Chloroform – właściwości, zastosowanie, otrzymywanie

Chloroform – właściwości, zastosowanie, otrzymywanie

Substancje

Bardzo często filmy sensacyjne ukazują chloroform jako środek usypiający, który działa w kilka sekund i jest bardzo skuteczny. Niestety rzeczywistość wygląda stanowczo inaczej, a sam chloroform z uwagi na wysoką szkodliwość ma obecnie bardzo ograniczone zastosowanie w przemyśle. W dzisiejszym artykule dokładnie sprawdzimy właściwości, zastosowanie oraz sposoby otrzymywania chloroformu.

Definicja

Chloroform, trichlorometan (łac. chloroformium) to organiczny związek chemiczny z grupy halogenoalkanów – chlorowa pochodna metanu. Jest bezbarwną i mało reaktywną cieczą. Chloroform wykorzystuje się głównie w formie rozpuszczalnika np. w analizach środowiskowych czy chromatografii (technice rozdzielania związków chemicznych). Z uwagi na dużą szkodliwość, jest on zastępowany chlorkiem metylenu. Podczas długotrwałej inhalacji może prowadzić do odurzenia, działać znieczulająco i uspokajająco.

Właściwości

Chloroform w warunkach pokojowych jest gęstą, bezbarwną cieczą o słodkawym zapachu. Ma bardzo ostry smak i wywołuje pieczenie w ustach. Jest niepalny i mało reaktywny z innymi związkami chemicznymi. Pary chloroformu pod wpływem płomienia ulegają rozkładowi, w wyniku czego powstaje m.in. chlor, chlorowodór i fosgen (silnie trujący i duszący gaz). Reakcja rozkładu występuję również w mniejszym stopniu pod wpływem działania promieni słonecznych. To powoduje, że chloroform bardzo często zanieczyszczony jest powyższymi substancjami rozkładu.

Nazewnictwo Ttrichlorometan, trójchlorek metylu, trójchlorek formylu
Wzór sumaryczny CHCl3
Masa molowa 119,38 g/mol
Wygląd Gęsta, bezbarwna ciecz o słodkim zapachu i piekącym smaku
Gęstość 1,4788 g/cm³
Rozpuszczalność w wodzie 8,0 g/kg (25 °C), 7,9 g/kg (59 °C)
Rozpuszczalność w innych rozpuszczalnikach etanol, eter dietylowy, benzen, oleje i olejki eteryczne, aceton, tetrachlorometan
Temperatura topnienia −63,47 °C
Temperatura wrzenia 61,2 °C
Punkt krytyczny 262,9 °C
Współczynnik załamania
1,4459 (589 nm, 20 °C)
Lepkość
0,537 mPa·s (25 °C, 1 atm)
Napięcie powierzchniowe
26,65 mN/m (25 °C, 1 atm)
Prężność pary
209 hPa (20 °C)

Otrzymywanie

Czysty chloroform uzyskuje się dwiema metodami: w wyniku chlorowania etanolu lub acetonu:

Metoda I: chlorowanie etanolu:

  1. Utlenianie etanolu: CH3CH2OH + Cl2 → CH3CHO + 2HCl
  2. Chlorowanie acetaldehydu: CH3CHO + 3Cl2 → CCl3CHO + 3HCl
  3. Dekarboksylacja chloralu: CCl3CHO + KOH → CHCl3 + HCOOK

Metoda II: chlorowanie acetonu:

  1. Reakcja haloformowa: CH3C(O)CH3 + 3Cl2 → CCl3C(O)CH3 + 3HCl
  2. CCl3C(O)CH3 + KOH → CHCl3 + CH3COOK

Warto dodać, że w większości przypadków zamiast chloru i zasady stosuje się wapno chlorowane (sól wapniową kwasu podchlorawego).

Zastosowanie ogólne

Chloroform wykorzystywany jest przede wszystkim jako rozpuszczalnik przy syntezie białek, analizach środowiskowych, analizach pestycydów oraz w chromatografii. Stanowi on również źródło rodników (atomów lub cząsteczek zawierających niesparowane elektrony) w syntezie organicznej. Deuterowany chloroform (CDCl3) znalazł także zastosowanie w spektroskopii NMR, jako rozpuszczalnik.

Zastosowanie w medycynie

Dawniej ze specyficznych właściwości chloroformu skorzystała również medycyna. Bardzo czysty chloroform (Chloroformium anaestheticus) od 1847 roku wykorzystywany był do wprowadzania pacjentów w stan głębokiej narkozy. Równie popularnym środkiem o podobnym działaniu był wtedy eter dietylowy oraz podtlenek azotu. Anestezjolodzy wykorzystywali „chloroformowanie” 1% stężeniem we wdychanym powietrzu. Warto podkreślić, że lekarze dosłownie igrali ze śmiercią, ponieważ minimalnie wyższe stężenie chloroformu sięgające już 1,3-1,5% wywołuje u człowieka paraliż ośrodka oddechowego.

Dlaczego jednak decydowano się na stosowanie chloroformu, skoro granica pomiędzy stężeniem usypiającym, a uśmiercającym była taka cienka? Przede wszystkim wynikało to z faktu, że narkoza chloroformowa przebiegała spokojniej i szybciej, niż w przypadku eteru (niestety dłużej trwało późniejsze wybudzanie pacjenta). W okresie międzywojennym stopniowo wycofywano się z narkozy chloroformowej, na korzyść bardziej bezpiecznych środków. Dla przykładu w Polsce zrezygnowano całkowicie z tego typu narkozy w połowie lat 70.

Nieco dłużej wykorzystywano w medycynie wodę chloroformową (Aqua Chloroformii). Był to 0,5% wodny roztwór chloroformu, który po spożyciu doustnym działał przeciwwymiotnie. Należało przy tym uważać, aby nie przekroczyć dobowej dawki maksymalnej 150 ml dla osoby dorosłej. Najczęściej podawano 1 łyżkę stołową wody chloroformowej w przedziałach czasowych od 1 do 4 godzin. Woda chloroformowa pozostawała w użyciu jeszcze do końca lat 90.

Obecnie chloroform jest nadal wykorzystywany w medycynie, a konkretnie w dermatologii i reumatologii, aczkolwiek są to bardzo sporadyczne przypadki. Jego zastosowanie ogranicza się do preparatów recepturowych nakładanych miejscowo.

Zastosowanie w świecie przestępczym

Chloroform był powszechnie wykorzystywany przez przestępców do usypiania, odurzania, a w skrajnych sytuacjach nawet do uśmiercania swoich ofiar. Dla przykładu niejaki Joseph Harris został skazany w 1894 roku za liczne kradzieże i napady z wykorzystaniem chloroformu. Z kolei seryjny morderca Herman Webster Mudgett (znany jako Dr. Henry Howard Holmes) stosował silnie stężony chloroform w sporych dawkach do zabijania kobiet. We wrześniu 1900 roku chloroform wykorzystano do zabójstwa znanego biznesmena William’a Marsh Rice.

Samo zastosowanie chloroformu dawało się łatwo rozpoznać podczas prowadzonych śledztw. Niemniej jednak wokół tej popularnej substancji narosło sporo mitów. Jednym z nich jest nadzwyczajna skuteczność chloroformu, który rzekomo potrafi uśpić człowieka w zaledwie kilka sekund. To oczywiście fałsz, ponieważ w prawdziwym życiu należałoby inhalować się materiałem nasączonym chloroformem przez ok. 5 minut, aby w końcu stracić przytomność.

Szkodliwość

Chloroform wykazuje dużą szkodliwość dla zdrowia. Działa drażniąco na oczy i skórę. Jego długotrwała inhalacja lub spożycie w wysokim stężeniu może doprowadzić do zaburzeń lub zatrzymania akcji serca oraz zatrzymania oddechu. W mniejszym stężeniu wywołuje uczucie senności i działa depresyjnie (efekt ten utrzymuje się przez dłuższy czas). Ponadto chloroform uszkadza nerki i wątrobę.

Wiele dowodów oraz klasyfikacji chloroformu wskazuje na to, że jest on rakotwórczy.

Występowanie

Chloroform występuje w naturze. Szacuje się, że każdego roku do atmosfery uwalniane jest ok. 660 ton chloroformu, z czego 90% pochodzi ze źródeł naturalnych. Chloroform produkowany jest m.in. przez makroglony (pot. wodorosty) oraz najprawdopodobniej grzyby, które uwalniają ten związek bezpośrednio do gruntu. Chloroform z łatwością odparowuje z powierzchni gleby oraz wody, prowadząc do degradacji powietrza, podczas której wytwarzają się takie związki jak fosgen, dichlorometan, chlorki acylowe, tlenek węgla oraz chlorowodór. Połowiczny czas rozkładu chloroformu wynosi od 55 do 620 dni, a jego biodegradacja w wodzie i ziemi postępuje bardzo wolno. Chloroform praktycznie nie akumuluje się w ciałach organizmów wodnych.

Historia

Chloroform został zsyntetyzowany na skutek wielu niezależnych od siebie doświadczeń w okolicach 1831 roku. Pierwsza wzmianka o prawdopodobnym uzyskaniu chloroformu pochodzi z roku 1830. Właśnie wtedy niemiecki farmaceuta – niejaki Moldenhawer – zmieszał ze sobą środek wybielający z etanolem. Uzyskaną substancję pomylił jednak z dichlorkiem etylenu (chloropochodna etanu). Rok później amerykański fizyk Samuel Guthrie z Nowego Jorku również najprawdopodobniej uzyskał chloroform, jednak sugerując się właściwościami usypiającymi tego związku, analogicznie uznał go za dichlorek etylenu. Dopiero w 1834 roku francuski chemik Jean-Baptiste Dumas dokładnie opisał i nadał nazwę chloroformowi.

W 1847 roku z kolei po raz pierwszy zademonstrowano działanie chloroformu na organizm człowieka. Podjął się tego szkocki położnik James Y. Simpson, który zademonstrował usypiające właściwości tego związku. W 1850 roku rozpoczęła się masowa produkcja chloroformu na potrzeby komercyjne. W samej tylko Wielkiej Brytanii wytwarzano ok. 750 tys. dawek chloroformu w ciągu roku.

Identyfikacja

Numer CAS 67-66-3
ChEBI CHEBI:35255
ChEMBL ChEMBL44618
ChemSpider 5977
ECHA InfoCard 100.000.603
Numer EC 200-663-8
KEGG C13827
PubChem 6212
Numer RTECS FS9100000
UNII 7V31YC746X

Redaktor naczelny w serwisie Joblife.pl

Od 11 lat tworzy specjalistyczne treści o charakterze poradnikowym. Jego wiedza czerpana jest z wielojęzycznych kanałów informacyjnych oraz encyklopedii naukowych. Osobiście miłośnik górskich podróży i pasjonat działań marketingowych.

0 komentarzy
Inline Feedbacks
Zobacz wszystkie komentarze