిన్ వాడుచున్నారు.
చరిత్ర సంబంధమైన ఉపయోగాలు
1910 లో అగ్నిమాపక పరికరాలలో (fire extinguishers) కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్‌ను ఉపయోగించు విధానానికి డెల్వర లోని పైరెన్ ఉత్పత్తి కంపెని ఉత్పత్తి యాజమాన్య హక్కు (patent) కై ఆర్జీ పెట్టుకొన్నది.మంట పై ద్రవ కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్‌ను ప్రయోగించినప్పుడు, దాని ఆవిరులు మంటను చుట్టు ఆవరించి గాలి/ఆక్సిజన్ అందకుండ నిరోధించడం వలన మంట ఆరిపోవును. 1911 లో కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ ను అగ్నిమాపక రసాయనంగా ఉపయోగించు అగ్నిమాపక పరికారాన్ని రూపొందించి, దాని యాజమాన్యహక్కులు పొందారు.ఈ అగ్నిమాపకపరికరం ఇత్తడితో చెయ్యబడి బాటిల్ వంటి ఆకారంతో ఉండి, చేతిపంపుతో అనుసంధాన మొండి ఉండును.ఈ చేతి పంపు ద్రవాన్ని ధారలా మంటపైకి పంపును.ఈ పరికరం వత్తిడి రహితం కావడం వలన, ఈ పరికరాన్ని ఉపయోగించిన పిమ్మట తిరిగి ద్రవాన్ని నింపవచ్చును. విద్యుత్తు కారణం ఏర్పడు మంటలను ఆర్పుటకు కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ తో నింపిన అగ్నిమాపక పరికరం ఎంతో అనుకూలం.తరచుగా విమానాలలో, మోటారు వాహానాలలో ఈ రకపు అగ్నిమాపక పరికారాన్ని తీసుకొని వెళ్తారు.
కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడును డ్రైక్లినింగ్‌లో ద్రావణి (solvent) గా ఉపయోగిస్తారు.
ఆరోగ్యం-భద్రత
ఎక్కువ ప్రమాణంలో కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ (ఆవిరులు కూడా) ప్రభావానికి లోనైన కేంద్ర నాడీమండలం పై ప్రభావం చూపును. కాలేయం, మరియు మూత్రపిండాల పని తీరును దెబ్బ తీయును, ఎక్కువ కాలం ప్రభావితమైన కోమాలోకి వెళ్ళిపోవడం జరుగ వచ్చును, లేదా మరణం కూడా సంభవించ వచ్చును. దీర్ఘకాలికముగా కార్బన్ టెట్రా క్లోరైడ్ కు గురిన కాలేయం, మరియు మూత్ర పిండాలు పాడై పోవును, మరియు క్యాన్సర్ కు దారితియ్య వచ్చును.
2008లో చేసిన అధ్యయనంలో సాధారణ క్లినింగ్ ఉత్పత్తులలో కార్బన్ టెట్రా క్లోరైడ్, ఎక్కువ గాఢత (101 మి.గ్రా/మీ3) లోఉండినట్లు తెలిసింది.క్లినింగ్ ఉత్పత్తులలో ఉత్పత్తి దారులు సోడియం హైపో క్లోరైట్ తో సబ్బులు, surfactants (తలతన్యతను తగ్గించు గుణంగలవస్తువులు  ) కలుపుట యే ఇందులకు కారణం.
కార్బన్ టెట్రా క్లోరైడ్ ఓజోన్ పొరకుహాని కలిగించి, గాఢతను  తగ్గించి, ఓజోన్ పొర మందంను పలుచబరచును.అందువలన హానికరమైన అల్ట్రా ఒయోలెట్ మరియుఇన్ఫ్రారెడ్ కిరణాలు భూవాతావరణం లోకి చొచ్చుకువచ్చె అవకాశ్లం ఉంది.ఆకిరణాలప్రభావానికి లోనయ్యిన అనేకకొత్తవ్యాధులు వ్యాపించు అవకాశమున్నది. మరియు కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ గ్రీన్ హౌస్ వాయువు కుడా. వాతావరణంలో కార్బన్ టెట్రా క్లోరైడ్ యొక్క జీవితకాలం 85 సంవత్సరాలు. 1992 నుండి క్రమంగా వాతావరణంలో కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ యొక్క గాఢత తగ్గుతూ వస్తున్నది.
ఇవికూడా చూడండి
కార్బన్
క్లోరిన్
చిత్రమాలిక

A brass, Pyrene carbon-tetrachloride, fire extinguisher.
A glass globe "fire grenade"
Time-series of atmospheric concentrations of CCl4 (Walker et al., 2000) .

మూలాలు

వర్గం:రసాయన శాస్త్రము
వర్గం:రసాయన సమ్మేళనాలు
వర్గం:కర్బన సమ్మేళనాలు