Chloroform

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Strukturformel
Strukturformel von Chloroform
Allgemeines
Name Chloroform
Andere Namen
  • Trichlormethan (IUPAC)
  • Chloretherid
  • Methenylchlorür
  • Methinchlorid
  • TCM
  • R-20
Summenformel CHCl3
Kurzbeschreibung

farblose Flüssigkeit mit süßlichem Geruch[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken0[Ein-/ausblenden]
CAS-Nummer 67-66-3
PubChem 6212
Wikidata Q172275
Eigenschaften
Molare Masse 119,38 g·mol−1
Aggregatzustand

flüssig

Dichte

1,48 g·cm−3 (20 °C)[1]

Schmelzpunkt

−63 °C[1]

Siedepunkt

61 °C[1]

Dampfdruck
  • 209 hPa (20 °C)[1]
  • 321 hPa (30 °C)[1]
  • 477 hPa (40 °C)[1]
Löslichkeit

schlecht in Wasser (8 g·l−1 bei 20 °C)[1]

Dipolmoment

1,04(2) D[2] (3,5 · 10−30 C · m)

Brechungsindex

1,445 (nD20)[3]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[4] ggf. erweitert[1]
06 – Giftig oder sehr giftig 08 – Gesundheitsgefährdend

Gefahr

H- und P-Sätze H: 302​‐​331​‐​315​‐​319​‐​351​‐​361d​‐​336​‐​372
P: 261​‐​281​‐​305+351+338​‐​311 [1]
MAK

DFG/Schweiz: 0,5 ml·m−3 bzw. 2,5 mg·m−3[1][5]

Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0

−134,1 kJ/mol[6]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Chloroform (systematische Bezeichnung Trichlormethan) ist ein chlorierter Kohlenwasserstoff mit der Summenformel CHCl3.

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Effekt von Chloroform auf James Young Simpson und Freunde

Chloroform wurde im Jahre 1831 unabhängig voneinander von Samuel Guthrie,[7] Justus von Liebig und Eugène Soubeiran hergestellt. Seine physikalischen und chemischen Eigenschaften beschrieb Jean-Baptiste Dumas 1835. Nachdem seine narkotisierende Wirkung im Tierversuch schon im Jahre 1842 durch den britischen Arzt Robert Mortimer Glover und 1847 durch den französischen Physiologen Marie Jean Pierre Flourens sowie den schottischen Geburtshelfer James Young Simpson erkannt worden war, war es das Verdienst des Letzteren, Chloroform ein Jahr darauf neben dem schon seit Ende 1846 gebräuchlichen Äther in die ärztliche Praxis zur Ausschaltung oder Linderung von Geburtsschmerzen einzuführen. Das allerdings geschah gegen den nachdrücklichen Widerstand der anglikanischen Kirche. Viele Kleriker hielten Qualen der Geburt für die gerechte Strafe für Evas Sündenfall, also für gottgewollt.[8][9] Nachdem John Snow 1853 das Chloroform auch erfolgreich bei Queen Victoria (Oberhaupt der englischen Staatskirche) angewendet hatte, wurde es in Europa zunächst das am meisten verbreitete Narkosemittel. Erst ab etwa 1890 wurde, wegen der unerwünschten Nebenwirkungen mit häufigen anästhesiebedingten Todesfällen bei Chloroformnarkosen, wieder die Ätheranwendung bevorzugt.[10]

Aufgrund der damaligen Operationsverfahren hatte die Verwendung dieses Narkotikums große Bedeutung für die ganze chirurgische Tätigkeit: So fürchteten die Kranken schon lange vor einer Operation die bevorstehenden Schmerzen und kamen dann vielfach bereits verunsichert auf den Operationstisch. Dort wurden sie nach bestimmten, für jede besondere Operation vorgezeichneten Methoden fixiert, damit sie während der schmerzhaften Prozedur nicht etwa durch störende Bewegungen die Ärzte behinderten. Bei dem Eingriff selbst war dann das wichtigste Erfordernis die Schnelligkeit, der oft die Exaktheit, Sauberkeit und Gründlichkeit zum Opfer fielen.

Herstellung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Industriell wird Chloroform durch Erhitzen von Chlor mit Methan oder Chlormethan auf 400–500 °C erzeugt. Bei dieser Temperatur wird schrittweise radikalisch substituiert bis hin zum Tetrachlormethan:

Dabei reagiert Methan mit Chlor unter Bildung von Chlorwasserstoff zunächst zu Chlormethan, dann weiter zu Dichlormethan, Trichlormethan und schließlich zu Tetrachlormethan. Das Ergebnis des Prozesses ist eine Mischung der vier Chlormethane, welche durch Destillation getrennt werden können. Industriell hergestelltes Chloroform technischer Reinheit enthält zudem Brom- und Ethanderivate (z. B. Bromchlormethan, Bromdichlormethan, 1,2-Dichlorethan) als Verunreinigung[11] sowie Ethanol (< 1 %) oder Pentene (< 0,1 %), die als Stabilisator künstlich zugefügt werden, um das beim Lagern an Luft und Licht entstehende Phosgen abzufangen.[12]

Alternativ kann Chloroform durch Photochlorierung von Methan erhalten werden. Im Labor kann Chloroform durch die Reaktion von Natriumhypochlorit mit Aceton, eine Haloform-Reaktion, dargestellt werden.[13]

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Flüssiges Chloroform

Trichlormethan ist eine farblose, nicht entflammbare, flüchtige Flüssigkeit von süßlichem Geruch. Der Schmelzpunkt liegt bei −63 °C, der Siedepunkt unter Normaldruck bei 61 °C. Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend log10(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 4,20772, B = 1233,129 und C = −40,953 im Temperaturbereich von 215 bis 334 K und mit A = 4,56992, B = 1486,455 und C = −8,612 im Temperaturbereich von 334,4 bis 527 K.[14] Es hat eine größere Dichte als Wasser und ist nur wenig darin löslich. Die Mischbarkeit mit Wasser ist begrenzt. Mit steigender Temperatur sinkt die Löslichkeit von Chloroform in Wasser bzw. steigt die Löslichkeit von Wasser in Chloroform.[15]

Löslichkeiten zwischen Chloroform und Wasser[15]
Temperatur °C 0 9,5 19,6 29,5 39,3 49,2 59,2
Chloroform in Wasser in Ma-% 1,02 0,93 0,82 0,79 0,74 0,77 0,79
Wasser in Chloroform in Ma-% 0,0365 0,0527 0,0661 0,0841 0,1108 0,1353 0,1672

Die Verbindung bildet mit einer Reihe von Lösungsmitteln azeotrop siedende Gemische. Die azeotropen Zusammensetzungen und Siedepunkte finden sich in der folgenden Tabelle. Keine Azeotrope werden mit n-Pentan, n-Heptan, Cyclohexan, Benzol, Toluol, n-Propanol, i-Butanol, Tetrachlorkohlenstoff, Diethylether, 1,4-Dioxan, n-Butylacetat, Essigsäure, Acetonitril, Nitrobenzol, Schwefelkohlenstoff und Pyridin gebildet.[16]

Azeotrope mit verschiedenen Lösungsmitteln[16]
Lösungsmittel Wasser Methanol Ethanol 2-Propanol Aceton 2-Butanon
Gehalt Chloroform in Ma% 97 87 93 96 78 17
Siedepunkt in °C 56 53 59 61 64 80
Lösungsmittel Diisopropylether Tetrahydrofuran Methylacetat Ethylacetat n-Hexan
Gehalt Chloroform in Ma% 36 66 77 28 83
Siedepunkt in °C 71 73 65 78 60

Chloroform wird durch Sauerstoff unter Lichteinfluss photochemisch zersetzt, dabei entstehen Phosgen, Chlor und Chlorwasserstoff. Handelsübliches Chloroform enthält 0,5–1,0 % Ethanol als Stabilisator, um entstehendes Phosgen chemisch abzufangen.

Die Dämpfe von Chloroform verursachen Bewusstlosigkeit und senken die Schmerzempfindung. Wegen der toxischen Wirkung auf Herz, Leber und andere innere Organe wird Chloroform heute nicht mehr als Narkosemittel angewendet. Es steht außerdem unter Verdacht, krebserregend zu sein.

Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Chloroform wird in erster Linie als Lösungsmittel und zur Herstellung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) verwendet.

Mit alkoholischem Kali und Ammoniak entsteht beim Erhitzen Kaliumcyanid.[17] Bei Verwendung primärer Amine statt Ammoniak erhält man Isonitrile. Mit dieser von August Wilhelm von Hofmann entdeckten Reaktion lassen sich primäre Amine auch qualitativ nachweisen, denn die Isonitrile geben sich durch einen starken und üblen Geruch zu erkennen.[18]

In der chemischen Synthese wird es zur Herstellung von Dichlorcarben (in Gegenwart von Basen) verwendet. Durch Friedel-Crafts-Alkylierung mit Benzol erhält man Triphenylmethan.

Deuteriertes Chloroform (CDCl3), auch Deuterochloroform genannt, findet in der Kernresonanzspektroskopie (NMR) als Lösungsmittel Verwendung.

Bei der Bestimmung der mikrobiellen Biomasse in Bodenproben mittels Chloroform-Fumigation-Extraktion wird ausgenutzt, dass Chloroform Zelllyse verursacht.

Rechtsbestimmungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Anwendung von Chloroform ist bei Lebensmittel liefernden Tieren gemäß der EU-Rückstandshöchstmengen-Verordnung für Lebensmittel tierischen Ursprungs in der Europäischen Union generell verboten.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c d e f g h i j k Eintrag zu Trichlormethan in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 12. November 2017 (JavaScript erforderlich).
  2. David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Dipole Moments, S. 9-58.
  3. Datenblatt Chloroform bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 19. Juli 2010 (PDF).Vorlage:Sigma-Aldrich/Name nicht angegeben
  4. Eintrag zu Chloroform im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
  5. Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (SUVA): Grenzwerte am Arbeitsplatz 2015 – MAK-Werte, BAT-Werte, Grenzwerte für physikalische Einwirkungen, abgerufen am 2. November 2015.
  6. David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances, S. 5-19.
  7. Chloroform in der Notable Names Database (englisch)
  8. WDR1 - Stichtag 09. November 2007 - Vor 160 Jahren: Erste Entbindung mit Chloroform-Narkose. Abgerufen am 29. November 2017.
  9. Homepage Klinikum Dortmund Allgemeines zur Geschichte der Anästhesie. Abgerufen am 29. November 2017.
  10. Christoph Weißer: Chloroform. In: Werner E. Gerabek, Bernhard D. Haage, Gundolf Keil, Wolfgang Wegner (Hrsg.): Enzyklopädie Medizingeschichte. De Gruyter, Berlin 2005, ISBN 3-11-015714-4, S. 257.
  11. Schadstofflexikon.
  12. Sigma-Aldrich: Chloroform.
  13. Chemgapedia: Synthese von Trichlormethan.
  14. Stull, D.R.: Vapor Pressure of Pure Substances. Organic and Inorganic Compounds in Ind. Eng. Chem. 39 (1947) 517–540, doi:10.1021/ie50448a022.
  15. a b R. M. Stephenson: Mutual Solubilities: Water-Ketones, Water-Ethers, and Water-Gasoline-Alcohols in J. Chem. Eng. Data 37 (1992) 80–95, doi:10.1021/je00005a024.
  16. a b I. M. Smallwood: Handbook of organic solvent properties. Arnold, London 1996, ISBN 0-340-64578-4, S. 142–143.
  17. Eintrag „Chloroform“ im Lexikon der gesamten Technik (1905)
  18. Eintrag zu Isonitrile. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 19. August 2016.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Chloroform – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien