Тетрахлорэтилен

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Перхлорэтилен»)
Перейти к: навигация, поиск
Тетрахлорэтилен[1][2][3][4]
Тетрахлорэтилен
Тетрахлорэтилен
Общие
Систематическое
наименование
1,1,2,2-тетрахлорэтен
Традиционные названия перхлорэтилен
Хим. формула C2Cl4
Физические свойства
Состояние бесцветная жидкость
Молярная масса 165,83 г/моль
Плотность 1,6230 г/см³
Динамическая вязкость 0,88·10-3 Па·с
Термические свойства
Т. плав. –22,4 °C
Т. кип. 121 °C
Т. всп. 45 °C
Кр. темп. 340 °C
Кр. давл. 44,3 атм
Уд. теплоёмк. 858 Дж/(кг·К)
Энтальпия образования – 51,1 кДж/моль
Энтальпия кипения 34,7 кДж/моль
Давление пара 1,86 кПа (20 °С)
Химические свойства
Растворимость в воде 0,015 г/100 мл
Диэлектр. прониц. 2,20
Оптические свойства
Показатель преломления 1,5044
Классификация
Рег. номер CAS 127-18-4
PubChem 31373
SMILES
Рег. номер EC 204-825-9
ChEBI 17300
Номер ООН 1897
ChemSpider 13837281
Безопасность
ПДК 10 мг/м3
Токсичность При длительном контакте оказывает токсическое действие на ЦНС и печень
R-фразы R40, R51/53
S-фразы R23, R36/37, R61
H-фразы H351, H411
P-фразы P273, P281
Пиктограммы СГС Пиктограмма "Опасность для здоровья" согласованной на глобальном уровне системы классификации и маркировки химических веществ (СГС)Пиктограмма "Окружающая среда" согласованной на глобальном уровне системы классификации и маркировки химических веществ (СГС)
NFPA 704
NFPA 704.svg
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Тетрахлорэтилен (перхлорэтилен) — бесцветная жидкость с резким запахом, хлорорганический растворитель. Широкое применение находит в химчистке и обезжиривании металлов.

Получение[править | править исходный текст]

Впервые тетрахлорэтилен был получен М. Фарадеем при термическом разложении гексахлорэтана[4].

В промышленности тетрахлорэтилен получают тремя способами. Первый метод, игравший важное промышленное значение, заключается в получение тетрахлорэтилена из ацетилена через трихлорэтилен. Хлорирование трихлорэтилена в жидкой фазе при температуре 70—110 °С и в присутствии кислоты Льюиса FeCl3 (0,1—1% масс.) даёт пентахлорэтан. Далее проводят жидкофазный (80—120 °С, Ca(OH)2) или каталитический термический крекинг (170—330 °С, активированный уголь). Общий выход достигает 90—94% по ацетилену. После повышения цен на ацетилен этот метод, утратил своё значение[5].

\mathsf{C_2H_2+2Cl_2}\rightarrow\mathsf{C_2H_2Cl_4}
\mathsf{C_2H_2Cl_4}\rightarrow\mathsf{C_2HCl_3+HCl}
\mathsf{C_2HCl_3+Cl_2}\rightarrow\mathsf{C_2HCl_5}
\mathsf{C_2HCl_5}\rightarrow\mathsf{C_2Cl_4+HCl}

Главным методом получения тетрахлорэтилена является окислительное хлорирование этилена или 1,2-дихлорэтана. Субстрат, кислород и хлор реагируют под действием катализатора (хлорид калия, хлорид меди(II) на силикагеле) при 420—460 °С. В результате серии реакций происходит образование трихлорэтилена и тетрахлорэтилена. Выход по хлору составляет 90—98%. Побочным процессом является окисление этилена до оксидов углерода, который ускоряется при превышении оптимальной температуры процесса. Продукты разделяются и очищаются перегонкой. Соотношение продуктов можно регулировать соотношением реагентов[6].

\mathsf{CH_2{=}CH_2+CH_2Cl{-}CH_2Cl+2,5Cl_2+1,75O_2}\rightarrow\mathsf{CHCl{=}CHCl_2+CCl_2{=}CCl_2+3,5H_2O}

Высокотемпературное хлорирование углеводородов C1—C3 или их хлорпроизводных является вторым по важности источником тетрахлорэтилена. Он не требует чистого сырья и позволяет использовать отходы производства[7].

В 1985 году ежегодные объёмы производства тетрахлорэтилена составили 380 тыс. тонн, а в Европе — 450 тыс. тонн. Из-за оптимизации процесса химчистки и уменьшения выбросов вещества в атмосферу, а также по причине ужесточающихся экологических требований производство тетрахлорэтилена сокращалось с конца 1970-х годов. Уже в 1993 году объёмы производства в США оценивались в 123 тыс. тонн в год и 74 тыс. тонн в ФРГ[8].

Физические свойства[править | править исходный текст]

Тетрахлорэтилен негорюч, невзрывоопасен и не самовоспламеняется[1]. Он растворим в большинстве органических растворителей. С некоторыми растворителями тетрахлорэтилен образует азеотропные смеси.

Состав и температуры кипения азеотропных смесей тетрахлорэтилена[4]
Второй компонент Массовая доля тетрахлорэтилена Т. кип. азеотропной смеси при 101,3 кПа, °С
вода 15,9 87,1
метанол 63,5 63,8
этанол 63,0 76,8
пропанол-1 48,0 94,1
пропанол-2 70,0 81,7
бутанол-1 29,0 109,0
бутанол-2 40,0 103,1
муравьиная кислота 50,0 88,2
уксусная кислота 38,5 107,4
пропионовая кислота 8,5 119,2
изомасляная кислота 3,0 120,5
ацетамид 2,6 120,5
пиррол 19,5 113,4
1,1,2-трихлорэтан 43,0 112,0
1-хлор-2,3-эпоксипропан 51,5 110,1
этиленгликоль 6,0 119,1

Химические свойства[править | править исходный текст]

Тетрахлорэтилен является самым устойчивым соединением из всех хлорпроизводных этана и этилена. Он устойчив к гидролизу и меньше способствует коррозии, чем другие хлорсодержащие растворители[4].

Окисление тетрахлорэтилена на воздухе даёт трихлорацетилхлорид и фосген. Этот процесс может быть замедлен при использовании аминов и фенолов в качестве стабилизаторов (обычно применяют N-метилпиррол и N-метилморфолин). Процесс, однако, может использоваться для производства трихлорацетилхлорида[4].

При реакции тетрахлорэтилена с хлором в присутствии хлорида железа(III) FeCl3 в качестве катализатора при 50-80 °С образуется гексахлорэтан. По реакции тетрахлорэтилена с хлором и HF в присутствии SbF5 синтезируют фреон-113[1].

Применение[править | править исходный текст]

Около 60 % всего расходуемого тетрахлорэтилена находит применение как растворитель в химчистке. Тетрахлорэтилен заменил все другие растворители в этой области, поскольку он не горюч и может быть безопасно использован без особых мер предосторожности. Из-за своей устойчивости тетрахлорэтилен содержит низкий процент стабилизаторов и по этой же причине используется наряду с трихлорэтиленом и 1,1,1-трихлорэтаном для обезжиривания металлов, особенно, алюминия. В меньших количествах тетрахлорэтилен применяется в текстильной промышленности и производстве фреона-113[9][1].

Примечания[править | править исходный текст]

  1. 1 2 3 4 Химическая энциклопедия / Под ред. И. Л. Кнунянца. — М: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 4. — С. 557. — ISBN 5-85270-039-8
  2. Dean J. A. Lange's Handbook of Chemistry. — McGraw-Hill, 1999. — ISBN 0-07-016384-7
  3. Sigma-Aldrich. Tetrachloroethylene, anhydrous. Проверено 24 апреля 2013. Архивировано из первоисточника 29 апреля 2013.
  4. 1 2 3 4 5 Ullmann, 2006, p. 75
  5. Ullmann, 2006, p. 76
  6. Ullmann, 2006, p. 74, 76
  7. Ullmann, 2006, p. 77—78
  8. Ullmann, 2006, p. 79—80
  9. Ullmann, 2006, p. 79

Литература[править | править исходный текст]