二氯甲烷是一种有机物,分子式为CH2Cl2,为无色透明液体,具有类似醚的刺激性气味。微溶于水,溶于乙醇和乙醚,在通常的使用条件下是不可燃低沸点溶剂,其蒸气在高温空气中成为高浓度时,才会生成微弱燃烧的混合气体,常用来代替易燃的石油醚、乙醚等。
2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,二氯甲烷在2A类致癌物清单中。2019年1月23日,二氯甲烷被列入有毒有害大气污染物名录(2018年),2019年7月23日,二氯甲烷被列入有毒有害水污染物名录(第一批)。
中文名 : 二氯甲烷
外文名 : Dichloromethane (Methylene chloride)
别 名 : DCM
化学式 : CH2Cl2
分子量 : 84.93
CAS登录号 : 75-09-2
EINECS登录号 : 200-838-9
熔 点 : -97 ℃
沸 点 : 39.75 ℃ at 760 mm Hg
密 度 : 1.325 g/cm3
外 观 : 无色透明易挥发液体
闪 点 : -14.1 ℃(常温常压下无闪点)
应 用 : 工业原料
安全性描述 : S23;S24/25;S36/37;S45;S16;S7
危险性符号 : R40
危险性描述 : Xn
UN危险货物编号 : 1593
溶解性 : 微溶于水,溶于乙醇、乙醚
折射率 : 1.4244
危险类别码 : Xn,T,F
蒸发热 : 28.82 kJ/mol (25 ℃)
爆炸上限%V/V : 22
爆炸下限%V/V : 14
MDL号 : MFCD00000881
RTECS号 : PA8050000
BRN号 : 1730800
物理性质
理化常数
1.性状:无色透明液体,有芳香气味。
2.熔点(℃):-97
3.沸点(℃):39.8
4.相对密度(水=1):1.33
5.相对蒸气密度(空气=1):2.93
6.饱和蒸气压(kPa):46.5(20℃)
7.燃烧热:106.8kcal/mol(依氧,25℃)
8.临界温度(℃):237
9.临界压力(MPa):6.08
10.辛醇/水分配系数:1.25
11.闪点(℃):-14.1
12.引燃温度(℃):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.相对密度(25℃,4℃):1.3162
18.燃点(oC):662
19.蒸发热(kJ/kg,b.p.):329.52
20.熔化热(kJ/mol):4.187
21.生成热(kJ/mol,25oC,液体):121.54
22.燃烧热(kJ/kg,25oC,液体):558.27
23.比热容(kJ/(kg·K),20oC):0.992
24.电导率(S/m,25oC):
25.蒸气压(kPa,0oC):19.7
26.蒸气压(kPa,10oC):30.6
27.蒸气压(kPa,20oC):46.5
28.蒸气压(kPa,30oC):68.2
29.蒸气压(kPa,35oC):80.00
30.体膨胀系数(10~40oC,液体):0.00137
31.常温折射率(n25):1.4213
32.偏心因子:0.192
33.Lennard-Jones参数(A):9.951
34.Lennard-Jones参数(K):150.5
35.溶度参数0.5:20.378
36.van der Waals面积:
37.van der Waals体积:34.710
38.气相标准声称热(焓):-95.4
39.气相标准熵:270.44
40.气相标准生成自由能:-68.8
41.气相标准热熔:50.88
42.液相标准声称热(焓):-124.26
43.液相标准熵:178.7
44.液相标准生成自由能:-70.42
45.液相标准热熔:100.0
分子结构数据
1、摩尔折射率:16.38
2、摩尔体积(m3/mol):67.8
3、等张比容(90.2K):148.8
4、表面张力(dyne/cm):23.1
5、极化率:6.49
化学性质
基本性质
甲烷分子中两个氢原子被氯取代而生成的化合物。二氯甲烷是无色、透明、比水重、易挥发的液体,有类似醚的气味和甜味,不燃烧,但与高浓度氧混合后形成爆炸的混合物。二氯甲烷微溶于水,与绝大多数常用的有机溶剂互溶,与其他含氯溶剂、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、环己胺、乙酰乙酸乙酯中。含等体积的二氯甲烷和汽油、溶剂石脑油或甲苯的溶剂混合物是不易燃的,然而当二氯甲烷与丙酮或甲醇液体以10:1比例混合时,其混合液具有闪点,蒸气与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限6.2%~15.0%(体积)。二氯甲烷是甲烷氯化物中毒性最小的,其毒性仅为四氯化碳毒性的0.11%。如果二氯甲烷直接溅入眼中,有疼痛感并有腐蚀作用。二氯甲烷的蒸汽有麻醉作用。当发生严重的中毒危险时应立即脱离接触并移至新鲜空气处,一些中毒症状就会得到缓解或消失,不会引起持久性的损害。
毒理学资料
毒性:经口属中等毒性。
急性毒性:LD50:1.25g/kg(大鼠经口);LC50:24929ppm(小鼠,30分钟)。
亚急性和慢性毒性:大鼠吸入4.69g/cm3,8小时/天,75天,无病理改变。暴露时间增加,有轻度肝萎缩、脂肪变性和细胞浸润。
致突变性:微生物致突变:鼠伤寒沙门氏菌5700ppm。DNA抑制:人成纤维细胞5000ppm/小时(连续)。
生殖毒性:大鼠吸入最低中毒浓度(TCL0)1250ppm(7小时,孕6~15天),引起肌肉骨骼发育异常,泌尿生殖系统发育异常。
致癌性:IARC致癌性评论:动物阳性,人类不明确。关于病人是否应把二氯甲烷视为动物和人的致癌物,动物实验数据和人类流行病学数据尚不充分。然而,鉴于时下在对大鼠和小鼠的吸入研究中的发现,且这些数据在任务组会议之后已可加以应用,故应将二氯甲烷视为一种对人类潜在的致癌物。
环境行为
危险特性:遇明火高热可燃。受热分解能发出剧毒的光气。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。
环境影响
1.人为污染源二氯甲烷可由下列方式放入大气中:喷雾器之推进剂、油漆清除剂、金属去油剂。
2.空气流布:二氯甲烷进入大气中会和氢氧自由基反应而发生分解,其半衰期为数个月。
3.生物分解性:二氯甲烷在氧气充足的情况下,和污泥种(Sewage seed)或活化淤泥反应,在6小时到7天之间会完全的生物分解。
4.生物浓缩虽然缺乏实验数据,但是由于二氯甲烷的辛醇与水分配系数低,因此可推断其不会有生物浓缩的现象。
5.自水/土壤挥发性二氯甲烷的亨利定律常数很高,很迅速而稳定的由水中蒸发,其由水中蒸发的半生期为3-5.6小时。 [6]
稳定性
1.毒性很小,且中毒后苏醒较快,故可用作麻醉剂。对皮肤及黏膜有刺激性。年轻成年大鼠经口LD50:1.25mL/kg??掌凶罡呷菪砼ǘ?00×10-6。操作时应戴防毒面具,发现中毒后立即脱离现场,对症治疗。在甲烷的氯化物中最小。蒸气的麻醉性强,大量吸入会引起急性中毒,出现鼻腔疼痛、头痛、呕吐等症状。慢性中毒时会引起眼花、疲倦、食欲不振、造血功能受损、红血球减少。液体二氯甲烷与皮肤接触引起皮炎。大鼠吸入浓度90.5g/m3蒸气90分钟死亡。嗅觉阈浓度522mg/m3,工作场所最高容许浓度为1740mg/m3。
2.稳定性:稳定。
3.禁配物:碱金属、铝。
4.避免接触的条件:光照、潮湿空气。
5.聚合危害:不聚合。
6.分解产物:氯化氢、光气。
热解后产生HCl和痕量的光气,与水长期加热,生成甲醛和HCl。进一步氯化,可得CHCl3和CCl4。无色易挥发液体,可燃烧。二氯甲烷与氢氧化钠在高温下反应部分水解生成甲醛。工业中,二氯甲烷由天然气与氯气反应制得,经过精馏得到纯品,是优良的有机溶剂,常用来代替易燃的石油醚、乙醚等,并可用作牙科局部麻醉剂、制冷剂和灭火剂等。对皮肤和粘膜的刺激性比氯仿稍强,使用高浓度二氯甲烷时应注意。
安定性:在一般温度(常温)下没有湿气时,二氯甲烷比其同类物质(氯仿及四氯化碳)稳定。
危害分解性:长期与水接触会缓慢分解产生氯化氢。
危害之聚合:不会发生。
反应性及不相容性:
1.一般金属:于室温下使其少许的分解。碱土金属,锌与其在低温下不形成格氏试剂类的化合物,但高温下易生成卡宾试剂。
2.当受相当于或少于25克黄色炸药的震荡时,二氯甲烷与四氧化二氮的混合物具有爆炸性。
3.与锂的碎片混合,对震荡很敏感且会爆炸,有时爆炸程度相当剧烈。
4.如果空气中含有高浓度的氧气,或在液态氧中,以及在氧化氮中有钾、钠、钾-钠合金,种种状况下都会形成爆炸性混合物。
5.硝酸:形成爆炸性产物。
6.强氧化剂:可能起爆炸性反应。
7.强酸:可能起爆炸性反应。
9.铝粉:于适当压力,95℃下会产生无法控制的放热反应。
10.胺类:放热反应。
11.会与下列化合物激烈反应:胺类、锂、硝酸、钾化钠。
12.塑胶、橡皮和一些涂料表层会被分解。
用途
二氯甲烷具有溶解能力强和毒性低的优点,大量用于制造安全电影胶片、聚碳酸酯,其余用作涂料溶剂、金属脱脂剂,气烟雾喷射剂、聚氨酯发泡剂、脱模剂、脱漆剂。
二氯甲烷为无色液体,在制药工业中做反应介质,用于制备氨苄青霉素、羟苄青霉素和先锋霉素等;还用作胶片生产中的溶剂、石油脱蜡溶剂、气溶胶推进剂、有机合成萃取剂、聚氨酯等泡沫塑料生产用发泡剂和金属清洗剂等。
二氯甲烷在中国主要用于胶片生产和医药领域。其中用于胶片生产的消费量占总消费量的50%,医药方面占总消费量的20%,清洗剂及化工行业消费量占总消费量的20%,其他方面占10%。二氯甲烷也用在工业制冷系统中用作载冷剂使用,但危害很大,与明火或灼热的物体接触时能产生剧毒的光气。遇潮湿空气能水解生成微量的氯化氢,光照亦能促进水解而对金属的腐蚀性增强。
用于谷物熏蒸和低压冷冻机及空调装置的制冷。在聚醚型尿烷泡沫塑料生产中用作辅助发泡剂,以及用作挤压聚砜型泡沫塑料的发泡剂。
二氯甲烷还是用来制作脱咖啡因咖啡的物质??Х认韧ü糁?,使咖啡因溶解出来并漂浮在表面,然后使用二氯甲烷来去掉咖啡因。
制备
制法:
1.天然气氯化法:天然气与氯气反应,经水吸收氯化氢副产盐酸后,用碱液除去残余微量的氯化氢,再经干燥、压缩、冷凝、蒸馏,得成品,其中氯气100% 4000、天然气(标准状况下)、甲烷含量97% 1000 m3/t、液碱100% 274。
2.氯甲烷氯化法:1)光氯化是将氯甲烷与氯气在4000kW光照下进行反应,反应产物经碱洗、压缩、冷凝、干燥、精馏而得成品;2)热氯化是将氯甲烷与氯气按(2~2.5)∶1(质量)配料,于反应温度为400℃,反应压力为0.2MPa下进行反应。反应产物经水洗、碱洗、压缩、冷凝、干燥、精馏而得成品。
工业一般通过甲烷的氯化来合成。甲烷氯化得到包括四种氯甲烷在内的一堆混合物,不过由于各自沸点拉开的距离比较大,可以方便地通过普通的分馏技术来分离提纯。
注意事项
环境危害
该物质对环境可能有危害,在地下水中有蓄积作用。对水生生物应该特别注意?;褂ψ⒁舛源笃奈廴?。
健康危害
侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
健康危害:该品有麻醉作用,主要损害中枢神经和呼吸系统。人类接触的主要途径是吸入。已经测得,在室内的生产环境中,当使用二氯甲烷作除漆剂时,有高浓度的二氯甲烷存在。一般人群通过周围空气、饮用水和食品的接触,剂量要低得多。据估计,在二氯甲烷的世界产量中,大约80%被释放到大气中去,但是由于该化合物光解的速率很快,使之不可能在大气中蓄积。其初始降解产物为光气和一氧化碳,进而再转变成二氧化碳和盐酸。当二氯甲烷存在于地表水中时,其大部分将蒸发。有氧存在时,则易于生物降解,因而生物蓄积似乎不大可能。但对其在土壤中的行为尚须测定。
健康危害效应:
急性:
1.鼻子及喉咙的轻微刺激。
2.于500~1000ppm 1~2小时可能会导致中枢神经系统的轻度抑制,如:头晕、头昏眼花、恶心、手脚麻木、疲劳,无法集中精神及协调性减低。
3.非常高浓度暴露可能导致丧失意识及死亡。
皮肤:
1.液体会刺激皮肤。
2.如流入手套内、鞋内或紧的衣内可能会严重刺激。
眼睛:
1.液体及高浓度蒸气可能造成刺激。
2.液体可能导致角膜的短暂刺激。
食入:
1.于动物实验中,二氯甲烷会被迅速吸收入体内造成中度毒性,症状如吸入。
慢性:
1.吸入:于非常高浓度会造成肝及肾的损伤。亦有报告指出一再暴露于500~3600ppm会造成脑损伤。
⒉致癌性:三研究指出长期暴露的工人并无癌症增多的迹象,但IARC将其列为疑似致癌物。
环境标准
中华人民共和国国家职业卫生标准GBZ2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值化学有害因素
二氯甲烷的时间加权平均容许浓度PC-TWA 200mg/m3。
监测方法
便携式气相色谱法;水质检测管法;气体检测管法
气体速测管(德国德尔格公司产品)
实验室监测方法:
监测方法 来源 类别
气相色谱法 《空气中有害物质的测定方法》(第二版),杭士平主编 空气
吹扫捕集-气相色谱法 中国环境监测总站 水质
气相色谱法 《固体废弃物试验与分析评价手册》中国环境监测总站等译 固体废弃物
气相色谱法 《城市和工业废水中有机化合物分析》王克欧等译 废水
色谱/质谱法 美国EPA524.2方法 水质
环境标准
中国(待颁布) 饮用水源中有害物质的最高容许浓度 0.02 mg/L
中国(GHZB1-1999) 地表水环境质量标准(I、Ⅱ、Ⅲ类水域)0.005 mg/L
前苏联(1975) 水体中有害物质最高允许浓度 7.5 mg/L
日本(1993) 环境标准(mg/L) 地面水:0.002
废水:0.02
土壤浸出液:0.002
嗅觉阈浓度 150 pp处置方法
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