Vinylchlorid

Vinylchlorid
Identifikace
Synonyma	chlorethen chlorethylen
N O CAS	75-01-4
Ne o ECHA	100 000 756
Ne o EC	200-831-0
Vzhled	Bezbarvý, zkapalněný stlačený plyn s charakteristickým zápachem.
Chemické vlastnosti
Hrubý vzorec	C 2 H 3 Cl   [izomery] C H 2 = CH Cl
Molární hmotnost	62,498 ± 0,004  g / mol C 38,44%, H 4,84%, Cl 56,73%,
Fyzikální vlastnosti
T. fúze	-154  ° C
T ° vroucí	-13  ° C
Rozpustnost	1100  mg · l -1 až 25  ° C
Objemová hmotnost	kapalina 0,9  g · cm -3 a pára do 15  ° C : 8  g · l -1 rovnice: ρ=1,5115/0,2707(1+(1-T/432)0,2716){\ displaystyle \ rho = 1,5115 / 0,2707 ^ {(1+ (1-T / 432) ^ {0,2716})}}} Hustota kapaliny v kmol · m -3 a teplota v Kelvinech, od 119,36 do 432 K. Vypočtené hodnoty: 0,90286 g · cm -3 při 25 ° C T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 119,36 -153,79 18 481 1,15504 140.2 -132,95 18.07444 1,12963 150,62 -122,53 17,86696 1,11667 161,05 -112,1 17,65629 1.1035 171,47 -101,68 17,44222 1,09012 181,89 -91,26 17,22453 1,07652 192,31 -80,84 17,00297 1,06267 202,73 -70,42 16,77727 1,04856 213,15 -60 16,54712 1,03418 223,57 -49,58 16,31216 1,01949 233,99 -39,16 16.07201 1,00448 244,42 -28,73 15,82621 0,98912 254,84 -18,31 15,57425 0,97338 265,26 -7,89 15,31553 0,95721 275,68 2.53 15,04935 0,94057 T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 286,1 12,95 14,78488 0,92342 296,52 23,37 14,49116 0,90568 306,94 33,79 14.19698 0,8873 317,37 44,22 13,89091 0,86817 327,79 54,64 13,57113 0,84818 338,21 65.06 13,23535 0,8272 348,63 75,48 12,88057 0,80502 359,05 85,9 12,50274 0,78141 369,47 96,32 12.09625 0,756 379,89 106,74 11,65281 0,72829 390,31 117,16 11,15942 0,69745 400,74 127,59 10,5935 0,66208 411,16 138,01 9,90918 0,61931 421,58 148,43 8,98027 0,56126 432 158,85 5,584 0,34899
Teplota samovznícení	472  ° C
Bod vzplanutí	-78  ° C (uzavřený kelímek)
Meze výbušnosti ve vzduchu	3,6 - 33  % obj
Tlak nasycených par	rovnice: Pprotis=EXp(91 432+-5141,7T+(-10 981)×lne(T)+(1,4318E-5)×T2){\ displaystyle P_ {vs} = exp (91,432 + {\ frac {-5141,7} {T}} + (- 10,981) \ krát ln (T) + (1,4318E-5) \ krát T ^ {2})} Tlak v pascalech a teplota v Kelvinech od 119,36 do 432 K. Vypočtené hodnoty: 397 965,34 Pa při 25 ° C. T (K) T (° C) P (Pa) 119,36 -153,79 0,019 140.2 -132,95 2.14 150,62 -122,53 12,85 161,05 -112,1 58,81 171,47 -101,68 216.12 181,89 -91,26 664,31 192,31 -80,84 1762,83 202,73 -70,42 4 140,24 213,15 -60 8 778,98 223,57 -49,58 17,077,44 233,99 -39,16 30 876,54 244,42 -28,73 52,447.1 254,84 -18,31 84 443,04 265,26 -7,89 129 832,16 275,68 2.53 191 818,57 T (K) T (° C) P (Pa) 286,1 12,95 273 770,28 296,52 23,37 379 162,58 306,94 33,79 511 544,04 317,37 44,22 674,528,35 327,79 54,64 871 812,47 338,21 65.06 1,107,219.39 348,63 75,48 1,384,763.2 359,05 85,9 1 708 733,79 369,47 96,32 2,083,799.04 379,89 106,74 2,515,123.05 390,31 117,16 3 008 500,28 400,74 127,59 3570506,1 411,16 138,01 4 208 665,83 421,58 148,43 4,931,645.27 432 158,85 5 749 500
Kritický bod	51,5  bar , 151,85  ° C
Termochemie
Δ f H 0 plyn	-28,45 kJ / mol
C str	rovnice: VSP=(-1,0320E4)+(322,80)×T{\ displaystyle C_ {P} = (- 1,0320E4) + (322,80) \ krát T} Tepelná kapacita kapaliny v J · kmol -1 · K -1 a teplota v Kelvinech, od 200 do 400 K. Vypočtené hodnoty: 85,923 J · mol -1 · K -1 při 25 ° C T (K) T (° C) C str (JkmÓl×K.){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ krát K}})} C str (JkG×K.){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ krát K}})} 200 -73,15 54 240 868 213 -60,15 58 436 935 220 -53,15 60 696 971 226 -47,15 62 633 1002 233 -40,15 64 892 1038 240 -33,15 67 152 1074 246 -27,15 69 089 1 105 253 -20,15 71 348 1142 260 -13,15 73 608 1178 266 -7,15 75 545 1209 273 -0,15 77 804 1245 280 6,85 80 064 1281 286 12,85 82 001 1312 293 19,85 84 260 1348 300 26,85 86 520 1384 T (K) T (° C) C str (JkmÓl×K.){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ krát K}})} C str (JkG×K.){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ krát K}})} 306 32,85 88 457 1415 313 39,85 90 716 1451 320 46,85 92 976 1488 326 52,85 94 913 1519 333 59,85 97 172 1555 340 66,85 99,432 1591 346 72,85 101 369 1622 353 79,85 103 628 1658 360 86,85 105 888 1694 366 92,85 107 825 1725 373 99,85 110 084 1761 380 106,85 112 344 1798 386 112,85 114 281 1829 393 119,85 116 540 1865 400 126,85 118 800 1901 rovnice: VSP=(17193)+(1,4564E-1)×T+(-6,4281E-5)×T2+(-3,2385E-9)×T3+(6,7882E-12)×T4{\ displaystyle C_ {P} = (17,193) + (1,4564E-1) \ krát T + (- 6,4281E-5) \ krát T ^ {2} + (- 3,2385E-9) \ krát T ^ {3 } + (6,7882E-12) \ krát T ^ {4}} Tepelná kapacita plynu v J · mol -1 · K -1 a teplota v Kelvinech, od 200 do 1 500 K. Vypočtené hodnoty: 54,869 J · mol -1 · K -1 při 25 ° C T (K) T (° C) C str (JkmÓl×K.){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ krát K}})} C str (JkG×K.){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ krát K}})} 200 -73,15 43 735 700 286 12,85 53,558 857 330 56,85 58 218 932 373 99,85 62 537 1,001 416 142,85 66 625 1066 460 186,85 70 574 1129 503 229,85 74,209 1187 546 272,85 77 625 1242 590 316,85 80 902 1294 633 359,85 83 895 1342 676 402,85 86 688 1387 720 446,85 89 346 1430 763 489,85 91 756 1468 806 532,85 93 989 1504 850 576,85 96 099 1538 T (K) T (° C) C str (JkmÓl×K.){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ krát K}})} C str (JkG×K.){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ krát K}})} 893 619,85 97 999 1568 936 662,85 99 750 1596 980 706,85 101 398 1622 1023 749,85 102 878 1646 1066 792,85 104 242 1668 1110 836,85 105 529 1689 1,153 879,85 106 693 1707 1196 922,85 107 779 1725 1240 966,85 108 822 1741 1283 1,009,85 109 791 1757 1326 1 052,85 110 723 1772 1370 1096,85 111 657 1787 1413 1,139,85 112 564 1801 1456 1182,85 113 484 1816 1 500 1 226,85 114 456 1831
Elektronické vlastnosti
1 re ionizační energie	9,99  ± 0,02  eV (plyn)
Opatření
SGH
Nebezpečí H220, H350, H220  : Extrémně hořlavý plyn H350  : Může způsobit rakovinu (uveďte cestu expozice, je-li přesvědčivě prokázáno, že žádná jiná cesta expozice nezpůsobuje stejné nebezpečí)
WHMIS
A, B1, D2A, D2B, F, A  : Absolutní tlak stlačeného plynu při 21,1  ° C > 337,3  kPa B1  : Dolní mez hořlavosti hořlavého plynu = 3,6% D2A  : Vysoce toxický materiál mající jiné toxické účinky Karcinogenita: IARC skupina 1, ACGIH A1; chronická toxicita: vinylchloridová nemoc D2B  : Toxický materiál způsobující další toxické účinky Mutagenita u zvířat F  : Nebezpečně reaktivní materiál vystavený prudké polymerační reakci 0,1% zveřejnění podle seznamu zveřejněných složek
NFPA 704
4 2 2
Doprava
239    1086    Kemlerův kód: 239  : hořlavý plyn, který může spontánně vyvolat prudkou reakci UN číslo  : 1086  : STABILIZOVANÝ VINYLCHLORID Třída: 2.1 Štítek: 2.1  : Hořlavé plyny (odpovídá skupinám označeným velkým F);
Klasifikace IARC
Skupina 1: Karcinogenní pro člověka
Inhalace	Může způsobit zmatek, bezvědomí a poškození dýchacích cest. Může mít dlouhodobé účinky, například astma.
Kůže	Kontakt s chlazenou kapalinou může způsobit omrzliny a podráždění.
Oči	Možné dráždivé.
Požití	Může způsobit nevolnost, zvracení, silnou bolest břicha.
Ekotoxikologie
LogP	0,6
Prahová hodnota zápachu	nízká: 10  ppm vysoká: 20  ppm
Jednotky SI a STP, pokud není uvedeno jinak.

Vinylchloridu , známé také pod názvem chloroethene podle názvosloví IUPAC, je důležitá průmyslová chemická sloučenina používá hlavně k výrobě polymeru , je polyvinylchlorid (PVC). Při pokojové teplotě vypadá jako bezbarvý jedovatý plyn se sladkou vůní.

Dějiny

Vinylchlorid poprvé vyrobil v roce 1835 Justus von Liebig a jeho asistent Henri Victor Regnault . Jsou to získány zpracováním 1,2-dichlorethan s roztokem hydroxidu draselného v ethanolu .

V roce 1912 Fritz Klatte, německý chemik pracující pro společnost Griesheim-Elektron, patentoval proces výroby vinylchloridu z acetylenu a kyseliny chlorovodíkové za použití chloridu rtuťnatého jako katalyzátoru. Tato metoda byla široce používána ve 30. a 40. letech 20. století. Od té doby byla nahrazena ekonomičtějšími metodami.

Výroba

Vinyl se vyrábí průmyslově z ethylenu a chloru . V přítomnosti chloridu železnatého působícího jako katalyzátor produkují tyto složky dichlorethan podle chemické rovnice  :

Tato reakce probíhá ve vroucí ethylenchloridové lázni. Při teplotě 500  ° C pod tlakem 30  atmosfér ( 3  MPa ) se ethylenchlorid rozkládá za vzniku vinylchloridu a kyseliny chlorovodíkové:

V průmyslové praxi se kyselina chlorovodíková vyrobená v tomto kroku smísí s kyslíkem a nechá se reagovat s dalším ethylenem přes chlorid měďnatý působící jako katalyzátor, čímž se reakcí získá více ethylenchloridu:

Kyseliny chlorovodíkové spotřebované v prvním stupni přesně vyvažují množství vyrobené ve druhém stupni a výsledný stabilní proces nevede ke ztrátě kyseliny chlorovodíkové a nevyžaduje další vstup produktu během reakce. Kvůli ekonomickým výhodám tohoto procesu se většina vinylchloridu vyráběného od konce 50. let vyrábí touto technikou.

Použití

Zdaleka nejdůležitějším použitím vinylchloridu je jeho polymerace na výrobu PVC . Rizikovou operací je stripování autoklávů po polymeraci.

Velké množství se spotřebuje na výrobu dalších chlorovaných uhlovodíků, včetně ethyliden , 1,1,1-trichlorethan , trichlorethylen , tetrachlorethylen a vinylidenchlorid .

Toxicita vinylchloridu omezuje jeho použití ve spotřebním zboží, ačkoli historicky (do roku 1974) sloužil jako hnací plyn pro aerosoly. Karcinogenní riziko je již dlouho stanoveno a možná právní odpovědnost průmyslových podniků je srovnatelná s odpovědností, kterou znají pro azbest (podílející se na vzniku mezoteliomu ).

Hromadění výparů vinylchloridu v kadeřnických salonech do značné míry překračuje pokyny omezující expozici a jeho vysoké mutagenní riziko způsobilo, že je zodpovědný za pravděpodobný nárůst výskytu rakoviny z povolání v nejnáročnějších profesích.

Krátce byl použit jako anestetický plyn a jako chladivo ve stejném rozsahu jako ethylchlorid . Jeho toxicita vedla k upuštění od této praxe. Při tomto použití je ve skutečnosti jediným zástupcem třídy B3 (vysoce toxický, vysoce hořlavý).

Používá se také při výrobě cigaretových filtrů.

Zdravé efekty

Nebezpečný plyn v monomerní formě z důvodu prokázaného karcinogenního rizika u lidí:

• karcinogenní: angiosarkom jater;
• bolestivé cévní křeče končetin: Raynaudův syndrom  ;
• poškození kostí: osteolýza falangů nehtů (výskyt pseudo zlomenin na rentgenovém záření prstů).

Profesor Belpomme (odpovědný za plán proti rakovině pod vedením Jacquesa Chiraca ) ve své knize „Tyto nemoci vytvořené člověkem“ dále uvádí, že vinylchlorid je vždy jednou polymerizován, ať už je polymerován v PVC nebo kopolymerizován, to znamená polymerizován s jiným monomerem. V roce 1970 byla přijata drastická opatření, zejména z iniciativy doktora Josepha Rétyho: limit je nyní 5  ppm ve vzduchu v dílnách během polymerace PVC a 1  ppm v materiálech a předmětech z PVC při styku s potravinami.

Poznámky a odkazy

1. VINYLCHLORID , bezpečnostní listy Mezinárodního programu chemické bezpečnosti , konzultovány 9. května 2009
2. vypočtená molekulová hmotnost od „  atomové hmotnosti prvků 2007  “ na www.chem.qmul.ac.uk .
3. (en) Robert H. Perry a Donald W. Green , Perry's Chemical Engineers 'Handbook , USA, McGraw-Hill,1997, 7 th  ed. , 2400  s. ( ISBN  0-07-049841-5 ) , str.  2-50
4. „  Vlastnosti různých plynů  “ na adrese flexwareinc.com (přístup 12. dubna 2010 )
5. (in) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams , sv.  1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996( ISBN  0-88415-857-8 )
6. (in) David R. Lide, Příručka chemie a fyziky , Boca Raton, CRC,2008, 89 th  ed. , 2736  str. ( ISBN  978-1-4200-6679-1 ) , str.  10-205
7. „Chlorethylen“ na ESIS , přístup k 15. únoru 2009
8. Pracovní skupina IARC pro hodnocení karcinogenních rizik pro člověka , „  Hodnocení Globales de la Carcinogenicité pour l'Homme, skupina 1: Carcinogens pour les homme  “ , na monografiích .iarc.fr, IARC,16. ledna 2009(zpřístupněno 22. srpna 2009 )
9. Indexové číslo 602-023-00-7 v tabulce 3.1 přílohy VI nařízení ES č. 1272/2008 (16. prosince 2008)
10. „  Vinylchlorid  “ v databázi chemických produktů Reptox z CSST (Quebecská organizace odpovědná za bezpečnost a ochranu zdraví při práci), přístup 23. dubna 2009
11. „  Vinylchlorid  “ na adrese hazmap.nlm.nih.gov (přístup k 14. listopadu 2009 )

Podívejte se také

externí odkazy

• (en) Informace o kontroverzi pohonných hmot pro aerosoly
• (en) Mezinárodní bezpečnostní list
• (fr) Toxikologický list INRS
• (fr) list INERIS
• Nebezpečná chemická databáze