二氯甲烷是一種有機物,分子式為CH2Cl2,為無(wú)色透明液體,具有類(lèi)似醚的刺激性氣味。微溶于水,溶于乙醇和乙醚,在通常的使用條件下是不可燃低沸點(diǎn)溶劑,其蒸氣在高溫空氣中成為高濃度時(shí),才會(huì )生成微弱燃燒的混合氣體,常用來(lái)代替易燃的石油醚、乙醚等。
2017年10月27日,世界衛生組織國際癌癥研究機構公布的致癌物清單初步整理參考,二氯甲烷在2A類(lèi)致癌物清單中。2019年1月23日,二氯甲烷被列入有毒有害大氣污染物名錄(2018年),2019年7月23日,二氯甲烷被列入有毒有害水污染物名錄(第一批)。
中文名 : 二氯甲烷
外文名 : Dichloromethane (Methylene chloride)
別 名 : DCM
化學(xué)式 : CH2Cl2
分子量 : 84.93
CAS登錄號 : 75-09-2
EINECS登錄號 : 200-838-9
熔 點(diǎn) : -97 ℃
沸 點(diǎn) : 39.75 ℃ at 760 mm Hg
密 度 : 1.325 g/cm3
外 觀(guān) : 無(wú)色透明易揮發(fā)液體
閃 點(diǎn) : -14.1 ℃(常溫常壓下無(wú)閃點(diǎn))
應 用 : 工業(yè)原料
安全性描述 : S23;S24/25;S36/37;S45;S16;S7
危險性符號 : R40
危險性描述 : Xn
UN危險貨物編號 : 1593
溶解性 : 微溶于水,溶于乙醇、乙醚
折射率 : 1.4244
危險類(lèi)別碼 : Xn,T,F
蒸發(fā)熱 : 28.82 kJ/mol (25 ℃)
爆炸上限%V/V : 22
爆炸下限%V/V : 14
MDL號 : MFCD00000881
RTECS號 : PA8050000
BRN號 : 1730800
物理性質(zhì)
理化常數
1.性狀:無(wú)色透明液體,有芳香氣味。
2.熔點(diǎn)(℃):-97
3.沸點(diǎn)(℃):39.8
4.相對密度(水=1):1.33
5.相對蒸氣密度(空氣=1):2.93
6.飽和蒸氣壓(kPa):46.5(20℃)
7.燃燒熱:106.8kcal/mol(依氧,25℃)
8.臨界溫度(℃):237
9.臨界壓力(MPa):6.08
10.辛醇/水分配系數:1.25
11.閃點(diǎn)(℃):-14.1
12.引燃溫度(℃):556
13.爆炸上限(%):23
14.爆炸下限(%):13
15.溶解性:微溶于水,溶于乙醇、乙醚。
16.黏度(mPa·s,20oC):0.425
17.相對密度(25℃,4℃):1.3162
18.燃點(diǎn)(oC):662
19.蒸發(fā)熱(kJ/kg,b.p.):329.52
20.熔化熱(kJ/mol):4.187
21.生成熱(kJ/mol,25oC,液體):121.54
22.燃燒熱(kJ/kg,25oC,液體):558.27
23.比熱容(kJ/(kg·K),20oC):0.992
24.電導率(S/m,25oC):
25.蒸氣壓(kPa,0oC):19.7
26.蒸氣壓(kPa,10oC):30.6
27.蒸氣壓(kPa,20oC):46.5
28.蒸氣壓(kPa,30oC):68.2
29.蒸氣壓(kPa,35oC):80.00
30.體膨脹系數(10~40oC,液體):0.00137
31.常溫折射率(n25):1.4213
32.偏心因子:0.192
33.Lennard-Jones參數(A):9.951
34.Lennard-Jones參數(K):150.5
35.溶度參數0.5:20.378
36.van der Waals面積:
37.van der Waals體積:34.710
38.氣相標準聲稱(chēng)熱(焓):-95.4
39.氣相標準熵:270.44
40.氣相標準生成自由能:-68.8
41.氣相標準熱熔:50.88
42.液相標準聲稱(chēng)熱(焓):-124.26
43.液相標準熵:178.7
44.液相標準生成自由能:-70.42
45.液相標準熱熔:100.0
分子結構數據
1、摩爾折射率:16.38
2、摩爾體積(m3/mol):67.8
3、等張比容(90.2K):148.8
4、表面張力(dyne/cm):23.1
5、極化率:6.49
化學(xué)性質(zhì)
基本性質(zhì)
甲烷分子中兩個(gè)氫原子被氯取代而生成的化合物。二氯甲烷是無(wú)色、透明、比水重、易揮發(fā)的液體,有類(lèi)似醚的氣味和甜味,不燃燒,但與高濃度氧混合后形成爆炸的混合物。二氯甲烷微溶于水,與絕大多數常用的有機溶劑互溶,與其他含氯溶劑、乙醚、乙醇也可以任意比例混溶。二氯甲烷能很快溶解在酚、醛、酮、冰醋酸、磷酸三乙酯、甲酰胺、環(huán)己胺、乙酰乙酸乙酯中。含等體積的二氯甲烷和汽油、溶劑石腦油或甲苯的溶劑混合物是不易燃的,然而當二氯甲烷與丙酮或甲醇液體以10:1比例混合時(shí),其混合液具有閃點(diǎn),蒸氣與空氣形成爆炸性混合物,爆炸極限6.2%~15.0%(體積)。二氯甲烷是甲烷氯化物中毒性最小的,其毒性?xún)H為四氯化碳毒性的0.11%。如果二氯甲烷直接濺入眼中,有疼痛感并有腐蝕作用。二氯甲烷的蒸汽有麻醉作用。當發(fā)生嚴重的中毒危險時(shí)應立即脫離接觸并移至新鮮空氣處,一些中毒癥狀就會(huì )得到緩解或消失,不會(huì )引起持久性的損害。
毒理學(xué)資料
毒性:經(jīng)口屬中等毒性。
急性毒性:LD50:1.25g/kg(大鼠經(jīng)口);LC50:24929ppm(小鼠,30分鐘)。
亞急性和慢性毒性:大鼠吸入4.69g/cm3,8小時(shí)/天,75天,無(wú)病理改變。暴露時(shí)間增加,有輕度肝萎縮、脂肪變性和細胞浸潤。
致突變性:微生物致突變:鼠傷寒沙門(mén)氏菌5700ppm。DNA抑制:人成纖維細胞5000ppm/小時(shí)(連續)。
生殖毒性:大鼠吸入最低中毒濃度(TCL0)1250ppm(7小時(shí),孕6~15天),引起肌肉骨骼發(fā)育異常,泌尿生殖系統發(fā)育異常。
致癌性:IARC致癌性評論:動(dòng)物陽(yáng)性,人類(lèi)不明確。關(guān)于病人是否應把二氯甲烷視為動(dòng)物和人的致癌物,動(dòng)物實(shí)驗數據和人類(lèi)流行病學(xué)數據尚不充分。然而,鑒于時(shí)下在對大鼠和小鼠的吸入研究中的發(fā)現,且這些數據在任務(wù)組會(huì )議之后已可加以應用,故應將二氯甲烷視為一種對人類(lèi)潛在的致癌物。
環(huán)境行為
危險特性:遇明火高熱可燃。受熱分解能發(fā)出劇毒的光氣。若遇高熱,容器內壓增大,有開(kāi)裂和爆炸的危險。
燃燒(分解)產(chǎn)物:一氧化碳、二氧化碳、氯化氫、光氣。
環(huán)境影響
1.人為污染源二氯甲烷可由下列方式放入大氣中:噴霧器之推進(jìn)劑、油漆清除劑、金屬去油劑。
2.空氣流布:二氯甲烷進(jìn)入大氣中會(huì )和氫氧自由基反應而發(fā)生分解,其半衰期為數個(gè)月。
3.生物分解性:二氯甲烷在氧氣充足的情況下,和污泥種(Sewage seed)或活化淤泥反應,在6小時(shí)到7天之間會(huì )完全的生物分解。
4.生物濃縮雖然缺乏實(shí)驗數據,但是由于二氯甲烷的辛醇與水分配系數低,因此可推斷其不會(huì )有生物濃縮的現象。
5.自水/土壤揮發(fā)性二氯甲烷的亨利定律常數很高,很迅速而穩定的由水中蒸發(fā),其由水中蒸發(fā)的半生期為3-5.6小時(shí)。 [6]
穩定性
1.毒性很小,且中毒后蘇醒較快,故可用作麻醉劑。對皮膚及黏膜有刺激性。年輕成年大鼠經(jīng)口LD50:1.25mL/kg??諝庵凶罡呷菰S濃度500×10-6。操作時(shí)應戴防毒面具,發(fā)現中毒后立即脫離現場(chǎng),對癥治療。在甲烷的氯化物中最小。蒸氣的麻醉性強,大量吸入會(huì )引起急性中毒,出現鼻腔疼痛、頭痛、嘔吐等癥狀。慢性中毒時(shí)會(huì )引起眼花、疲倦、食欲不振、造血功能受損、紅血球減少。液體二氯甲烷與皮膚接觸引起皮炎。大鼠吸入濃度90.5g/m3蒸氣90分鐘死亡。嗅覺(jué)閾濃度522mg/m3,工作場(chǎng)所最高容許濃度為1740mg/m3。
2.穩定性:穩定。
3.禁配物:堿金屬、鋁。
4.避免接觸的條件:光照、潮濕空氣。
5.聚合危害:不聚合。
6.分解產(chǎn)物:氯化氫、光氣。
熱解后產(chǎn)生HCl和痕量的光氣,與水長(cháng)期加熱,生成甲醛和HCl。進(jìn)一步氯化,可得CHCl3和CCl4。無(wú)色易揮發(fā)液體,可燃燒。二氯甲烷與氫氧化鈉在高溫下反應部分水解生成甲醛。工業(yè)中,二氯甲烷由天然氣與氯氣反應制得,經(jīng)過(guò)精餾得到純品,是優(yōu)良的有機溶劑,常用來(lái)代替易燃的石油醚、乙醚等,并可用作牙科局部麻醉劑、制冷劑和滅火劑等。對皮膚和粘膜的刺激性比氯仿稍強,使用高濃度二氯甲烷時(shí)應注意。
安定性:在一般溫度(常溫)下沒(méi)有濕氣時(shí),二氯甲烷比其同類(lèi)物質(zhì)(氯仿及四氯化碳)穩定。
危害分解性:長(cháng)期與水接觸會(huì )緩慢分解產(chǎn)生氯化氫。
危害之聚合:不會(huì )發(fā)生。
反應性及不相容性:
1.一般金屬:于室溫下使其少許的分解。堿土金屬,鋅與其在低溫下不形成格氏試劑類(lèi)的化合物,但高溫下易生成卡賓試劑。
2.當受相當于或少于25克黃色炸藥的震蕩時(shí),二氯甲烷與四氧化二氮的混合物具有爆炸性。
3.與鋰的碎片混合,對震蕩很敏感且會(huì )爆炸,有時(shí)爆炸程度相當劇烈。
4.如果空氣中含有高濃度的氧氣,或在液態(tài)氧中,以及在氧化氮中有鉀、鈉、鉀-鈉合金,種種狀況下都會(huì )形成爆炸性混合物。
5.硝酸:形成爆炸性產(chǎn)物。
6.強氧化劑:可能起爆炸性反應。
7.強酸:可能起爆炸性反應。
8.鐵、某些不銹鋼、銅及鎳:高溫及水存在下會(huì )腐蝕此類(lèi)金屬。
9.鋁粉:于適當壓力,95℃下會(huì )產(chǎn)生無(wú)法控制的放熱反應。
10.胺類(lèi):放熱反應。
11.會(huì )與下列化合物激烈反應:胺類(lèi)、鋰、硝酸、鉀化鈉。
12.塑膠、橡皮和一些涂料表層會(huì )被分解。
用途
二氯甲烷具有溶解能力強和毒性低的優(yōu)點(diǎn),大量用于制造安全電影膠片、聚碳酸酯,其余用作涂料溶劑、金屬脫脂劑,氣煙霧噴射劑、聚氨酯發(fā)泡劑、脫模劑、脫漆劑。
二氯甲烷為無(wú)色液體,在制藥工業(yè)中做反應介質(zhì),用于制備氨芐青霉素、羥芐青霉素和先鋒霉素等;還用作膠片生產(chǎn)中的溶劑、石油脫蠟溶劑、氣溶膠推進(jìn)劑、有機合成萃取劑、聚氨酯等泡沫塑料生產(chǎn)用發(fā)泡劑和金屬清洗劑等。
二氯甲烷在中國主要用于膠片生產(chǎn)和醫藥領(lǐng)域。其中用于膠片生產(chǎn)的消費量占總消費量的50%,醫藥方面占總消費量的20%,清洗劑及化工行業(yè)消費量占總消費量的20%,其他方面占10%。二氯甲烷也用在工業(yè)制冷系統中用作載冷劑使用,但危害很大,與明火或灼熱的物體接觸時(shí)能產(chǎn)生劇毒的光氣。遇潮濕空氣能水解生成微量的氯化氫,光照亦能促進(jìn)水解而對金屬的腐蝕性增強。
用于谷物熏蒸和低壓冷凍機及空調裝置的制冷。在聚醚型尿烷泡沫塑料生產(chǎn)中用作輔助發(fā)泡劑,以及用作擠壓聚砜型泡沫塑料的發(fā)泡劑。
二氯甲烷還是用來(lái)制作脫咖啡因咖啡的物質(zhì)??Х认韧ㄟ^(guò)蒸煮,使咖啡因溶解出來(lái)并漂浮在表面,然后使用二氯甲烷來(lái)去掉咖啡因。
制備
制法:
1.天然氣氯化法:天然氣與氯氣反應,經(jīng)水吸收氯化氫副產(chǎn)鹽酸后,用堿液除去殘余微量的氯化氫,再經(jīng)干燥、壓縮、冷凝、蒸餾,得成品,其中氯氣100% 4000、天然氣(標準狀況下)、甲烷含量97% 1000 m3/t、液堿100% 274。
2.氯甲烷氯化法:1)光氯化是將氯甲烷與氯氣在4000kW光照下進(jìn)行反應,反應產(chǎn)物經(jīng)堿洗、壓縮、冷凝、干燥、精餾而得成品;2)熱氯化是將氯甲烷與氯氣按(2~2.5)∶1(質(zhì)量)配料,于反應溫度為400℃,反應壓力為0.2MPa下進(jìn)行反應。反應產(chǎn)物經(jīng)水洗、堿洗、壓縮、冷凝、干燥、精餾而得成品。
工業(yè)一般通過(guò)甲烷的氯化來(lái)合成。甲烷氯化得到包括四種氯甲烷在內的一堆混合物,不過(guò)由于各自沸點(diǎn)拉開(kāi)的距離比較大,可以方便地通過(guò)普通的分餾技術(shù)來(lái)分離提純。
注意事項
環(huán)境危害
該物質(zhì)對環(huán)境可能有危害,在地下水中有蓄積作用。對水生生物應該特別注意。還應注意對大氣的污染。
健康危害
侵入途徑:吸入、食入、經(jīng)皮吸收。
健康危害:該品有麻醉作用,主要損害中樞神經(jīng)和呼吸系統。人類(lèi)接觸的主要途徑是吸入。已經(jīng)測得,在室內的生產(chǎn)環(huán)境中,當使用二氯甲烷作除漆劑時(shí),有高濃度的二氯甲烷存在。一般人群通過(guò)周?chē)諝?、飲用水和食品的接觸,劑量要低得多。據估計,在二氯甲烷的世界產(chǎn)量中,大約80%被釋放到大氣中去,但是由于該化合物光解的速率很快,使之不可能在大氣中蓄積。其初始降解產(chǎn)物為光氣和一氧化碳,進(jìn)而再轉變成二氧化碳和鹽酸。當二氯甲烷存在于地表水中時(shí),其大部分將蒸發(fā)。有氧存在時(shí),則易于生物降解,因而生物蓄積似乎不大可能。但對其在土壤中的行為尚須測定。
健康危害效應:
急性:
1.鼻子及喉嚨的輕微刺激。
2.于500~1000ppm 1~2小時(shí)可能會(huì )導致中樞神經(jīng)系統的輕度抑制,如:頭暈、頭昏眼花、惡心、手腳麻木、疲勞,無(wú)法集中精神及協(xié)調性減低。
3.非常高濃度暴露可能導致喪失意識及死亡。
皮膚:
1.液體會(huì )刺激皮膚。
2.如流入手套內、鞋內或緊的衣內可能會(huì )嚴重刺激。
眼睛:
1.液體及高濃度蒸氣可能造成刺激。
2.液體可能導致角膜的短暫刺激。
食入:
1.于動(dòng)物實(shí)驗中,二氯甲烷會(huì )被迅速吸收入體內造成中度毒性,癥狀如吸入。
慢性:
1.吸入:于非常高濃度會(huì )造成肝及腎的損傷。亦有報告指出一再暴露于500~3600ppm會(huì )造成腦損傷。
⒉致癌性:三研究指出長(cháng)期暴露的工人并無(wú)癌癥增多的跡象,但IARC將其列為疑似致癌物。
環(huán)境標準
中華人民共和國國家職業(yè)衛生標準GBZ2.1-2007工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值化學(xué)有害因素
二氯甲烷的時(shí)間加權平均容許濃度PC-TWA 200mg/m3。
監測方法
便攜式氣相色譜法;水質(zhì)檢測管法;氣體檢測管法
氣體速測管(德國德?tīng)柛窆井a(chǎn)品)
實(shí)驗室監測方法:
監測方法 來(lái)源 類(lèi)別
氣相色譜法 《空氣中有害物質(zhì)的測定方法》(第二版),杭士平主編 空氣
吹掃捕集-氣相色譜法 中國環(huán)境監測總站 水質(zhì)
氣相色譜法 《固體廢棄物試驗與分析評價(jià)手冊》中國環(huán)境監測總站等譯 固體廢棄物
氣相色譜法 《城市和工業(yè)廢水中有機化合物分析》王克歐等譯 廢水
色譜/質(zhì)譜法 美國EPA524.2方法 水質(zhì)
環(huán)境標準
前蘇聯(lián) 車(chē)間空氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度 50 mg/m3
中國(待頒布) 飲用水源中有害物質(zhì)的最高容許濃度 0.02 mg/L
中國(GHZB1-1999) 地表水環(huán)境質(zhì)量標準(I、Ⅱ、Ⅲ類(lèi)水域)0.005 mg/L
前蘇聯(lián)(1975) 水體中有害物質(zhì)最高允許濃度 7.5 mg/L
日本(1993) 環(huán)境標準(mg/L) 地面水:0.002
廢水:0.02
土壤浸出液:0.002
嗅覺(jué)閾濃度 150 pp處置方法
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