التحكم بالكلورة Control of chlorination

يمكن أن تنتج كلورة الميثان أي مركب من المركبات الأربعة السابقة الذكر، وذلك حسب الخطوة التي يصل اليها التفاعل.

هل نستطيع التحكم بالتفاعل بحيث يكون كلوريد المثيل المنتج العضوي الرئيس؟

أي، هل نستطيع وقف التفاعل عند المرحلة الأولى، الكلورة الأحادية. ربما نتوقع في البدء بسذاجة كما هو واضح أن ننجز ذلك باستخدام مول واحد من الكلور، فقط، لكل مول واحد من الميثان، لنرى ما يحدث إذا قمنا بذلك في بداية التفاعل، يتوافر فقط الميثان ليتفاعل مع الكلور، وبالمحصلة، فإن المرحلة الأولى من الكلورة تحدث وعلى كل حال يعطي هذا التفاعل كلوريد المثيل، وعليه كلما تقدم التفاعل، يختفي الميثان ويحل محله كلوريد المثيل.

وعندما تزداد نسبة كلوريد المثيل، فإنه يتنافس مع الميثان على الكلور المتوافر. ومع مرور الوقت فإن تركيز كلوريد المثيل يزيد عن الميثان، ويفضل الكلور مهاجمة كلوريد المثيل بدلاً من مهاجمة الميثان، وتغدو المرحلة الثانية من الكلورة أكثر أهمية من الأولى. وتتشكل كمية كبيرة من كلوريد المثيلين، والتي تستطيع بدورها، بشكل مشابه، أن تعطي الكلوروفورم، الذي بدوره يعطي رباعي كلوريد الكربون وعندما نتحرى منتج التفاعل نجده مزيجاً من مشتقات الميثان المتكلورة الأربعة مع بعض الميثان غير المتفاعل.

ويمكن أن يقصر كلياً تقريباً على مرحلة الكلورة الأحادية استخدمنا زيادة كبيرة من الميثان وفي هذا الحال، فإن المكون الأخير من التفاعل، يكون فيه زيادة كبيرة من الميثان غير المتفاعل بالنسبة لكلوريد المثيل.

ويكون من المحتمل عندئذ أن يهاجم الكلور الميثان وليس كلوريد المثيل، وهكذا تصبح المرحلة الأولى من الكلورة هي التفاعل الرئيس.

وبسبب الاختلاف الكبير في نقطتي الغليان هاتين يكون من السهل فصل الزيادة من الميثان (ن.غ - 161˚س) عن كلوريد المثيل (ن. غ 24˚س)، حيث يمكن إعادة مزج الميثان مع المزيد من الكلور وتكرار العملية مرة ثانية.

وعلى الرغم من أن تحول الميثان الى كلوريد المثيل يكون منخفضاً في كل دورة إلا أن مردود كلوريد المثيل بالنسبة لكمية الكلور المستهكلة يكون كبيراً جداً.

إن استخدام زيادة كبيرة من أحد المواد المتفاعلة هو أسلوب شائع لدى الكيميائي العضوي الذي يرغب في جعل التفاعل مقصوراً على موضع واحد من مواضع الجزيء الفعالة.