三塩化窒素（トリクロラミンとも呼ばれる）は、化学式NCl 3で表される化合物です。この黄色の油状の爆発性液体は、アンモニア誘導体と塩素の化学反応によって生成される物質として最もよく見られます（例えば、プールなど）。モノクロラミンやジクロラミンと並んで、トリクロラミンはプール特有の「塩素臭」の原因物質です。プールでは、次亜塩素酸がアンモニアや尿素などの水中の窒素化合物と反応して、容易に生成されます。[1]
準備と発生
この化合物は、塩化アンモニウムを次亜塩素酸カルシウムで処理することによって生成されます。水とジクロロメタンの混合液で調製すると、トリクロロアミンが非水相に抽出されます。[2]この変換における中間体には、それぞれモノクロラミンとジクロロアミン、NH 2 Cl、NHCl 2が含まれます。
三塩化窒素はアジェンという商標で知られ、かつては小麦粉の漂白に使用されていましたが[3]、安全上の懸念から1949年に米国で禁止されました。
構造と特性
アンモニアと同様に、NCl 3はピラミッド型の分子です。N-Cl距離は1.76Å、Cl-N-Cl角は107°です。[4]
三塩化窒素は、モノクロラミンで公共水道を消毒するときや、プールの消毒用塩素が入浴者の尿や汗に 含まれる尿素と反応するときに少量生成されることがあります。
反応と用途
NCl 3の化学的性質は十分に研究されている。[5]中程度の極性を持ち、双極子モーメントは0.6 Dである。窒素中心は塩基性であるが、アンモニアほどではない。熱水で加水分解され、アンモニアと次亜塩素酸が生成される。
![{\displaystyle {\mathrm {NCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}3\,\mathrm {HClO} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/812aa9c411de4d55282e7cba21d221e5834e40eb)
NCl 3の濃縮サンプルは爆発してN 2と塩素ガスを発生する可能性がある。[要出典]
![{\displaystyle {2\,\mathrm {NCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {N} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}3\,\mathrm {Cl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c38c9570780755f8aa06ea32f586b63cfb3d1299)
三塩化アルミニウムの存在下では、NCl3はいくつかの分岐炭化水素と反応し、加水分解段階を経てアミンを生成します。[2]
安全性
三塩化窒素は粘膜を刺激する可能性があり、 催涙剤としても作用するが、実際にそのような用途で使用されたことはない。[6] [7]この化合物（稀にしか遭遇しない）は、光、熱、中程度の衝撃、そして有機化合物に敏感なため、危険な爆発物である。ピエール＝ルイ・デュロンは1812年に初めて三塩化窒素を製造し、2度の爆発で数本の指と片目を失った。[8] 1813年、サー・ハンフリー・デービーは塩化窒素の爆発で一時的に失明し、マイケル・ファラデーを同僚として雇うことになった。その後まもなく、二人は再び塩化窒素の爆発で負傷した。[9]
参照
参考文献
- ^ 「クロラミン：プールの臭いを理解する」アメリカ化学協会、2006年7月。2019年12月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年12月17日閲覧。
- ^ ab Kovacic, Peter; Chaudhary, Sohan S. (1968). 「1-アミノ-1-メチルシクロヘキサン」.有機合成. 48 :4. doi :10.15227/orgsyn.048.0004.
- ^ Hawthorn, J.; Todd, JP (1955). 「パン生地の混合における酸素の影響」. Journal of the Science of Food and Agriculture . 6 (9): 501– 511. Bibcode :1955JSFA....6..501H. doi :10.1002/jsfa.2740060906.
- ^ Holleman, AF; Wiberg, E. (2001).無機化学. サンディエゴ: アカデミック・プレス. ISBN 978-0-12-352651-9。
- ^ Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (第2版). Butterworth-Heinemann . doi :10.1016/C2009-0-30414-6. ISBN 978-0-08-037941-8。
- ^ White, GC (1999). 『塩素処理および代替消毒剤ハンドブック（第4版）』Wiley. p. 322. ISBN 978-0-471-29207-4。
- ^ 「健康被害評価報告書：屋内ウォーターパーク従業員の症状調査」（PDF）NIOSH ENews 6 ( 4) . 2008年8月. HETA 2007-0163-3062.
- ^ テナール JL ;ベルトレ CL (1813)。 「ピエール・ルイ・デュロンの仕事の報告」。アナール・ド・シミーとフィジーク。86 (6): 37–43 .
- ^ Thomas, JM (1991). 『マイケル・ファラデーと王立研究所：人間と場所の天才』（PBK）. CRC Press. p. 17. ISBN 978-0-7503-0145-9。
さらに読む
- Jander, J. (1976). 「三ヨウ化窒素、三臭化窒素、三塩化窒素、および関連化合物の最近の化学と構造研究」無機化学の進歩. 無機化学と放射化学の進歩. 19 : 1– 63. doi :10.1016/S0065-2792(08)60070-9. ISBN 9780120236190。
- Kovacic, P.; Lowery, MK; Field, KW (1970). 「N-臭素アミンとN-クロラミンの化学」. Chemical Reviews . 70 (6): 639– 665. doi :10.1021/cr60268a002.
- ハートル、H.シェーナー、J.ジャンダー、J.シュルツ、H. (1975)。 「スティックストオフトリクロリドの破壊 (-125 °C)」。有機体とアルゲマイネ化学の時代。413 (1): 61–71 .土井:10.1002/zaac.19754130108。
- Cazzoli, G.; Favero, PG; Dal Borgo, A. (1974). 「マイクロ波分光法による三塩化窒素の分子構造、核四重極結合定数、双極子モーメント」. Journal of Molecular Spectroscopy . 50 ( 1–3 ): 82– 89. Bibcode :1974JMoSp..50...82C. doi :10.1016/0022-2852(74)90219-7.
- バイエルスドルファー、L.エンゲルハート、U.フィッシャー、J.ヘーネ、Ｋ．ジャンダー、J. (1969)。 「Untersuchungen an Stickstoff–Chlor-Verbindungen. V. Infrarot- und RAMAN-Spectren von Stickstofftricholid」。有機体とアルゲマイネ化学の時代。366 ( 3–4 ): 169–179 .土井:10.1002/zaac.19693660308。
外部リンク
- OSHA - 三塩化窒素
- 三塩化窒素 - 健康に関する参考文献