| |||
![]() | |||
Имена | |||
---|---|---|---|
Предпочтительное название ИЮПАК Тетрахлорэтилен | |||
Другие имена Бихлорид углерода; Дихлористый углерод ( Carboneum Dichloratum ); Тетрахлорид этилена; Перхлор; Перхлорэтен; Перхлорэтилен; | |||
Идентификаторы | |||
3D модель ( JSmol ) |
| ||
Сокращения | PCE; Perc; Пер | ||
1304635 | |||
ЧЭБИ | |||
ChEMBL | |||
ChemSpider | |||
Информационная карта ECHA | 100.004.388 | ||
Номер ЕС |
| ||
101142 | |||
КЕГГ | |||
CID PubChem |
| ||
Номер RTECS |
| ||
УНИИ | |||
Номер ООН | 1897 | ||
Панель инструментов CompTox ( EPA ) |
| ||
| |||
| |||
Характеристики | |||
С2Сl4 | |||
Молярная масса | 165,82 г/моль | ||
Появление | Прозрачная, очень преломляющая, бесцветная жидкость | ||
Запах | Мягкий, острый и сладковатый [1] | ||
Плотность | 1,622 г/см 3 | ||
Температура плавления | от −22,0 до −22,7 °C (от −7,6 до −8,9 °F; от 251,2 до 250,5 K) | ||
Точка кипения | 121,1 °C (250,0 °F; 394,2 К) | ||
0,15 г/л (25 °C) | |||
Давление пара | 14 мм рт. ст. (20 °C) [1] | ||
−81,6·10 −6 см 3 /моль | |||
Показатель преломления ( nD ) | 1.505 | ||
Вязкость | 0,89 сП при 25 °C | ||
Опасности | |||
Охрана труда и техника безопасности (OHS/OSH): | |||
Основные опасности | Вдыхание паров может вызвать анестезию и раздражение дыхательных путей. Вызывает раздражение при контакте с кожей и глазами без остаточного повреждения. | ||
Маркировка СГС : | |||
![]() ![]() | |||
Предупреждение | |||
Н351 , Н411 | |||
П201 , П202 , П273 , П281 , П308+П313 , П391 , П405 , П501 | |||
NFPA 704 (огненный алмаз) | |||
точка возгорания | Не горючий | ||
Смертельная доза или концентрация (ЛД, ЛК): | |||
LD 50 ( средняя доза ) | 3420 мг/кг (перорально, крыса) [2] 2629 мг/кг (перорально, крыса), >10000 мг/кг (дермально, крыса) [3] | ||
LC 50 ( средняя концентрация ) | 4000 ppm (крыса, 4 часа) 5200 ppm (мышь, 4 часа) 4964 ppm (крыса, 8 часов) [4] | ||
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |||
PEL (допустимый) | TWA 100 ppm C 200 ppm (в течение 5 минут в течение любого 3-часового периода), с максимальным пиком 300 ppm [1] | ||
РЕЛ (рекомендуется) | Ca Минимизировать концентрацию воздействия на рабочем месте. [1] | ||
IDLH (Непосредственная опасность) | Ca [150 частей на миллион] [1] | ||
Паспорт безопасности (SDS) | Внешний ПБС | ||
Родственные соединения | |||
Родственные аналогичные органогалогениды | Тетрафторэтилен Тетрабромэтилен Тетраиодэтилен | ||
Родственные соединения | Трихлорэтилен Дихлорэтилен 1,1,2,2-Тетрахлорэтан Четыреххлористый углерод | ||
Страница дополнительных данных | |||
Тетрахлорэтилен (страница данных) | |||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). |
Тетрахлорэтилен , также известный как перхлорэтилен [a] или под систематическим названием тетрахлорэтен , и такими сокращениями, как perc (или PERC ) и PCE , является хлоруглеродом с формулой Cl 2 C=CCl 2 . Это негорючая, стабильная, бесцветная и тяжелая жидкость, широко используемая для химической чистки тканей. Он также используется в качестве эффективного очистителя автомобильных тормозов . Он имеет умеренно сладкий, резкий запах, который большинство людей ощущают при концентрации 50 ppm. [6]
Тетрахлорэтилен считается токсичным веществом, опасным для здоровья человека и окружающей среды . [5] [7] В 2020 году Агентство по охране окружающей среды США заявило, что «воздействие тетрахлорэтилена может нанести вред нервной системе, печени, почкам и репродуктивной системе, а также может быть вредным для нерожденных детей», и сообщило, что многочисленные токсикологические агентства считают его канцерогеном . [ 8]
Французский химик Анри Виктор Реньо впервые синтезировал тетрахлорэтилен в 1839 году путем термического разложения гексахлорэтана после синтеза Майклом Фарадеем в 1820 году протохлорида углерода (четыреххлористого углерода).
Ранее Фарадею ошибочно приписывали синтез тетрахлорэтилена, который на самом деле был тетрахлоридом углерода . [ необходим непервичный источник ] Пытаясь создать «протохлорид углерода» Фарадея, Реньо обнаружил, что его соединение отличается от соединения Фарадея. Виктор Реньо заявил: «По Фарадею, хлорид углерода кипел при температуре около 70 °C (158 °F) до 77 °C (171 °F) градусов Цельсия, но мой не начинал кипеть до 120 °C (248 °F)». [9]
Тетрахлорэтилен можно получить, пропуская пары хлороформа через раскаленную трубку, побочные продукты включают гексахлорбензол и гексахлорэтан , как сообщалось в 1886 году. [10]
Большая часть тетрахлорэтилена производится высокотемпературным хлоринолизом легких углеводородов. Метод связан с методом Фарадея, поскольку образуется гексахлорэтан, который термически разлагается. [11] Побочные продукты включают тетрахлорметан , хлористый водород и гексахлорбутадиен .
Было разработано несколько других методов. При нагревании 1,2-дихлорэтана до 400 °C с хлором образуется тетрахлорэтилен:
Эту реакцию можно катализировать смесью хлорида калия и хлорида алюминия или активированным углем . Трихлорэтилен является основным побочным продуктом, который отделяется путем перегонки .
В 1985 году мировое производство составило около 1 миллиона метрических тонн (980 000 длинных тонн; 1 100 000 коротких тонн). [11]
Хотя и в очень малых количествах, тетрахлорэтилен встречается в природе в вулканах вместе с трихлорэтиленом . [12]
Тетрахлорэтилен — неполярный растворитель для органических материалов. Кроме того, он летуч, относительно стабилен и не воспламеняется . По этим причинам он стал ведущим растворителем в операциях по химической чистке во всем мире, начиная с 1940-х годов [13] . Химик Сильвия Штёссер (1901–1991) предложила использовать тетрахлорэтилен в химической чистке в качестве альтернативы легковоспламеняющимся растворителям для химической чистки, таким как нафта . [14]
Он также используется для обезжиривания металлических деталей в автомобильной и других металлообрабатывающих отраслях, обычно в смеси с другими хлоруглеродами. Он также использовался в потребительских товарах, включая средства для снятия краски , аэрозольные препараты, клеи и пятновыводители.
Тетрахлорэтилен когда-то широко использовался в качестве промежуточного продукта при производстве ГФУ-134а и родственных хладагентов .
В начале 20 века тетрахлорэтилен использовался для лечения анкилостомидоза . [ 15] [16] В 1925 году американский ветеринар Морис Кроутер Холл (1881–1938), работая над антигельминтными средствами, продемонстрировал эффективность тетрахлорэтилена в лечении анкилостомоза , вызванного анкилостомидозом у людей и животных. До того, как Холл испытал тетрахлорэтилен на себе, в 1921 году он открыл эффективность четыреххлористого углерода в отношении кишечных паразитов и был номинирован на Нобелевскую премию по физиологии и медицине, но несколько лет спустя он обнаружил, что тетрахлорэтилен более эффективен и безопасен. [17] Лечение тетрахлорэтиленом сыграло жизненно важную роль в искоренении анкилостомид в Соединенных Штатах и за рубежом. [ необходима ссылка ] Инновация Холла считалась прорывом в медицине. [ необходима цитата ] Его принимали перорально в виде жидкости или в капсулах вместе с сульфатом магния для избавления людей от паразита Necator americanus . [18]
Тетрахлорэтилен является производным этилена , в котором все водороды заменены хлором . 14,49% молекулярной массы тетрахлорэтилена состоит из углерода , а оставшиеся 85,5% — из хлора. Это самое стабильное соединение среди всех хлорированных производных этана и этилена. Он устойчив к гидролизу и менее едкий, чем другие хлорированные растворители. [11] Он не склонен к полимеризации, как фтористый аналог тетрафторэтилена , C2F4 .
Тетрахлорэтилен может бурно реагировать со щелочными или щелочноземельными металлами , щелочами ( гидроксидом натрия и гидроксидом калия ), азотной кислотой , бериллием, барием и алюминием. [19]
Окисление тетрахлорэтилена ультрафиолетовым излучением на воздухе приводит к образованию трихлорацетилхлорида и фосгена :
Эту реакцию можно остановить, используя амины и фенолы (обычно N - метилпиррол и N -метилморфолин) в качестве стабилизаторов. Но реакцию можно провести намеренно, чтобы получить трихлорацетилхлорид. [11]
Гексахлорэтан образуется при реакции тетрахлорэтилена с хлором при температуре 50–80 °C в присутствии небольшого количества хлорида железа (III) (0,1%) в качестве катализатора: [20]
CFC-113 получают путем реакции тетрахлорэтилена с хлором и HF в присутствии пентафторида сурьмы : [21]
Тетрахлординитроэтан можно получить нитрованием тетрахлорэтилена дымящей азотной кислотой (конц. HNO3 , богатой оксидами азота ) или тетраоксидом азота : [22]
Получение этого кристаллического твердого соединения из тетрахлорэтилена и тетраоксида азота было впервые описано Германом Кольбе в 1869 году. [22]
Тетрахлорэтилен начинает термически разлагаться при 400 °C, разложение ускоряется около 600 °C и полностью разлагается при 800 °C. Органическими продуктами разложения были идентифицированы трихлорбутен, 1,3-дихлор-2-пропанон, тетрахлорбутадиен, дихлорциклопентан, дихлорпентен, метилтрихлорацетат, тетрахлорацетон, тетрахлорпропен, трихлорциклопентан, трихлорпентен, гексахлорэтан, пентахлорпропен, гексахлорпропен, гексахлорбутадиен. [23]
Тетрахлорэтилен считается токсином. [7] Он определен как опасный для здоровья и окружающей среды . [5] Воздействие тетрахлорэтилена, особенно в течение длительного времени, может нанести вред нервной системе, другим органам и увеличить риск развития рака . [8] Он также может оказывать влияние на беременность и плод . [8]
Сообщения о травмах у людей редки, несмотря на его широкое применение в химической чистке и обезжиривании. [24] Хотя тетрахлорэтилен и ограничен своей низкой летучестью , он обладает мощным анестезирующим эффектом при вдыхании. [8] [25] Риск зависит от того, длится ли воздействие в течение минут или часов, или в течение лет. [8]
Несмотря на преимущества тетрахлорэтилена, онкологические исследования и государственные экологические агентства призвали к его замене из широко распространенного коммерческого использования. [8] Он описывается как возможный нейротоксикант, токсичный для печени и почек , а также токсичный для репродуктивной системы и развития (...), потенциальный профессиональный канцероген. [7] [8] [26] С другой стороны, химчистка подчеркивает минимальный риск, поскольку современное оборудование использует закрытые системы, чтобы избежать утечки паров и оптимизировать переработку. [11]
Биологический период полураспада тетрахлорэтилена составляет приблизительно 3 дня. [27] Около 98% вдыхаемого тетрахлорэтилена выдыхается в неизмененном виде, и только около 1–3% метаболизируется в оксид тетрахлорэтилена , который быстро изомеризуется в трихлорацетилхлорид . Трихлорацетилхлорид гидролизуется в трихлоруксусную кислоту . [28] [27]
Тетрахлорэтилен может нанести вред нервной системе, вызвать нарушения развития у детей, ухудшить зрение и повысить риск психиатрических диагнозов. [7] [29] [30]
Тетрахлорэтилен был классифицирован как « Группа 2А : Вероятно канцерогенный» Международным агентством по изучению рака (МАИР) из-за достаточных доказательств на экспериментальных животных и ограниченных доказательств на людях относительно неходжкинской лимфомы, рака мочевого пузыря, а также рака пищевода и шейки матки. [31] : 32
Данные когортных и контролируемых эпидемиологических исследований демонстрируют положительную связь между кумулятивным воздействием тетрахлорэтилена и распространенностью рака мочевого пузыря , неходжкинской лимфомы и множественной миеломы у взрослых. Некоторые ограниченные доказательства увеличения распространенности рака почек, легких, печени и груди при воздействии тетрахлорэтилена были обнаружены в эпидемиологических исследованиях, но ограничения качества данных привели к различным результатам в разных исследованиях. [31] : 326 [32] : § 4.2.1.3 [33] : 237
Предполагается несколько способов действия для канцерогенности тетрахлорэтилена у людей, хотя существующих данных недостаточно для адекватной характеристики. [32] : § 4.2.4, § 4.3.4 Маркеры окислительного метаболизма тетрахлорэтилена и повышенная распространенность аномальных гепатических сонограмм были обнаружены у работников химчисток и прачечных, подвергшихся воздействию тетрахлорэтилена, [34] [35] что предполагает потенциальную возможность повреждения гепатоцитов за счет образования реактивных промежуточных продуктов из конъюгатов глутатиона во время метаболизма. [31] : 328 [33] : 10, 189–193 Хотя большинство анализов генотоксичности тетрахлорэтилена дали отрицательные результаты для генотоксичности и мутагенности, умеренные генотоксические эффекты и мутагенные эффекты были выявлены при определенных условиях метаболической активации, и было показано, что несколько метаболитов тетрахлорэтилена являются мутагенными. [32] : § 4.10.3 [33] : 172–178
Воздействие тетрахлорэтилена можно оценить с помощью дыхательного теста, аналогичного измерениям алкоголя в выдыхаемом воздухе. Также, при остром воздействии, можно измерить тетрахлорэтилен в выдыхаемом воздухе. [36] Тетрахлорэтилен можно обнаружить в дыхании в течение недель после сильного воздействия. Тетрахлорэтилен и его метаболит трихлоруксусная кислота могут быть обнаружены в крови.
В Европейском союзе Научный комитет по предельным концентрациям профессионального воздействия (SCOEL) рекомендует для тетрахлорэтилена предельную концентрацию профессионального воздействия (средневзвешенное значение за 8 часов) в 20 ppm и предельную концентрацию краткосрочного воздействия (15 минут) в 40 ppm. [37]
В принципе, загрязнение тетрахлорэтиленом можно устранить химической обработкой. Химическая обработка включает восстановление металлов, таких как железный порошок. [38]
Биоремедиация обычно включает в себя восстановительное дехлорирование в анаэробных условиях с помощью Dehalococcoides spp. [39] В аэробных условиях деградация может происходить посредством ко-метаболизма с помощью Pseudomonas sp. [40] Продукты биологического восстановительного дехлорирования включают трихлорэтилен , цис - 1,2-дихлорэтилен , винилхлорид , этилен и хлорид.