Svojstva dihlorometana
Dihlorometan (CH2Cl2, CAS 75-09-2), obično skraćeno DCM, a naziva se i metilen hlorid, je bezbojna, isparljiva tečnost sa slatkim mirisom nalik na hloroform. Gušće je od vode, sa gustinom od oko 1,33 g/cm³, i ima tačku ključanja od približno 40 stepeni. DCM je član porodice hlorisanih rastvarača i jedan je od najmanje toksičnih hlorisanih metana, iako se i dalje primenjuju granice profesionalne izloženosti.
Kada se DCM i voda promućkaju i ostave da se slegnu, formiraju se dva različita sloja: organski DCM sloj na dnu i vodeni sloj na vrhu. Samo mala količina DCM se otapa u vodi, a isto tako mala količina vode otapa se u DCM.
Polaritet i dielektrična konstanta
Ključ za razumijevanje ovog ponašanja leži u molekularnom polarnosti. Voda je jako polarni rastvarač sa visokom dielektričnom konstantom od oko 80 na 20 stepeni. DCM ima dielektričnu konstantu od oko 9,1, što ga stavlja u srednji opseg: polarniji je od heksana, ali daleko manje polarni od vode.
U hemiji, praktično pravilo sličnog otapa slična stanja da otapala sličnog polariteta imaju tendenciju da se miješaju, dok otapala s vrlo različitim polaritetima teže razdvajanju. Veliki jaz između dielektrične konstante vode i DCM-a znači da molekuli vode međusobno mnogo jače komuniciraju, putem vodikovih veza, nego sa molekulama DCM-a. Ova energetska preferencija razdvaja dvije tečnosti u odvojene faze.
Molekularna struktura i dipolni efekti
Iako je svaka veza ugljika-klora u DCM-u polarna, molekul kao cjelina ima samo skroman neto dipolni moment. Tetraedarska geometrija molekula CH2Cl2 djelimično poništava pojedinačne dipole veze, ostavljajući molekul koji se ponaša samo kao slabo polaran u svojim interakcijama s drugim vrstama.
Što je još važnije, DCM ne može formirati jake vodonične veze s vodom. Atomi vodika u DCM-u su vezani za ugljik, a ne za kisik ili dušik, tako da ne mogu donirati vodikove veze jačine koju voda formira između vlastitih molekula. Atomi hlora mogu djelovati samo kao slabi akceptori vodonične-veze. Kao rezultat toga, energija dobijena miješanjem DCM-a sa vodom je mala, a entropijska kazna prekida vodene vodonične -mreže nije nadoknađena.
Kvantitativna rastvorljivost
Na 20 stepeni, rastvorljivost DCM u vodi je otprilike 1,3 g na 100 mL, a rastvorljivost vode u DCM je slično niska. Ove brojke su dovoljno male da se, za većinu praktičnih razloga, DCM i voda smatraju nemešljivim i razdvojeni su dekantacijom ili lijevkom za odvajanje. Mali stepen međusobne rastvorljivosti ponekad izaziva zabrinutost u radu ekstrakcije, gde vodeni sloj može zadržati tragove DCM-a koji se moraju ukloniti u nizvodnim koracima.
Praktične posljedice u industriji i laboratoriji
Tekuća{0}}tečna ekstrakcija: DCM je klasičan rastvarač za ekstrakciju organskih jedinjenja iz vodenih rastvora jer formira čist, gust organski sloj.
Odmašćivanje i čišćenje: loša mogućnost miješanja s vodom omogućava čistačima na bazi DCM-a da uklone ulja i masti, nakon čega se vodena faza može odvojiti i tretirati.
Regeneracija rastvarača: razlika u gustini i čisto razdvajanje faza čine oporavak DCM-a iz procesne vode relativno jednostavnim taloženjem i destilacijom.
Kontrola životne sredine: budući da je DCM isparljivo organsko jedinjenje sa problemom postojanosti, tokovi otpada koji sadrže DCM moraju se rukovati u skladu sa propisima o zaštiti životne sredine.
Često postavljana pitanja
Zašto se DCM ne miješa sa vodom?
DCM i voda imaju veoma različite polaritete i sposobnost vezanja vodonika{0}}. Voda formira jaku mrežu vodoničnih-veza koja isključuje slabo polarne DCM molekule, tako da se dvije tečnosti razdvajaju u različite slojeve.
Da li je dihlorometan isto što i metilen hlorid?
Da. Diklorometan i metilen hlorid su dva imena za isto jedinjenje, CH2Cl2, CAS 75-09-2, skraćeno DCM.
Je li DCM polarni ili ne-polarni?
DCM je slabo polarni rastvarač sa dielektričnom konstantom od oko 9,1. Polarnija je od ugljikovodika kao što je heksan, ali mnogo manje polarna od vode.
Zašto se DCM koristi u ekstrakciji?
DCM se koristi u ekstrakciji jer otapa širok spektar organskih spojeva, ne miješa se s vodom, ima prikladnu gustinu i brzo isparava na niskoj temperaturi.
Da li je DCM teži od vode?
Da. DCM ima gustinu od oko 1,33 g/cm³, tako da organski sloj tone ispod vodenog sloja kada se ova dva pomešaju.
Da li je DCM opasan za rukovanje?
DCM zahtijeva njegu: to je isparljiv rastvarač s ograničenjem profesionalne izloženosti, može iritirati kožu i oči, te ga treba koristiti uz ventilaciju i odgovarajuću ličnu zaštitnu opremu.
