Kloorimetaani

Kloorimetaani
Kloorimetaani.svg   Kloorimetaani-3D-vdW.png
Kloorimetaanin rakenne
Henkilöllisyystodistus
IUPAC-nimi kloorimetaani
Synonyymit

Metyylikloridi
Freon 40
R40

N o CAS 74-87-3
N o ECHA 100 000 744
N O EY 200-817-4
PubChem 6327
ChEBI 36014
Hymyilee CCI
pubchem , 3D-näkymä
InChI InChI: 3D-näkymä
InChI = 1 / CH3Cl / c1-2 / h1H3
Ulkomuoto väritön kaasu, jolla on makea haju
Kemialliset ominaisuudet
Raaka kaava C H- 3 : lla   [Isomeerit]
Moolimassa 50,488 ± 0,003  g / mol
C 23,79%, H 5,99%, Cl 70,22%,
Fyysiset ominaisuudet
T ° fuusio -97,6  ° C
T ° kiehuu -24,2  ° C
Liukoisuus 5  g · l -1 ( vesi , 25  ° C )
Tilavuusmassa 2,3065  g · l -1 (° C , 1013  mbar )

yhtälö:
Nesteen tiheys kmol · m -3 ja lämpötila Kelvinissä, 175,43 - 416,25 K.
Lasketut arvot:
0,91307 g · cm -3 25 ° C: ssa.

T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 )
175,43 −97,72 22.347 1.12826
191,48 −81,67 21.85157 1.10324
199,51 −73,64 21.59877 1.09048
207,54 −65,61 21.3422 1,07753
215,57 −57.58 21.08165 1,06437
223,59 −49,56 20,81683 1.051
231,62 −41.53 20.54745 1,0374
239,65 −33,5 20.27321 1,02355
247,68 −25,47 19.99372 1.00944
255,7 −17.45 19.70857 0,99505
263,73 −9.42 19.41731 0,98034
271,76 −1,39 19.1194 0,9653
279,79 6.64 18,81423 0,94989
287,81 14.66 18.5011 0,93408
295,84 22.69 18.17919 0,91783
T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 )
303,87 30,72 17,84752 0,90109
311,89 38,74 17.50495 0,88379
319,92 46,77 17.15007 0,86587
327,95 54.8 16.78119 0,84725
335,98 62,83 16.39618 0,82781
344 70,85 15.99234 0,80742
352,03 78,88 15.56613 0,7859
360,06 86,91 15.11283 0,76302
368,09 94,94 14,62583 0,73843
376.11 102,96 14,09542 0,71165
384,14 110,99 13.50636 0,68191
392,17 119.02 12,83225 0,64787
400,2 127.05 12.0195 0,60684
408,22 135.07 10,92107 0,55138
416,25 143.1 7.022 0,35453

Kaavio P = f (T)

Itsesyttymislämpötila lämpötilan 632  ° C
Räjähdysrajat ilmassa 7,6 - 19  tilavuusprosenttia
Kyllästävä höyrynpaine 4,896  bar ajan 20  ° C: ssa
6,6  baarin ajan 30  ° C: ssa
10,9  bar ajan 50  ° C: ssa

yhtälö:
Paine pascaleissa ja lämpötila kelvineinä, 175,43 - 416,25 K.
Lasketut arvot:
573 927,27 Pa 25 ° C: ssa.

T (K) T (° C) P (Pa)
175,43 −97,72 870,91
191,48 −81,67 3,530,86
199,51 −73,64 6,456,95
207,54 −65,61 11,193,54
215,57 −57.58 18,515,28
223,59 −49,56 29,384.98
231,62 −41.53 44 959,22
239,65 −33,5 66,587,05
247,68 −25,47 95,803,04
255,7 −17.45 134 315,99
263,73 −9.42 183995,03
271,76 −1,39 246 854,89
279,79 6.64 325 041,79
287,81 14.66 420,821,49
295,84 22.69 536 570,42
T (K) T (° C) P (Pa)
303,87 30,72 674 770,65
311,89 38,74 838 009,41
319,92 46,77 1 028 983,11
327,95 54.8 1 250 506,25
335,98 62,83 1 505 525,09
344 70,85 1 797 135,96
352,03 78,88 2 128 608,12
360,06 86,91 2 503 411,16
368,09 94,94 2 925 246,72
376.11 102,96 3 398 084,61
384,14 110,99 3 926 203,41
392,17 119.02 4,514,235,69
400,2 127.05 5,167,218,1
408,22 135.07 5890646,7
416,25 143.1 6 690 500
P = f (T)
Kriittinen piste 143  ° C , 66,7  bar , 0,353  kg · l -1
Kolmoispiste -97,71  ° C , 0,00876  bar
Lämpökemia
S 0- kaasu, 1 bar 234,36  J · K -1 · mol -1
S 0 neste, 1 bar 140,08  J · K -1 · mol -1
A f H 0 -kaasu -83,68  kJ · mol -1
Δ f H 0 neste -102,4  kJ · mol -1
A fus H ° 6,431  kJ · mol -1 - 175,44  K
Δ vap H ° 20,5  kJ · mol -1
C s 81,2  J · K -1 · mol -1 kohteeseen 298  K

yhtälö:
Nesteen lämpökapasiteetti J kmol -1 K -1: ssä ja lämpötila Kelvinissä, 175,43 - 373,15 K.
Lasketut arvot:
81,154 J mol -1 K -1 25 ° C: ssa.

T
(K)
T
(° C)
C s
C s
175,43 −97,72 74,600 1,478
188 −85.15 74,306 1,472
195 −78.15 74,231 1,470
201 −72.15 74,218 1,470
208 −65.15 74,263 1,471
214 −59.15 74,355 1,473
221 −52.15 74,525 1,476
228 −45.15 74 764 1,481
234 −39.15 75,024 1,486
241 −32.15 75,392 1493
247 −26.15 75 764 1,501
254 −19.15 76,265 1,511
261 −12.15 76 840 1,522
267 −6.15 77,391 1,533
274 0,85 78 104 1,547
T
(K)
T
(° C)
C s
C s
280 6.85 78,776 1,560
287 13.85 79,631 1,577
294 20.85 80,564 1,596
300 26.85 81,426 1613
307 33,85 82,507 1,634
313 39,85 83,497 1,654
320 46,85 84,728 1,678
327 53,85 86,041 1,704
333 59,85 87 234 1,728
340 66,85 88,703 1,757
346 72,85 90 031 1783
353 79,85 91 660 1,815
359 85,85 93,126 1,845
366 92,85 94 919 1,880
373,15 100 96 840 1,918

P = f (T)

yhtälö:
Kaasun lämpökapasiteetti J • mol -1 • K -1: ssä ja lämpötila Kelvinissä, 150–1 500 K.
Lasketut arvot:
41,686 J · mol -1 · K -1 25 ° C: ssa.

T
(K)
T
(° C)
C s
C s
150 −123.15 33,261 659
240 −33.15 38 178 756
285 11.85 40 876 810
330 56,85 43 678 865
375 101,85 46,546 922
420 146,85 49,443 979
465 191,85 52,339 1,037
510 236,85 55,205 1,093
555 281,85 58,014 1,149
600 326,85 60 743 1,203
645 371,85 63,375 1,255
690 416,85 65,891 1,305
735 461,85 68,279 1,352
780 506,85 70,528 1,397
825 551,85 72 631 1,439
T
(K)
T
(° C)
C s
C s
870 596,85 74,585 1,477
915 641,85 76,388 1,513
960 686,85 78,042 1,546
1,005 731,85 79,554 1,576
1,050 776,85 80 931 1,603
1,095 821,85 82 185 1,628
1140 866,85 83 331 1,651
1,185 911,85 84,386 1,671
1,230 956,85 85 372 1,691
1275 1 001,85 86 313 1,710
1320 1046,85 87 234 1,728
1,365 1091,85 88 168 1,746
1,410 1136,85 89 147 1,766
1,455 1,181,85 90 208 1787
1500 1 226,85 91,390 1,810
PCI -764,0  kJ · mol -1 (kaasu)
Sähköiset ominaisuudet
1 re ionisaatioenergia 11,22  ± 0,01  eV (kaasu)
Varotoimenpiteet
SGH
SGH02: SyttyvääSGH04: Paineen alaiset kaasutSGH08: Herkistävä aine, mutageeni, karsinogeeni, lisääntymiselle vaarallinen
Vaara H220, H351, H373, H220  : Erittäin helposti syttyvä kaasu
H351  : Epäillään aiheuttavan syöpää (ilmoitetaan altistumisreitti, jos on vakuuttavasti osoitettu, että mikään muu altistumisreitti ei aiheuta samaa vaaraa)
H373  : Saattaa vahingoittaa elimiä (ilmoita kaikki elimet, joihin se vaikuttaa, jos tiedossa) toistuvan toistamisen jälkeen altistuminen tai pitkäaikainen altistuminen (ilmoitetaan altistumisreitti, jos on lopullisesti osoitettu, ettei mikään muu altistumisreitti aiheuta samaa vaaraa)
NFPA 704

NFPA 704 -symboli

4 2 0
Kuljetus
23
   1063   
Kemler-koodi:
23  : syttyvä kaasu
YK-numero  :
1063  : METYYLIKLORIDI; tai KYLMÄKAASU R 40
Luokka:
2.1
Tarra: 2.1  : Syttyvät kaasut (vastaa isolla F: llä nimettyjä ryhmiä); Pakkaus: -
ADR 2.1 -kuvake


IARC- luokitus
Ryhmä 3: Ei voida luokitella sen karsinogeenisuuden suhteen ihmisille
Ekotoksikologia
DL 50 1,8  g · kg -1 (rotta, suun kautta )
LogP 0,91
Hajukynnys matala: 10  ppm
SI- ja STP- yksiköt, ellei toisin mainita.

Metyylikloridi , joka tunnetaan myös metyylikloridi , Freon 40 tai R40 , on kemiallinen yhdiste on kaava CH 3 : lla. Se on kylmäaine, jota käytetään myös reagenssina monissa synteeseissä.

Biogeneesi ja läsnäolo luonnossa

Halogeenialkaanit ( laji sidoksen sisältävä hiili - halogeeni ) on valmistettu - luultavasti kautta eri biologisten prosessien - tiettyjen sienten, eläimiä ja kasveja. CH 3 : lla molekyylin Siksi on ehdotettu mahdolliseksi elämän merkiksi, mikäli se havaitaan kivisten eksoplaneettojen ilmakehissä.

Murto- kasvi Batis maritima tuottaa entsyymiä, metyylikloridi transferaasia , joka katalysoi synteesiä CH 3 : lla S-adenosiini-L-metioniini ja kloori. Tämä proteiini puhdistettiin, sitten otettiin käyttöön ja ilmaistaan geenitekniikan bakteerissa E. coli . Se näyttää myös olevan aktiivinen mikro-sienten , kuten Phellinus pomaceus , punalevästä (esim Endocladia muricata ) tai kasvilajin tulla paikallisesti invasiivisia , Mesembryanthemum crystallinum , kaikki tiedetään myös tuottaa CH 3 : lla., Kuten kohti tehdaskohtaisten Arabidopsis thaliana -laboratorion malli .

Läsnäolo maailmankaikkeudessa

Vuonna 2017 CH 3 Cl -molekyylion havaittu aurinkokunnassa ja sen ulkopuolella . Ensimmäinen jonka interferometrin ALMA ympärillä prototähtivaihetta on aurinko tyyppiä IRAS16293-2422 alueella, jossa planeetat voisi muodostaa. Sitten ROSINA- spektrometrillä ( Rosetta-koettimen aluksella ) komeetassa 67P / Tchourioumov-Guérassimenko .

Löytö CH 3 : llaelämän (tunnettua) alkuperää edeltävissä paikoissa osoittaa, että muita lopullisempia biomarkkereita on käytettävä päättelemään elämän olemassaolo muilla planeetoilla. Toisaalta organohalogeenit voisivat muodostaa osan ymmärrystä elämän alkuperään liittyvästä kemiasta.

Fysikaalis-kemialliset ominaisuudet

Kloorimetaania hydrolysoidaan mukaan veden korkeassa lämpötilassa, jolloin muodostuu metanolia CH 3 OHja kloorivety- HCl:

CH 3 : lla+ H 2 OCH 3 OH+ HCl .

Emäksiset yhdisteet katalysoivat tämän reaktion. Vastavuoroista reaktio tekee mahdolliseksi syntetisoida CH 3 : llakuplittamalla kloorivetyä metanolissa mahdollisen läsnäolon sinkkikloridin ZnCI 2kuten katalyytti , tai saattamalla metanolia ja kloorivetyä 350  ° C: ssa , jossa on alumiinioksidin Al 2 O 3 :

CH 3 OH+ HCI: → CH 3 : lla+ H 2 O.

Alemmissa lämpötiloissa metyylikloridi muodostaa hydraatin veden kanssa, mikä on ongelma jäähdytysjärjestelmissä.

käyttää

Kloorimetaania käytetään valmistettaessa dimetyylidikloorisilaanin Si (CH 3 ) 2 : lla 2kautta Muller-Rochow synteesi  :

2CH 3 : lla+ SiSi (CH 3 ) 2 : lla 2.

Se on tärkeä synteettinen reitti silikonien valmistuksessa .

Sitä käytetään myös reagenssina Wurtz-Fittig- tai Friedel-Crafts-reaktioissa, joita käytetään alkyylibentseenien tuottamiseen. Se on tärkeä reagenssi metyloinnissa, erityisesti amiinit kvaternaaristen metyyliamiinien tai hydroksyyliryhmien muodostamiseksi eettereiden muodostamiseksi .

Tuotanto ja synteesi

Tämä kaasu on tuotettu klooraamalla ja metaanin kanssa kloorin kaasun 400  kohteeseen  500  ° C: seen . Kloorausmekanismi on radikaali ketjureaktio radikaalien kautta, joka johtuu kloorin dissosiaatiosta. Tämä dissosiaatio voidaan saada aikaan termisesti, fotokemiallisesti tai katalyytteillä. Lämpöreitti on edullinen ja se johtaa sarjaan peräkkäisiä korvauksia:

CH 4 + : lla 2 → CH 3 : lla + HCI: CH 3 : lla + Cl 2CH 2 Cl 2 + HCI: CH 2 Cl 2 + Cl 2CHCI 3 + HCI: CHCI 3 + CI 2CCI 4 + HCI:

Tämän reaktiosarjan tulos on klorometaanin, dikloorimetaanin , kloroformin ja hiilitetrakloridin seos . Nämä yhdisteet erotetaan sitten tislaamalla . Reaktorissa käytetään ylimäärää metaania ja kierrätystä käytetään inertin kaasun läsnä ollessa välttääkseen työskentelyn kentällä, jossa metaani-klooriseos on räjähtävä.

Toinen synteettinen reitti on hydrokloorauksella on metanoli kloorivedyllä. Tämä reaktio on tällä hetkellä edullinen, koska se kuluttaa kloorivetyä, jota on vaikea hävittää sivutuotteena sen sijaan, että se tuottaisi kuten klooraus. Lisäksi synteesi johtaa yksinomaan kloorimetaanin tuotantoon ja välttää monikloorattujen yhdisteiden tuotantoa.

Huomautuksia ja viitteitä

  1. laskettu molekyylimassa välillä Atomic painot Elements 2007  " on www.chem.qmul.ac.uk .
  2. METYYLIKLORIDI , kemikaaliturvallisuusohjelman käyttöturvallisuustiedote (t) , kuultu 9. toukokuuta 2009
  3. Merkintä "metyylikloridi" IFA: n (saksalainen työturvallisuudesta ja -terveydestä vastaavan elimen) kemikaalitietokantaan GESTIS ( saksa , englanti ), käytetty 2. helmikuuta 2010 (vaaditaan JavaScriptiä)
  4. (en) Robert H. Perry ja Donald W. Green , Perry's Chemical Engineers 'Handbook , USA, McGraw-Hill,1997, 7 th  ed. , 2400  Sivumäärä ( ISBN  0-07-049841-5 ) , s.  2-50
  5. (en) "metyylikloridi" , NIST / WebBook , kuultu
  6. (in) Carl L. leuat, Handbook of termodynaamiset kaaviot , Voi.  1, 2 ja 3, Huston, Texas, Gulf Pub. Co,1996( ISBN  0-88415-857-8 , 0-88415-858-6 ja 0-88415-859-4 )
  7. (in) David R. Lide, Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC,2008, 89 th  ed. , 2736  Sivumäärä ( ISBN  978-1-4200-6679-1 ) , s.  10-205
  8. IARC-työryhmä ihmisille karsinogeenisten riskien arvioimiseksi , "  Global Carcinogenicity Assessments for Humans, Group 3: Unclassifiable as their carcinogenicity for Humans  " , http://monographs.iarc.fr , IARC,16. tammikuuta 2009(katsottu 22. elokuuta 2009 )
  9. Indeksinumero 602-001-00-7 EY-asetuksen N: o 1272/2008 liitteen VI taulukossa 3.1 (16. joulukuuta 2008)
  10. (in) "  metyyli kloridi  " on ChemIDplus , pääsee
  11. "  Methyl chloride  " osoitteessa hazmap.nlm.nih.gov (käytetty 14. marraskuuta 2009 )
  12. "Chloromethane" , ESIS: ssä , käyty 2. helmikuuta 2010
  13. Ni X, Hager LP ”  cDNA: n kloonaus Batis maritima metyyli kloridi-transferaasi ja puhdistaminen Entsyymi  ”, Proc Natl Acad Sei USA , voi.  95, n °  22,1998, s.  12866–71 ( PMID  9789006 , PMCID  23635 , DOI  10.1073 / pnas.95.22.12866 )
  14. Ni X, Hager LP, "  Batis maritima -metyylikloriditransferaasin ilmentyminen Escherichia colissa  ", Proc Natl Acad Sci USA , voi.  96, n °  7,1999, s.  3611-5 ( PMID  10097085 , PMCID  22342 , DOI  10,1073 / pnas.96.7.3611 )
  15. Nagatoshi Y, Nakamura T (2007) "Kolmen halogenidimetyylitransferaasin karakterisointi Arabidopsis thalianassa" . Kasvi Biotechnol. 24: 503–506. doi: 10.5511 / plantbiotechnology.24.503.
  16. "  Freon-40: n ensimmäinen havaitseminen tähtienvälisessä väliaineessa ALMA: n ja Rosettan kanssa  " , CNRS: llä ,2. lokakuuta 2017(käytetty 11. lokakuuta 2017 ) .
  17. (en) Edith C. Fayolle, Karin I. Öberg, K. Jes Jørgensen, Kathrin Altwegg, Hannah Calcutt et ai. , "  Orgaanisten halogeenien protostellarit ja komeetatunnistukset  " , Nature Astronomy , voi.  1,2017, s.  703-708 ( DOI  10.1038 / s41550-017-0237-7 ).
  18. (en) Manfred Rossberg, Wilhelm Lendle, Gerhard Pfleiderer, Adolf Tögel, Eberhard-Ludwig Dreher, Ernst Langer, Heinz Rassaerts, Peter Kleinschmidt, Heinz Strack, Richard Cook, Uwe Beck, Karl-August Lipper, Theodore R. Torkelson, Eckhard Löser, Klaus K. Beutel, Trevor Mann, klooratut hiilivedyt , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co., et ai.  "Ullmannin teollisen kemian tietosanakirja",15. heinäkuuta 2006( DOI  10.1002 / 14356007.a06_233.pub2 )