Tetrachlorethen

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Strukturformel
Strukturformel Tetrachlorethen
Allgemeines
Name Tetrachlorethen
Andere Namen
  • Tetrachlorethylen
  • Per
  • Ethylentetrachlorid
  • Perchlorethylen
  • Perchlorethen (PCE)
Summenformel C2Cl4
CAS-Nummer 127-18-4
PubChem 31373
Kurzbeschreibung

farblose, chlorartig riechende Flüssigkeit[1]

Eigenschaften
Molare Masse 165,83 g·mol−1
Aggregatzustand

flüssig

Dichte

1,62 g·cm−3 (20 °C)[2]

Schmelzpunkt

−22 °C[2]

Siedepunkt

121 °C[2]

Dampfdruck

19 hPa (20 °C)[2]

Löslichkeit
  • sehr schlecht in Wasser: 160 mg·l−1[2]
  • mischbar mit den meisten org. Lösungsmitteln[1]
Brechungsindex

1,5059[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [3]
08 – Gesundheitsgefährdend 09 – Umweltgefährlich

Achtung

H- und P-Sätze H: 351​‐​411
P: 273​‐​281 [2]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4] aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [3]
Gesundheitsschädlich Umweltgefährlich
Gesundheits-
schädlich
Umwelt-
gefährlich
(Xn) (N)
R- und S-Sätze R: 40​‐​51/53
S: (2)​‐​23​‐​36/37​‐​61
MAK

nicht vergeben da Verdacht auf karzinogene Wirkung[1]

Toxikologische Daten

2630 mg·kg−1 (LD50Ratteoral)[2]

Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0

−50,6 kJ/mol[5]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Tetrachlorethen (Trivialname: Perchlorethylen, Perchlor, PER, PCE) ist eine farblose, nicht brennbare flüchtige Flüssigkeit, deren Dämpfe viel schwerer als Luft sind. Es lässt sich formal vom Ethen ableiten, bei dem alle vier Wasserstoffatome durch Chloratome ersetzt wurden, daher gehört es zu den leichtflüchtigen Chlorkohlenwasserstoffen. Tetrachlorethen löst Polyolefine und chemisch verwandte Kunststoffe an und macht sie weich und undurchsichtig.

Aufgrund seiner weiten Verbreitung in Industrie und Gewerbe (besonders in der Chemischen Reinigung) und einer hohen Umweltmobilität gehört Tetrachlorethen zu den Hauptkontaminanten des Grundwassers.[6]

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]

Michael Faraday synthetisierte Tetrachlorethen zuerst 1821 durch thermische Zersetzung von Hexachlorethan.

\mathrm{C_2Cl_6 \ \longrightarrow C_2Cl_4 \ + \ Cl_2}

Heute wird Tetrachlorethen meist durch Hochtemperatur-Chlorolyse von leichten Kohlenwasserstoffen produziert, wobei die Methode der von Faraday verwandten ähnelt.[7] Nebenprodukte der Reaktion sind Tetrachlormethan, Chlorwasserstoff und Hexachlorbutadien.

Einige weitere Verfahren wurden entwickelt. So die Reaktion von 1,2-Dichlorethan bei 400 °C mit Chlor:

\mathrm{ClCH_2CH_2Cl + 3 \ Cl_2   \rightarrow    Cl_2C \mathord= CCl_2 + 4 \ HCl}

Die Reaktion wird mit einem Gemisch von Kaliumchlorid und Aluminiumchlorid als Katalysator durchgeführt. Das als Nebenprodukt entstehende Trichlorethen wird durch Destillation abgetrennt.

Verwendung[Bearbeiten]

Tetrachlorethylen wird großtechnisch hergestellt. Im Bild ein Tankcontainer mit Tetrachlorethylen auf einem Güterwagen.

Tetrachlorethen ist ein Lösungsmittel, das in der Textil-, Film-, optischen und in der Metallindustrie Anwendung findet. Wegen seines hohen Fettlösevermögens wird es dort als Entfettungsmittel verwendet. In der optischen Fertigung werden Linsen und Prismen vor der Verbindung zu optischen Elementen durch Verkittung oder Ansprengen mit Tetrachlorethen gereinigt (auch manuell). Die heute gebräuchlichen Anlagen haben mehrere Fluttanks sowie die Möglichkeit der Dampfentfettung (Kondensation von Lösemitteldampf auf den zu reinigenden Teilen), so dass eine praktisch fettfreie Oberfläche erhalten wird. Das Lösemittel wird anlagenintern durch Destillation aufgearbeitet. Da chlorierte Kohlenwasserstoffe bei Säureeintrag zur autokatalytischen Zersetzung (Bildung von HCl) neigen, wird Tetrachlorethylen für die Metallreinigung mit speziellen Stabilisatoren (Amine, Epoxide) angeboten.

Ein weiteres bedeutendes Anwendungsgebiet ist die chemische Reinigung. Daher rührt auch das „P“ („Perchlorethylen“) auf dem Pflegesymbol der Textiletiketten.

Eine ungewöhnliche Verwendung fand Tetrachlorethen in den 1960er Jahren in dem Homestake-Experiment, einem Pionierexperiment der Elementarteilchenphysik. Hier wurden 615 t des Stoffes in einer Goldmine eingelagert, um mit Hilfe einer Kernreaktion das lange postulierte, aber sehr schwer nachzuweisende Neutrino zu finden.[8]

In der Tierkörperverwertung[9] und Dampfentfettung findet Tetrachlorethen heute keine Verwendung mehr.[10]

Sicherheitshinweise[Bearbeiten]

Tetrachlorethen ist als krebserzeugender Gefahrstoff der Kategorie drei eingestuft. Die chronische Aufnahme führt zu Leber- und Nierenschäden. Es steht in Verdacht, reproduktionstoxisch und karzinogen zu sein.

Tetrachlorethen zersetzt sich durch Licht, Feuchtigkeit und Hitze (Zersetzungstemperatur: ab 150 °C). Dabei setzt es u. a. eine Reihe gefährlicher Zersetzungsprodukte frei, wie z. B. Chlorwasserstoff, Phosgen, Chlor, polychlorierte Dibenzodioxine (PCDD) oder polychlorierte Dibenzofurane (PCDF).

Tetrachlorethen reagiert mit einer Reihe von anderen Chemikalien (vor allem mit Metallen und Metallverbindungen) teils sehr heftig, dabei kann es zur starken Hitzeentwicklung bis hin zur Explosion kommen. Auch dabei können gefährliche Produkte und Dämpfe entstehen oder freigesetzt werden.

Tetrachlorethen als Gefahrstoff[Bearbeiten]

Bei der Verwendung von Tetrachlorethen sind Arbeitsplatzbelastungen in der Metallindustrie und in Chemischen Reinigungen möglich. Belastungen der Anwohner in der Nähe von Betrieben, die mit Tetrachlorethen arbeiten, für die ein Grenzwert von 0,1 mg pro Kubikmeter Raumluft gilt[11] und die Anreicherung von Tetrachlorethen im Grundwasser sind die häufigsten Umweltbelastungen. Das Referenzverfahren, um Belastungen in der Umgebung von Tetrachlorethenemittenten zu ermitteln, sind Raumluftanalysen mit Hilfe sogenannter Passivsammler, die nach dem Diffusionsprinzip arbeiten[12]. Wobei die durchschnittliche Tetrachlorethenbelastung in ländlichen Regionen weniger als 1 µg pro Kubikmeter Luft und in Ballungsgebieten zwischen 2 und 5 µg pro Kubikmeter Luft beträgt, was der Größenordnung nach 1/100 des Grenzwertes entspricht.[13]

Stand der Technik ist seit geraumer Zeit die Verwendung in geschlossenen Anlagen, deren Luft- Emissionen durch verschiedene Maßnahmen wie Vakuum und Aktivkohlefilter in der Abluft minimiert werden. Jedoch ist der Betrieb solcher Anlagen in Altbauten mit Balkendecken nach wie vor kritisch[14]. Chemische Textilreinigungen werden teils aus diesen Gründen auf nichthalogenierte Kohlenwasserstofflösemittel umgestellt (d.h. Kohlenwasserstoffe, bei denen kein Wasserstoffatom durch eines der Halogene Fluor, Chlor oder Brom ersetzt ist).

Bodenkontamination durch Tetrachlorethen werden im Altlastenkataster erfasst.

Für Trinkwasser ist laut Trinkwasserverordnung ein Grenzwert von 10 µg pro Liter für die Summe von Trichlorethen und Tetrachlorethen festgelegt.[15]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d Tetrachlorethen. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 26. März 2014.
  2. a b c d e f g Eintrag zu Tetrachlorethen in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 13.12.2007 (JavaScript erforderlich)
  3. a b Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 127-18-4 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich).
  4. Seit dem 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  5. David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances, S. 5-21.
  6. Silke Granzow: Isolierung und Charakterisierung eines neuen Tetrachlorethen dechlorierenden strikt anaeroben Bakteriums. Herbert Utz Verlag, 1998, ISBN 978-3896753885.
  7. M. Rossberg et al. “Chlorinated Hydrocarbons” in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry 2006, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a06_233.pub2
  8. Sterne und Weltraum, Februar 2010; Astrophysik mit Neutrinos
  9. inFranken.de: Noch immer chemischer Fettlöser im Grundwasser (Umweltschadensfall ausgelöst durch eine mit PER betriebene Tierkörperverwertungsanstalt)
  10. Reinhard Matissek,Gabriele Steiner,Markus Fischer; Lebensmittelanalytik, S.334; ISBN 978-3540922049
  11. Bundesrecht.juris.de: § 15 Allgemeine Anforderungen, Zweite Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes.
  12. innenraumanalytik.at: Merkblatt – Tetrachlorethen (PDF; 15 kB)
  13. umweltlexikon-aktuell.de: „Tetrachlorethen“
  14. Luftreinhaltung bei Chemischen Reinigungen. Umweltportal auf Berlin.de, abgerufen am 9. Dezember 2010.
  15. Bundesrecht.juris.de: Anlage 2 (zu § 6 Abs. 2) der Trinkwasserverordnung (TrinkwV 2001), abgerufen am 15. Dezember 2010.

Weblinks[Bearbeiten]