في الكيمياء إن مركب رابع كلوريد الكربون عبارة عن مادة كيميائية مصنعة لا تحدث بشكل طبيعي، وهو سائل صافٍ برائحة جميلة يمكن اكتشافه عند مستويات منخفضة، ويسمى أيضًا باسم كلوريد الكربون، وغالبًا ما يوجد رابع كلوريد الكربون في الهواء كغاز عديم اللون، علما أنه إنه غير قابل للاشتعال ولا يذوب في الماء بسهولة شديدة، كما وقد تم استخدامه في إنتاج سائل التبريد والمواد الدافعة لعلب الهباء الجوي كمبيد للآفات وكسائل تنظيف وعامل إزالة الشحوم وفي طفايات الحريق وفي مزيلات البقع، ولكن بسبب آثارها الضارة أصبحت هذه الاستخدامات ممنوعة ولا تستخدم إلا في بعض التطبيقات الصناعية.
رباعي كلوريد الكربون
- إن مركب رابع كلوريد الكربون عبارة عن هيدروكربون مكلور نقي وعديم اللون ومتطاير ومستقر للغاية، إذ أنه يستخدم رابع كلوريد الكربون كمذيب للزيوت والدهون وكمبرد وكعامل تنظيف جاف، ويمكن أن يؤدي استنشاق أبخرته إلى تثبيط نشاط الجهاز العصبي المركزي وتسبب في تدهور الكبد والكلى، ومن المتوقع بشكل معقول أن يكون رابع كلوريد الكربون مادة مسرطنة للإنسان بناءً على أدلة على السرطنة في حيوانات التجارب.
- إن مركب رابع كلوريد الكربون يطلق عليه أيضًا اسم رباعي كلورو الميثان وهو عبارة عن سائل عديم اللون وكثيف كما أنه شديد السمية ومتطاير، وفوق كل ذلك هو عبارة عن مركب لا يستطيع الاشتعال، علما أنه يمتلك رائحة تميزه وينتمي إلى عائلة الهالوجين العضوية، ويستعمل بشكل أساسي في تصنيع ثنائي كلورو ثنائي فلورو الميثان (مادة تبريد ووقود دافع).
- لقد تم تحضير مركب رابع كلوريد الكربون لأول مرة في عام 1839 ميلادي من خلال تفاعل الكلوروفورم مع الكلور، كما ويتم تصنيعه من خلال تفاعل الكلور مع ثاني كبريتيد الكربون أو الميثان، علما أنه أصبحت عملية الميثان طاغية في الولايات المتحدة في 50 من القرن الماضي.
- ولكن العملية باستخدام ثاني كبريتيد الكربون لا تزال مهمة في البلدان التي لا يتوفر فيها الغاز الطبيعي (المصدر الرئيسي للميثان)، علما أنه يغلي رابع كلوريد الكربون عند 77 درجة مئوية (171 درجة فهرنهايت) ويتجمد عند -23 درجة مئوية (-9 درجة فهرنهايت)، كما وأنه أكثر كثافة من الماء حيث يكون غير قابل للذوبان عمليا.
- رابع كلوريد الكربون كان يستعمل في السابق على شكل مذيب للتنظيف الجاف، وقد تم استبداله بالكامل نوعا ما عن هذا الاستخدام عن طريق مركب رباعي كلورو إيثيلين والذي هو أكثر استقرارًا وأقل سمية.
- رباعي كلوريد الكربون، قبل عام 1970 ميلادي تم استخدامه على نطاق واسع كسائل تنظيف في المنزل والصناعة، حتى عام 1986 ميلادي تم استخدام المادة الكيميائية كمبخر للحبوب، ولا يزال يستخدم لتصنيع الوقود الدافع والمواد الكيميائية الصناعية الأخرى، وفي المنازل يمكن العثور عليه في حاويات مزيل البقع أو في طفايات الحريق المصنوعة قبل عام 1970 ميلادي.
- يتبخر مركب رباعي كلوريد الكربون بسرعة وهو أثقل من الماء، لذا فإنه إذا انسكب الكربون في البحيرات أو الجداول فإن معظمه يغرق، أما إذا انسكبت المادة الكيميائية على التربة فإنها سوف تتبخر وبالتالي تتجمع الأبخرة بالقرب من سطح الأرض.
- يتم تصنيف رباعي كلوريد الكربون كمركب عضوي متطاير (VOC)، وعلى الرغم من أن رباعي كلوريد الكربون لا يحدث بشكل طبيعي، إلا أنه موجود في كل مكان وذلك نتيجة للاستخدامات الصناعية، علما أنه مركب مستقر ويمتلك عمر نصف من 6 إلى 12 شهرًا في الماء أو التربة ونصف العمر من 30 إلى 100 عام في الغلاف الجوي.
- لقد تمت عملية تصنيع مركب رابع كلوريد الكربون في الأصل من قبل الكيميائي الفرنسي هنري فيكتور ريجنولت في عام 1839 ميلادي من خلال تفاعل الكلوروفورم مع الكلور، ولكنه الآن ينتج بشكل أساسي من الميثان كما في المعادلة الكيميائية التالية:
CH4 + 4 Cl2 → CCl4 + 4 HCl
- غالبًا فإنه يستخدم لإنتاجه كالمنتجات الثانوية لتفاعلات الكلورة الأخرى مثل توليفات ثنائي كلورو ميثان والكلوروفورم، كما وتخضع نسبة الكلوروكربونات المرتفعة أيضًا لعملية “تحلل الكلور” كما في المعادلة التالية:
C2Cl6 + Cl2 → 2 CCl4
- قبل الخمسينيات من القرن الماضي تم تصنيع مركب رابع كلوريد الكربون من خلال عملية المعالجة بالكلور لمركب ثاني كبريتيد الكربون عند 105 إلى 130 درجة مئوية كما في المعادلة التالية:
CS2 + 3Cl2 → CCl4 + S2Cl2
- علما أنه قد انخفض إنتاج رابع كلوريد الكربون بشكل حاد منذ الثمانينيات بسبب المخاوف البيئية وانخفاض الطلب على مركبات الكربون الكلورية فلورية المشتقة من رابع كلوريد الكربون، وفي عام 1992 ميلادي، قدر الإنتاج في الولايات المتحدة وأوروبا واليابان بنحو 720 ألف طن.
الإنتاج والاستخدام لمركب رابع كلوريد الكربون
- يظهر مركب رابع كلوريد الكربون على شكل سائل صافٍ عديم اللون يمتلك رائحة مميزة، وهو أكثر كثافة من الماء أي ما يساوي (13.2 رطل لكل جالون) وهو غير قابل للذوبان في الماء، وغير قابل للاحتراق، علما أنه قد يسبب المرض عن طريق الاستنشاق أو امتصاص الجلد أو من خلال الابتلاع، وهو يستخدم كمذيب وفي صناعة المواد الكيميائية الأخرى وكمبخر للزراعة ولعدة استخدامات أخرى.
- تاريخيًا كان مركب رباعي كلوريد الكربون (CCl4) يستخدم أساسًا لإنتاج مركبات الكربون الكلورية فلورية (CFCs)، والتي تُستخدم كعوامل نقل حرارة في معدات التبريد وكوقود دفع للهباء الجوي، وفي الولايات المتحدة كان (CCl4) أيضًا مكونًا في العديد من السوائل الصناعية، وكان فعالًا في إزالة الشحوم المعدنية، كما وقد تم العثور عليها في أدوات التنظيف المنزلية ومزيلات البقع للسجاد والملابس والأثاث، ولقد تم استخدامه أيضًا كمضاد للديدان ومبخر للحبوب ومكون في طفايات الحريق.
- لقد تم التعرف على سمية رابع كلوريد الكربون في أوائل القرن العشرين، وتوقفت معظم الاستخدامات بحلول منتصف الستينيات، كما وألغت وكالة حماية البيئة الأمريكية استخدام رباعي كلوريد الكربون كمبخر في عام 1986 ميلادي، وفي الولايات المتحدة يقتصر استخدام رباعي كلوريد الكربون على التطبيقات الصناعية والمخبرية فقط.
- إن مركب رباعي كلوريد الكربون غير مسموح به في المنتجات المعدة للاستخدام المنزلي، ومع ذلك فإنه لا يزال من الممكن أن يتم شراء المواد الكيميائية المحتوية على رباعي كلوريد الكربون عبر الإنترنت، وكان كل من بروتوكول مونتريال الذي تم التصديق عليه دوليًا (والذي دخل حيز التنفيذ لأول مرة في عام 1989 ميلادي) وتعديلات قانون الهواء النظيف للولايات المتحدة لعام 1990 ميلادي مفيدة في تقليل التركيزات البيئية لـ رباعي كلوريد الكربون والمواد الكيميائية الأخرى المستنفدة للأوزون.
- بحلول عام 2009 ميلادي، لم تعد الولايات المتحدة تستورد بانتظام رباعي كلوريد الكربون، وقد تم استيراد 90 أي ما مقدار (41 كجم) فقط خلال الفترة 1996-2009 ميلادي، وبالمثل فإنه قد انخفض إنتاج الولايات المتحدة وتصديرها من رباعي كلوريد الكربون بشكل حاد خلال هذا الوقت، وبحلول عام 2009 ميلادي، أنتج 26 مصنعًا فقط في جميع أنحاء العالم رابع كلوريد الكربون بما في ذلك ثلاثة مصانع في الولايات المتحدة.
