Fosgen
Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 28 november 2021; kontroller kräver 10 redigeringar .| Fosgen | |||
|---|---|---|---|
| | |||
| Allmän | |||
| Systematiskt namn |
Karbonyldiklorid | ||
| Traditionella namn | Fosgen, karbonylklorid, kolmonoxid, kolmonoxid | ||
| Chem. formel | COCl2 _ | ||
| Fysikaliska egenskaper | |||
| stat | färglös gas med en obehaglig lukt | ||
| Molar massa | 98,92 g/ mol | ||
| Densitet | 4,248 kg/m³ | ||
| Joniseringsenergi | 11,55 ± 0,01 eV [2] | ||
| Termiska egenskaper | |||
| Temperatur | |||
| • smältning | -118°C | ||
| • kokande | +8,3°C | ||
| • nedbrytning | +800°C | ||
| Ångtryck | 1,6 ± 0,1 atm [2] | ||
| Strukturera | |||
| Dipolmoment | 1.17 D | ||
| Klassificering | |||
| Reg. CAS-nummer | 75-44-5 | ||
| PubChem | 6371 | ||
| Reg. EINECS-nummer | 200-870-3 | ||
| LEDER | O=C(Cl)Cl | ||
| InChI | InChI=lS/CCl2O/c2-1(3)4YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N | ||
| RTECS | SY5600000 | ||
| CHEBI | 29365 | ||
| FN-nummer | 1076 | ||
| ChemSpider | 6131 | ||
| Säkerhet | |||
| Begränsa koncentrationen | 0,5 mg/m 3 (max en gång) [1] | ||
| LD 50 | 0,334 mg/l*10 min. (LC 50 , råtta, inhalation) | ||
| Giftighet | extremt giftig, har en stark kvävande effekt. | ||
| Riskfraser (R) | R26 , R34 | ||
| Säkerhetsfraser (S) | (S1/2) , S9 , S26 , S36/37/39 , S45 | ||
| Kort karaktär. fara (H) | H330 , H314 , H280 , EUH071 | ||
| säkerhetsåtgärder. (P) | P260 , P280 , P304+P340 , P303+P361+P353 , P305+P351+P338 , P315 , P405 , P403 | ||
| signalord | FARLIG! | ||
| GHS-piktogram |
    |
||
| NFPA 704 |
0
fyra
ettPOI |
||
| Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges. | |||
| Mediafiler på Wikimedia Commons | |||
Fosgen ( kolsyradiklorid ) är ett kemiskt ämne med formeln C (O) Cl 2 , under normala förhållanden - en färglös, extremt giftig och kvävande gas med doften av ruttet hö [3] .
Fosgen är en storskalig produkt av industriell organisk syntes, världsproduktionsvolymen 2015 var 8,526 miljoner ton [4] .
Det användes under första världskriget som ett kemiskt krigsmedel [3] .
Egenskaper
t bp = +8,2 °C , t pl = −118 °C , densitet i vätskefasen 1,403 g/cm³ (vid kokpunkten), i gasfasen 4,248 kg/m³ ( +15 °C , 1 bar ) [ 5] ; dåligt löslig i vatten, väl - i organiska lösningsmedel.
Fosgen är en färglös gas som kondenserar till en färglös vätska under +8,2 °C . Dess doft påminner om rutten frukt eller hö . Den tekniska produkten har en något gulaktig eller rödgul färg. Fosgen är cirka 3,5 gånger tyngre än luft. På grund av det höga ångtrycket är den mycket flyktig även vid låga temperaturer. Fosgen kan lätt kondenseras genom kompression och har en kritisk temperatur på 183°C och ett kritiskt tryck på 56 kgf/cm² . I kallt vatten är fosgen svagt lösligt -0,9 % . Det är lättlösligt i organiska lösningsmedel, t ex bensin , toluen , xylen , ättiksyra , kloroform .
Vid vanliga temperaturer är fosgen en stabil förening. När den upphettas kraftigt sönderdelas den delvis till klor och kolmonoxid . Över 800 °C dissocierar den fullständigt. Mängden giftiga nedbrytningsprodukter under explosionen är försumbar, så det är möjligt att använda fosgen i explosiv ammunition.
När fosgen lagras i stålbehållare, till exempel vid långvarig exponering för gruvor, bildas järnpentakarbonyl Fe(CO) 5 . Det är en rödgul vätska, tyngre än fosgen, och sönderdelas fotokatalytiskt i närvaro av ljus för att bilda giftig kolmonoxid. Fosgen hydrolyseras nästan inte av vattenånga, så koncentrationen av fosgen i luften sjunker märkbart först efter lång tid. Vid hög luftfuktighet kan fosgenmolnet få en vitaktig nyans på grund av partiell hydrolys.
Reagerar kraftigt med ammoniak för att bilda urea och ammoniumklorid :
Denna reaktion används för snabb upptäckt av fosgenläckor - en bomullspinne fuktad med en vattenlösning av ammoniak i närvaro av fosgen börjar märkbart avge vit rök, bestående av ammoniumkloridkristaller. Detekteringen av fosgen med denna metod hämmas av närvaron av klor, som med ammoniak också bildar ammoniumkloridångor.
Reaktionen av fosgen med primära aminer är en vanlig industriell metod för att erhålla en klass av isocyanater:
![{\displaystyle \mathrm {RNH_{2}\ {\xrightarrow[{-HCl}]{COCl_{2}}}\ RNHCOCl\ {\xrightarrow[{-HCl}]{}}\ RNCO} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1dc1bad2c493074faf4a77661ba7ad5ddc0510a4)
![{\displaystyle \mathrm {C_{6}H_{5}NH_{2}{\xrightarrow[{-(C_{6}H_{5}NH)_{2}CO}]{COCl_{2))}\ 2C_{6}H_{5}NH_{3}^{+}Cl^{-}{\xrightarrow[{-2HCl}]{2COCl_{2))}2C_{6}H_{5}NCO} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1771e773f2a050d17dd2f9a60339acf4a4eff7fd)
Tertiära aminer bildar vattennedbrytbara additionsprodukter med fosgen. Så under första världskriget användes gasbindor impregnerade med urotropin :
![{\displaystyle \mathrm {COCl_{2}+2(CH_{2})_{6}N_{4}\högerpil COCl_{2}\cdot 2[(CH_{2})_{6}N_{4} ]} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3eb6a3ffb4cdf615b1f46b3963cb8a11705a4d5d)
Fosgen reagerar med alkoholer
Som en oxoklorid deltar fosgen i Friedel-Crafts-reaktionen och bildar karboxiliknande, till exempel, arenor:
Får
Fosgen erhölls först av Humphrey Davy 1812 genom att bestråla en blandning av klor och kolmonoxid med solljus [6] .
Davy kallade det resulterande ämnet "fosgen" ( engelska phosgen , lit. "ljusfödd", från andra grekiska φῶς "ljus" och γίγνομαι "jag genererar") [6] .
Fosgen bildas också när kloroform oxideras av atmosfäriskt syre under inverkan av ljus:
Inom industrin erhålls det genom att värma CO med Cl 2 i närvaro av en katalysator:
I laboratoriet kan det enkelt erhållas genom att lätt värma en blandning av CCl 4 och SO 3 (eller oleum ):
Fosgen bildas också vid förbränning av vissa klorhaltiga freoner , vilket resulterar i att rökning är förbjuden vid service av kylmaskiner och installationer.
Toxicitet
Har en kvävande effekt. Den dödliga koncentrationen är 0,01-0,03 mg/l (med en exponering på 15 minuter). Kontakt av fosgen med lungvävnad orsakar försämrad alveolär permeabilitet och snabbt progressivt lungödem . Motgiften är okänd.
Toxiska egenskaper
Fosgen är mycket giftigt, men bara om ångorna andas in. De första tydliga tecknen på förgiftning uppträder efter en latent period av 4 till 8 timmar; även perioder på 15 timmar observerades.
Enligt olika källor leder inandning av fosgen vid en koncentration av 0,004 mg/l under 60-90 minuter inte till förgiftning.
Att vistas i en atmosfär som innehåller upp till 0,01 mg/l fosgen är möjligt under maximalt 1 timme. Samtidigt kan känsliga personer redan få mild förgiftning. Koncentrationer på 0,022 mg/l är dödliga efter 30 minuters exponering. I 50% av fallen leder förgiftning genom inandning av 0,1 mg / l i 30-60 minuter till döden. De återstående 50 % av de överlevande är långvarigt arbetsoförmögna till följd av allvarlig förgiftning. Även med en kort tids exponering för sådana koncentrationer kan allvarlig förgiftning inträffa som ibland slutar med döden.
En koncentration på 1 mg/l vid en exponeringstid på 5 minuter i 50-75 % av fallen av förgiftning leder till döden; lägre koncentrationer ( 0,5-0,8 mg/l ) leder till allvarlig förgiftning.
En koncentration på 5 mg/l är dödlig efter 2-3 sekunder .
Små koncentrationer av fosgen påverkar smakupplevelser. Till exempel är det obehagligt eller till och med omöjligt att röka en cigarett i luft som innehåller fosgen.
Lukten av fosgen märks vid en koncentration av 0,004 mg/l , dock påverkar fosgen luktnerven på ett sådant sätt att luktsinnet i framtiden blir matt och ännu högre koncentrationer inte längre känns [7] . Vid farliga koncentrationer kanske människor inte luktar fosgen [8] ; dess MPC i luften i arbetsområdet är 0,5 mg/m 3 (max en gång) [1] .
Fysiologisk verkan
Toxiskt lungödem, som uppstår efter inandning av ångor av fosgen, difosgen , trifosgen , manifesterar sig först efter en latent period på flera timmar. Under denna period mår den förgiftade personen bra och är som regel ganska kapabel. Mottagliga människor har en söt smak i munnen vid denna tid, och ibland illamående och kräkningar . I de flesta fall finns det lätt hosta , svett och sveda i nasofarynx, lätta störningar i andningsrytm och puls.
Efter en latent period uppstår en stark hosta, andfåddhet , cyanos i ansikte och läppar.
Progressivt lungödem leder till svår kvävning , tryck i bröstet, andningshastigheten ökar från 18-20 per minut (normalt) till 30-50 per minut, i en kris - upp till 60-70 per minut. Konvulsiv andning. Proteininnehållande ödematös skummande och trögflytande vätska sprayas från alveolerna och bronkiolerna in i de bredare luftvägarna, vilket leder till svårigheter och omöjlighet att andas. Den förgiftade personen upphostar stora mängder av denna vätska, ofta blandad med blod. Med toxiskt lungödem passerar ungefär hälften av den totala mängden blod i kroppen in i lungorna, vilket som ett resultat sväller och ökar i massa. Medan en normal lunga väger cirka 500-600 gram, kan "fosgen" lungor som väger upp till 2,5 kilo observeras.
Då sjunker blodtrycket kraftigt, den förgiftade personen är i den starkaste upphetsningen, andas med ljud, kippar efter luft, sedan inträffar döden.
Det finns fall då den förgiftade undviker onödiga rörelser och väljer en bekväm position för att underlätta andningen. Läpparna på sådana förgiftade människor är grå, svetten är kall och klam. Trots kvävning separeras inte sputum från dem. Några dagar senare dör den förgiftade personen.
Sällan, efter 2-3 dagar, kan en förbättring av tillståndet inträffa, vilket efter 2-3 veckor kan resultera i återhämtning, men komplikationer till följd av sekundära infektionssjukdomar är frekventa, vilket leder till döden.
Vid mycket höga koncentrationer utvecklas inte lungödem. Den förgiftade personen tar djupa andetag, faller till marken, vrider sig och krampar, huden i ansiktet blir från violettblå till mörkblå och döden inträffar mycket snabbt.
Hegler , med hjälp av exemplet på en lesion, beskriver karaktären av fosgenförgiftning enligt följande:
En stark och frisk ung man på 19 föll av misstag in i ett moln av fosgen som spred sig längs floden. Han skyndade ut ur atmosfären med en ovanlig lukt och förtöjde snabbt vid stranden. Sedan gick den unge mannen till doktorn om hostan han hade. Läkaren kunde inte upptäcka några symtom på sjukdomen, även om han undersökte offret mycket noggrant. Efter läkarens råd gick den unge mannen en promenad för att eliminera en mindre åkomma. Men efter 4 timmar fördes han till sjukhuset med allvarligt lungödem, med svår cyanos , men fortfarande med normal hjärtaktivitet. Under inläggningsprocessen, 4,5 timmar efter förgiftningen, inträffade döden.
En av de välkända toxikologerna , Muntsch , beskrev tillståndet för en person som drabbats av fosgen på följande sätt:
Den starkaste graden når cyanos och andnöd; de sjuka stönar och ber om luft. Den döende, så att säga, drunknar i sin egen vätska och fyller gradvis lungorna ...
Använd som kemisk krigföringsmedel
Används under första världskriget som ett kemiskt krigsmedel .
Fosgenens flyktighet är tillräcklig för att nå toxiska koncentrationer på vintern. Motstånd vid -20 ° C är cirka tre timmar, under sommarmånaderna är det extremt litet - inte mer än 30 minuter. Flyktigheten vid -20 ° C är 1,4 g / l , vid +20 ° C - cirka 6,4 g / l . På grund av normal meteorologisk påverkan är den faktiska koncentrationen av fosgen i luften mindre och överstiger knappast 1 g/l .
Ur militär synvinkel är av intresse den goda lösligheten av fosgen i kloropicrin , senapsgas , aryl- och alkylklorarsiner och i sura rökgeneratorer - kiseltetraklorid, tenn, titan. Fosgenblandningar med rökgeneratorer användes under första världskriget och lagrades i stora mängder under andra världskriget.
På grund av fosgenens färglöshet och dess lukt, som inte alltid är märkbar för människokroppen, kunde soldater i skyttegravarna för sent upptäcka en gasattack som inletts av fienden med detta giftiga ämne. Men då hittade de en mycket enkel "indikator" på närvaron av fosgen i luften. Det visade sig att när man rökte en cigarett eller cigarett i ett moln av fosgen, blev dess smak omedelbart äcklig. Varje soldat i en skyttegrav som höll en tänd cigarett eller cigarett i munnen och märkte en plötslig förändring i dess smak deklarerade omedelbart ett gaslarm.
Militära beteckningar
- Tyska - Grünkreuz, D-Stoff .
- Engelska - PG-Mixture (blandat med kloropicrin ).
- Amerikansk - CG.
- French - Collongite (blandat med tenntetraklorid ).
- Ryska - Fosgen.
Användning i organisk syntes
Det är mycket aktivt i många additionsreaktioner, på grund av vilket det används aktivt i organisk syntes ( fosgenering ). Det används för att erhålla ett antal färgämnen .
Genom metoden för gränssnittspolykondensation av en lösning av fosgen i metylenklorid med en alkalisk lösning av 2,2 - bis (4-hydroxifenyl)propan (mer känd som bisfenol A ) i närvaro av en katalysator, en av de viktiga termoplasterna för tekniska ändamål erhålls - polykarbonat .
Anteckningar
- ↑ 1 2 (Rospotrebnadzor) . nr 1125. Karbonyldiklorid (fosgen) // GN 2.2.5.3532-18 "Maximala tillåtna koncentrationer (MPC) av skadliga ämnen i luften i arbetsområdet" / godkänd av A. Yu. Popova . - Moskva, 2018. - S. 81. - 170 sid. - (Sanitära regler). Arkiverad 12 juni 2020 på Wayback Machine
- ↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0504.html
- ↑ 1 2 FOSGEN . bigenc.ru . Stora ryska encyklopedin - elektronisk version. Hämtad 16 augusti 2020. Arkiverad från originalet 22 juni 2020.
- ↑ Global Phosgene Outlook 2016-2021
- ↑ Gasuppslagsverk . Hämtad 31 augusti 2008. Arkiverad från originalet 24 februari 2015.
- ↑ 12 John Davy . Om en gasformig förening av koloxid och klor (engelska) // Philosophical Transactions of the Royal Society of London : journal. - 1812. - Vol. 102 . - S. 144-151 . - doi : 10.1098/rstl.1812.0008 . — . Arkiverad från originalet den 20 januari 2022.
- ↑ Franke Z. Kemi av giftiga ämnen. i 2 delar. Volym 1 - Studmed.ru . www.studmed.ru Hämtad 20 april 2017. Arkiverad från originalet 21 april 2017.
- ↑ ICCB International Labour Organization . ICCB nr 0007. Fosgen . www.ilo.org/dyn/icsc/ (2018). Hämtad 12 november 2019. Arkiverad från originalet 6 maj 2022.
Litteratur
- Chemical Encyclopedia / Editorial Board: Knunyants I. L. et al. - M . : Soviet Encyclopedia, 1995. - T. 4 (Pol-Three). — 639 sid. — ISBN 5-82270-092-4 .
 Ordböcker och uppslagsverk |
|
|---|---|
| I bibliografiska kataloger |
|