Кіріспе

Токсикалық газды қосылыс (COCl2)

Chembox
| Watchedfields = өзгертілген
| verifiedrevid = 444050518
| Reference=
| Name = Phosgene
| ImageFile1 Ref =
| ImageFile1 = Phosgene dimensions 2D.svg
| ImageName1 = Өлшемдері бар толық құрылымдық формула
| ImageFile2 = Phosgene 3D vdW.png
| ImageName2 = Бос орынды толтыру моделі
| ImageFile3 = Соғыс газдарының иісі, Клифтон парк мұражайы.jpg
| ImageCaption3 = Химиялық соғыста қолданылған улы газдардың үлгісі; сол жақтағысы фосгені герметикалық капиллярда сақтайды
| PIN = Карбонил дихлорид
| OtherNames = Карбон дихлорид оксиді, Карбон оксихлориді, Карбонил хлориді, CG, Хлороформил хлориді, Коллонгит, Дихлорформальдегид, Дихлорметаналь, Дихлорметанон
|Section1=
|Section2=Chembox қасиеттері
| Formula = |COCl2
| C=1|O=1|Cl=2
| Appearance = Түссіз газ
| Odor = Жығылуға әкелетін, саңырауқұлақты шөп немесе шөп иісі
| SolubleOther = Бензол, толуол, сірке қышқылында ериді. Алкоголь мен қышқылда ыдырайды
| MeltingPtC = −118
| BoilingPtC = 8.3
| VaporPressure = 1.6 атм (20°C)
| GHSSignalWord = Қауіп
| HPhrases =
| IDLH = 2 ppm
| LCLo = Химиялық тұрғыдан, бұл карбон қышқылының қос ацил хлоридінің аналогы болып есептелуі мүмкін, немесе құрылымдық тұрғыдан, хлор атомдарымен алмастырылған суреттегі формальдегид ретінде қарастырылуы мүмкін. Фосген – полиуретан және поликарбонат пластиктерінің прекурсорларын өндіру үшін ерекше маңызды өнеркәсіптік құрылыс блогы. Фосген өте улы және Бірінші дүниежүзілік соғыста химиялық қару ретінде қолданылды, нәтижесінде 85 000 адам қаза тапты. Бұл өте күшті өкпе тітіркендіргіш және ауыр газ болғандықтан жау окоптарын тез толтырады. Ол Химиялық қару туралы конвенцияның 3-кестесінде тіркелген. Өнеркәсіптік өндірістен басқа, хлороформ сияқты хлорлы органикалық қосылыстардың ыдырауы мен жануынан да аз мөлшерде пайда болады.

Құрылымы мен негізгі қасиеттері

Фосген – VSEPR теориясы болжағандай, жазық молекула. C=O арақашықтығы 1,18 Å, C–Cl арақашықтығы 1,74 Å және Cl–C–Cl бұрышы 111,8°. Фосген – көміртек оксохалиді және оны формальды түрде көмірқышқыл қышқылынан туындаған ең қарапайым ацилхлоридтердің бірі деп санауға болады.

Атмосфералық химия

Қарапайым органохлоридтер оттегі бар ортада ультракүлгін (УК) сәулеленуге ұшырағанда фосгенге айналады. 1970-ші жылдардың соңында озон қабатының жұқаруы анықталғанға дейін, өнеркәсіп органохлоридтерді кеңінен қолданды, нәтижесінде олар атмосфераға түсті. 1970-1980 жылдары тропосферадағы фосгеннің концентрациясы шамамен 20-30 pptv (максималды 60 pptv) құрады. Монреаль протоколы органохлорид өндірісін шектесе де, бұл жағдай сақталды. Тропосферадағы фосген шамамен 70 күнге дейін тотығады және негізінен ауаның ылғалдылығы немесе бұлт суымен гидролиз процесі арқылы жоғалады. Одан аз 1% стратосфераға жетеді, онда оның өмір сүру мерзімі бірнеше жылға созылады деп болжанады, себебі бұл қабат құрғақ және фосген УК фотолиз арқылы баяу ыдырайды. Осының салдарынан, ол озон қабатының азаюына аз мөлшерде әсер етеді.

Жағылу

Көміртек тетрахлориді (CCl4) ауада қыздырылғанда фосгенге айналуы мүмкін. Бұл мәселе туғызды, себебі көміртек тетрахлориді тиімді от сөндіргіш болғандықтан бұрын өрт сөндіру құралдарында кеңінен қолданылып келді. Жабық кеңістікте өрт сөндіру үшін қолданылуынан қаза болған жағдайлар туралы хабарлар бар. Көміртек тетрахлоридінің фосгенді бөліп шығаруы және оның өзінің уытты болуы оны бұл мақсатта пайдалануды тоқтатты.

Тарих

Фосгенді 1812 жылы корнуоллдық химик Джон Дэви (1790–1868) көміртек монооксиді мен хлордың қоспасын күн сәулесіне ұшырату арқылы синтездеген. Ол оны грек тіліндегі φῶς (фос, жарық) және γεννάω (геннао, тудыру) сөздерінен, реакцияны жүзеге асыру үшін жарық қолданғаны үшін "фосген" деп атады. 19 ғасыр дамыған сайын ол химия өнеркәсібінде, әсіресе бояу өндірісінде маңызға ие болды.

Фосгенге балама

Ғылыми-зерттеу зертханасында қауіпсіздік талаптарына байланысты фосген қазіргі уақытта органикалық синтезде шектеулі қолданылады. Оның орнына әртүрлі алмастырғыштар жасалған, ең бастысы – бөлме температурасында сұйық болатын трихлорметилхлороформат ("дифосген") және кристаллды зат – бис(трихлорметил) карбонат ("трифосген").

Токсикология және қауіпсіздік

Фосген – жасырын әсер ететін у, өйткені оның иісі сезілмей қалуы мүмкін, ал симптомдар біртіндеп дамуы ықтимал. Фосгеннің иісін анықтау шегі 0,4 ppm, бұл уақыт бойынша орташа есептелген шекті мәннен төрт есе жоғары. Оның жоғары уыттылығының себебі – фосгеннің өкпе альвеолаларындағы (газ алмасу жүретін орын) ақуыздардың –OH, –NH2 және –SH топтарына тигізетін әсері. Бұл әсер нәтижесінде жоғарыда талданған реакцияларға сәйкес эфир, амид және тиоэстер функционалдық топтары түзіледі. Бұл қан-ауа бөгетінің бұзылуына алып келіп, өкпе ісігіне (эдемаға) әкеледі. Альвеолалардағы зақымдану деңгейі көбінесе дем алынған ауадағы фосгеннің концентрациясына емес, дозаға (дем алынған фосгеннің мөлшеріне) байланысты. Сондықтан, фосгеннің кездейсоқ шығарылу қаупі бар жұмыс орындарындағы адамдар мұрын мен ауызға жақын индикатор таңбаларын тағады. Дем алынған фосгеннің аз немесе орташа мөлшері болған жағдайда, оған ұшыраған адамды бақылауға алып, алдын ала емдеуден өткізіп, кейін бірнеше сағаттан соң босатуға болады. Дем алынған фосгеннің жоғары дозасы (150 ppm × мин-нан жоғары) өкпе ісігін (эдеманы) тудыруы мүмкін, оны рентген суреті және қандағы оттегінің төмендеуі арқылы анықтауға болады. Мұндай жоғары дозаға ұшыраған жағдайда, адам бірнеше сағаттан бастап 2-3 күн ішінде қайтыс болуы мүмкін. Фосгенді жұтудың қаупі оның уыттылығына (сарин немесе табун сияқты қазіргі заманғы химиялық қарулармен салыстырғанда әлдеқайда төмен) емес, оның ерекше әсеріне байланысты: зардап шеккен адам бірнеше сағат бойы ешқандай симптомды сезінбеуі мүмкін, содан кейін ісік пайда болады, сол кезде медициналық көмек көрсету үшін кеш болуы мүмкін. Фосгенді өнеркәсіптік қолдану кезіндегі кездейсоқ шығарылымдар нәтижесіндегі барлық өлім жағдайлары осылай орын алған. Ал дер кезінде емделген өкпе ісігі әдетте орта және ұзақ мерзімде жазылып кетеді, әсер еткеннен кейін бірнеше күн немесе апта өткен соң ауыр салдары болмайды. Дегенмен, фосгенге ұзақ мерзімді, аз дозада ұшыраудың өкпе функциясына тигізетін зиянды әсерін ескермеуге болмайды. Фосгенмен жұмыс істейтін көптеген синтетикалық химиктер (мысалы, Леонидас Зервас) бірден ісік тудырмайтын концентрацияға ұшырағанымен, созылмалы тыныс алу проблемалары мен соңғы тыныс алу жетіспеушілігіне шалдыққан. Егер фосгенді өндірістік немесе зертханалық жағдайда кездейсоқ шығарып жіберсе, оны аммиак газымен бейтараптандыруға болады. Сұйық төгілген жағдайларда (мысалы, дифосген немесе фосген ерітінділері) сіңіретін материал және натрий карбонатын қолдануға болады.

Апаттар

Фосгенмен байланысты алғашқы ірі оқиға 1928 жылы мамыр айында Гамбургтің орталығындағы соғыс артық қалдықтары сақталатын қоймадан он бір тонна фосген шығып кеткен кезде болды. 20 ғасырдың екінші жартысында Еуропа, Азия және АҚШ-та фосгенге қатысты бірнеше өлімге әкелген оқиғалар орын алды. Олардың көпшілігіне қатысты тергеу жүргізіліп, нәтижелері жұртшылыққа жарияланды. Мысалы, бастапқыда Бхопал апатты фосген тудырды деп айтылған, бірақ тергеулер көптеген уланулар мен өлім-жітімдерге метил изоцианаттың кінәлі екенін көрсетті. Соңғы ірі оқиғалар 2010 жылдың қаңтарында және 2016 жылдың мамырында болды. 2010 жылы Батыс Вирджиния штатындағы DuPont зауытында фосген газының кездейсоқ шығуы салдарынан бір қызметкер қаза тапты. АҚШ Химиялық қауіпсіздік жөніндегі кеңесі осы апат туралы видео жариялады. Алты жыл өткен соң, Оңтүстік Кореядағы BASF зауытында фосген ағып шықты, нәтижесінде мердігер фосгеннің өлімге әкелетін дозасын жұтты. 2023 жылы Огайо штатындағы пойыздың жолдан шығуы: Винил хлориді тасымалдайтын жүк пойызы Огайо штатының Шығыс Палестина қаласында жолдан шығып, өртеніп, ауаға фосген мен сутек хлоридін шығарды, соның салдарынан Огайо өзені ластанды.