Фосген (діхлорангідрід вугільної кислоти) - хімічна речовина з формулою COCl2. безбарвний газ із запахом прілого сіна. Синоніми: карбонілхлорид. хлорокись вуглецю.
Володіє задушливим дією. Використовувався в Першу світову війну як бойова отруйна речовина.
tкип = 8,2 ° C, tпл = -118 ° C, щільність в рідкій фазі 1,403 г / см³ (при температурі кипіння), в газовій фазі 4,248 кг / м³ (15 ° C, 1 бар) [1]; погано розчинний у воді, добре - в органічних розчинниках. Фосген є безбарвний газ, який нижче 8,2 ° C конденсується в безбарвну рідину. Його запах нагадує прілого фрукти або сіно. Технічний продукт має злегка жовтувату або червонувато-жовте забарвлення. Фосген приблизно в 3,5 рази важчий за повітря. Через високого тиску пара він навіть при низьких температурах має велику летючість. Фосген можна легко конденсувати стисненням, його критична температура становить 183 ° C, критичний тиск 56 кгс / см². У холодній воді фосген розчинний мало -0,9%. Він легко розчинний в органічних розчинниках, наприклад в бензині, толуолі, ксилолі. оцтової кислоти, хлороформі. В оліях та жирах фосген не розчинний.
При звичайній температурі фосген - стабільне з'єднання. При сильному нагріванні він частково розкладається на хлор і окис вуглецю. Вище 800 ° C він повністю дисоціює. Кількість отруйних продуктів розкладання при вибуху мізерно, тому можливе застосування фосгену у вибухових боєприпасах.
При зберіганні фосгену в сталевих ємностях, наприклад при тривалому знаходженні в мінах, утворюється пентакарбоніл заліза. Це - червонувато-жовта рідина, важче фосгену, і розкладається на світлі фотокаталітичним з утворенням отруйної окису вуглецю. Фосген майже не гідролізується парами води, тому концентрація фосгену, створена в повітрі, помітно змінюється лише через довгий час. При високій вологості повітря хмару фосгену за рахунок часткового гідролізу може придбати білуватий відсвіт.
Енергійно реагує з аміаком:
Дана реакція використовується для експрес виявлення витоків фосгену - змочений розчином аміаку тампон в присутності фосгену починає помітно виділяти білий дим.
Вперше фосген отримав Деві в 1812 р
Фосген утворюється при окисленні хлороформу киснем повітря під дією світла.
У промисловості отримують нагріванням СО з Cl2 в присутності вугілля.
У лабораторії може бути легко отриманий несильним нагріванням суміші CCl4 і SO3 (або олеума):
2SO3 + CCl4 = S2 O5 Cl2 + COCl2
Володіє задушливим дією. Смертельна концентрація 0,01 - 0,03 мг / л (15 хвилин). Контакт фосгену з легеневою тканиною викликає порушення проникності альвеол і швидко прогресуючий набряк легенів. Антидоту не існує. Захист від фосгену - протигаз так як вуглець адсорбує фосген не даючи йому проникнути в легені.
Фосген отруйний тільки при вдиханні парів. Перші виразні ознаки отруєння з'являються після прихованого періоду від 4 до 8 год; спостерігалися навіть періоди в 15 ч.
За різними даними вдихання фосгену в концентрації 0,004 мг / л протягом 60-90 хв не призводить до отруєння.
Перебування в атмосфері, що містить до 0,01 мг / л фосгену, можливо максимально протягом 1 ч. При цьому сприйнятливі люди вже можуть отримати легке отруєння. Концентрації в 0,022 мг / л є смертельними вже через 30 хв експозиції. У 50% випадків отруєння при вдиханні 0,1 мг / л протягом 30-60 хв призводить до смерті. Решта 50%, що залишилися в живих тривало небоєздатні в результаті важких отруєнь. Навіть при малому часу впливу таких концентрацій можуть відбутися сильні отруєння, за певних обставин закінчуються смертю.
Концентрація 1 мг / л при часі експозиції 5 хв в 50-75% випадків отруєння веде до смерті; менші концентрації (0,5-0,8 мг / л) призводять до тяжких отруєнь.
Концентрація 5 мг / л смертельна вже через 2-3 сек.
Малі концентрації фосгену впливають на смакові відчуття, так, наприклад, курити сигарету в містить фосген повітрі неприємно або зовсім неможливо.
Запах фосгену відчутний в концентрації 0,004 мг / л, проте на нюховий нерв фосген впливає так, що в подальшому нюх притуплюється і перестають відчуватися навіть більш високі концентрації.
Токсичний набряк легенів, що виникає після вдихання парів фосгену, дифосгену, трифосген, проявляється лише після прихованого періоду в кілька годин. У цей період отруєний відчуває себе добре, і як правило цілком дієздатний. У сприйнятливих людей в цей час з'являється солодкий, часто неприємний присмак у роті, іноді нудота і блювота. У більшості випадків виникають незначні позиви до кашлю, першіння і печіння в носоглотці, невеликі порушення ритму дихання і пульсу.
Після латентного періоду настає сильний кашель, задишка, синюшність обличчя і губ.
Прогресуючий набряк легенів веде до сильного задухи. болісного тиску в грудній клітці, ритм дихання збільшується від 18-20 в хв (норма) до 30-50 в хв, в кризі - до 60-70 в хв. Дихання судорожне. Що містить білок набрякла піниста і в'язка рідина вибризгивается з альвеол і бронхіол в більш широкі дихальні шляхи, веде до утруднення і неможливості дихання. Отруєний відхаркує великі кількості цієї рідини, часто змішаної з кров'ю. При токсичному набряку легенів приблизно до половини загальної кількості крові організму переходить в легені, які в результаті цього опухають і збільшуються в масі. У той час як нормальне легке важить близько 500-600 г, можна було спостерігати «фосгеновие» легкі вагою до 2,5 кг.
Кров'яний тиск різко падає, отруєний перебуває в найсильнішому порушенні, дихає з шумом, хапає ротом повітря, потім настає смерть.
Зустрічаються також випадки, коли отруєний уникає будь-якого зайвого руху і для полегшення дихання вибирає якесь найбільш зручне положення. Губи у таких отруєних сірі, піт холодний і липкий. Незважаючи на задуху, мокрота у них не відділяється. Через кілька днів отруєний помирає.
Рідко через 2-3 діб може настати поліпшення стану, яке через 2-3 тижні може закінчиться одужанням, але часто ускладнення в результаті вторинних інфекційних захворювань і в цьому випадку призводять до смертельного результату.
При дуже високих концентраціях набряк легенів не розвивається. Отруєний робить глибокі вдихи, падає на землю, корчиться і б'ється в судомах, шкіра на обличчі стає від фіолетово-синьої до темно-синьою, і дуже швидко настає смерть.
Хеглер на прикладі однієї поразки так описує підступний характер отруєння фосгеном:
Сильний і здоровий юнак 19 років випадково потрапив у хмару фосгену, що розповсюджувався по річці. Він поспішив вийти з атмосфери з незвичним запахом і швидко причалив до берега. Потім юнак звернувся до лікаря з приводу виниклого у нього кашлю. Лікар не зміг виявити ніяких симптомів захворювання, хоча обстежив потерпілого дуже ретельно. Слідуючи порадою лікаря, молода людина для усунення незначного нездужання пішов прогулятися. Однак вже через 4 години він був доставлений в лікарню з сильним набряком легенів, при найсильнішому ціанозі, але поки ще з нормальною діяльністю серця. В процесі госпіталізації через 4,5 години після отруєння настала смерть.
Один з відомих токсикологів Мунтш так описував стан ураженого фосгеном людини:
Найсильніший ступеня досягає ціаноз і задишка; хворі стогнуть і просять повітря. Вмираючий як би тоне у власній рідини, поступово заповнює легені ....
Використовувався в Першу світову війну як бойова отруйна вещество.Летучесть фосгену достатня для досягнення токсичних концентрацій в зимовий час. Стійкість при -20 ° C становить близько 3 год, в літні місяці вона надзвичайно мала - не більше 30 хв. Летючість при -20 ° C дорівнює 1,4 г / л, при +20 ° C - близько 6,4 г / л. Внаслідок звичайних метеорологічних впливів фактична концентрація фосгену в повітрі менше і навряд чи перевищує 1 г / л.
З військової точки зору являє інтерес хороша розчинність фосгену в хлорпікрином, іпріте, арил- та алкілхлорарсінах і в кислотних димообразователь --- чотирихлористого кремнії, олово, титан. Суміші фосгену з димообразователь застосовувалися в першу світову війну і були заготовлені в великих кількостях під час другої світової війни.
- німецьке - Grunkreuz, D-Stoff.
- англійське - PG-Mixture (в суміші з хлорпікрином).
- американське - CG.
- французьке - Collongite (в суміші з чотирихлористого оловом).
Дуже активний у багатьох реакціях приєднання, завдяки цьому активно використовується в органічному синтезі (фосгенірованіе). Застосовується для отримання ряду барвників. Методом межфазной поліконденсації розчину фосгену в метіленхлоріде з лужним розчином 2,2-біс (4-оксифеніл) пропану в присутності каталізатора отримують один з важливих термопластів інженерно-технічного призначення - полікарбонат.