Tetrachlorethylen
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 2. prosince 2019; kontroly vyžadují 12 úprav .| tetrachlorethylen [1] [2] [3] [4] | |||
|---|---|---|---|
| | |||
| Všeobecné | |||
| Systematický název |
1,1,2,2-tetrachlorethen | ||
| Tradiční jména | perchlorethylen | ||
| Chem. vzorec | C2Cl4 _ _ _ | ||
| Krysa. vzorec | C2Cl4 _ _ _ | ||
| Fyzikální vlastnosti | |||
| Stát | bezbarvá kapalina | ||
| Molární hmotnost | 165,83 g/ mol | ||
| Hustota | 1,6230 g/cm³ | ||
| Dynamická viskozita | 0,88 10 -3 Pa s | ||
| Ionizační energie | 9,32 ± 0,01 eV [6] | ||
| Tepelné vlastnosti | |||
| Teplota | |||
| • tání | -22,4 °C | ||
| • vroucí | 121 °C | ||
| • bliká | 45 ± 1 °C [5] | ||
| Kritický bod | |||
| • teplota | 340 °C | ||
| • tlak | 44,3 atm | ||
| Oud. tepelná kapacita | 858 J/(kg K) | ||
| Entalpie | |||
| • vzdělávání | -51,1 kJ/mol | ||
| • vroucí | 34,7 kJ/mol | ||
| Tlak páry | 1,86 kPa (20 °C) | ||
| Chemické vlastnosti | |||
| Rozpustnost | |||
| • ve vodě | 0,015 g/100 ml | ||
| Dielektrická konstanta | 2.20 | ||
| Optické vlastnosti | |||
| Index lomu | 1,5044 | ||
| Struktura | |||
| Dipólový moment | 0 cm [5] | ||
| Klasifikace | |||
| Reg. Číslo CAS | 127-18-4 | ||
| PubChem | 31373 | ||
| Reg. číslo EINECS | 204-825-9 | ||
| ÚSMĚVY | Cl/C(Cl)=C(/Cl)Cl | ||
| InChI | InChI=lS/C2Cl4/c3-l(4)2(5)6CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N | ||
| RTECS | KX3850000 | ||
| CHEBI | 17300 | ||
| číslo OSN | 1897 | ||
| ChemSpider | 13837281 | ||
| Bezpečnost | |||
| Limitní koncentrace | 10 mg/ m3 | ||
| Toxicita | Při delším kontaktu působí toxicky na centrální nervový systém a játra . | ||
| Rizikové věty (R) | R40 , R51/53 | ||
| Bezpečnostní fráze (S) | R23 , R36/37 , R61 | ||
| Stručný charakter. nebezpečí (H) | H351 , H411 | ||
| preventivní opatření. (P) | P273 , P281 | ||
| piktogramy GHS |
  |
||
| NFPA 704 |
0
2
0 |
||
| Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak. | |||
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |||
Tetrachlorethylen (perchlorethylen) je bezbarvá kapalina štiplavého zápachu, organochlorové rozpouštědlo . Najde široké uplatnění v čistírnách a odmašťování kovů.
Získání
Poprvé byl tetrachlorethylen získán M. Faradayem při tepelném rozkladu hexachlorethanu [4] .
![{\displaystyle {\mathsf {CCl_{3}{-}CCl_{3}{\xrightarrow[{}]{[t]}}CCl_{2}{=}CCl_{2}+Cl_{2))))](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/4ed76b74bfd195a526d8c7fa5e8ca69b324dac34)
V průmyslu se tetrachlorethylen získává několika způsoby. První metodou, která v minulosti hrála důležitou průmyslovou roli, je získávání tetrachlorethylenu z acetylenu přes trichlorethylen . Chlorací trichlorethylenu v kapalné fázi při teplotě 70-110 °C v přítomnosti FeCl 3 (0,1-1 % hm.) se získá pentachlorethan , který se následně podrobí kapalné fázi (80-120 °C, Ca ( OH) 2 ) nebo katalytické tepelné krakování (170-330 °C, aktivní uhlí ). Celkový výtěžek dosahuje 90-94 % pro acetylen. Po zvýšení cen acetylenu však tato metoda ztratila na hodnotě [7] .
Hlavní metodou výroby tetrachlorethylenu je oxidační chlorace ethylenu nebo 1,2-dichlorethanu . Substrát, kyslík a chlór reagují v přítomnosti katalyzátoru ( chlorid draselný , chlorid měďnatý na silikagelu ) při 420–460 °C. V důsledku řady reakcí dochází ke vzniku trichlorethylenu a tetrachlorethylenu. Výtěžek chloru je 90-98 %. Vedlejším procesem je oxidace ethylenu na oxidy uhlíku , která se urychluje při překročení optimální procesní teploty. Produkty se oddělují a čistí destilací . Poměr produktů lze řídit poměrem činidel [8] .
Vysokoteplotní chlorace C 1 — C 3 uhlovodíků nebo jejich chlórových derivátů je druhým nejvýznamnějším zdrojem tetrachlorethylenu. Nevyžaduje čisté suroviny a umožňuje využití odpadů z výroby [9] .
V roce 1985 činila výroba tetrachlorethylenu ve Spojených státech 380 tisíc tun, v Evropě - 450 tisíc tun. V důsledku optimalizace procesu chemického čištění a snížení emisí látky do ovzduší a také z důvodu zpřísňujících se ekologických požadavků dochází od konce 70. let k poklesu výroby tetrachloretylenu. Již v roce 1993 byly objemy výroby ve Spojených státech odhadovány na 123 tisíc tun ročně a 74 tisíc tun v Německu [10] .
Fyzikální vlastnosti
Tetrachloretylen je nehořlavý, nevýbušný a není samozápalný [1] . Je mísitelný s většinou organických rozpouštědel. Tetrachlorethylen tvoří s některými rozpouštědly azeotropní směsi .
Složení a teploty varu azeotropních směsí tetrachlorethylenu [4]| Druhá složka | Hmotnostní frakce tetrachlorethylenu | T. kip. azeotropní směs při 101,3 kPa, °С |
|---|---|---|
| voda | 15.9 | 87,1 |
| methanol | 63,5 | 63,8 |
| ethanol | 63,0 | 76,8 |
| propanol-1 | 48,0 | 94,1 |
| propanol-2 | 70,0 | 81,7 |
| butanol-1 | 29,0 | 109,0 |
| butanol-2 | 40,0 | 103,1 |
| kyselina mravenčí | 50,0 | 88,2 |
| octová kyselina | 38,5 | 107,4 |
| kyselina propionová | 8.5 | 119,2 |
| kyselina isomáselná | 3.0 | 120,5 |
| acetamid | 2.6 | 120,5 |
| pyrrol | 19.5 | 113,4 |
| 1,1,2-trichlorethan | 43,0 | 112,0 |
| l-chlor-2,3-epoxypropan | 51,5 | 110,1 |
| ethylenglykol | 6.0 | 119,1 |
Chemické vlastnosti
Tetrachlorethylen je nejstabilnější sloučeninou ze všech chlorovaných derivátů etanu a ethylenu . Je odolný vůči hydrolýze a méně korozivní než jiná chlorovaná rozpouštědla [4] .
Oxidace
Oxidací tetrachlorethylenu na vzduchu vzniká trichloracetylchlorid a fosgen , proces probíhá působením UV záření:
![{\displaystyle {\mathsf {2CCl_{2}{=}CCl_{2}+1,5O_{2}{\xrightarrow[{}]{[hv]}}CCl_{3}{-}COCl+2COCl_{2 } }}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/820264d47eee4db2eba99179f5492fae55467a5e)
Tento proces lze zpomalit použitím aminů a fenolů jako stabilizátorů (obvykle se používá N-methylpyrrol a N-methylmorfolin ). Tento proces však může být použit k výrobě trichloracetylchloridu [4] .
Chlorace
Při reakci tetrachlorethylenu s chlorem v přítomnosti malého množství chloridu železitého FeCl 3 (0,1 %) jako katalyzátoru při 50-80 °C vzniká hexachlorethan [11] :
![{\displaystyle {\mathsf {CCl_{2}{=}CCl_{2}+Cl_{2}{\xrightarrow[{}]{[FeCl_{3}]}}CCl_{3}{-}CCl_{3} }}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5bf96783a06a9b460f10c346916aa08738addec0)
Freon-113 se syntetizuje reakcí tetrachlorethylenu s chlorem a HF v přítomnosti SbF 5 [1] .
![{\displaystyle {\mathsf {CCl_{2}{=}CCl_{2}+3HF+Cl_{2}{\xrightarrow[{}]{[SbF_{5}]}}CClF_{2}{-}CCl_{ 2}F+3HCl}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/eec6c1276b2bc242bb5860a6c2e4fb850473be4c)
Hydrolýza
Nastává pouze při zahřívání v kyselém prostředí (nejlépe kyselinou sírovou):
![{\displaystyle {\mathsf {CCl_{2}{=}CCl_{2}+H_{2}O{\xrightarrow[{}]{[t,H_{2}SO_{4}]}}CCl_{3} {-}COOH+HCl}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3cf049576ff7d3613cd08836b1c9a7d3c78ffd6e)
tím vzniká kyselina trichloroctová .
Redukce
Tetrachlorethylen lze částečně nebo úplně redukovat v plynné fázi za přítomnosti katalyzátorů, jako je nikl, palladium , platinová čerň atd.:
![{\displaystyle {\mathsf {CCl_{2}{=}CCl_{2}+2H_{2}{\xrightarrow[{}]{[t,kat:Ni,Pd,PtO_{2}]}}2C+4HCl }}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6a25298e36ab2e4c5b50c1d746346a76593627b1)
Aplikace
Přibližně 60 % veškerého použitého tetrachlorethylenu se používá jako rozpouštědlo při chemickém čištění . Tetrachloretylen nahradil v této oblasti všechna ostatní rozpouštědla, protože je nehořlavý a lze jej bezpečně používat bez zvláštních opatření. Díky své stabilitě obsahuje tetrachloretylen nízké procento stabilizátorů a ze stejného důvodu se používá spolu s trichlorethylenem a 1,1,1-trichlorethanem k odmašťování kovů , zejména hliníku . V menším množství se tetrachloretylen používá v textilním průmyslu a výrobě freonu-113 [12] [1] .
Při rafinaci ropy se tetrachlorethylen spolu s dichlorethanem používá v procesu oxychlorace (k obnovení aktivity) bimetalických katalyzátorů v jednotkách katalytického reformingu a nízkoteplotní izomerizace [13] .
Toxicita
Perchlorethylen je toxický. [14] Při mírném vdechnutí par perchloretylenu se dostaví závratě, po kterých se projeví nevolnost, sklon ke spánku, pokles krevního tlaku, viditelný otok nadočnicových výběžků a tváří, bolest v krku, celková únava, imaginární může se objevit pocit nedostatku vzduchu. Dlouhodobé vystavení par perchloretylenu může způsobit mdloby. Při kontaktu s kůží zanechává perchloretylen popáleniny, v místě expozice se objevují praskliny, při delší expozici se může rozvinout atopická dermatitida. V případě zasažení očí je vypláchněte vodou a kontaktujte Poison Control Center.
Koncentrace par perchloretylenu ovlivňuje i chuťové pohárky.
A také je zakázáno jíst, uchovávat potraviny v bezprostřední blízkosti zdroje, protože mohou být nasyceny výpary rozpouštědel.
Poznámky
- ↑ 1 2 3 4 Chemická encyklopedie / Ed. I. L. Knunyants. - M . : Velká ruská encyklopedie, 1992. - T. 4. - S. 557. - ISBN 5-85270-039-8 .
- ↑ Dean JA Lange's Handbook of Chemistry. - McGraw-Hill, 1999. - ISBN 0-07-016384-7 .
- ↑ Sigma-Aldrich. Tetrachlorethylen, bezvodý . Získáno 24. dubna 2013. Archivováno z originálu 28. dubna 2013.
- ↑ 1 2 3 4 5 Ullmann, 2006 , str. 75.
- ↑ 1 2 CRC Handbook of Chemistry and Physics (anglicky) / W. M. Haynes - 95 - Boca Raton : CRC Press , 2014. - S. 15-21. — ISBN 978-1-4822-0868-9
- ↑ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0599.html
- ↑ Ullmann, 2006 , s. 76.
- ↑ Ullmann, 2006 , s. 74, 76.
- ↑ Ullmann, 2006 , s. 77-78.
- ↑ Ullmann, 2006 , s. 79-80.
- ↑ Oshin L.A. Průmyslové organochlorové produkty. - M .: Chemie, 1978. - 656 s.
- ↑ Ullmann, 2006 , s. 79.
- ↑ |ISOFORM™Stupeň izomerizace/ Stupeň reformování . Získáno 13. dubna 2020. Archivováno z originálu dne 22. října 2020.
- ↑ |Bezpečnostní list pro perchloretylen . Získáno 21. května 2022. Archivováno z originálu 16. listopadu 2017.
Literatura
- Rossberg M., Lendle W., Pfleiderer G., Tögel A., Dreher E.-L., Langer E., Rassaerts H., Kleinschmidt P., Strack H., Cook R., Beck U., Lipper K. -A., Torkelson TR, Löser E., Beutel KK, Mann T. Chlorované uhlovodíky // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. - Wiley, 2006. - doi : 10.1002/14356007.a06_233.pub2 .
- Americké ministerstvo zdravotnictví a sociálních služeb. Toxikologický profil pro tetrachlorethylen (1997). Získáno 24. dubna 2013. Archivováno z originálu 28. dubna 2013.