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

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

farblose Flüssigkeit mit süßlichem Geruch[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 67-66-3
EG-Nummer 200-663-8
ECHA-InfoCard 100.000.603
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
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]

Treibhauspotential

20 (bezogen auf 100 Jahre)[6]

Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0

−134,1 kJ/mol[7]

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

GeschichteBearbeiten

 
Karikatur: Der Effekt von Chloroform auf James Young Simpson und Freunde

Chloroform wurde 1831 unabhängig voneinander von dem US-Amerikaner Samuel Guthrie,[8] dem Deutschen Justus Liebig[9] und dem Franzosen Eugène Soubeiran hergestellt. Seine physikalischen und chemischen Eigenschaften sowie eine Summenformel („C4H2Ch6[10] bzw. C2H2Cl6[11]) beschrieb erstmals Jean-Baptiste Dumas 1834. Dumas gab der von Liebig noch als „Chlorkohlenstoff“ bezeichneten Substanz auch den Namen „Chloroform“.[12] Nachdem seine narkotisierende Wirkung im Tierversuch schon 1842 von dem britischen Arzt Robert Mortimer Glover und 1847 von dem französischen Physiologen Marie Jean Pierre Flourens sowie dem schottischen Arzt und Geburtshelfer James Young Simpson[13] 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. Einen ersten Vorschlag zur praktischen Anwendung des Chloroforms zur chirurgischen Anästhesie hatte zuvor wohl schon Simpsons Freund, der Chirurg und Chemiker David Waldie[14] (* 1813 in Linlithgow)[15] gemacht.

Die geburtshilfliche Schmerzlinderung mit Chloroform geschah allerdings gegen den Widerstand der anglikanischen Kirche. Viele Kleriker hielten Qualen der Geburt für die gerechte Strafe für Evas Sündenfall, also für gottgewollt.[16][17] Nachdem John Snow 1853 das Chloroform auch erfolgreich bei der Königin Victoria (Oberhaupt der englischen Staatskirche) zur Narkose „à la Reine“[18] 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.[19]

In Anbetracht 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 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 das wichtigste Erfordernis die Schnelligkeit, der oft die Exaktheit, Sauberkeit und Gründlichkeit zum Opfer fielen.

HerstellungBearbeiten

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[20] sowie Ethanol (< 1 %) oder Pentene (< 0,1 %), die als Stabilisator künstlich zugefügt werden, um das beim Lagern an Luft und Licht entstehende Phosgen abzufangen.[21]

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.[22]

EigenschaftenBearbeiten

Physikalische EigenschaftenBearbeiten

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.[23] 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.[24]

Löslichkeiten zwischen Chloroform und Wasser[24]
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.[25]

Azeotrope mit verschiedenen Lösungsmitteln[25]
Lösungsmittel Wasser Methanol Ethanol 2-Propanol Aceton 2-Butanon
Gehalt Chloroform in Ma-% 97 87 93 96 78 17
Siedepunkt °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

Chemische EigenschaftenBearbeiten

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.

Seine Struktur (CHX3) bildet eine homologe Reihe mit Fluoroform, Bromoform und Iodoform.

Reaktion mit AcetonBearbeiten

Aceton und Chloroform dürfen nicht in höheren Konzentrationen gemischt werden, weil es in Gegenwart von Spuren basisch reagierender Stoffe zu einer sehr heftigen Reaktion kommen kann, bei der 1,1,1-Trichlor-2-methyl-2-propanol (|α,α,α‐Trichlor‐tert‐Butanol) entsteht. Auch aus diesem Grund sollen im Labor chlorierte und nicht chlorierte Lösemittelabfälle getrennt gesammelt werden.[26]

 

VerwendungBearbeiten

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

Mit alkoholischem Kali und Ammoniak entsteht beim Erhitzen Kaliumcyanid.[27] 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.[28]

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

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

SicherheitshinweiseBearbeiten

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.

RechtsbestimmungenBearbeiten

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

DeuterochloroformBearbeiten

 
Deuteriertes Chloroform

Deuteriertes Chloroform[29] (Summenformel: CDCl3, CAS-Nr.: 865-49-6), auch Deuterochloroform genannt, findet in der Kernresonanzspektroskopie (NMR) als Lösungsmittel Verwendung.

Die Synthese erfolgt durch Umsetzung des Calciumsalzes der Trichloressigsäure mit schwerem Wasser.[30]

 

Die physikalischen Eigenschaften unterscheiden sich geringfügig von der nichtdeuterierten Verbindung:[31]

  • Schmelzpunkt: −64 °C
  • Siedepunkt: 60,9 °C
  • Dichte: 1,500 g/ml (25 °C)
  • Brechungsindex: 1,444 (20 °C)

LiteraturBearbeiten

  • Franz Hartmann: Beitrag zur Literatur über die Wirkung des Chloroforms. Ferber, Giessen 1855 (Digitalisat)
  • M. Rossberg; W. Lendle; G. Pfleiderer, A. Tögel; T.R. Torkelson, K.K. Beutel: Chloromethanes, in: Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2012; doi:10.1002/14356007.a06_233.pub3.
  • Albert Faulconer, Thomas Edward Keys: Chloroform. In: Foundations of Anesthesiology. 2 Bände, Charles C Thomas, Springfield (Illinois) 1965, Band 1, S. 442–481.

EinzelnachweiseBearbeiten

  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 – Aktuelle MAK- und BAT-Werte für Chloroform, abgerufen am 2. November 2015.
  6. G. Myhre, D. Shindell et al.: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Working Group I contribution to the IPCC Fifth Assessment Report. Hrsg.: Intergovernmental Panel on Climate Change. 2013, Chapter 8: Anthropogenic and Natural Radiative Forcing, S. 24–39; Table 8.SM.16 (PDF).
  7. 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.
  8. Chloroform in der Notable Names Database (englisch)
  9. Justus Liebig: Ueber die Verbindungen, welche durch die Einwirkung des Chlors auf Alkohol, Aether, ölbildndes Gas und Essiggeist entstehen. In: Annalen der Pharmacie. Band 1, 1832, S. 182–230 (Digitalisat in der Google-Buchsuche).
  10. Jean-Baptiste-André Dumas: Recherches relatives à l’action du chlore sur l’alcool. In: L’Institut. Journal général des société et travaux scientifiques des la France et l’étranger. Band 2, (5. April) 1834, S. 106–108.
  11. Jean-Baptiste-André Dumas: Untersuchung über die Wirkung des Chlors auf den Alkohol. In: Annalen der Physik und Chemie. Neue Folge, Band 31, 1834, S. 650–673 (Digitalisat auf Gallica).
  12. Albert Faulconer, Thomas Edward Keys: Chloroform. In: Foundations of Anesthesiology. 2 Bände, Charles C Thomas, Springfield (Illinois) 1965, Band 1, S. 442–481, hier: S. 442 f., 455–462.
  13. J. Y. Simpson: On a new anaesthetic agent, more efficient than sulphuric ether. In: Lancet. Band 2, (20. November) 1847, S. 549 f. (Digitalisat in der Google-Buchsuche).
  14. Ray J. Defalque, Amos J. Wright: The Discovery of Chloroform: Has David Waldie's Role Been Exaggerated? In: Anesthesiology. Band 114, Nr. 4, 2011, S. 1004–1005, doi:10.1097/ALN.0b013e31820ca94c.
  15. www.annethousemuseum: zu David Waldie.
  16. WDR1 – Stichtag 9. November 2007 – Vor 160 Jahren: Erste Entbindung mit Chloroform-Narkose. Abgerufen am 29. November 2017.
  17. Homepage Klinikum Dortmund Allgemeines zur Geschichte der Anästhesie. Abgerufen am 29. November 2017.
  18. Rudolf Frey, Otto Mayrhofer, mit Unterstützung von Thomas E. Keys und John S. Lundy: Wichtige Daten aus der Geschichte der Anaesthesie. In: R. Frey, Werner Hügin, O. Mayrhofer (Hrsg.): Lehrbuch der Anaesthesiologie und Wiederbelebung. Springer, Heidelberg/Basel/Wien 1955; 2., neubearbeitete und erweiterte Auflage. Unter Mitarbeit von H. Benzer. Springer, Berlin/Heidelberg/New York 1971. ISBN 3-540-05196-1, S. 13–16, hier: S. 14.
  19. 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.
  20. Schadstofflexikon: Trichlormethan (Chloroform) (Memento des Originals vom 15. April 2018 im Internet Archive)   Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.schadstoff-lexikon.de, abgerufen am 7. April 2018.
  21. Sigma-Aldrich: Chloroform.
  22. Chemgapedia: Synthese von Trichlormethan.
  23. Stull, D.R.: Vapor Pressure of Pure Substances. Organic and Inorganic Compounds in Ind. Eng. Chem. 39 (1947), S. 517–540, doi:10.1021/ie50448a022.
  24. a b R. M. Stephenson: Mutual Solubilities: Water-Ketones, Water-Ethers, and Water-Gasoline-Alcohols in J. Chem. Eng. Data 37 (1992), S. 80–95, doi:10.1021/je00005a024.
  25. a b I. M. Smallwood: Handbook of organic solvent properties. Arnold, London 1996, ISBN 0-340-64578-4, S. 142–143.
  26. Lutz Roth, Ursula Weller Gefährliche Chemische Reaktionen ISBN 3-609-73090-0 ecomed Sicherheit; 2005
  27. Eintrag „Chloroform“ im Lexikon der gesamten Technik (1905)
  28. Eintrag zu Isonitrile. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 19. August 2016.
  29. Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Deuterochloroform: CAS-Nummer: 865-49-6, EG-Nummer: 212-742-4, ECHA-InfoCard: 100.011.585, PubChem: 71583, Wikidata: Q1032539.
  30. Preparation of chloroform-d, auf prepchem.com.
  31. Datenblatt Chloroform-d bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 7. März 2018 (PDF).

WeblinksBearbeiten

  Commons: Chloroform – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
 Wiktionary: Chloroform – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen