1,2-dikloroetaan

Allikas: Vikipeedia
1,2-dikloroetaan
1,2-dichloroethane.svg
Üldised omadused
Keemiline valem C2H4Cl2
Välimus värvitu
Füüsikalised omadused
Sulamistemperatuur 237,65 K (-35,5 °C)
Keemistemperatuur 356,65 K (83,5 °C)
Tihedus 1,23 g/cm3 kg/m³
Lahustuvus 8,69x103 mg•L-1
Kasutatakse SI-süsteemi ühikuid. Kui pole teisiti öeldud, eeldatakse normaaltingimusi.

1,2-dikloroetaan (DCE), kutsutakse ka etüleen dikloriid (EDC), on lenduv, selge, tööstulikult valmistatud vedelik, mida ei leidu looduslikult. Sellel on meeldiv lõhn, magus maitse ja see põleb suitsuse leegiga. 1,2-dikloroetaan on vees ja mitmetes orgaanilistes lahustites nagu alkohol, kloroform ja eeter kergesti lahustuv. 1,2-dikloroetaan on üks kõige laialdasemalt toodetud kemikaale maailmas. Selle domineerimine tööstuses tuleneb vinüülkloriidi tootmisest. Varem kasutati 1,2-dikloroetaani laialdaselt lakkide ja viimistluse eemaldamisel, seepides ja pesuvahendites, ekstraktsiooniks ja puhastamiseks orgaanilises sünteesis, metallidelt õlide eemaldamisel, maagi puhastamisel, värvides, lakkides, liimides.

Ajalugu[muuda | redigeeri lähteteksti]

1794. aastal olid füüsik Jan Rudolph Deiman, kaupmees Adiraan Paets van Troostwijk, keemik Anthoni Lauwerenburg ja botaanik Nicolaas Bondt Hollandi keemikute seltsi (Hollandi keeles: Gezelschap der Hollandsche Scheikundigen) nime all esimesed, kes valmistasid etüleenist ja kloorist 1,2-dikloroetaani. Kuigi see selts ei praktiseerinud süvateaduslikku uurimist, oli nende publikatsioon siiski kõrgelt hinnatud. Ühe tunnustusena hakati 1,2-dikloroetaani kutsuma ka Hollandi õliks (inglk: Dutch oil).

Keemilised omadused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Puhas 1,2-dikloroetaan on piisavalt püsiv isegi kõrgetel temperatuuridel ja raua juuresolekul. Lagumine algab, kui temperatuur ületab 340 ◦C, saades vinüülkloriidi, vesinikkloriidi ning jälgedena ka atsetüleeni. Lagunemine on kiirendatud halogeenide ja rohkemate asendustega klooritud süsivesinikega. Niiskuse ja ultraviolettkiirguse (UV-kiirgus) mõjul pika-ajalist lagunemist töötemperatuuril saab stabiliseerida näiteks amiinderivaatide juuresolekuga. Hapniku juuresolekuta põlemine ning pürolüütilised ja foto-oksüdatiivsed protsessid muundavad 1,2-dikloroetaani vesinikkloriidiks (HCl), süsinikmonooksiidiks (CO) ja fosgeeniks (COCl₂). 1,2-dikloroetaani (DCE) mõlemad kloori aatomid saavad osa võtta nukleofiilsest asendusreaktsioonist, mis rajab võimalusi mitmetalituslike koostisosade, näiteks glükooli (hüdrolüüsil või leelisega reageerides), merevaikhappe dinitriili (tsüaniidiga reageerides) või etüleenglükooldiatsetaadi (reaktsioonil naatriumatsetaadiga) tekkeks. Reaktsioon ammooniumiga etüleendiamiini moodustumiseks ja 1,2-dikloroetaani kasutamine polüsulfiidide tootmisel on tööstuliku tähtsusega. Raud ja tsink ei korrodeeru kui kasutada 1,2-dikloroetaani. See-eest alumiiniumi puhul on näha tugevat lahustumist. Veesisalduse suurenemine toob kaasa ka suurema korrosiooni raua ja tsingi puhul, seevastu alumiinium korrodeerub vähem. [1]

Tootmine[muuda | redigeeri lähteteksti]

1,2-dikloroetaani toodetakse tööstuslikult etüleeni kloorimise kaudu. Seda kloorimist saab läbi viia kas kasutades klooriva liikmena kloori (otsene kloorimine) või kasutades vesinikkloriidi (oksükloorimine). Praktikas kasutatakse mõlemat protsessi koos ja paralleelselt, sest enamus 1,2-dikloroetaani tehastest on ühendatud vinüülkloriidi üksustega (VCM) ja oksükloorimise protsessi kasutatakse vinüülkloriidi tootmisel eralduva vesinikkloriidi tasakaalustamiseks. Etaani kasutamine lähtainena on veel eksperimentaalses staadiumis mitmete patendinõudmiste tõttu. Viimane võimaldaks pakkuda majanduslikke eeliseid, kui probleemid katalüüsi selektiivsuse, reaktsiooni pöörduvuse ja pikaajalise tootlikkusega on seljatatud. [2]

Otsene kloorimine:

H2C=CH2 + Cl2 → ClCH2-CH2Cl

Oksükloorimine:

2 H2C=CH2 + 4 HCl + O2 → 2 ClCH2-CH2Cl + 2 H2O

Kasutamine[muuda | redigeeri lähteteksti]

Hetkel on 1,2-dikloroetaani põhiline kasutusala vinüülkloriidi tootmine. Vinüülkloriid on paljude plastikute ja polüvinüülkloriid (PVC) torude ning teiste tähtsate konstruktsiooni-, pakkematejalide, polsterduse, seinakatete, autoosade jne valmistamise lähtaine. 1,2-dikloroetaani kasutatakse ka lahustina, ja ekstraktsiooniks ja puhastamiseks orgaanilises sünteesis. Samuti lisatakse seda pliibensiinidele, et eraldade pliid, kuigi see on kaotamas oma tähtsut, sest pliibensiinide kasutamine on tunduvalt vähenenud. Minevikus leidus seda väikestes kogustes ka toodetes, mida tööstuses kasutati riiete puhastamisel ja metallidelt määrete, õlide eemaldamiseks,maagi puhastamisel ja õli, rasva, vaha, vaigu ja kummi lõhkumiseks. Kodumajapidamises oli 1,2-dikloroetaan mitmete puhastusvahendite, pestitsiidide, liimide ja värvieemaldajate koostises. Kuigi 1,2-dikloroetaani toodetakse ka tänapäeval suurtes kogustes, läheb sellest siiski enamus teiste kemikaalide tootmiseks. [3]


DCE solvendina happelisuse mõõtmisel[muuda | redigeeri lähteteksti]

1,2-dikloroetaani kasutatakse lahustina Bronsted-Lowry hapete ja aluste happelisuste mõõtmisel. DCE-l on madal dielektriline läbitavus ja nõrk katioone solvateeriv võime, anioone lahustab paremini. Kuna DCE peaaegu ei autoprotolüüsu, ei ole ka selle kasutamisel piire uuritavate hapete ja aluste tugevustele. Samas DCE ei ole piisavalt polaarne, et võimaldaks uurida vabu lahustunud ioone. Seetõttu tuleb arvestada, et ioonpaardumine on valdav. Kuna DCE on vägagi nõrkade aluselisuste omadustega, on see saanud kasutust ülitugevate hapete, nii neutraalsete kui katioonsete, happelisuste määramisel. [4]

Mõju keskkonnale[muuda | redigeeri lähteteksti]

1,2-dikloroetaan on laialtlevinud saasteaine, mida lastakse looduslikku keskkonda selle tootmise ja kasutuse käigus. Sellest suur enamus lendub kontrollimatult atmosfääri. Aurufaasis 1,2-dikloroetaan on fotokeemiliselt nõrga reaktsioonivõimega, mille hinnanguline reaktsiooni poolaeg on 73 päeva. Kui 1,2-dikloroetaan on pääsenud pinnasesse, ei jää see tugevalt sinna kinni, ei adsorbeeru pinnases ja võib lekkida põhjavette. Lenduvust peetakse 1,2-dikloroetaani puhul tähtsaks keskkonda päästvaks omaduseks. Biolagundamine toimub nii pinnases kui vees aeglaselt (hüdrolüüs ja fotolüüs on aeglased), seega DCE biokontsentratsioon veepõhistes organismides on madal. [5]

Mõju tervisele[muuda | redigeeri lähteteksti]

Lühi-ja pikaajalised tervisemõjud võivad olla põhjustatud DCE sissehingamisest, manustamisest või nahakontaktist DCE-ga. Imetajatel põhjustab DCE põhiliselt mürgistust maksas, neerudes, närvisüsteemis, südame- ja veresoonkonnas ning immuunsüsteemis. Inimeste mürgistuse kohta on andmeid piiratult, millest enamus on saadud surmajuhtumitest, kus inimesel oli vahetu ja tugev kokkupuude suures koguses DCE-ga kas sissehingamisel või suulisel manustamisel. Nendel juhtudel olid kokkupuutejärgsed sümptomid ja märgid kesknärvisüsteemi depressioon, iiveldus ja oksendamine, sarvkesta läbipaistmatus, bronhiit, respiratoorne distress, südamelihase kahjustused, hemorraagiline gastriit ja koliit, vere hüübimise aja vähenemine, maksarakkude kahjustus, neerude nekroos ja histopatoloogilised muutused ajukoes. Surma põhjuseks märgiti enamikel juhtudel südame rütmihäire. Loomsetel katsetel on leitud sarnased tulemused, lisaks veel [[immunoliigia|immunoloogilised, genotoksilised ja kantserogeensed mõjud, mida inimeste puhul pole täheldatud. Seega loomkatsetest kogutud info põhjal on vähe tõenäoline, et DCE põhjustab paljunemise või arengu mürgistust doosidel, mis on väiksemad kui emasloomale mürgised.[6]

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. 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 "Chlorinated Hydrocarbons" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2006, Wiley-VCH, Weinheim. http://dx.doi.org/10.1002/14356007.a06_233.pub2
  2. 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 "Chlorinated Hydrocarbons" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2006, Wiley-VCH, Weinheim. http://dx.doi.org/10.1002/14356007.a06_233.pub2
  3. 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 "Chlorinated Hydrocarbons" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2006, Wiley-VCH, Weinheim. http://dx.doi.org/10.1002/14356007.a06_233.pub2
  4. Reichardt, C. "Solvents and Solvent Effects in Organic Chemistry, Third Editon". Wiley-VCH, 2003. ISBN 3-527-30618-8.
  5. Klečka, G.M., Carpenter, C.L. Gonsior, S.J. "Biological transformations of 1,2-dichloroethane in subsurface soils and groundwater". Environmental Chemistry Research Laboratory, Health and Environmental Research Laboratories, Dow Chemical, 1803 Building, Midland, MI 48674, USA, 1998, http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169772298000965
  6. Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). "Toxicological Profile for 1,2-Dichloroethane". Public Health Service, U.S. Department of Health and Human Services, Atlanta, GA. 1992.