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四氯化碳
无色有毒液体
四氯化碳（carbon tetrachloride），有机化合物，化学式CCl4。是一种无色有毒液体，能溶解脂肪、油漆等多种物质，易挥发液体，具氯仿的微甜气味。分子量153.84，在常温常压下密度1.595g/cm(20℃)，沸点76.8℃，蒸气压15.26kPa(25℃)，蒸气密度5.3g/L。四氯化碳与水互不相溶，可与乙醇、乙醚、氯仿及石油醚等混溶。它不易燃，曾作为灭火剂，但因它在500摄氏度以上时可以与水反应，产生二氧化碳和有毒的光气、氯气和氯化氢气体，加之它会加快臭氧层的分解，所以被停用。四氯化碳的用途被国家严格限制，仅限用于非消耗臭氧层物质原料用途和特殊用途，作为萃取剂并不常用。
2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，四氯化碳在2B类致癌物清单中。
基本信息
| 中文名 | 四氯化碳 |
| 警示术语 | R：23/24/25-40-48/23-59-52/53 |
| 化学式 | CCl4 |
| 摩尔质量 | 153.82 g·mol−1 |
| 外观 | 无色液体 |
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编号系统
CAS号：56-23-5
MDL号：MFCD00000785
EINECS号：203-453-4
RTECS号：203-453-4
BRN号：1098295
PubChem号：24857387
理化性质
物理性质
外观与性状：无色透明挥发液体，具有特殊的芳香气味。味甜。
相对密度（水=1）：1.595
相对蒸气密度（空气=1）：5.32
饱和蒸气压(kPa)：15.26(25℃)
燃烧热(kJ/mol)：364.9
折射率 1.459-1.46
临界温度(℃)：283.2
临界压力(MPa)：4.558
辛醇/水分配系数的对数值：2.6
20℃时与水的界面张力(mN/m)：45.0
溶解性：微溶于水，易溶于多数有机溶剂。
相对密度（25℃，4℃）：1.5846
常温折射率（n25）：1.4573
蒸气压（kPa,20ºC）：11.9102
临界密度（g·cm-3）：0.557
临界体积（cm3·mol-1）：276
临界压缩因子：0.272
偏心因子：0.193
Lennard-Jones参数（A）：7.949
Lennard-Jones参数（K）：633.6
溶度参数(J·cm-3)0.5：17.577
van der Waals面积（cm2·mol-1）：7.280×109
van der Waals体积（cm3·mol-1）：52.300
气相标准生成热(焓)( kJ·mol-1) ：-95.8
气相标准熵(J·mol-1·K-1) ：310.02
气相标准生成自由能( kJ·mol-1)：-53.5
气相标准热熔(J·mol-1·K-1)：83.43
液相标准生成热(焓)( kJ·mol-1)：-128.41
液相标准熵(J·mol-1·K-1) ：216.19
液相标准生成自由能( kJ·mol-1)：-60.50
液相标准热熔(J·mol-1·K-1)：131.4
化学性质
化学性质稳定。具有令人愉快的气味。有毒。不燃烧。高温下可水解生成光气；还原可得氯仿。
分子结构数据
1、摩尔折射率：26.04
2、摩尔体积（cm3/mol）：90.6
3、等张比容（90.2K）：220.7
4、表面张力（dyne/cm）：35.2
5、极化率（10-24cm3）：10.32
计算化学数据
1.疏水参数计算参考值（XlogP）:2.8
2.氢键供体数量:0
3.氢键受体数量:0
4.可旋转化学键数量:0
5.互变异构体数量:无
6.拓扑分子极性表面积0
7.重原子数量:5
8.表面电荷:0
9.复杂度:19.1
10.同位素原子数量:0
11.确定原子立构中心数量:0
12.不确定原子立构中心数量:0
13.确定化学键立构中心数量:0
14.不确定化学键立构中心数量:0
15.共价键单元数量:1
作用用途
曾广泛用作溶剂、灭火剂、有机物的氯化剂、香料的浸出剂、纤维的脱脂剂、粮食的蒸煮剂、药物的萃取剂、有机溶剂、织物的干洗剂，但是由于毒性及破坏臭氧层的关系现甚少使用并被限制生产 ，很多用途也被二氯甲烷等所替代。也可用来合成氟氯代烷、尼龙7、尼龙9的单体；还可制三氯甲烷和药物；金属切削中用作润滑剂。
注意
危险性
健康危害：高浓度该品蒸气对粘膜有轻度刺激作用，对中枢神经系统有麻醉作用，对肝、肾有严重损害。急性中毒：吸入较高浓度该品蒸气，最初出现眼及上呼吸道刺激症状。随后可出现中枢神经系统抑制和胃肠道症状。较严重病例数小时或数天后出现中毒性肝肾损伤。重者甚至发生肝坏死、肝昏迷或急性肾功能衰竭。吸入极高浓度可迅速出现昏迷、抽搐，可因室颤和呼吸中枢麻痹而猝死。口服中毒肝肾损害明显。少数病例发生周围神经炎、眼球后视神经炎。皮肤直接接触可致损害。慢性中毒：神经衰弱综合征、肝肾损害、皮炎。
燃爆危险：该品不燃，有毒。
急救措施
皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。就医。
眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。
食入：饮足量温水，催吐。洗胃。就医。
消防措施
危险特性：该品不会燃烧，但遇明火或高温易产生剧毒的光气和氯化氢烟雾。在潮湿的空气中逐渐分解成光气和氯化氢。
有害燃烧产物：光气、氯化物。
灭火方法：消防人员必须佩戴过滤式防毒面具（全面罩）或隔离式呼吸器、穿全身防火防毒服，在上风向灭火。
灭火剂：雾状水、二氧化碳、砂土。
泄漏处理
应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。
小量泄漏：用活性炭或其它惰性材料吸收。
大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。喷雾状水冷却和稀释蒸汽，保护现场人员，但不要对泄漏点直接喷水。用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。
注意事项
操作注意事项：密闭操作，加强通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴直接式防毒面具（半面罩），戴安全护目境，穿防毒物渗透工作服，戴防化学品手套。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、活性金属粉末接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不超过30℃，相对湿度不超过80%。保持容器密封。应与氧化剂、活性金属粉末、食用化学品分开存放，切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
毒理学
急性毒性 ：LD50：2350mg/kg（大鼠经口）；5070mg/kg（大鼠经皮）；LC50：50400mg/m³，4小时（大鼠吸入）；人经口29.5ml，死亡；人吸入320g/m³，5～10分钟后死亡；人吸入150～200g/m³，1/2～1小时有生命危险；人吸入15g/m³后5分钟后眩晕、头痛、失眠，脉率快；人吸入1～2g/m³，30分钟后轻度恶心、头痛，脉率和呼吸加快；人吸入0.6～0.7g/m³，可耐受3小时。
亚急性和慢性毒性：动物吸入400ppm，7小时/天，5天/周，173天，部分动物127天后全部死亡，肝肾肿大，肝脂肪变性，肝硬化，肾小管上皮退行性病变。
致突变性：微生物致突变：鼠伤寒沙门氏菌20ul/L。DNA损伤：小鼠经口335umol/kg。
生殖毒性：大鼠经口最低中毒剂量(TDL0)：2g/kg(孕7～8天)，引起植入后死亡率增加。大鼠经口最低中毒剂量(TDL0)3619mg/kg(雄性，10天)，引起睾丸、附睾和输精管异常。
致癌性：IARC致癌性评论：动物阳性，人类可疑。小鼠经口1250mg/kg/日×78周，肝细胞癌发病率增高。
致畸性：大鼠吸入300～1000ppm/日(妊娠期6～15天)对胚胎有致畸作用；三代繁殖试验大鼠吸入50～400ppm，无胎毒和致畸作用。
污染来源：生产四氯化碳的有机化工厂、石油化工厂等企业都可能产生四氯化碳污染。四氯化碳用作油类、脂肪、真漆、假漆、硫磺、橡胶、蜡和树脂的溶剂、冷冻剂、薰蒸剂、织物的干洗剂、金属洗净剂、杀虫剂。也用于电子工业用清洗剂、油质、香料的浸出剂、萃取剂等行业。四氯化碳常用于合成碳氟化合物，生产氯化有机化合物，半导体生产，制造氟里昂等行业。
生态学数据
1.生态毒性
LC50：27~125mg/L（96h）（蓝鳃太阳鱼）；20.8~41.4mg/L（96h）（黑头呆鱼）；45mg/L（96h）（绿藻）
IC50：600mg/L（72h）（藻类）
2.生物降解性
好氧生物降解（h）：4032~8640
厌氧生物降解（h）：168~672
3.非生物降解性
空气中光氧化半衰期（h）：1.60×104~1.60×105
一级水解半衰期（h）：7000
4.其他有害作用 四氯化碳属高蓄积性物，在哺乳动物的肝部可产生蓄积，对鲑鱼可致肝癌。该物质臭氧消耗潜能（ODP）为1.1，对大气臭氧层破坏力特强。
制备方法
四氯化碳的生产方法较多，有甲烷热氯化法、二硫化碳氯化法、联产四氯乙烯法、光气催化法、甲烷氧氯化法、高压氯解法、甲醇氢氯化法等。下列列举了常用的两种制法。
1．甲烷热氯化法
甲烷与氯气混合，在400-430℃下发生热氯化反应，制得粗品和副产盐酸，粗品经中和、干燥、蒸馏提纯，得成品。原料消耗定额：天然气（含甲烷98%）210m3、液氯2850kg/t。
四氯化碳
2．二硫化碳法
氯气和二硫化碳以铁作催化剂在90-100℃下反应，反应产物经分馏、中和、精馏，得成品。该法投资少，产品易提纯，但成本高，设备腐蚀严重。
2Cl2+CS2==Fe==CCl4+2S
上游原料
二硫化碳 甲醇 甲烷 氯气 天然气 烧碱 乙醇
安全信息
危险标志
T Toxic 有毒物品
NDangerous for the environment 危害环境的物品
安全术语
S23Do not breathe vapour.切勿吸入蒸汽。
S36/37Wear suitable protective clothing and gloves.穿戴适当的防护服和手套。
S45In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the label whenever possible.)若发生事故或感不适，立即就医(可能的话，出示其标签)。
S59Refer to manufacturer / supplier for information on recovery / recycling. 参考制造商/供货商提供的回收/再利用信息。
S61Avoid release to the environment. Refer to special instructions / safety data sheets. 避免释放至环境中。参考特别说明/安全数据说明书。
风险术语
R23/24/25Toxic by inhalation, in contact with skin and if swallowed. 吸入、皮肤接触及吞食有毒。
R40 Limited evidence of a carcinogenic effect. 少数报道有致癌后果。
R52/53Harmful to aquatic organisms, may cause long-term adverse effects in the aquatic environment.对水生生物有害，可能对水体环境产生长期不良影响。
R59Dangerous to the ozone layer. 对臭氧层有危害。
毒性分析
毒性作用试验数据 | |||||
编号 | 毒性类型 | 测试方法 | 测试对象 | 使用剂量 | 毒性作用 |
1 | 急性毒性 | 吸入 | 人类 | 20 ppm | 1.胃肠道毒性——恶心、呕吐 |
2 | 急性毒性 | 口服 | 成年女性 | 1800 mg/kg | 1.眼毒性——瞳孔缩小 2.行为毒性——昏迷 3.行为毒性——精神受到抑制 |
3 | 急性毒性 | 口服 | 成年男性 | 1700 mg/kg | 1.行为毒性——震颤 2.肺部、胸部或者呼吸毒性——其他变化 3.胃肠道毒性——其他变化 |
4 | 急性毒性 | 口服 | 成年男性 | 429 mg/kg | 1.心脏毒性——心率变化 2.肺部、胸部或者呼吸毒性——紫绀 3.肾、输尿管和膀胱毒性——间质性肾炎 |
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参考资料
[1]
氯气的化学性质和氯气的化学反应(2) · 酷KE网[引用日期2023-01-24]
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