Dichlormethan

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) 
08 – Gesundheitsgefährdend 07 – Achtung
Achtung
H- und P-Sätze H:
  • Verursacht Hautreizungen.
  • Verursacht schwere Augenreizung.
  • Kann die Atemwege reizen.
  • Kann Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen.
  • Kann vermutlich Krebs erzeugen (Expositionsweg angeben, sofern schlüssig belegt ist, dass diese Gefahr bei keinem anderen Expositionsweg besteht).
  • Kann die Organe schädigen (alle betroffenen Organe nennen, sofern bekannt) bei längerer oder wiederholter Exposition (Expositionsweg angeben, wenn schlüssig belegt ist, dass diese Gefahr bei keinem anderen Expositionsweg besteht).
P:
  • Einatmen von Staub / Rauch / Gas / Nebel / Dampf / Aerosol vermeiden.
  • Bei Kontakt mit den Augen: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen.
EU-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) 
Gesundheitsschädlich
Gesundheits-
schädlich
(Xn)
R- und S-Sätze R: Verdacht auf krebserzeugende Wirkung.
S:
  • Gas/Rauch/Dampf/Aerosol nicht einatmen. (geeignete Bezeichnungen vom Hersteller anzugeben)
  • Berührung mit den Augen und der Haut vermeiden.
  • Bei der Arbeit geeignete Schutzhandschuhe und Schutzkleidung tragen.
Treibhauspotential 8,7 (bezogen auf 100 Jahre)

Dichlormethan (auch Methylenchlorid, DCM) ist eine organische chemische Verbindung aus der Gruppe der Chlorkohlenwasserstoffe mit der Summenformel CH2Cl2. Im Vergleich zur Stammverbindung Methan sind also zwei Wasserstoff- durch Chloratome substituiert.

Strukturformel
Strukturformel des Dichlormethans
Allgemeines
Name Dichlormethan
Andere Namen
  • Methylenchlorid
  • Methylendichlorid
  • R-30
  • DCM
Summenformel CH2Cl2
CAS-Nummer 75-09-2
PubChem 6344
Kurzbeschreibung farblose Flüssigkeit mit süßlichem Geruch
Eigenschaften
Molare Masse 84,93 g/mol
Aggregatzustand flüssig
Dichte 1,33 g/cm3 (20 °C)
Schmelzpunkt −96,7 °C
Siedepunkt 39,7 °C
Dampfdruck 470 hPa (20 °C)
Löslichkeit schlecht in Wasser (20 g/l bei 20 °C
Brechungsindex 1,4242 bei 20 °C
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0 −124,2 kJ/mol

Darstellung und Gewinnung

Großtechnisch wird Dichlormethan in einer radikalischen Substitution durch direkte Reaktion von Methan und Chlor oder Chlormethan bei einer Temperatur von 400–500 °C hergestellt. Bei dieser Temperatur findet eine schrittweise radikalische Substitution bis hin zu Tetrachlormethan statt:

\mathrm{CH_4 + Cl_2 \longrightarrow CH_3Cl + HCl}
\mathrm{CH_3Cl + Cl_2 \longrightarrow CH_2Cl_2 + HCl}
\mathrm{CH_2Cl_2 + Cl_2 \longrightarrow CHCl_3 + HCl}
\mathrm{CHCl_3 + Cl_2 \longrightarrow CCl_4 + HCl}
Methan reagiert mit Chlor unter Bildung von Chlorwasserstoff zu Chlormethan, weiter zu Dichlormethan, Trichlormethan und schließlich Tetrachlormethan.

Das Ergebnis des Prozesses ist eine Mischung der vier Chlormethane, welche durch Destillation getrennt werden können.

Dichlormethan kann durch Rückflusskochen über Phosphorpentoxid (oder Phosphorpentoxid-haltigen Trocknungsmitteln) und anschließende Destillation getrocknet werden. Die Aufbewahrung von getrocknetem Dichlormethan erfolgt über Molekularsieb 3 Å = 0,3 nm.

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Dichlormethan ist eine farblose, nur schwer brennbare Flüssigkeit mit einem Schmelzpunkt von −96,7 °C. Der Siedepunkt bei Normaldruck liegt bei 39,8 °C. Die Verdampfungsenthalpie beträgt 28,82 kJ/mol. Es riecht süßlich, ähnlich dem Chloroform. Dichlormethan ist schlecht in Wasser löslich, jedoch nimmt die Löslichkeit in Wasser mit steigender Temperatur zu.

Löslichkeiten zwischen Dichlormethan und Wasser
Temperatur °C 0 9,2 17,3 26,8 35,7
Dichlormethan in Wasser in Ma-% 2,03 1,92 1,80 1,72 1,77
Wasser in Dichlormethan in Ma-% 0,082 0,106 0,135 0,186 0,218

Sicherheitstechnische Kenngrößen

Dichlormethan kann entzündliche Dampf-Luft-Gemische bilden. Der Explosionsbereich liegt zwischen 13 Vol.‑% (450 g/m3) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 22 Vol.‑% (780 g/m3) als obere Explosionsgrenze (OEG). Die Verbindung lässt sich allerdings nur sehr schwer entzünden. Das zeigt sich in der sehr hohen Mindestzündenergie von 9300 mJ. Es konnte deshalb auch kein Flammpunkt gemessen werden. Die Zündtemperatur beträgt 605 °C. Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T1. Die elektrische Leitfähigkeit ist mit 4,3·10−9 S·m−1 eher gering.

Verwendung

Dichlormethan dient als Abbeizmittel für Lacke, Entfettungsmittel und Extraktionsmittel für Koffein sowie als Lösungsmittel für Harze, Fette, Kunststoffe und Bitumen. Außerdem wird es als Kältemittel in Kühlaggregaten eingesetzt.

Beim Herstellen von Polyurethanschäumen hat es lange Zeit das ungiftige, aber ozonabbauende Kältemittel 1,2-Dichlor-1-fluorethan (R-141) ersetzt. Aufgrund des Substitutionsgebotes werden heutzutage in Europa die meisten Polyurethanhartschäume mit Wasser oder Pentan/Cyclopentan aufgeschäumt.

In der laborchemischen Synthese ist Dichlormethan eines der gängigsten Lösungsmittel bei Reaktionen und Extraktionen und wird oft als Ersatz für das teurere und bereits an Luft und Licht zu Phosgenbildung neigende Chloroform genommen.

Im Modellbau (z. B. Architektur) wird es aufgrund seiner Fähigkeit, Acrylglas transparent und schnell zu verbinden ohne die Finger zu verkleben, häufig als Klebstoff eingesetzt. Aber auch für Polystyrol kommt es im Modellbau zur Anwendung.

In der Industrie wird Dichlormethan ebenfalls häufig dazu verwendet, Kunststoffe zu kleben. Dazu gehören eine Vielzahl thermoplastischer Kunststoffe. Hierbei wird der Kunststoff angelöst und nahtlos "verschweißt". Folgende Kunststoffe eignen sich zum Kleben mit Dichlormethan: Polystyrol, Acrylglas, Polycarbonat, Polyethylenterephthalat und Acrylnitril-Butadien-Styrol. Dagegen lassen sich Polypropylen und Polyethylen nicht kleben, weil diese nicht löslich sind.

Sicherheitshinweise

Bei Aufnahme von flüssigem Dichlormethan - auch über die Haut - treten Vergiftungserscheinungen wie Kopfschmerzen, Schwindel, Appetitlosigkeit, bis hin zu narkoseähnlichen Zuständen auf. Die Dämpfe sind schwerer als Luft. Bei der Verbrennung von Dichlormethan kann das gasförmige, hochgiftige Phosgen entstehen. Für Dichlormethan besteht der Verdacht auf krebserzeugende Wirkung. In Wasser gelöst schädigt es Kleinorganismen wie Daphnien.

Beim Umgang mit Dichlormethan sollte Schutzkleidung einschließlich Handschuhen getragen werden. Latex- oder Nitrilhandschuhe sind nicht ausreichend. Stattdessen sollten Handschuhe aus Viton oder PVA verwendet werden. Butylhandschuhe sollten jedoch nur als Spritzschutz eingesetzt werden, da die Durchbruchzeit bei 8 Minuten liegt. Die Lagerung dieser Verbindung sollte in einem Temperaturbereich zwischen +15 bis +25 °C erfolgen. Dichlormethan darf keinesfalls mit metallischem Natrium oder anderen Alkalimetallen in Kontakt kommen, weil dies zu Explosionen führen kann.

Rechtliche Situation

Die Verwendung von Dichlormethan in Abbeizmitteln wurde durch den Beschluss 455/2009/EG des Europäischen Parlamentes am 6. Mai 2009 für Privatpersonen sowie die gewerbliche Verwendung verboten. Ausgenommen hiervon bleibt die Industrie. Vorausgehend war diesem Schritt die Richtlinie 76/769/EWG, welche durch den Neubeschluss ersetzt, und in Anhang XVII der REACH-Verordnung übernommen wurde. Voraussetzung dieser Richtlinie war in Deutschland die Verabschiedung der TRGS 612 „Ersatzstoffe, Ersatzverfahren und Verwendungsbeschränkungen für dichlormethanhaltige Abbeizmittel“.

Aussagen des Beschlusses 455/2009/EG

Die Neuregelung als EU-Recht, welche in allen europäischen Staaten Anwendung findet, sieht folgende Restriktionen vor:

Hiervon ausgenommen sind Gewerbe, welche durch eine Sondergenehmigung weiterhin dichlormethanhaltige Abbeizer einsetzen dürfen. Hierfür sieht der Beschluss vor, dass die einzelnen Mitgliedsstaaten Sonderregelungen treffen dürfen.

Ferner müssen seit dem 6. Dezember 2012 alle dichlormethanhaltigen Abbeizer explizit für die rein industrielle Verwendung gekennzeichnet sein.

Gründe für diesen Beschluss

Mit dem Beschluss zum Verbot dichlormethanhaltiger Abbeizer durch die Europäische Union ist ein großer Schritt in Richtung zu mehr Arbeitssicherheit gemacht worden. Die Gründe hierfür sind vielfältiger Natur:

Kritik an der neuen Gesetzgebung

Bei der Verwendung von Dichlormethan-freien Abbeizern muss der Arbeitsablauf angepasst werden, da diese langsamer wirken. Sie sind aber problematisch auf 2K-Lacken und teilweise auf Kunstharzlacken. Bei den Alternativen muss auf die Art des Lackes geachtet werden, da diese nicht universell wirksam sind. Außerdem enthalten diese zum Teil andere bedenkliche Lösungsmittel wie N-Methyl-2-pyrrolidon.

Verwendung für die Entkoffeinierung

Oft wird aus Kostengründen Dichlormethan als Extraktionsmittel bei Kaffee verwendet. Dies ist laut geltendem Gesetz in Deutschland erlaubt, jedoch dürfen die Rückstände nach der Technische Hilfsstoffe-Verordnung (THV) nicht mehr als 2 mg/kg Kaffee betragen. Die zulässige Grenze im Trinkwasser und bei der Verwendung in Aromastoffen in Lebensmitteln beträgt laut THV 0,2 mg/kg.

Umweltschutz

Dichlormethan ist ein CKW und daher in vielen EU-Mitgliedstaaten für bestimmte Anwendungen komplett verboten und in Deutschland stark eingeschränkt (etwa bei der Verwendung in Textilwaschmitteln und in Reinigungsmitteln). Dies wird unter anderem in der Reach-Verordnung von 2010 geregelt. Umweltaspekte von Dichlormethan und CKWs werden in der Vierten Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (4. BImSchV) geregelt.

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Datum der letzten Änderung: Jena, den: 03.11. 2021