Тетрахлорэтилен

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Тетрахлорэтилен[1][2][3][4]
Perkloretylen.png
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
Рег. номер EINECS 204-825-9[5]
SMILES
InChI
Рег. номер EC 204-825-9
RTECS KX3850000
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 иного.

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

Получение[править | править вики-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 получении 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[6].

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[7].

Высокотемпературное хлорирование углеводородов C1—C3 или их хлорпроизводных является вторым по важности источником тетрахлорэтилена. Он не требует чистого сырья и позволяет использовать отходы производства[8].

В 1985 году производство тетрахлорэтилена в США составило 380 тыс. тонн, 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[9].

Физические свойства[править | править вики-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 вики-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
Окисление тетрахлорэтилена на воздухе даёт трихлорацетилхлорид и фосген, процесс протекает под действием УФ-излучения:

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].

Хлорирование
При реакции тетрахлорэтилена с хлором в присутствии небольшого количества хлорида железа(III) FeCl3 (0,1 %) в качестве катализатора при 50-80 °С образуется гексахлорэтан[10]:

По реакции тетрахлорэтилена с хлором и HF в присутствии SbF5 синтезируют фреон-113[1].

Гидролиз
Происходит только при нагревании в кислой среде (лучше всего с серной кислотой):

при этом образуется трихлоруксусная кислота.

Восстановление
Тетрахлорэтилен может быть частично или полностью восстановлен в газовой фазе в присутствии таких катализаторов как: никель, палладий, платиновая чернь и др.:

Применение[править | править вики-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[11][1].

Примечания[править | править вики-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. tetrachloroethylene // FDA Substance Registration System — Unique Ingredient Identifier / Food and Drug Administration
  6. Ullmann, 2006, p. 76.
  7. Ullmann, 2006, p. 74, 76.
  8. Ullmann, 2006, p. 77—78.
  9. Ullmann, 2006, p. 79—80.
  10. Ошин Л.А. Промышленные хлорорганические продукты. — М.: Химия, 1978. — 656 с.
  11. Ullmann, 2006, p. 79.

Литература[править | править вики-текст]