Bifenilos policlorados

Archiu:CAPS 0 general structure.svg

Estructura química general dels bifenilos policlorados.

Els policlorobifenilos (PCB) o bifenilos policlorados (BPC) (en anglés: polychlorinated biphenyls) són una série de composts organoclorados, que constituïxen una família de 209 congèneres, els quals es formen per mig de la cloración de diferents posicions del bifenilo, 10 en total; que posseïxen una estructura química orgànica similar i que es presenten en una varietat de formes que va des de líquits grassos fins a sòlits cerosos. Existixen 12 PCB cridats «de tipo dioxina» que també poden ser tòxics i no tòxics. Un PCB «de tipo dioxina» és el 3,4,4',5-Tetraclorobifenilo.

Cada u dels hidrogen bencénicos pot ser substituït per un àtom de clor. Si les posicions 2,2’,6 i 6’ no tenen cap clor, els bifenilos es mantenen coplanares, denominant-se per tant: PCB coplanares o no-orto. Si tenim una posició substituïda en cada costat, són PCB mona-orto substituïts, i el restant són els PCB no coplanares. La seua fòrmula empírica és C₁₂H_10-nCl_n, a on n pot variar entre 2 i 10, sent majoritaris els congèneres en 2 a 7 clor.

Els PCB coplanares tenen importància migambiental i analítica per la seua toxicitat, semblada a la de les dibenzodioxinas policloradas (PCDD) i dibenzofuranos policlorados (PCDF), possiblement per la coplanaridad de la molècula.

Les propietats fisicoquímica d'estos composts depenen del grau d'cloración i de si són no-orto, mona-orto o no coplanares. Aixina, la pressió de vapor disminuïx en el grau d'cloración, i lo mateix en la seua estabilitat en el mig ambient. El periodo de semivida pot variar des de 10 dies a un any i mig; per lo general estos composts són termoestables, no els ataca la llum i són difícilment biodegradables.

La primera síntesis de PCB va ser realisada per Schmitt-Schulz en Alemània en 1881, iniciant-se la seua producció a nivell industrial per l'empresa Monsanto en 1929. El màxim de producció va tindre lloc a final de la década de 1970, en unes 610 000 tonellades anuals estimades.

Les principals aplicacions d'estos composts són com a bescanviadors de calor i decorreguts dielèctrics en sistemes elèctrics, com a transformadors o estacions rectificadoras. En principi, estos composts varen ser benvinguts per la seua alta estabilitat tèrmica i a la seua ininflamabilidad, per lo que el seu us es va ser estenent.

La toxicitat dels PCB coplanares és sensiblement major que la dels PCB no coplanares, per la seua estructura, per lo tant la seua determinació analítica és important. Ademés, existix la dificultat afegida de la seua baixa concentració sobre el restant de PCB no coplanares. Per eixemple, en una mescla de PCB, els coplanares poden representar sobre un 5 % o menys del total.

A partir d'estes investigacions, els fabricants de PCB varen reconéixer la seua toxicitat ambiental, pero per la forma d'us i les seues aplicacions industrials, varen reconéixer ademés l'impossibilitat pràctica de controlar les emissions al mig d'estos productes. Per açò, els PCB es troben hui àmpliament difosos en el mig ambient, ya siga per abocada directa a partir d'indústries que els utilisen o per combustió i abocada a rius i aigües marines de rebujos contaminats.

Per la seua àmplia difusió ambiental, s'han trobat PCB en diferents productes com a llet i els seus derivats, teixit adiposo (humà i animal) i atres òrguens en contingut gras com el cervell i el fege.

El Policloruro de bifenilo (PCB) està considerat segons el Programa de les Nacions Unides per al Mig ambient (PNUMA) com un dels dotze contaminants més nocius fabricats pel ser humà. La llegislació actual llimita l'us d'estos composts, per eixemple dins de la UE el seu us només es permet dins dels «sistemes tancats». La seua fabricació està prohibida des de 1977 en Estats Units i des de 1983 en Alemània. Actualment el seu us està prohibit en casi tot lo món.

Característiques fisicoquímica

Físicament, els PCB presenten des d'aspecte aceitoso fins a resines dures i transparents o cristals blancs b, depenent del grau d'cloración de la molècula. Casi sempre es presenten com a mescles (Aroclor®, Kanechlor®).

Senyes fisicoquímicos

• Massa molecular relativa: 189-499 g/mol
• Densitat: 1,2-1,6 g/cm³
• Punt d'ebullició: 320-420 °C
• Pressió de vapor: 0,2-1,33•10^-3 Pa
• Solubilidad: Llaugerament solubles en aigua, molt liposolubles, es dissolen en la majoria de dissolvents orgànics.

Propietats físiques

• Baixa polaridad
• Baixa volatilitat
• Elevada constant dielèctrica
• Alta viscosidad
• Alta estabilitat química i tèrmica
• Ininflamabilidad

Usos

Per la seua gran estabilitat tèrmica biològica i química, aixina com per la seua elevada constant dielèctrica, els PCB es varen usar massivament fins a mediats de la década de 1970 com a aïllants per a equips elèctrics com a transformadors, interruptors, condensadores i termostats. El seu major fabricant a escala mundial ha segut l'empresa Monsanto, que en 1935 va absorbir l'empresa que ho comercialisava des de 1927, Swann Chemical Company (inicialment Anniston Ordnance Company).

Per les seues característiques anti-inflamables, la majoria dels olis dielèctrics en PCB's es varen usar fonamentalment en àrees en alt risc d'incendi, tals com a plantes industrials, en transport colectiu de tracció elèctrica (tramvies) i en l'indústria petroquímica, específicament en:

1. Transformadorés elèctrics (sobretot Askarel).
2. Condensadores d'alta i baixa tensió (sobretot Askarel).
3. Electromagnetos, interruptors automàtics de mija i alta tensió, reguladors de tensió (sobretot Askarel).
4. Motors elèctrics refrigerats en líquit.
5. Cables elèctrics en oli decorreguts aïllants.
6. Balastras de llànties fluorescents.
7. Sistemes hidràulics i lubrificants en equips de mines i barcos.
8. Plaguicidas, agroquímicos.

Els PCB poden ser eliminats per mig d'una reacció química simple que consistix en tractar-los en sodi metàlic: El sodi metàlic actua atraent als aniones clorur formant finalment clorur sòdic i la substància lliure de PCB, açò requerix d'un catalisador que podria ser un compost orgànic i una determinada temperatura per a que la reacció es produïxca.^{cita requerida}

Aplicacions industrials

S'usen com a decorreguts dielèctrics i hidràulics, com modificadores d'oli (adelgazadores), com a decorregut d'intercanvi de calor i en bombes de buit. També com impregnadores de resistències de carbó i com selladores en agents impregnantes en sistemes elèctrics.