Дихлорметан

Дихлормета́н (метилѐнхлори́д, хло́ристый метиле́н, ДХМ, фреон 30, хладон 30) — органическое соединение с формулой CH₂Cl₂, двукратно замещённый галогеналкан, производное метана, прозрачная легкоподвижная и легколетучая жидкость с характерным для галогенпроизводных запахом. Впервые был синтезирован в 1840 году выдерживанием смеси хлора с хлористым метилом на свету.

Дихлорметан
Общие
Систематическое наименование	дихлорметан
Сокращения	ДХМ
Традиционные названия	хлористый метилен, хлорид метилена, фреон 30, хладон 30
Хим. формула	CH2Cl2
Рац. формула	CH2Cl2
Физические свойства
Состояние	подвижная прозрачная жидкость
Примеси	хлорметаны
Молярная масса	84,9 г/моль
Плотность	1,3266 г/см³
Энергия ионизации	11,32 ± 0,01 эВ[1][2]
Термические свойства
Температура
• плавления	−96,7 °C
• кипения	40 °C
• вспышки	14 °C
Пределы взрываемости	13 ± 1 об.%[1]
Критическая точка	245
Энтальпия
• образования	−87,86 кДж/моль
Удельная теплота испарения	336,4 Дж/кг
Давление пара	0,566 бар [3]
Химические свойства
Растворимость
• в воде	(при 20 °C) 1,3 г/100 мл
Оптические свойства
Показатель преломления	1,4242
Структура
Дипольный момент	5,3E−30 Кл·м[2]
Классификация
Рег. номер CAS	75-09-2
PubChem	6344
Рег. номер EINECS	200-838-9
SMILES	C(Cl)Cl
InChI	InChI=1S/CH2Cl2/c2-1-3/h1H2 YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N
RTECS	PA8050000
ChEBI	15767
Номер ООН	1593[4]
ChemSpider	6104
Безопасность
Предельная концентрация	50 мг/м³[5]
ЛД50	1500 мг/кг (крысы, перорально[6]
Токсичность	Класс опасности[7] по ГОСТ 12.1.007: 4-й[8][9]
NFPA 704	1 2 0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Получение

Получают прямым хлорированием метана хлором в условиях радикального механизма при 400—500 °C при соотношении, равном 5:1:

${\displaystyle {\mathsf {CH_{4}+Cl_{2}\longrightarrow \ CH_{3}Cl\uparrow +HCl\uparrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {CH_{3}Cl+Cl_{2}\longrightarrow \ CH_{2}Cl_{2}+HCl\uparrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {CH_{2}Cl_{2}+Cl_{2}\longrightarrow \ CHCl_{3}+HCl\uparrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {CHCl_{3}+Cl_{2}\longrightarrow \ CCl_{4}+HCl\uparrow }}}$

Общая реакция:

${\displaystyle {\mathsf {CH_{4}+2Cl_{2}\longrightarrow \ CH_{2}Cl_{2}\uparrow +2HCl\uparrow }}}$

В результате получается смесь всех возможных хлоридов: хлорметан, дихлорметан, хлороформ и четырёххлористый углерод, которые потом разделяются ректификацией.

Свойства

Растворимость в воде 2 % по массе (20 г/л), смешивается с большинством органических растворителей. Легколетуч (40 °C), образует азеотропную смесь с водой (т.кип. 38,1 °C, 98,5 % дихлорметана). Метиленхлорид (дихлорметан) реагирует с хлором с образованием хлороформа и четырёххлористого углерода. С иодом при 200 °C даёт СН₂I₂, с бромом при 25—30 °C в присутствии алюминия — бромхлорметан. При нагревании с водой гидролизуется до HСНО и НСl. При нагревании со спиртовым раствором NH₃ до 100—125 °C образует гексаметилентетрамин. Реакция с водным раствором NH₃ при 200 °C приводит к метиламину, муравьиной кислоте и НСl. С ароматическими соединениями в присутствии АlCl₃ метиленхлорид вступает в реакцию Фриделя — Крафтса, например с бензолом образует дифенилметан^[10]. Так же вступает в реакцию с водным расствором гидроксида натрия, образуя формальдегид^[11]. ${\displaystyle {\ce {CH2Cl2 + 2NaOH -> HCHO + 2NaCl + H2O}}}$.

Применение

Дешевизна, высокая способность растворять многие органические вещества, лёгкость удаления, относительно малая токсичность привела к широкому применению его как растворителя для проведения реакций, экстракций в том числе и в лабораториях. Используют в смесях для снятия лака, обезжиривания поверхностей. В пищевой промышленности его используют для приготовления быстрорастворимого кофе, экстракта хмеля и других пищевых препаратов. Также нашёл применение для растворения смол, жиров, битума. Его высокая летучесть используется для вспенивания полиуретанов.

Также используется в хроматографии.

В промышленности в смеси с полимерами используют для создания формы, которая быстро застывает за счёт испарения дихлорметана. Он также используется для склеивания пластмасс: полистирола, поликарбонатов, полиэтилентерефталата, АБС-пластиков, и некоторых других. Ввиду высокой летучести дихлорметана его применение в склеивании полипропилена и полиэтилена ограничено.

Очистка в лаборатории

• Промывают концентрированной серной кислотой, нейтрализуют щёлочью и промывают водой. Сушат над поташом или безводным сульфатом магния и перегоняют. Для дополнительного обезвоживания используют молекулярные сита 4Å^[12].
• Кипятят с фосфорным ангидридом с последующей перегонкой. Хранят над молекулярными ситами 3Å.

Специализированные применения

Дихлорметан используется в составах для склеивания пластиков. В смеси с метанолом используют как пропеллент, в качестве хладагента. Является основным компонентом множества составов для удаления краски, действуя в смеси с загустителями.

Безопасность

Контакт дихлорметана с щелочными металлами приводит к взрыву. Работы с дихлорметаном следует проводить при работающей вытяжной вентиляции.

Дихлорметан способен вызвать наркоз. Он также токсичен: воздействует на печень, почки и селезёнку, способен проникать через кожу, гематоэнцефалический и плацентарный барьеры.

При остром отравлении при вдыхании дихлорметана наблюдаются раздражение слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей, головокружение, головные боли, помрачнение сознания, рвота и понос. В случае тяжёлого отравления происходит потеря сознания вследствие наркоза вплоть до остановки дыхания. При хронических отравлениях наблюдаются постоянные головные боли, головокружение, потеря аппетита, поражение внутренних органов. Длительный покровный контакт с дихлорметаном может вызвать его накопление в жировых тканях и привести к ожогу. Также при длительной работе с ним возможно поражение печени и возникновение диабетической нейропатии.

В организме дихлорметан метаболизируется до монооксида углерода, что может вызвать интоксикацию данным веществом.^[13]

На крысах показано, что дихлорметан может вызывать рак лёгких, печени и поджелудочной железы.

В Евросоюзе запрещены краски с дихлорметаном как для личного пользования, так и для профессионального применения.

Для регулярной работы с дихлорметаном не подходят перчатки из латекса или нитриловые.

ПДК в рабочей зоне 50 мг/м³ (по ГОСТ 12.1.005-76), в воде водоёмов не более 7,5 мг/л. Концентрационный предел воспламенения 12—22 %. Не горюч, но поддерживает горение, от огня даёт вспышку, но не горит сам, горит в смеси с другими горящими материалами, внося свой вклад при пожаре, однако пролить на стол около спиртовки его не так опасно, как горючие растворители, скорее как масло^{[источник не указан 2826 дней]}.