1,2-Дихлорэтан

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
У этого термина существуют и другие значения, см. Дихлорэтан.
1,2-​Дихлорэтан
1,2-dichloroethane.svg 1,2-dichloroethane-3D-vdW.png
Общие
Систематическое
наименование		 1,2-​дихлорэтан
Хим. формула C2H4Cl2
Рац. формула ClCH2CH2Cl
Физические свойства
Состояние жидкость
Молярная масса 98,96 г/моль
Плотность 1,254 (при 20 °C)
Термические свойства
Температура
 • плавления −35,36 °C
 • кипения 83,47 °C
Энтальпия
 • образования −166,8 кДж/моль
Удельная теплота испарения 32,024 Дж/кг
Удельная теплота плавления 8,837 Дж/кг
Химические свойства
Растворимость
 • в воде 0,87 г/100 мл
 • в этаноле растворим
 • в ацетоне растворим
 • в бензоле растворим
 • в CCl4 растворим
Структура
Дипольный момент 1,80 Д
Классификация
Рег. номер CAS 107-06-2
SMILES
 
Безопасность
Токсичность токсично
Фразы риска (R) R10, R16, R18, R33, R36/37/38, R39/26/28, R44, R45, R46, R48/21, R51/53, R55, R56, R57, R67
Фразы безопасности (S) S53, S45
Пиктограммы СГС Пиктограмма «Пламя» системы СГСПиктограмма «Опасность для здоровья» системы СГСПиктограмма «Восклицательный знак» системы СГС
NFPA 704
Огнеопасность 3: Жидкости и твёрдые вещества, способные воспламеняться почти при температуре внешней среды. Температура вспышки между 23 °C (73 °F) и 38 °C (100 °F)Опасность для здоровья 2: Интенсивное или продолжительное, но не хроническое воздействие может привести к временной потере трудоспособности или возможным остаточным повреждениям (например, диэтиловый эфир)Реакционноспособность 1: Обычно стабильное, но может стать неустойчивым при повышенных температуре и давлении (например, пероксид водорода, гидрокарбонат натрия)Специальный код: отсутствуетNFPA 704 four-colored diamond
3
2
1
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

1,2-дихло́рэта́н (преж. хлористый этилен) — хлорорганическое вещество; бесцветная жидкость со сладковатым запахом, имеющая формулу ClCH2−СН2Cl. Является сильным наркотическим средством, оказывающим на человека канцерогенное действие.

Впервые синтезирован в 1795 году голландскими химиками, из-за чего получил своё название «жидкость голландских химиков»[1]. Широко применяется как полупродукт органического синтеза (наиболее часто — в производстве винилхлорида), а также в качестве растворителя.

История создания

В 1781 году голландские химики Дейманнrude и ван Троствикrude впервые в чистом виде синтезировали этилен (сырьё для получения 1,2-дихлорэтана) воздействием серной кислоты на винный спирт при нагревании. В 1795 году другие голландские химики Бондrude и Ловеренбург изучили состав газа, вследствие чего он был признан углеводородом. Затем эти же четверо голландских учёных впервые провели реакцию соединения этилена с хлором, продуктом которой стало маслянистое вещество, названное «маслом голландских химиков» (ныне по номенклатуре — 1,2-дихлорэтан). Отсюда пошло название «маслородного газа» для этилена[2] и название класса «олефины» (от лат. oleum — масло)[3].

Физические свойства

1,2-дихлорэтан представляет собой бесцветную летучую жидкость со сладковатым запахом, напоминающим хлороформ. Хорошо растворяется в спирте, эфире, нефтяных углеводородах, плохо растворим в воде. Плотность при +20 °C составляет 1,253 г/см3. Температура кипения составляет 83,47 °C, а плавления — −35,36 °C. Легко испаряется, образует азеотропную смесь с водой (71,6 °C, 91,8 масс. % дихлорэтана)[4]. Является хорошим растворителем многих органических соединений и полимеров, при этом твердые углеводороды при температуре ниже +25 °C растворяются в дихлорэтане плохо, на этом основано его применение для депарафинизации масел[5].

Химические свойства

1,2-дихлорэтан способен вступать в реакцию галогенирования, взаимодействуя с хлором в жидкой или паровой фазе в присутствии радикальных инициаторов. Продукт реакции — 1,1,2-трихлорэтан[4]:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Cl\!\!-\!\!H_2C\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!Cl}+\mathsf{Cl_2 }\rightarrow\mathsf{Cl\!\!-\!\!H_2C\!\!-\!\!CH\!\!-\!\!Cl_2}+\mathsf{HCl} }[/math]

Также 1,2-дихлорэтан способен дегидрохлорироваться при действии спиртовых или водных растворов щелочей или при нагревании выше 250 °C (образуется винилхлорид)[4]:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Cl\!\!-\!\!H_2C\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!Cl}+\mathsf{NaOH }\rightarrow\mathsf{H_2C\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!Cl}+\mathsf{NaCl}+\mathsf{H_2O} }[/math]

Вступает в реакцию гидролиза с образованием этиленгликоля. Реакция протекает в присутствии кислот или щелочей при 140—250 °C и давлении до 4 МПа[4]:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Cl\!\!-\!\!H_2C\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!Cl}+\mathsf{2 H_2O}\rightarrow\mathsf{H_2C\!\!-\!\!OH\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!OH}+\mathsf{2 HCl} }[/math]

При нагревании до 120 °C дихлорэтана с аммиаком в водных или спиртовых средах в присутствии солей аммония получают этилендиамин[4]:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Cl\!\!-\!\!H_2C\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!Cl}+\mathsf{4 NH_3 }\rightarrow\mathsf{ H_2N\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!NH_2}+\mathsf{2 NH_4Cl} }[/math]

С цианистым натрием дихлорэтан образует сукциннитрил[4]:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Cl\!\!-\!\!H_2C\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!Cl}+\mathsf{2 NaCN}\rightarrow\mathsf{NC\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!CN}+\mathsf{2 NaCl} }[/math]

Вступает в реакцию алкилирования в присутствии катализаторов Фриделя-Крафтса, взаимодействия с бензолом и его аналогами[4]:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Cl\!\!-\!\!H_2C\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!Cl}+\mathsf{2 C_6H_6}\rightarrow\mathsf{C_6H_5\!\!-\!\!H_2C\!\!-\!\!H_2C\!\!-\!\!C_6H_5}+\mathsf{2 HCl} }[/math]

При нагревании с растворами полисульфидов натрия дихлорэтан образует каучукоподобное вещество тиокол[4]:

[math]\displaystyle{ \mathsf{n Cl\!\!-\!\!H_2C\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!Cl}+\mathsf{Na_2S_n}\rightarrow }[/math][math]\displaystyle{ \mathsf{(\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!S(=S)\!\!-\!\!S(=S)\!\!-\!\!)_n}+\mathsf{2n NaCl} }[/math]

Получение

Каждый год в США, Западной Европе и Японии вместе взятых производится более 17,5 млн тонн дихлорэтана[6].

Основным методом получения является катализируемая хлоридом железа (III) реакция присоединения хлора к этилену. Данная реакция протекает в две стадии при температуре +20-80 °С в среде дихлорэтана. На выходе получают продукт чистотой 99,86 % (масс.), селективность процесса повышают до 98,5 % и выше добавками ингибитора[7].

[math]\displaystyle{ \mathsf{H_2C\!\!=\!\!CH_2}+\mathsf{Cl_2}\rightarrow\mathsf{Cl\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!Cl} }[/math]

В 1979 году был предложен другой способ проведения данной реакции, заключающийся в том, что хлорирование ведут при 95-130 °С, под небольшим давлением, применяя избыток этилена 1,01-1,10 против стехиометрии в присутствии хлоридов меди и сурьмы[7].

Другим распространённым способом получения 1,2-дихлорэтана является окислительное хлорирование этилена в присутствии катализатора на основе хлорида меди (II). Степень конверсии этилена составляет 20-40 %[7].

[math]\displaystyle{ \mathsf{2 H_2C\!\!=\!\!CH_2}+\mathsf{4 HCl}+\mathsf{O_2}\rightarrow\mathsf{2 Cl\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!Cl}+\mathsf{2 H_2O} }[/math]

Применение

Наиболее широко 1,2-дихлорэтан применяют в качестве полупродукта для получения винилхлорида (реакция описана выше), а также этиленгликоля, тиокола и других веществ[3].

Как растворитель 1,2-дихлорэтан обладает многими положительными свойствами, такими как дешевизна, большой растворяющей способностью, слабой воспламеняемостью и лёгкостью получения в больших количествах. Однако из-за того, что данное вещество склонно к гидролизу при кипячении с водой, и образуется агрессивная солянокислая среда, чаще применяют более дорогой трихлорэтилен[3]. Также хлористый этилен не растворяет нитро- и ацетилцеллюлозу (только в смеси с метанолом или этанолом). К тому же ограниченность применения связана с токсичностью данного вещества[8].

1,2-дихлорэтан применяют в качестве экстрагирующего агента в производстве растительных масел, средства сухой чистки и окуривания и ингредиента для получения лаков[8]. Иногда применяется в сельском хозяйстве для обеззараживания помещения или зерна от насекомых и возбудителей грибковых заболеваний[9].

Зачастую применяется как клей для склеивания изделий из оргстекла и поликарбоната и приготовления жидких клеевых составов на их основе.

Применяется для повышения активности катализатора риформинга бензинов[10].

Безопасность

Дихлорэтан — сильное наркотическое средство, канцероген[11]. Вызывает дистрофические изменения в печени, почках и других органах, может вызвать помутнение роговицы глаз[12]. В организм может попадать при вдыхании и через кожу[13]. При приёме внутрь или вдыхании паров вызывает отравление, характеризующееся слабостью, головокружением, сонливостью, головными болями, сладким вкусом во рту, тошноту, рвоту, раздражение слизистых оболочек, покраснение кожи, при сильных отравлениях возможны потеря сознания, судороги и летальный исход. Первая помощь пострадавшему — вдыхание свежего воздуха, ингаляция кислородом, искусственное дыхание[5]; подкожное введение камфоры, кофеина, кордиамина[14].

Допустимая концентрация паров в воздухе рабочей зоны равна 10 мг/м3 (среднесменная за 8 часов) и 30 мг/м3 (максимально-разовая)[15]. Порог восприятия запаха может достигать 450—750 мг/м3[16] и 1500 мг/м3[17][нет в источнике].

Максимальная из разовых массовых концентраций примеси в атмосферном воздухе — 3 мг/м3, среднесуточная массовая концентрация примеси — 1 мг/м3. ПДК в воде водоемов — 2 мг/дм3. Смертельная доза для человека при приеме внутрь - около 20 мл.[источник не указан 675 дней] Относится к легковоспламеняющимся жидкостям, пределы взрывчатости в воздухе составляют 6,2-16 об. %[12].

Примечания

  1. ↑ Дебу, 1891.
  2. ↑ Ю.С. Мусабеков. История органического синтеза в России. — М.: Изд-во АН СССР, 1958. — С. 69. — 287 с.
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 С.И. Вольфкович. Общая химическая технология. — М.: Госхимиздат, 1959. — Т. 2. — С. 406. — 846 с.
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 Л. А. Ошин. Промышленные хлорорганические продукты. — М.: Химия, 1978. — С. 100—110. — 656 с.
  5. ↑ 5,0 5,1 В. Л. Гурвич. Избирательные растворители в переработке нефти. — М.: Гостоптехиздат, 1953. — С. 249. — 321 с.
  6. ↑ J. A. Field & R. Sierra-Alvarez. Biodegradability of chlorinated solvents and related chlorinated aliphatic compounds (англ.) // Rev. Environ. Sci. Biotechnol. : journal. — 2004. — Vol. 3. — P. 185—254. — doi:10.1007/s11157-004-4733-8.
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 Ф. Ф. Муганлинский, Ю. А. Трегер, М. М. Люшин. Химия и технология галогенорганических соединений. — М.: Химия, 1991. — С. 91—95. — 272 с. — ISBN 5-7245-0540-1.
  8. ↑ 8,0 8,1 К. Элисс. Химия углеводородов нефти и их производных. — М.: ОНТИ: Глав. ред. хим. лит-ры, 1936—1938. — С. 511—514. — 634 с.
  9. ↑ Д. Д. Зыков. Общая химическая технология органических веществ. — М.: Химия, 1966. — С. 184. — 608 с.
  10. ↑ Курмангазиева Л. Т., Оразбаев Б. Б. Разработка математических моделей и оптимизация химико-технологических систем при нечеткости исходной информации. Дата обращения: 4 декабря 2020. Архивировано 26 сентября 2020 года.
  11. ↑ Показатели на основе биомониторинга экспозиции к химическим загрязнителям. Дата обращения: 1 октября 2016. Архивировано 22 декабря 2018 года.
  12. ↑ 12,0 12,1 ГОСТ 1942-86. 1,2-Дихлорэтан технический. Технические условия. Дата обращения: 1 октября 2016. Архивировано 27 сентября 2016 года.
  13. ↑ МКХБ Международная организация труда. МКХБ № 0250. 1,2-Дихлорэтан. www.ilo.org/dyn/icsc/ (2018). Дата обращения: 27 декабря 2019. Архивировано 14 августа 2020 года.
  14. ↑ Кропоткина М. А.; Рубцов А. Ф. Дихлорэтан // Большая медицинская энциклопедия : в 30 т. / гл. ред. Б. В. Петровский. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1977. — Т. 7 : Дегидразы — Дядьковский. — С. 419—420. — 548 с. : ил.
  15. ↑ (Роспотребнадзор). № 980. 1,2-Дихлорэтан // ГН 2.2.5.3532-18 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» / утверждены А.Ю. Поповой. — Москва, 2018. — С. 72. — 170 с. — (Санитарные правила). Архивная копия от 12 июня 2020 на Wayback Machine
  16. ↑ Johannes May. Odor Thresholds of Solvents for Assessment of Solvent Odors in the Air [Geruchsschwellen von Lösemitteln zur Bewertung von Lösemittelgerüchen in der Luft] (нем.) // Staub, Reinhaltung der Luft. — Düsseldorf: VDI-Verlag GmbH, 1966. — September (vol. 26 (H. 9). — S. 385–389. — ISSN 0039-0771.
  17. ↑ F. Nowell Jones. Olfactory Absolute Thresholds and Their Implications for the Nature of the Receptor Process (англ.) // The Journal of Psychology. — Taylor & Francis, 1955. — Vol. 40. — Iss. 2. — P. 223—227. — ISSN 0022-3980. — doi:10.1080/00223980.1955.9712980.

Литература


Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=1,2-Дихлорэтан&oldid=7197019