No Image

Что такое фосген

3 просмотров
16 октября 2019
Фосген
Общие
Систематическое
наименование
Дихлорид карбонила
Традиционные названия Фосген
Хим. формула COCl2
Физические свойства
Состояние бесцветный газ с неприятным запахом
Молярная масса 98,92 г/моль
Плотность 4,248 кг/м³
Энергия ионизации 11,55 ± 0,01 эВ [1]
Термические свойства
Т. плав. −118 °C
Т. кип. +8,3 °C
Давление пара 1,6 ± 0,1 атм [1]
Структура
Дипольный момент 1,17 Д
Классификация
Рег. номер CAS 75-44-5
PubChem 6371
Рег. номер EINECS 200-870-3
SMILES
RTECS SY5600000
ChEBI 29365
Номер ООН 1076
ChemSpider 6131
Безопасность
ЛД50 0,334 мг/л*10 мин. (LC50, крыса, ингаляция)
Токсичность

чрезвычайно токсичен, обладает сильным удушающим действием.

R-фразы R26 , R34
S-фразы (S1/2) , S9 , S26 , S36/37/39 , S45
Сигнальное слово ОПАСНО!
Пиктограммы СГС

Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Фосге́н (дихлорангидрид угольной кислоты) — химическое вещество с формулой COCl2, при нормальных условиях — бесцветный чрезвычайно токсичный и удушливый газ с запахом прелого сена. Синонимы: оксид-дихлорид углерода, карбонилхлорид, хлорокись углерода.

Обладает удушающим действием. Использовался в Первую мировую войну как боевое отравляющее вещество.

Содержание

Свойства [ править | править код ]

tкип= +8,2 °C, tпл= −118 °C, плотность в жидкой фазе 1,403 г/см³ (при температуре кипения), в газовой фазе 4,248 кг/м³ (+15 °C, 1 бар) [2] ; плохо растворим в воде, хорошо — в органических растворителях. Фосген представляет собой бесцветный газ, который ниже +8,2 °C конденсируется в бесцветную жидкость. Его запах напоминает прелые фрукты или сено. Технический продукт имеет слегка желтоватую или красновато-жёлтую окраску. Фосген примерно в 3,5 раза тяжелее воздуха. Из-за высокого давления пара он даже при низких температурах обладает большой летучестью. Фосген можно легко конденсировать сжатием, его критическая температура составляет 183 °C, критическое давление 56 кгс/см². В холодной воде фосген растворим мало −0,9 %. Он легко растворим в органических растворителях, например в бензине, толуоле, ксилоле, уксусной кислоте, хлороформе.

При обычной температуре фосген — стабильное соединение. При сильном нагревании он частично разлагается на хлор и окись углерода. Выше 800 °C он полностью диссоциирует. Количество ядовитых продуктов разложения при взрыве ничтожно, поэтому возможно применение фосгена во взрывных боеприпасах.

При хранении фосгена в стальных ёмкостях, например при длительном нахождении в минах, образуется пентакарбонил железа Fe(CO)5. Это — красновато-жёлтая жидкость, тяжелее фосгена, и разлагаемая на свету фотокаталитически с образованием ядовитой окиси углерода. Фосген почти не гидролизуется парами воды, поэтому концентрация фосгена, созданная в воздухе, заметно изменяется лишь через долгое время. При высокой влажности воздуха облако фосгена за счёт частичного гидролиза может приобрести беловатый отсвет.

Энергично реагирует с аммиаком с образованием карбамида и хлорида аммония:

C O C l 2 + 4 N H 3 → ( N H 2 ) 2 C O + 2 N H 4 C l +4NH_<3>
ightarrow (NH_<2>)_<2>CO+2NH_<4>Cl>>>

Данная реакция используется для экспресс-обнаружения утечек фосгена — смоченный раствором аммиака тампон в присутствии фосгена начинает заметно выделять белый дым из кристалликов хлорида аммония. Обнаружению фосгена этим способом мешает хлор, который с аммиаком также образует дым хлорида аммония.

Получение [ править | править код ]

Впервые фосген получил Гемфри Дэви в 1812 году путём облучения солнечным светом смеси хлора с окисью углерода [3] .

C O + C l 2 → h ν C O C l 2 >>><2>>>>

Дэви назвал образовавшееся вещество «фосген» (англ. phosgen , букв. «светорождённый», от др.-греч. φῶς «свет» и γίγνομαι «порождаю») [3] .

Фосген образуется также при окислении хлороформа кислородом воздуха под действием света:

2 C H C l 3 + O 2 → h ν 2 C O C l 2 + 2 H C l +O_<2>>>><2>+2HCl>>>

В промышленности получают нагреванием СО с Cl2 в присутствии угля:

C O + C l 2 → t , C C O C l 2 >COCl_<2>>>>

В лаборатории может быть легко получен несильным нагреванием смеси CCl4 и SO3 (или олеума):

2 S O 3 + C C l 4 → S 2 O 5 C l 2 + C O C l 2 +CCl_<4>
ightarrow S_<2>O_<5>Cl_<2>+COCl_<2>>>>

Также фосген образуется при горении некоторых хлорсодержащих фреонов, вследствие чего запрещено курение при обслуживании холодильных машин и установок.

Токсичность [ править | править код ]

Обладает удушающим действием. Смертельная концентрация 0,01 — 0,03 мг/л (15 минут). Контакт фосгена с лёгочной тканью вызывает нарушение проницаемости альвеол и быстро прогрессирующий отёк лёгких. Антидот не существует. Защита от фосгена — противогаз.

Токсические свойства [ править | править код ]

Фосген очень ядовит, но только при вдыхании паров. Первые отчётливые признаки отравления появляются после скрытого периода от 4 до 8 часов; наблюдались даже периоды в 15 часов.

По различным данным вдыхание фосгена в концентрации 0,004 мг/л в течение 60—90 минут не приводит к отравлению.

Читайте также:  Кола при отравлении

Пребывание в атмосфере, содержащей до 0,01 мг/л фосгена, возможно максимально в течение 1 часа. При этом восприимчивые люди уже могут получить лёгкое отравление. Концентрации в 0,022 мг/л являются смертельными уже через 30 минут воздействия. В 50 % случаев отравление при вдыхании 0,1 мг/л в течение 30-60 минут приводит к смерти. Остальные 50 % оставшихся в живых длительно небоеспособны в результате тяжелейших отравлений. Даже при малом времени воздействия таких концентраций могут произойти сильные отравления, иногда заканчивающиеся смертью.

Концентрация 1 мг/л при времени экспозиции 5 минут в 50—75 % случаев отравления ведёт к смерти; меньшие концентрации (0,5—0,8 мг/л) приводят к тяжёлым отравлениям.

Концентрация 5 мг/л смертельна уже через 2—3 секунды.

Малые концентрации фосгена влияют на вкусовые ощущения. Так, например, курить сигарету в содержащем фосген воздухе неприятно или вовсе невозможно.

Запах фосгена ощутим в концентрации 0,004 мг/л, однако на обонятельный нерв фосген влияет так, что в дальнейшем обоняние притупляется и перестают ощущаться даже более высокие концентрации. [4]

Физиологическое действие [ править | править код ]

Токсический отёк лёгких, возникающий после вдыхания паров фосгена, дифосгена, трифосгена, проявляется лишь после скрытого периода в несколько часов. В этот период отравленный чувствует себя хорошо, и как правило вполне дееспособен. У восприимчивых людей в это время появляется сладкий, часто противный привкус во рту, иногда тошнота и рвота. В большинстве случаев возникают незначительные позывы к кашлю, першение и жжение в носоглотке, небольшие нарушения ритма дыхания и пульса.

После латентного периода наступает сильный кашель, одышка, синюшность лица и губ.

Прогрессирующий отёк лёгких ведёт к сильному удушью, мучительному давлению в грудной клетке, ритм дыхания увеличивается от 18—20 в минуту (норма) до 30—50 в минуту, в кризисе — до 60—70 в минуту. Дыхание судорожное. Содержащая белок отёчная пенистая и вязкая жидкость выбрызгивается из альвеол и бронхиол в более широкие дыхательные пути, ведёт к затруднению и невозможности дыхания. Отравленный отхаркивает большие количества этой жидкости, часто смешанной с кровью. При токсическом отёке лёгких примерно до половины общего количества крови организма переходит в лёгкие, которые в результате этого опухают и увеличиваются в массе. В то время как нормальное лёгкое весит около 500—600 грамм, можно было наблюдать «фосгеновые» лёгкие весом до 2,5 килограмм.

Кровяное давление резко падает, отравленный пребывает в сильнейшем возбуждении, дышит с шумом, хватает ртом воздух, затем наступает смерть.

Встречаются также случаи, когда отравленный избегает любого лишнего движения и для облегчения дыхания выбирает какое-то наиболее удобное положение. Губы у таких отравленных серые, пот холодный и липкий. Несмотря на удушье, мокрота у них не отделяется. Через несколько дней отравленный умирает.

Редко, через 2—3 суток может наступить улучшение состояния, которое через 2—3 недели может закончиться выздоровлением, но часты осложнения в результате вторичных инфекционных заболеваний, что приводит к смертельному исходу.

При очень высоких концентрациях отёк лёгких не развивается. Отравленный делает глубокие вдохи, падает на землю, корчится и бьётся в судорогах, кожа на лице становится от фиолетово-синей до тёмно-синей, и очень быстро наступает смерть.

Хеглер на примере одного поражения так описывает коварный характер отравления фосгеном:

Сильный и здоровый юноша 19 лет случайно попал в облако фосгена, распространявшегося по реке. Он поспешил выйти из атмосферы с непривычным запахом и быстро причалил к берегу. Затем юноша обратился к врачу по поводу возникшего у него кашля. Врач не смог обнаружить никаких симптомов заболевания, хотя обследовал пострадавшего очень тщательно. Следуя совету врача, молодой человек для устранения незначительного недомогания пошёл прогуляться. Однако уже через 4 часа он был доставлен в больницу с сильным отёком лёгких, при сильнейшем цианозе, но пока ещё с нормальной деятельностью сердца. В процессе госпитализации через 4,5 часа после отравления наступила смерть.

Один из известных токсикологов Мунтш так описывал состояние поражённого фосгеном человека:

Сильнейшей степени достигает цианоз и одышка; больные стонут и просят воздуха. Умирающий как бы тонет в собственной жидкости, постепенно заполняющей лёгкие….

Использование в качестве боевого отравляющего вещества [ править | править код ]

Использовался в Первую мировую войну как боевое отравляющее вещество.

Летучесть фосгена достаточна для достижения токсических концентраций в зимнее время. Стойкость при −20 °C составляет около трёх часов, в летние месяцы она чрезвычайно мала — не более 30 минут. Летучесть при −20 °C равна 1,4 г/л, при +20 °C — около 6,4 г/л. Вследствие обычных метеорологических воздействий фактическая концентрация фосгена в воздухе меньше и едва ли превышает 1 г/л.

Читайте также:  Длины волн электромагнитных излучений таблица

С военной точки зрения представляет интерес хорошая растворимость фосгена в хлорпикрине, иприте, арил- и алкилхлорарсинах и в кислотных дымообразователях — четырёххлористых кремнии, олове, титане. Смеси фосгена с дымообразователями применялись в Первую мировую войну и были заготовлены в больших количествах во время Второй мировой войны.

Военные обозначения [ править | править код ]

  • немецкое — Grünkreuz, D-Stoff.
  • английское — PG-Mixture (в смеси с хлорпикрином).
  • американское — CG.
  • французское — Collongite (в смеси с четырёххлористым оловом).
  • русское — Фосген.

Использование в органическом синтезе [ править | править код ]

Очень активен во многих реакциях присоединения, благодаря этому активно используется в органическом синтезе (фосгенирование). Применяется для получения ряда красителей. Методом межфазной поликонденсации раствора фосгена в метиленхлориде с щелочным раствором 2,2-бис(4-оксифенил)пропана (более известен как бисфенол – А) в присутствии катализатора получают один из важных термопластов инженерно-технического назначения — поликарбонат.

Фосген
Общие
Систематическое
наименование
Традиционные названия Фосген
Химическая формула COCl2
Физические свойства
Состояние бесцветный газ с неприятным запахом
Молярная масса 98,92 г/моль
Плотность 1,432 г/см³
Термические свойства
Т. плав. −118 °C
Т. кип. 8,3 °C
Структура
Дипольный момент 1,17 Д
Классификация
Рег. номер CAS 75-44-5
SMILES O=C(Cl)Cl
Безопасность
ЛД50 0,334 мг/л*10 мин. (LC50, крыса, ингаляция)
Токсичность чрезвычайно токсичен, обладает сильным удушающим действием.

R-фразы R26 , R34
S-фразы (S1/2) , S9 , S26 , S36/37/39 , S45
Пиктограммы СГС
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Фосген (дихлорангидрид угольной кислоты, оксид-дихлорид углерода, карбонилхлорид, хлорокись углерода) — химическое соединение ряда оксогалогенидов с формулой COCl2. При обычных условиях представляет собой бесцветный газ с запахом прелых фруктов или сена. Как сильный нуклеофил принимает участие в реакции Фриделя — Крафтса. Проявляет сильные хлорирующие свойства.

Соединение было открыто в 1811 году британским химиком Джоном Дэви. С 1915 года фосген в смеси с хлором начал применяться как боевое отравляющее вещество в ходе Первой Мировой войны. В дальнейшем соединение применялось в чистом виде. Были зафиксированы акты химической атаки итальянской армии в 1935 году и японской — в 1937—1945 годах.

Фосген применяется в производстве пестицидов, пластмасс, красителей, безводных оксидов металлов.

Содержание

[править] Физические свойства

Фосген плохо растворяется в воде, не растворим в жирах и маслах; хорошо растворяется во многих органических растворителях (например, в бензине, ксилене, толуоле) и сам может растворять значительное количество органических соединений. Из неорганических соединений он растворяет только галогены и некоторые галогениды (AlCl3, SbCl3, SbCl5). Фосген хорошо поглощается активированным углем — это свойство применяется при изготовлении противогазов.

Вещество сильнолетучее: его концентрация в воздухе при −40 °C достигает 528 мг/м³, при −10 °C — 2200 мг/м³, при −7,6 °C — 4300 мг/м³.

[править] Получение

Промышленным методом синтеза фосгена является нагрев смеси угарного газа с хлором на поверхности активированного угля:

Смесь газов подается исключительно в стехиометрическом соотношении, поскольку избыток хлора может привести к образованию нежелательных побочных продуктов. Процесс является экзотермическим, выделяется 107,6 кДж/моль тепла, поэтому реакторы постоянно охлаждают водой. Увеличивает скорость реакции присутствие катализаторов типа платины.

Другими методами получения фосгена являются:

  • окисление тетрахлорметана в присутствии катализатора:
  • окисление сероуглерода оксидом хлора (I):

[math]mathrm< CS_2 + 3Cl_2O ightarrow COCl_2 + 2SOCl_2>[/math] Однако эти методы малораспространенные за образования большого количества побочных вредных продуктов.

[править] Химические свойства

Растворенный в воде фосген почти мгновенно гидролизуется:

В газовом состоянии соединение слабо подвергается гидролизу — этим объясняется долговременная устойчивость распыленного в воздухе фосгена.

Вместе с тем, фосген энергично реагирует с аммиаком, с образованием нетоксичных мочевины и хлорида аммония:

Реакция используется для быстрого обнаружения утечек вещества — тампон, смоченный раствором аммиака, в присутствии фосгена начинает выделять белый дым. Также этот метод помогает проводить дегазацию помещений путем распыления аммиачной воды NH3 · H2O. Однако, этот способ нейтрализации фосгена может потребовать гораздо больше времени, чем ожидается (несколько быстрее происходит гидролиз смесью аммиака и водяного пара).

Взаимодействие фосгена с первичными аминами является распространенным промышленным методом получения класса изоцианатов:

Третичные амины образуют с фосгеном продукты присоединения, разлагаемые водой. Так, во время Первой мировой войны применялись марлевые повязки, пропитанные уротропином:

При взаимодействии фосгена с спиртами, путем замещения одного атома хлора спиртовой группой, образуются эфиры угольной кислоты:

Читайте также:  Сколько действует яд гадюки

Такие производные широко использовались в качестве химического оружия слезоточивого действия. Метилпроизводное CO(OCH3)Cl используется в синтезе химического оружия — дифосгена:

Как оксохлорид, фосген участвует в реакции Фриделя — Крафтса, образуя карбоксоподобные, например, арены:

Реакция с йодидом натрия в ацетоне применяется для количественного определения фосгена. Образованный йод оттитровывают тиосульфатом натрия.

Фосген применяется в качестве агента хлорирования: при нагревании с оксидами или сульфидами металлов, образуются хлориды этих металлов. Метод применяют для получения безводных хлоридов.

При температуре свыше 800 °C соединение разлагается:

[править] Токсичность

Фосген обладает удушающим действием (что обусловило его применение как боевого отравляющего вещества в ходе Первой мировой войне 1914—1918 годов). Ядовит только при вдыхании паров. Во избежание поражения достаточно противогаза, средства защиты кожи не нужны. Первые отчетливые признаки отравления появляются после скрытого периода от четырех до восьми часов (наблюдались даже периоды в 15 часов). Продолжительность пребывания фосгена в воздухе составляет 30 мин летом и до 3 часов зимой, отравление возможно в местах застоя воздуха (например, в котловинах).

По некоторым данным, вдыхание фосгена концентрацией 0,004 мг/л в течение часа не приводит к отравлению. Опасная концентрация фосгена для человека — 0,005 мг/л, смертельная — от 0,1 до 0,3 мг/л (при действии в течение 30 минут). При концентрации 5 мг/л смерть наступает в течение двух-трех секунд. Фосген имеет кумулятивные свойства — неопасные количества вещества могут накапливаться в организме и впоследствии привести к осложнениям, включая смертельный исход.

Фосген взаимодействует с функциональными группами липидов и белков мембран клеток, повышая их проницаемость. В результате альвеолы ​​заполняются плазмой крови и нарушается нормальный кислородный обмен. Недостаток кислорода и повышенная растворимость CO2 в плазме увеличивают проницаемость мембран. При тяжелых формах отравления фосгеном около 30 % плазмы крови переходит в легкие. Быстро прогрессирует отек легких, приводящий к сильному удушью, мучительному давлению в грудной клетке и увеличению ритма дыхания от 18-20 (норма) до 30-50 и даже 60-70 в минуту. Отравление легкой и средней тяжести протекают в виде токсического бронхита, в более тяжелых случаях возникают также нервно-психические расстройства (аффективные нарушения, галлюцинации, оглушение, в ряде случаев — двигательное возбуждение). Следствием повторных острых отравлений могут быть астения, плеврит, пневмония, хронический бронхит, в дальнейшем — бронхоэктаза, абсцесс, гангрена легких.

Фосген (дихлорангидрид угольной кислоты) – бесцветное газообразное вещество с запахом прелых фруктов или сена. Также для обозначения используют следующие синонимы: карбонилхлорид, хлорокись углерода. Впервые получено в 1812 году английским физиком и химиком Хемфри Дэви.

Плотность фосгена при температуре 20 градусов по Цельсию – 1,4 килограмма на кубический метр (при температуре 8,2 градуса по Цельсию конденсируется в бесцветную жидкость); обладает большой летучестью даже при низких температурах воздуха; хорошо растворим в органических растворителях (например в бензине, ксилоле, толуоле), плохо – в воде, не растворим – в жирах и маслах.

Поскольку фосген почти не гидролизуется парами воды, концентрация вещества, созданная в воздухе, заметно изменяется лишь через продолжительное время. Вместе с тем фосген энергично реагирует с аммиаком (реакция используется для быстрого обнаружения утечек вещества – тампон, смоченный раствором аммиака, в присутствии фосгена начинает выделять белый дым).

Фосген обладает удушающим действием (что обусловило применение вещества в качестве боевого отравляющего средства в ходе Первой Мировой войны 1914-1918 годов). Ядовит только при вдыхании паров. Первые отчетливые признаки отравления появляются после скрытого периода от четырех до восьми часов (наблюдались даже периоды в 15 часов).

Опасная концентрация фосгена для человека – 0,005 миллиграмма на литр, смертельная – от 0,1 до 0,3 миллиграмма на литр (при воздействии в течение 15 минут). При концентрации 5 миллиграммов на литр смерть наступает в течение двух-трех секунд.

Контакт фосгена с легочной тканью вызывает нарушение проницаемости альвеол и быстро прогрессирующий отек легких, ведущий к сильному удушению, мучительному давлению в грудной клетке и увеличению ритма дыхания от 18-20 (норма) до 30-50 и даже 60-70 в минуту. Отравления легкой и средней тяжести протекают в виде токсического бронхита, в более тяжелых случаях возникают также нервно-психические расстройства (аффективные нарушения, галлюцинации, оглушение, в ряде случаев – двигательное возбуждение). Следствием повторных острых отравлений могут быть астения, плеврит, пневмония, хронический бронхит, в дальнейшем – бронхоэктазы, абсцесс, гангрена легких.

Антидота (противоядия) не существует. В качестве защиты служит противогаз.

“>

Комментировать
3 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Отравления
0 комментариев
No Image Отравления
0 комментариев
No Image Отравления
0 комментариев
No Image Отравления
0 комментариев
Adblock detector