Cloroformio: differenze tra le versioni
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[https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/6212#section=Safety-and-Hazards PubChem]
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Il '''cloroformio''', nome [[Unione internazionale di chimica pura e applicata|IUPAC]] '''triclorometano''', è un [[composto chimico]] di [[formula molecolare]] CHCl<sub>3</sub>. È un [[alometano]] e
The fundamental principles|edizione=Fourth Edition|anno=1963|editore=Longmans|pp=117-118}}</ref> che è il nome alla serie costituita, oltre ad esso, da CHF<sub>3</sub> ([[Trifluorometano|fluoroformio]]), CHBr<sub>3</sub> ([[bromoformio]]) e CHI<sub>3</sub> ([[iodoformio]]), in cui l'atomo di [[carbonio]] è allo [[stato di ossidazione]] +2. È noto anche con le sigle commerciali '''freon 20''' o '''CFC 20'''. ▼
In particolare, il cloroformio è un [[Trialometano|aloformio]] (trialogenometano),<ref name=":02">{{Cita libro|autore=I. L. Finar|titolo=ORGANIC CHEMISTRY
La sua [[Formula di struttura|struttura chimica]] deriva formalmente da quella di una molecola di [[metano]] in cui tre [[atomo|atomi]] di [[idrogeno]] sono stati sostituiti da tre atomi di [[cloro]], con l'atomo di [[carbonio]] collocato al centro, ibridato ''sp''<sup>3</sup>. Ne risulta una forma [[Tetraedro|tetraedrica]] distorta avente simmetria ''C''<sub>3v</sub>.<ref>{{Cita web|url=https://cccbdb.nist.gov/exp1x.asp|titolo=CCCBDB Experimental Data page 1|sito=cccbdb.nist.gov|accesso=2023-02-19}}</ref>▼
▲The fundamental principles|edizione=Fourth Edition|anno=1963|editore=Longmans|pp=117-118}}</ref> che è il nome dato alla serie costituita, oltre ad esso, da CHF<sub>3</sub> ([[Trifluorometano|fluoroformio]]), CHBr<sub>3</sub> ([[bromoformio]]) e CHI<sub>3</sub> ([[iodoformio]]), nome derivante da quello della [[reazione dell'aloformio]] in cui questi trialogenometani si formano a partire dai metilchetoni.<ref name=":03">{{Cita libro|autore=I. L. Finar|titolo=ORGANIC CHEMISTRY The fundamental principles|edizione=Fourth Edition|anno=1963|editore=Longmans|p=162}}</ref> Nel cloroformio l'atomo di [[carbonio]] è allo [[stato di ossidazione]] +2
È noto anche con le sigle commerciali '''freon 20''' o '''CFC 20'''.
È un composto con spiccate prorietà [[Anestetico|anestetiche]] e [[Narcotico|narcotiche]], in maggiore concentrazione, e venne largamente usato per questo.<ref>{{Cita libro|lingua=en|nome=National Research Council (US) Committee on|cognome=Toxicology|titolo=CHLOROFORM|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK208286/|accesso=2025-08-28|data=1984|editore=National Academies Press (US)}}</ref> È [[nocivo]] alla [[salute]] umana e all'[[ambiente naturale|ambiente]], nonché un forte sospetto [[Carcinogeno|cancerogeno]].
== Proprietà e struttura molecolare ==
Il cloroformio è un composto [[Termodinamica|termodinamicamente]] stabile, la sua [[Entalpia standard di formazione|entalpia di formazione standard]] è Δ''H<sub>ƒ</sub>''° = -134,1 k[[Joule|J]]/[[Mole|mol]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Jeffrey A.|cognome=Manion|data=2002-03-05|titolo=Evaluated Enthalpies of Formation of the Stable Closed Shell C1 and C2 Chlorinated Hydrocarbons|rivista=Journal of Physical and Chemical Reference Data|volume=31|numero=1|pp=123–172|accesso=2025-08-28|doi=10.1063/1.1420703|url=https://doi.org/10.1063/1.1420703}}</ref>
A [[temperatura ambiente]] è un [[liquido]] incolore, sensibilmente più [[Densità|denso]] dell'acqua (''d'' = 1,47 g/mL), fonde a -63,47 °C ed è abbastanza [[volatilità (chimica)|volatile]] (T<sub>eb</sub> = 61,2 °C),<ref name=":1">{{Cita libro|lingua=en|titolo=CRC Handbook of Chemistry and Physics|url=https://www.taylorfrancis.com/books/9781498754293|accesso=2025-08-28|edizione=97|data=2016-06-24|editore=CRC Press|p=3-520|ISBN=978-1-315-38047-6|DOI=10.1201/9781315380476}}</ref> ed è quindi dotato di un buon intervallo di liquidità, cosa importante per il suo uso come solvente. Mentre esso è molto poco solubile in acqua (0,81 g/100 g a 20 °C),<ref>{{Cita web|url=https://chemister.ru/Databases/Chemdatabase/properties-en.php?dbid=1&id=317|titolo=chloroform|sito=chemister.ru|accesso=2025-08-28}}</ref> è solubile in ogni rapporto con [[Etanolo|alcool]], [[Etere dietilico|etere]] e [[benzene]]; è solubile anche in [[acetone]] e tetracloruro di carbonio.<ref name=":1" /> Il suo vapore ha il caratteristico [[odore]] dolciastro gradevole.<ref>{{Cita web|lingua=en|autore=PubChem|url=https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/6212|titolo=Chloroform|sito=pubchem.ncbi.nlm.nih.gov|accesso=2025-08-28}}</ref>
Non è [[infiammabilità|infiammabile]] da solo, ma è [[combustibile]] se in [[Miscela (chimica)|miscela]] con altri [[composto chimico|composti]] infiammabili.
Il cloroformio, esposto alla luce e in presenza di [[ossigeno]] atmosferico si trasforma nel ben più tossico e pericoloso [[fosgene]] (COCl<sub>2</sub>).<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Jan|cognome=Teipel|nome2=Vera|cognome2=Gottstein|nome3=Eva|cognome3=Hölzle|data=2022-08-02|titolo=An Easy and Reliable Method for the Mitigation of Deuterated Chloroform Decomposition to Stabilise Susceptible NMR Samples|rivista=Chemistry|volume=4|numero=3|pp=776–785|lingua=en|accesso=2025-08-28|doi=10.3390/chemistry4030055|url=https://www.mdpi.com/2624-8549/4/3/55}}</ref> Per questo motivo viene conservato in contenitori ambrati e ben chiusi.
=== Struttura molecolare ===
▲La sua [[Formula di struttura|struttura chimica]] deriva formalmente da quella di una molecola di [[metano]] in cui tre [[atomo|atomi]] di [[idrogeno]] sono stati sostituiti da
Da indagini di [[spettroscopia rotazionale]] nella regione delle [[microonde]] è stato possibile ricavare, tra l'altro, [[Distanze di legame|distanze]] (''r'') e [[Angolo di legame|angoli di legame]] (∠); i dati salienti sono di seguito riportati:<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Peter N.|cognome=Wolfe|data=1956-11-01|titolo=Microwave Spectrum of Chloroform|rivista=The Journal of Chemical Physics|volume=25|numero=5|pp=976–981|accesso=2025-08-28|doi=10.1063/1.1743153|url=https://doi.org/10.1063/1.1743153}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=S. N.|cognome=Ghosh|nome2=Ralph|cognome2=Trambarulo|nome3=Walter|cognome3=Gordy|data=1952-04-01|titolo=Microwave Spectra and Molecular Structures of Fluoroform, Chloroform, and Methyl Chloroform|rivista=The Journal of Chemical Physics|volume=20|numero=4|pp=605–607|accesso=2025-08-28|doi=10.1063/1.1700501|url=https://doi.org/10.1063/1.1700501}}</ref>
: ''r''(C−H) = 107,3 [[Metro|pm]]; ''r''(C−Cl) = 176,2 pm;
: ∠(H-C-Cl) = 107,98°; ∠(Cl-C-Cl) = 110,92°.
Mentre lunghezze dei legami sono praticamente normali (109 pm per C−H e 177 pm per C−F),<ref name=":022">{{Cita libro|autore=J. E. Huheey|autore2=E. A. Keiter|autore3=R. L. Keiter|titolo=Chimica Inorganica, Principi, Strutture, Reattività|edizione=|anno=1999|editore=Piccin|pp=A-25 - A-33|ISBN=88-299-1470-3}}</ref> l'angolo H-C-Cl è lievemente inferiore al valore atteso di 109,5° per l'ibridazione ''sp''<sup>3</sup> e l'angolo Cl-C-Cl è lievemente superiore.
Queste differenze, pur essendo piccole, vanno nel senso previsto dalla [[regola di Bent]],<ref name=":0222">{{Cita libro|autore=J. E. Huheey|autore2=E. A. Keiter|autore3=R. L. Keiter|titolo=Chimica Inorganica, Principi, Strutture, Reattività|edizione=2|anno=1999|editore=Piccin|pp=231-236|ISBN=88-299-1470-3}}</ref> che prevede un minor carattere ''s'' per gli [[Orbitale atomico|orbitali]] ibridi con cui il [[carbonio]] si lega ad atomi più [[Elettronegatività|elettronegativi]] di altri, qui Cl (rispetto ad H), e un maggior carattere ''s'' per gli orbitali ibridi con cui il carbonio si lega ad atomi meno elettronegativi di altri, qui H (rispetto a Cl);<ref>{{Cita libro|autore=A. F. Holleman|autore2=E. Wiberg|autore3=N. Wiberg|titolo=Anorganische Chemie|ed=103|anno=2016|editore=De Gruyter|pp=398-399|ISBN=978-3-11-026932-1}}</ref> ovviamente, a minor carattere ''s'' corrisponde un maggior carattere ''p'', perché l'ibridazione complessiva dell'atomo di carbonio resta ''sp''<sup>3</sup>. Un aumento del carattere ''s'' comporta un'apertura dell'angolo di legame rispetto all'angolo tetraedrico, e viceversa per la sua diminuzione.<ref name=":2">{{Cita libro|autore=J. B. Hendrickson|autore2=D. J. Cram|autore3=G. S. Hammond|traduttore=A. Fava|titolo=CHIMICA ORGANICA|ed=2|anno=1973|editore=Piccin|pp=57-61}}</ref>
=== Polarità, legami idrogeno e potere solvente ===
La molecola è moderatamente [[Polarità|polare]], il suo [[Dipolo elettrico|momento dipolare]] è μ = 1,040 [[Debye|D]],<ref>{{Cita web|url=https://cccbdb.nist.gov/exp2x.asp|titolo=Experimental data for CHCl3 (Chloroform)|sito=Computational Chemistry Comparison and Benchmark DataBase|accesso=28 agosto 2025}}</ref> intermedio tra quello del diclorometano (1,620 D<ref>{{Cita web|url=https://cccbdb.nist.gov/exp2x.asp|titolo=Experimental data for CH2Cl2 (Methylene chloride)|sito=Computational Chemistry Comparison and Benchmark DataBase|accesso=28 agosto 2025}}</ref>) e quello nullo per simmetria del tetracloruro di carbonio; per confronto, quello dell'acqua è 1,86 D. Il liquido ha una [[Permittività elettrica|costante dielettrica]] relativa modesta, ''ε''<sub>r</sub> = 4,9, minore di quella del diclorometano (8,9).<ref>{{Cita libro|nome=Karlheinz|cognome=Drauz|nome2=Herbert|cognome2=Waldmann|titolo=Enzyme catalysis in organic synthesis: a comprehensive handbook|accesso=2025-08-28|edizione=2nd ed. completely reviced and enlarged ed|data=2002|editore=Wiley-VCH|p=51|ISBN=978-3-527-29949-2}}</ref>
Pur essendo generalmente considerato un solvente aprotico, la molecola del cloroformio è capace di donare un legame idrogeno ad atomi con coppie solitarie di altre molecole accettrici, come l'acetone, il [[dimetilsolfossido]] ed altre.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Gary R.|cognome=Wiley|nome2=Sidney I.|cognome2=Miller|data=1972-05-01|titolo=Thermodynamic parameters for hydrogen bonding of chloroform with Lewis bases in cyclohexane. Proton magnetic resonance study|rivista=Journal of the American Chemical Society|volume=94|numero=10|pp=3287–3293|accesso=2025-08-28|doi=10.1021/ja00765a001|url=https://doi.org/10.1021/ja00765a001}}</ref> Si ritiene che, nonostante H sia legato ad un atomo di carbonio (poco elettronegativo), in seguito alla presenza dei tre atomi [[Elettronegatività|elettronegativi]] di [[cloro]], l'atomo di idrogeno venga reso abbastanza più positivo degli idrogeni puramente idrocarburici.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Kyungwon|cognome=Kwak|nome2=Daniel E.|cognome2=Rosenfeld|nome3=Jean K.|cognome3=Chung|data=2008-11-06|titolo=Solute−Solvent Complex Switching Dynamics of Chloroform between Acetone and Dimethylsulfoxide−Two-Dimensional IR Chemical Exchange Spectroscopy|rivista=The Journal of Physical Chemistry B|volume=112|numero=44|pp=13906–13915|accesso=2025-08-28|doi=10.1021/jp806035w|url=https://doi.org/10.1021/jp806035w}}</ref>
La modesta polarità della molecola e la piccola costante dielettrica rendono il cloroformio un ottimo solvente per composti apolari o poco polari, come idrocarburi alifatici e aromatici, esteri, olii, grassi, cere e simili.<ref>{{Cita web|url=https://www.dcceew.gov.au/environment/protection/npi/substances/fact-sheets/chloroform-trichloromethane#:~:text=On%20this%20page,Molecular%20formula:%20CHCl3|titolo=Chloroform (trichloromethane)|sito=dcceew.gov.au|accesso=28 agosto 2025}}</ref>
Il cloroformio deuterato CDCl<sub>3</sub> è un solvente di uso generale per esaminare con la [[risonanza magnetica nucleare]] vari composti.<ref>{{Cita web|url=https://isotope.com/chloroform-d|sito=isotope.com|accesso=2025-08-28}}</ref>
=== Precursore del diclorocarbene ===
Il cloroformio è il precursore del [[diclorocarbene]] CCl<sub>2</sub>, un intermedio di reazione piuttosto instabile ma teoricamente interessante; si forma da esso in ambiente fortemente basico<ref name=":05">{{Cita libro|autore=I. L. Finar|titolo=ORGANIC CHEMISTRY The fundamental principles|edizione=Fourth Edition|anno=1963|editore=Longmans|p=117}}</ref> nello stato di singoletto (a differenza del [[Carbene|metilene]] CH<sub>2</sub>):
CHCl<sub>3</sub> + OH<sup>−</sup> → [CCl<sub>3</sub>]<sup>−</sup> + H<sub>2</sub>O
[CCl<sub>3</sub>]<sup>−</sup> → [<big>:</big>CCl<sub>2</sub>] + Cl<sup>−</sup>
Viene di solito impiegato ''in situ'' in reazioni di inserzione.<ref>{{Cita pubblicazione|data=1961|titolo=2-OXA-7,7-DICHLORONORCARANE|rivista=Organic Syntheses|volume=41|pp=76|lingua=en|accesso=2025-08-28|doi=10.15227/orgsyn.041.0076|url=http://orgsyn.org/demo.aspx?prep=CV5P0874}}</ref>
== Storia ==
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== Produzione ==
A livello industriale, il cloroformio è prodotto per riscaldamento di una miscela di [[cloro]] e [[metano]] o [[clorometano|cloruro di metile]] alla temperatura di 400-500 [[Celsius|ºC]]. A questa temperatura avvengono reazioni di [[sostituzione radicalica]] che convertono il metano nei corrispondenti composti clorurati:<ref name=":04">{{Cita libro|autore=I. L. Finar|titolo=ORGANIC CHEMISTRY The fundamental principles|edizione=Fourth Edition|anno=1963|editore=Longmans|p=40}}</ref>
:<code>CH<sub>4</sub> + Cl<sub>2</sub> → CH<sub>3</sub>Cl + [[acido cloridrico|HCl]]</code>
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